マクロ細孔質セメント硬化体による組立体
シールによって互いに接続されたブロックを備えるセラミック組立体であって、場合によってはそのセラミック体の側面が周囲被覆材で被覆され、そのシールおよび／またはその周囲被覆材が、乾燥鉱物質を基準とした質量百分率で１０％未満の無機繊維を含むセメント硬化体を含み、前記シールにより組み立てられたブロックの向き合う面の少なくとも１面に垂直な断面上に、以後「マクロ細孔」と称される２００μｍから４０ｍｍの範囲の等価直径を有する気孔を、前記断面において前記マクロ細孔により占有される全表面が実測される全表面の１５％を超えかつ８０％未満であるような量で有する組立体。自動車排気ガスの濾過への適用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、自動車車両からの排気ガスを濾過するためのセラミック組立体（ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ ｂｏｄｙ）であって、ブロック間にシールをはさみ込むことによって一緒に結合された複数のブロックを備える組立体を提供する。
【背景技術】
【０００２】
大気中に排出される前に、自動車車両からの排気ガスは、図１および２に示されるものなどの、従来技術から知られている粒子フィルターによって浄化することができる。（種々の図において、同様なまたは類似の手段を示すため、同一の参照番号を使用した。）
【０００３】
粒子フィルター１は、図１において図２の断面Ｂ〜Ｂに沿った断面が示され、図２において図１の断面Ａ〜Ａに沿った長手部分が示される。
【０００４】
粒子フィルター１は、従来、長さＬを有し、金属缶５中に挿入された、少なくとも１つのフィルター体３を備える。
【０００５】
フィルター体３は、モノリシックとすることができる。しかし、特に再生段階の間の、その熱機械的強度を向上させるために、参照番号１１ａ〜１１ｉを有する、複数のブロック１１を組み立て、機械加工して得られるものが有利であることが判明している。したがって、それは「組立（ａｓｓｅｍｂｌｅｄ）」フィルター体と呼ばれる。
【０００６】
フィルターブロック１１を製造するため、多孔質ハニカム構造を形成するように、セラミック材料（コージライト、炭化ケイ素など）が押し出される。押し出された多孔質構造体は、従来、２つの実質的に正方形の上流面１２と下流面１３との間に伸びる、長方形の平行管状物（ｐａｒａｌｌｅｌｅｐｉｐｅｄ）の形態を有しており、その中へ、複数の隣接する、直線で囲まれ、かつ平行な流路１４が外まで開口している。
【０００７】
特許文献１（ＷＯ ０５／０１６４９１）は、例えば、考慮下の流路に応じて様々な断面の流路を有する多孔質ハニカム構造体も知られていることを示す。「非対称構造」と呼ばれる、これらの構造体は、一般に大きな貯蔵体積を提供し、フィルター通過における圧力低下を制限する。
【０００８】
押出しの後、押し出された多孔質構造体は、よく知られているように、交互に、それぞれ上流および下流プラグ１５ｓおよび１５ｅによって、上流面１２または下流面１３にプラグ止めされて、それぞれ「出口流路」および「入口流路」型の流路１４ｓおよび１４ｅを形成する。出口および入口流路１４ｓおよび１４ｅは、それぞれ上流および下流プラグ１５ｓおよび１５ｅから離れた出口および入口流路１４ｓおよび１４ｅの末端で、それぞれ、出口および入口開口部１９ｓおよび１９ｅを介して外部に開いている（それぞれ下流面および上流面１３および１２の間にわたって伸びている）。したがって、入口および出口流路１４ｅおよび１４ｓは、側壁２２ｅおよび２２ｓ、密封用プラグ１５ｅおよび１５ｓ、ならびに、外部に開いているそれぞれの開口部１９ｓまたは１９ｅによって画定される内部空間２０ｅおよび２０ｓを画定している。２つの隣接する入口および出口流路１４ｅおよび１４ｓは、それらの側壁２２ｅおよび２２ｓの共通部分を介して流体連結されている。
【０００９】
プラグを施した後、押し出された多孔質構造体は、焼結される。
【００１０】
それにより、それぞれ４面の、上流面１２から下流面１３まで広がった外側平坦面を有する、長方形の平行管状物であるフィルターブロックがもたらされる。
【００１１】
フィルターブロックを組み立てるために、以下において「シール面（ｓｅａｌ ｆａｃｅｓ）」と呼ばれる向き合った外側面が、シリカおよび／または炭化ケイ素および／または窒化アルミニウムから一般に構成されるセラミックセメントから形成されるシール２７１〜１２によって接合される。
【００１２】
フィルターブロック組立体のシール２７１〜１２のセラミックセメント、または「セラミックシール層」を構成するために、特に、３０質量％〜６０質量％の範囲の炭化ケイ素を含むセメント硬化体が知られている。炭化ケイ素は高い熱伝導率を有し、それはフィルター体内の温度を速やかに均斉化できることを有利に意味する。しかし、炭化ケイ素は、比較的高い膨張率を有する。したがって、その型のセメント硬化体の炭化ケイ素含量は、粒子フィルターに適用されるように適応させた熱機械的強度を提供するため、制限されなければならない。
【００１３】
その結果として構成される組立体は、次いで、例えば、円形断面を帯びるように、機械加工することができる。セメント硬化体は、その機械加工操作に耐えることが可能でなければならない。
【００１４】
フィルター体の横面全体を実質的に被覆するように、周囲コーティング（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏａｔｉｎｇ）２７’を塗布することも好ましい。その結果は、缶５に挿入することができる、長軸Ｃ〜Ｃを有する円筒形フィルター体３であり；排気ガス気密性（ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ−ｔｉｇｈｔ）の、外側フィルターブロック１１ａ〜１１ｈ間に配置される、または必要な場合、コーティング２７’と缶５の間に配置される周囲材料２８である。シール２７１〜１２に使用されるセメント硬化体は、場合によって、周囲コーティング２７’を作製するのに使用できる。その場合、缶中への挿入、または「キャンニング（ｃａｎｎｉｎｇ）」に耐える十分な機械的強度を有しなければならない。
【００１５】
図２に示される矢印が示すように、排気ガス流Ｃは、入口流路１４ｅの開口部１９ｅを通って、フィルター体３に入り、これらの流路の濾過用側壁を通過して出口流路１４ｓに達し、次いで開口部１９ｓを介して外部に流出する。
【００１６】
シールは、入口流路と出口流路を分離する濾過用壁を通ってガスが通過することに限定するために、排気ガスに対して排気ガス気密性としなければならない。
【００１７】
ある時間使用した後、フィルター体３の流路内に蓄積された粒子、または「すす（ｓｏｏｔ）」は、フィルター体３による圧力低下を増大させ、こうしてエンジンの性能を変化させる。このため、フィルター体は、定期的に、例えば、５００キロメートル毎に再生しなければならない。
【００１８】
再生または「清浄化」は、すすを酸化させることにある。これを達成するため、すすが強熱される温度まで、すすを加熱する必要がある。したがって、フィルター体３内における温度の均一性の不足、ならびに、フィルターブロック１１ａ〜１１ｉおよびシール２７１〜１２に使用される材料の特性差の可能性が、強い熱機械的応力を発生させる恐れがある。シールのセメントは、再生の間、熱機械的応力に耐えることが可能でなければならない。
【００１９】
シールへの応力は、非対称構造、すなわち、入口流路の断面が出口流路の断面と異なる構造を有するフィルターブロックの組立体で特に過酷である。これらのブロックは、密封用プラグが構成する質量の比率が大きいため弱体化されて、一方が他方から離れる傾向がある。セメント硬化体も破壊される傾向を有し得る。
【００２０】
応力は、自発的再生または制御の悪い再生の場合にも非常に高くなる。
【００２１】
例えば特許文献２（ＥＰ ０ ８１６ ０６５）から、セメント硬化体にセラミック繊維を組み込むと、シールの弾性を増大させ、したがってフィルター組立体の熱機械的強度を増加させることが可能になることが知られている。しかし、セラミック繊維が存在すると、健康および安全性に関する危険の可能性が生じ、フィルター体のリサイクルをより困難にしている。さらに、繊維の組込みは、特にショット（非繊維粒子）の存在が少なくなることと共に、とりわけ高価である。
【００２２】
最後に、セラミック繊維は、組み立てようとするブロック表面にフレッシュセメントを塗布する間、フレッシュセメントを均一に分布させることを困難にする。
【００２３】
その上、特許文献３（ＥＰ １ １４２ ６１９）は、低い熱伝導率を有するセメント硬化体を使用したフィルター組立体について開示しており、伝導性のあるセメント硬化体の使用は、接着性および耐熱性に有害であると考えられている。
【００２４】
特許文献４（ＥＰ １ ４７９ ８８２）は、フィルター組立体について記述し、シールおよびフィルターブロックの熱膨張率に対処するパラメータを推奨している。発泡剤または樹脂を添加することにより、シールの気孔率の度合いを制御することができる。
【００２５】
特許文献５（ＥＰ １ ４３７ １６８）は、フィルターの周囲部分と中心部分の間の熱不均一性を取り扱い、特定の熱伝導率および密度を有するセメント硬化体およびフィルターブロックを推奨している。
【００２６】
特許文献６（ＥＰ １ ４４７ ５３５）も、シールの厚さ、およびフィルターブロックの外壁の厚さを考慮に入れることを提案している。
【００２７】
特許文献７（ＦＲ ２ ９０２ ４２４）は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および中空球体を含むセメント硬化体であって、前記中空球体の数の少なくとも８０％が、５マイクロメートル（μｍ）〜１５０μｍの範囲にある寸法を有するセメント硬化体を開示している。
【００２８】
特許文献８（ＦＲ ２ ９０２ ４２３）は、３０％〜９０％の範囲にある炭化ケイ素（ＳｉＣ）含量、および熱硬化性樹脂を有するセメント硬化体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】国際公開第０５／０１６４９１号
【特許文献２】欧州特許第０８１６０６５号明細書
【特許文献３】欧州特許第１１４２６１９号明細書
【特許文献４】欧州特許第１４７９８８２号明細書
【特許文献５】欧州特許第１４３７１６８号明細書
【特許文献６】欧州特許第１４４７５３５号明細書
【特許文献７】仏国特許発明第２９０２４２４号明細書
【特許文献８】仏国特許発明第２９０２４２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
したがって、セラミック組立体、特に、非対称構造を有するブロックを備え、上述の応力に有効に耐えることが可能で、かつ内燃機関、とりわけディーゼル機関からの排気ガスを濾過する用途に適したセラミック体が必要とされる。
【００３１】
本発明の一目的は、この必要性を満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の第１の主実施形態によると、この目的は、シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体、特にフィルター組立体であって、場合によってはこのセラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、このシールおよび／またはこの周囲コーティングが、セメント硬化体を含み、好ましくはセメント硬化体で構成され、前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体が、前記シールにより組み立てられたブロックの向き合う面の少なくとも１面に垂直な断面において、２００μｍ〜４０ミリメートル（ｍｍ）の範囲にある等価直径を有する気孔（以下において「マクロ細孔（ｍａｃｒｏｐｏｒｅ）」と呼ばれる）を、前記断面において、前記マクロ細孔により占有される全表面積が、実測される全表面積（気孔間の表面積、前記マクロ細孔の表面積および他の気孔の表面積）の１５％を超える、好ましくは２０％を超え、かつ好ましくは８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であるような量で有する組立体によって、達成される。
【００３３】
特に、前記シールは、向き合い、かつ実質的に平行な、好ましくは実質的に平面であるシールの２つの面の間で広がることができる。
【００３４】
以下の記述においてより詳細に見られるように、前記セメント硬化体は良好な接着力を有し、特に自動車車両からの排気ガスを濾過する用途において、良好な機械的強度を有するセラミック組立体をもたらす。
【００３５】
ブロックは、特に多孔質ブロックとすることができ、とりわけ自動車両からの排気ガスを濾過するフィルターブロックとすることができる。セメント硬化体は、非対称流路が含まれているフィルターブロックの組立体に特に適している。
【００３６】
前記断面により、必ずしもそれぞれの気孔の最大の断面を観察することが可能になるわけではない。したがって、マクロ細孔の中でもいくつかの気孔は、他の断面では計数されるとしても、計数されず、逆の場合も同様である。
【００３７】
本発明による組立体は、１種または複数の下記の場合による特性を含むこともできる：
セメント硬化体は、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として１０％未満、好ましくは９．９％未満、好ましくは９％未満、好ましくは５％未満、好ましくは３％未満、好ましくは１％未満、好ましくは０．５％未満、好ましくは０．１％未満の無機繊維、特にセラミック繊維を含むことが好ましい。セメント硬化体は、このような繊維を含有しないことが好ましい。本発明者は、セメント硬化体の性能が、少量の無機繊維、特にセラミック繊維の存在によって、著しく影響を受けないことに気付いている；
セメント硬化体は、脱バインダー操作を受けていない。セメント硬化体には、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％を超える、好ましくは２％を超える、より好ましくは３％を超える、かつ／または１０％未満、好ましくは５％未満、好ましくは４％未満の量の有機繊維が含まれる；
数において少なくとも８０％、またはさらに少なくとも９０％、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、発泡体のセルの相互連結からもたらされる；
前記断面における細孔径分布は、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある孔径に集中する第１のモードと、１μｍ〜５０μｍの範囲にある孔径に集中する第２のモードとを含む。この分布は、前記第１のモードおよび第２のモードが、主モードであるようなものとなってよい；
数において５０％を超える、またはさらに７０％を超える前記マクロ細孔が、前記断面において、それらの長さとそれらの幅の間の比率が２を超えるような形状を有する；
前記シールにおいて、マクロ細孔は、前記シールがその間に配置されているブロックの面に実質的に平行に広がる；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超えるマクロ細孔が実質的にシールの厚さ全体にわたって広がり、前記マクロ細孔と前記ブロックの間に（すなわち、前記マクロ細孔の任意の１個と最も近いシール面との間に）少なくとも５０μｍの厚さのセメント硬化体が配置されることが好ましい；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、シールの局所的厚さから１００μｍを引いたもの以下の幅を有することが好ましい；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、１００μｍを超える、好ましくは３００μｍを超える、またはさらに４００μｍを超える、より一層好ましくは５００μｍを超える、または８００μｍを超える幅を有することが好ましい；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、３０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ未満、かつ／または５００μｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、もしくはさらに２ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上の長さを有することが好ましい；
セメント硬化体は、鉱物質の質量に対する百分率として５％を超える無機中空球体を含む；
無機中空球体の分布は、合計１００質量％について、下記の２つの部分に分かれる：
無機中空球体の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、１１０μｍを超えかつ１５０μｍ未満のメディアン寸法を有する部分、および
無機中空球体の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、３５μｍを超えかつ５５μｍ未満のメディアン寸法を有する部分；
セメント硬化体の全気孔率は、１０％を超え、９０％未満、好ましくは３０％を超えかつ８５％未満である；
セメント硬化体には、乾燥鉱物質の質量に対する百分率として０．０５％を超えかつ５％未満の熱硬化性樹脂が含まれる；
セメント硬化体は、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％未満の酸化カルシウムＣａＯ含量を有し、かつ／または５０％を超える炭化ケイ素を含む；
炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）およびシリカ（ＳｉＯ２）は、セメント硬化体の乾燥鉱物質の質量の８５％を超える；
炭化ケイ素は、２００μｍ未満のメディアン寸法を有する粒子の形態で存在する；
セメント硬化体は、乾燥鉱物質に対する質量百分率として、少なくとも５％の耐火性粒子、特に、０．１μｍ〜１０μｍの範囲、好ましくは０．３μｍ〜５μｍの範囲にある粒径を有するＳｉＣ粒子を有する；
前記断面において、数において５０％を超える、またはさらに７０％を超える、またはさらに８０％を超えるマクロ細孔は、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい；
前記断面において、数において２０％を超える、またはさらに３０％を超えるマクロ細孔は、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい；
前記断面において、数において５％を超える、好ましくは１０％を超えるマクロ細孔は、１０ｍｍを超える等価直径を有することが好ましい；
数において５％を超える、好ましくは１０％を超えるマクロ細孔は、それらの実厚さ（ａｃｔｕａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）の２倍を超える、もしくはさらに３倍を超える、もしくはさらに４倍を超える実長さおよび／または実幅、好ましくは実長さおよび実幅を有する気孔であることが好ましい；
前記断面において、セメント硬化体は、２００μｍ〜２０ｍｍの範囲にある等価粒径を有する気孔であって、前記断面における前記気孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超える、好ましくは２０％を超えるような、好ましくは８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であるような気孔を有することが好ましい；
シールの厚さは、実質的に一定である；
フィルターブロックは、実質的に直線で囲まれるかつ／または平行な、隣接する入口流路および出口流路がハニカムに配置された、覆瓦状（ｉｍｂｒｉｃａｔｅｄ）の組立体を備える。入口および出口流路は、断面においてチェッカー盤状模様を形成するように、交互であることが好ましい；
ブロックには、入口流路と出口流路とが含まれ、前記入口流路の全体体積は、前記出口流路の全体体積を超える；
フィルターブロックは、３０％を超える、もしくはさらに４０％を超える、かつ／または６５％未満、もしくはさらに５０％未満の開気孔率を有する、多孔質セラミックブロックである；
前記ブロックは、連続的なシールを使用して組み立てられない。言い換えると、前記ブロック間にセラミックシール層がない領域が存在し、前記領域が、空気でまたは、ブロックに結合させる必要のない、場合によるスペーサーで占有されることが可能である；ならびに
前記ブロックは、シール面と接触する面の全体にわたって、前記シール面に接合されるわけではない、または考慮下にある帯域の機能として差異がある接着力で前記シール面に接合されるシールによって組み立てられる。
【００３８】
前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体は、考慮下にある前記シールにより組み立てられたブロックの向き合っている面の少なくとも１面に垂直な前記断面にかかわらずに前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。一実施形態において、前記断面は、シールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面である。
【００３９】
前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体は、シールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体は、シールの横断方向の正中断面および長手方向の正中断面の両方において、前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。
【００４０】
前記周囲コーティングの前記セメント硬化体は、本体の長手軸、特に本体の長さの中央部に垂直な断面、および／または実質的に放射方向に広がる断面（すなわち、本体の長手軸を含む）において前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。
【００４１】
第２の主実施形態によると、本発明は、シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体、特にフィルター組立体であって、場合によってはこのセラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、このシールおよび／またはこの周囲コーティングが、セメント硬化体を含み、好ましくはセメント硬化体で構成され、前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体が、このシールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、好ましくはこのシールの横断方向の正中断面および長手方向の正中断面の両方において、２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有する気孔を、前記断面において、前記マクロ細孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超える、好ましくは２０％を超えるような、好ましくは８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であるような量で有する組立体を提供する。
【００４２】
第２の主実施形態によるセラミック組立体も、第１の主実施形態に従うセラミック体の１種または複数の任意の特性とすることができる特性を含むことができ、第１の主実施形態のマクロ細孔に関するこれらの特性は、第２の主実施形態の２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有する前記気孔に当てはまる。
【００４３】
特に、５０％を超える数の前記気孔は、前記断面において５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい。
【００４４】
第３の主実施形態によると、本発明は、シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体、特にフィルター組立体であって、場合によってはこのセラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、このシールおよび／またはこの周囲コーティングが、数において５％を超える、好ましくは１０％を超える「平坦化気孔（ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｐｏｒｅ）」と呼ばれる気孔であり、それらの実厚さの好ましくは２倍を超える、もしくはさらに３倍を超える、もしくはさらに４倍を超える実長さおよび／または実幅、好ましくは実長さおよび実幅を有する気孔を有するセメント硬化体を含み、好ましくはセメント硬化体で構成される組立体を提供する。
【００４５】
数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％の平坦化気孔は、３０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ未満、かつ／または５００μｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、もしくはさらに２ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上の実長さを有することが好ましい。
【００４６】
数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％の平坦化気孔は、１００μｍを超える、好ましくは３００μｍを超える、またはさらに４００μｍを超える、さらにより好ましくは５００μｍを超えるまたは８００μｍを超える実厚さを有することが好ましい。
【００４７】
平坦化気孔、特に前記シールのセメント硬化体の平坦化気孔は、このシールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、好ましくはこのシールの横断方向の正中断面および長手方向の正中断面の両方において、２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい。
【００４８】
このシールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、前記平坦化気孔、特に前記シールのセメント硬化体の平坦化気孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超える、好ましくは２０％を超える、好ましくは、８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であることが好ましい。
【００４９】
数において５０％を超える前記平坦化気孔は、前記断面において５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい。
【００５０】
数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、前記シールのセメント硬化体の平坦化気孔は、実質的にシールの厚さ全体にわたって広がり、好ましくは前記平坦化気孔と前記ブロックの間に（すなわち、前記平坦化気孔の任意の１個と最も近いシール面との間に）少なくとも５０μｍの厚さのセメント硬化体が配置されることが好ましい。
【００５１】
第３の主実施形態によるセラミック組立体も、他の主実施形態によるセラミック体の１種または複数の任意の特性とすることが可能な特性を含むことができ、第１の主実施形態のマクロ細孔に関するこれらの特性は前記平坦化気孔に当てはまる。
【００５２】
本発明はまた、考慮下にある実施形態にかかわらず、前記セメント硬化体それ自体も提供する。このセメントは、以下において、「本発明によるセメント硬化体」と呼ばれる。
【００５３】
本発明による組立体の全てのシールは、本発明によるセメント硬化体から形成されることが好ましい。
【００５４】
本発明はまた、本発明によるセメント硬化体を作製することが可能な微粒子混合物およびフレッシュセメントも提供する。
【００５５】
最後に、本発明は、セラミック組立体、特にフィルター組立体の作製方法であって、連続して下記の段階：
ａ）出発装入物からフレッシュセメントを調製する段階と、
ｂ）組み立てようとするブロック間に、前記フレッシュセメントをはさみ込む段階と、
ｃ）任意で熱処理を用いて、前記フレッシュセメントを硬化させて、本発明によるセメント硬化体を得る段階と、
を含む方法を提供する。
【００５６】
本発明者は、セメント硬化体において十分な量のマクロ細孔を得るいくつかの方法を発見している。特に、出発装入物に有機繊維を添加し、次いで場合によって、セメントが硬化した後、熱処理によってそれらを除去することが可能である。
【００５７】
別法として、または相補的方法として、段階ａ）において調製したフレッシュセメント中に、特に、好ましくはそのフレッシュセメントにおいて分布させた複数の注入点でガスを吹き込むことにより、ガスを浸透させることが可能である。
【００５８】
一実施態様において、段階ａ）において、発泡体の形態でフレッシュセメントが調製される。その場合、出発供給物に発泡剤を添加することが好ましい。
【００５９】
気孔形成剤を添加することも有利であろう。
【００６０】
最後に、本発明者は、無機中空球体を添加することも、マクロ細孔を作り出すのに容易にすることを発見している。
【００６１】
無機中空球体の添加は、
無機中空球体の合計の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、１１０μｍを超えかつ１５０μｍ未満のメディアン寸法を有する中空球体の第１の粉末と、
無機中空球体の合計の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、３５μｍを超えかつ５５μｍ未満のメディアン寸法を有する中空球体の第２の粉末と
を添加する段階から、もたらされることが好ましい。
【００６２】
前記第１および第２の粉末は、あわせて添加される無機中空球体の実質的に１００％である。
【００６３】
一実施形態において、組み立てようとするブロックは、段階ｃ）の間、固定化される。
【００６４】
定義
従来通り、用語「シール」は、耐火セメントの連続塊、すなわち、２つの隣接するフィルターブロックに向き合う２つのシール面の間に広がる、中断されず、かつ不連続ではない塊に適用される。
【００６５】
フィルター組立体の「長手」方向は、前記本体を通過して濾過される流体の流れの一般的方向と定義される。フィルター体のもしくはシールの長手軸とは、前記フィルター体または前記シールの中心部を通り、長手方向に沿って伸びる軸である。「長手」面は、長手方向に平行な平面である。「メディアン」長手面は、考慮下にあるシールの厚さにわたって広がる長手平面（すなわち、シールが広がる一般的な平面に実質的に垂直である）であり、シールの長手軸を含む。
【００６６】
「横断」面は、長手方向に垂直な平面である。「メディアン」横断面は、考慮下にあるシールを、そのシールの長さの実質的に中央部で横切る横断面である。
【００６７】
一般に、ブロックは、シールの向き合う面が、少なくとも局所的に、実質的に平行となるように組み立てられる。ハニカム型ブロックでは、流路は、従来通り互いに平行に、ブロックの横面に平行に、ブロックの長手軸に沿って伸びる。その場合、横断面は、シールによって組み立てられるブロックの向き合う面（「シール面」）に実質的に垂直である。しかし、流路の他の配列も想定できる。
【００６８】
図８では、長手軸Ｘを有する長方形の平行管状シール２７について、メディアン横断面「Ｐｔ」と、メディアン長手面「Ｐｌ」の位置決めについて例示している。
【００６９】
セメント硬化体の断面における気孔の「等価直径」は、その表面積が、セメント硬化体の前記断面について、例えば光学顕微鏡で撮影した前記断面の写真について、測定した気孔の開口部の表面積に等しい円板の直径である。一例として、図７は、断面図に現れる気孔Ｐを示す。この断面図では、気孔は面積Ａを有する。この面積は、直径「ｄ」を有する円板Ｄの面積と同じである。したがって、この断面において、気孔Ｐの等価直径は「ｄ」である。
【００７０】
断面における気孔の長さは、その断面におけるその最大寸法である。断面における気孔の幅は、その長さの方向と垂直な、その断面におけるその最大測定寸法である。
【００７１】
気孔の実長さは、その最大寸法である。気孔の実幅は、その実長さの方向と垂直に測定したその最大寸法である。気孔の実厚さは、その実長さの方向およびその実幅の方向と垂直に測定したその最大寸法である。
【００７２】
繊維の「等価直径」は、繊維の長さに垂直な、繊維の最大断面の表面積と等しい表面積を有する円板の直径である。
【００７３】
「微粒子混合物」は、活性化に続いて硬化させるのに適した、乾燥したまたは湿った粒子の混合物である。
【００７４】
微粒子混合物は、それが硬化過程を受ける場合、「活性化」されると言われる。活性化状態は、従来通り、水または他の液体で湿らせる結果得られる。活性化した微粒子混合物は、「フレッシュセメント」と呼ばれる。凝固（硬化）は、乾燥または例えば、樹脂の硬化によりもたらすことができる。最後に、加熱により、硬化した後の水分または残留液体の蒸発を促進することができる。
【００７５】
フレッシュセメントの硬化により得られる固体塊は、「セメント硬化体」と呼ばれる。
【００７６】
用語「一時的（ｔｅｍｐｏｒａｒｙ）」は、「熱処理により生成物から除去されること」を意味する。
【００７７】
用語「球体」は、その球形を得ている方法にかかわらず、球形を有する、すなわち、その最小直径と最大直径の比率が０．７５を超える粒子を意味する。球体は、完全に閉じたまたは外部に開いた、その体積が、その中空球体の全体の外側体積の５０％を超える、中心部の空洞を有する場合「中空」と呼ばれる。
【００７８】
用語、球体のまたは粒子の「粒径」は、その最大寸法である。
【００７９】
従来通り、用語「メディアン寸法」または「メディアン直径」または「ｄ５０」は、粒子の混合物または１組の結晶粒であって、この粒径により、その混合物の粒子もしくはその組の結晶粒が、同数の第１および第２の母集団に分けられ、前記第１および第２の母集団が、それぞれメディアン寸法を超える粒径を有する粒子もしくは結晶粒、またはメディアン寸法未満である粒径を有する粒子もしくは結晶粒だけを含む、粒子の混合物または１組の結晶粒に与えられる。
【００８０】
用語「熱硬化性樹脂」は、熱処理（熱、放射線）または物理−化学的処理（触媒、硬化剤）の後、非溶融性または不溶性の材料に変換することができるポリマーを意味する。こうして熱硬化性樹脂は、最初に冷えると、それらの定義された形態を獲得する。特に、使用条件下において、また自動車車両に用いられるフィルター体の再生下において、その形態を逆戻りさせることは不可能である。
【００８１】
「溶融した」生成物は、特に電融により出発材料を溶融し、次いで融液を冷却することによる凝固を含む方法によって得られる。
【００８２】
特に指示されない限り、用語「含む」は、「少なくとも１つを含む」を意味すると理解されるべきである。
【００８３】
本発明の他の特性および利点は、下記の詳細な記述および添付図面の検討から、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】フィルター体の、平面Ａ〜Ａに沿った断面を図式的に示す図である。
【図２】フィルター体の、平面Ｂ〜Ｂに沿った断面を図式的に示す図である。
【図３】以下に記述される実施例１に従うセメント硬化体から形成されたシールを含むフィルター体の細部の断面の写真である。
【図４】以下に記述される実施例１に従うセメント硬化体から形成されたシールを含むフィルター体の細部の長手部分の写真である。
【図５】以下に記述される実施例２に従うセメント硬化体から形成されたシールを備えるフィルター体の細部の断面の写真である。
【図６】マクロ細孔により占有される表面積を測定するため、図５の写真を処理した結果を示す図である。
【図７】等価直径の定義を例示することを意図した気孔のイメージを示す図である。
【図８】長方形の平行管状シールについて、横断メディアン平面および長手メディアン平面の位置取りを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
本発明による組立体は、下記の段階ａ）〜ｃ）による方法を使用して、作製できる。
【００８６】
段階ａ）において、本発明によるフレッシュセメントは、従来の方法を使用し、本発明による微粒子混合物を活性化する段階によって、調製できる。
【００８７】
以下に記述されるように、本発明による微粒子混合物は、特に、耐火性粉末、有機繊維、無機中空球体、熱硬化性樹脂、気孔形成剤、分散剤、ならびに形成および焼結添加剤を含むことができる。一実施形態において、この微粒子混合物には、他の成分は含まれない。
【００８８】
本明細書および特許請求範囲において、用語「耐火性粉末」は、用語「無機中空球体」と区別される。したがって、特に指示されない限り、耐火性粉末に関する特性は、無機中空球体を考慮せずに決定される。
【００８９】
フィルターブロックを組み立てるための耐火性セラミックシール向けを意図したセメント硬化体を作製するのに従来使用されたいずれの耐火性粉末も、使用できる。
【００９０】
耐火性粉末は、特に、炭化ケイ素および／またはアルミナおよび／またはジルコニアおよび／またはシリカ系の粉末とすることができる。
【００９１】
耐火性粉末は、溶融生成物であることが好ましい。焼結生成物の使用も可能である。
【００９２】
耐火性粉末は、微粒子混合物の乾燥鉱物質の質量の５０％を超えることが好ましく、好ましくは７０％を超える。
【００９３】
一実施形態において、炭化ケイ素、ジルコニア、アルミナ、シリカ、および前記化合物の組合せ、例えば、ムライトまたはムライト−ジルコニアは一緒になって、乾燥鉱物質の質量の８０％を超える、好ましくは９５％を超える。
【００９４】
微粒子混合物は、無機中空球体を除いて、
１０％を超える、もしくはさらに３０％を超える、もしくはさらに６５％を超える、もしくはさらに良好には８０％を超える、かつ／または９０％未満の炭化ケイ素と、
１％〜５０％の範囲にあるアルミナと、
１％〜５０％の範囲にあるシリカと
を、乾燥鉱物質に対する質量百分率として、好ましくは合計およそ１００％について含むことが好ましい。アルミナおよびシリカについてのこれらの範囲により、使用することが、また焼結後の機械的強度を増加させることがより容易になる。この炭化ケイ素の範囲により、セメント硬化体の良好な化学抵抗性、熱間剛性および熱伝導率が確保される。
【００９５】
使用される耐火性粉末は、２０μｍを超える、好ましくは４５μｍを超える、より好ましくは６０μｍを超える、かつ／または２００μｍ未満の、１５０μｍ未満の、好ましくは１２０μｍ未満の、より好ましくは１００μｍ未満のメディアン寸法を有することが好ましい。
【００９６】
しかし、この微粒子混合物には、乾燥鉱物質に対する質量百分率として５％を超える、もしくはさらに１０％を超える、かつ／または５０％未満の、もしくはさらに２０％未満の、メディアン直径５μｍ未満、好ましくは１μｍ未満を有する耐火性粉末を補充されることが好ましい。このことは、フレッシュセメントの凝集力が、乾燥後向上されることを意味する。
【００９７】
微粒子混合物は、脱バインダーの間に任意で除去される有機繊維を含むことが好ましい。
【００９８】
微粒子混合物中の有機繊維の量は、微粒子混合物の乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％を超える、好ましくは２％を超える、より好ましくは３％を超える、かつ／または１０％未満、好ましくは５％未満、好ましくは４％未満であることが好ましい。
【００９９】
有機繊維は、特に、アクリル繊維またはポリエチレン繊維などの合成有機繊維、および木材またはセルロース繊維などの天然繊維によって構成される群から選択できる。
【０１００】
有機繊維は、段階ｃ）における場合による熱処理の前にセメント硬化体中に存在することができるように、水溶性ではないことが好ましい。
【０１０１】
好ましい実施形態において、有機繊維はセルロース繊維である。前記繊維の使用は、それらを除去する間の有害な発散物（ｅｍａｎａｔｉｏｎ）を制限するのに有利である。
【０１０２】
有機繊維の平均長さは、好ましくは０．０３ｍｍを超える、好ましくは０．１ｍｍを超える、かつ／または２０ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満である。
【０１０３】
有機繊維の平均等価直径は、５μｍを超える、好ましくは１０μｍを超える、より好ましくは２０μｍを超える、かつ／または２００μｍ未満、好ましくは１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、より一層好ましくは４０μｍ未満であることが好ましい。
【０１０４】
有機繊維を添加することは、特に有利である。前記繊維は、熱処理により除去でき、それにより気孔のための余地を残す。その場合、セメント硬化体における細孔径およびそれらの分布を制御することは容易である。
【０１０５】
その上、有機繊維の使用は、ブロック表面にフレッシュセメントを塗布した後にもたらされる水分の移動中における、それらの粒子の保持によって、また集塊化によって、マクロ細孔の形成に寄与する。この集塊化はまた、細長い気孔の形成ももたらす。しかし、これらのマクロ細孔形成についての機構のための学説は、本発明者により説明されていない。
【０１０６】
微粒子混合物中の無機中空球体の存在も、マクロ細孔を作り出すのに寄与する。また再び、その機構は、説明されていない。以下に記述されるものなどの無機中空球体を添加するだけでは、本発明に従うマクロ細孔を作り出すのに十分ではない。
【０１０７】
微粒子混合物は、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として３％を超える、好ましくは少なくとも５％の、かつ／または好ましくは５０％未満、より好ましくは３０％未満の無機中空球体を含むことが好ましい。
【０１０８】
無機中空球体は、出発材料、例えば冶金学的過程からのフライアッシュの溶融または燃焼の段階、次いで、一般に凝縮段階を含む方法によって得られる球体であることが好ましい。
【０１０９】
無機中空球体は、質量百分率として、好ましくは合計少なくとも９９％について、次の化学組成：２０％〜９９％の範囲におけるシリカ（ＳｉＯ２）、および１％〜８０％の範囲におけるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を有することが好ましい；残量は不純物、特に酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物により構成される。
【０１１０】
使用できる無機中空球体の例は、商標名「ｅ−ｓｐｈｅｒｅｓ」（登録商標）のもとにＥｎｖｉｒｏ−ｓｐｈｅｒｅｓ社によって供給されるものである。それらは典型的に、シリカＳｉＯ２ ６０％、およびアルミナＡｌ２Ｏ３ ４０％を含み、従来、ペイントの、もしくは土木工学用途のコンクリートのレオロジーを改良するのに使用され、またはプラスチック製品のコストを低減させるため、鉱物質フィラーを構成するのに使用されている。
【０１１１】
無機中空球体は、０．８以上、好ましくは０．９以上の球形度を有することが好ましい。数において８０％を超える、好ましくは９０％を超える無機中空球体が、閉じられていることがより好ましい。
【０１１２】
無機中空球体の壁が緻密であり、または低気孔率であることが好ましい。無機中空球体は、それらの理論密度の９０％を超える密度を有することが好ましい。
【０１１３】
一実施形態において、無機中空球体の母集団のメディアン寸法は、８０μｍを超える、好ましくは１００μｍを超える、かつ／または１６０μｍ未満、より好ましくは１６０μｍ未満である。無機中空球体のメディアン寸法は、およそ１２０μｍであることがより好ましい。
【０１１４】
好ましい実施形態において、無機中空球体の分布は、合計１００質量％について、下記の２つの部分に分かれる：
無機中空球体の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、好ましくはおよそ７０質量％であり、１１０μｍを超える、好ましくは１２０μｍを超える、かつ／または１５０μｍ未満、好ましくは１４０μｍ未満、好ましくはおよそ１３０μｍのメディアン寸法を有する部分、および
無機中空球体の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、好ましくはおよそ３０質量％であり、３５μｍを超える、好ましくは４０μｍを超える、かつ／または５５μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、好ましくはおよそ４５μｍのメディアン寸法を有する部分。
【０１１５】
微粒子混合物はまた、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．０５％を超える、好ましくは０．１％を超える、より好ましくは０．２％を超える、かつ／または５％未満の熱硬化性樹脂も含むことができる。
【０１１６】
熱硬化性樹脂は、エポキシ、シリコーン、ポリイミド、フェノールおよびポリエステル樹脂から選択されることが好ましい。
【０１１７】
熱硬化性樹脂は、外界温度で水に可溶であることが好ましい。
【０１１８】
少なくとも微粒子混合物を活性化した後、熱硬化性樹脂は、それが硬化されるまで粘着性（ｔａｃｋｙ ｎａｔｕｒｅ）を有することが好ましい。こうして、フレッシュセメントの位置決めが容易になり、熱処理までその形状が保持される。熱硬化性樹脂は、Ｈａａｋｅ社ＶＴ５５０粘度計を使用して測定し、せん断勾配（ｓｈｅａｒ ｇｒａｄｉｅｎｔ）１秒当たり１２（ｓ−１）について、５０パスカル−秒（Ｐａ・ｓ）未満の粘度を有することが好ましい。
【０１１９】
用途に応じて、外界温度で硬化するように、例えば触媒の添加に続いて乾燥温度で、または熱処理温度で硬化するように、樹脂が選択されると有利である。
【０１２０】
熱硬化性樹脂の存在は、特に寒冷時、セメント硬化体の機械的強度を向上させるのに有利である。
【０１２１】
熱硬化性樹脂はまた、組立体の機械的強度も向上させ、このことは、組立体を操作する場合有用であり、特にキャンニングの場合有利である。
【０１２２】
好ましい実施形態において、使用される任意の熱硬化性樹脂は、それを添加する前に、例えば水で溶解されて、その粘性を低下させる。
【０１２３】
樹脂の硬化を促進するため、樹脂用の触媒も添加できる。触媒、例えばフルフリルアルコールまたは尿素は、その型の樹脂の一機能として選択され、当業者によく知られている。
【０１２４】
気孔を作り出すため、例えば、セルロース誘導体、アクリル粒子、黒鉛粒子およびこれらの混合物から選択される気孔形成剤を、本発明による微粒子混合物に組み込むこともできる。
【０１２５】
しかし、現在知られている気孔形成剤を単に添加するだけでは、本発明による組立体を得るため必要なマクロ気孔率を作り出すのに十分ではない。
【０１２６】
従来型の現行気孔形成剤を添加することにより作り出される気孔率は、一般にセメント中に不均一な形で分散される。さらに、シールによって組み立てられたブロックの向き合う面の少なくとも１面に垂直な断面では、気孔形成剤による気孔の等価直径は一般に２００μｍ未満である。
【０１２７】
本発明者はまた、気孔形成剤を増量すると、または気孔形成剤粉末の粒子直径を増加させると、発生する気孔の直径の増加をもたらし得ること、またシールの機械的性質の劣化をもたらし、これは組立体の操作に特に有害であることも確立している。したがって、乾燥微粒子混合物の体積に対して、１０体積％を超える気孔形成剤の添加は、逆効果であると考えられる。
【０１２８】
発泡体の形態のフレッシュセメントを作製するために、微粒子混合物に、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％〜１０％の範囲にある、石鹸または石鹸誘導体などの相溶性発泡剤を添加することが好ましい。
【０１２９】
乾燥鉱物質に対する質量百分率として１％を超える、２％を超える、かつ／または８％未満の、６％未満のもしくは５％未満の発泡剤を添加することが可能である。
【０１３０】
発泡剤は一時的であることが好ましい。発泡剤は、アンモニウム誘導体、例えば、重炭酸アンモニウム、好ましくは硫酸アンモニウムもしくは炭酸アンモニウム、酢酸アミル、酢酸ブチルまたはジアゾアミノベンゼンから選択されることが好ましい。
【０１３１】
微粒子混合物に、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．０５％〜５％の範囲にある、動物または植物由来の親水コロイドなどのゲル化剤を、さらに補充することが好ましく、このゲル化剤は、発泡に続いて熱可逆的な形でゲルを形成することができる。挙げ得るゲル化剤の例は、キサンタンおよびカラゲーン（ｃａｒｒａｇｅｅｎ）である。
【０１３２】
乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．１％を超える、０．１５％を超える、かつ／または３％未満の、２％未満の、１％未満の、もしくはさらに０．８％未満のゲル化剤を添加することが可能である。
【０１３３】
使用できる発泡剤およびゲル化剤は、例えばＦＲ ２ ８７３ ６８６またはＥＰ １ ３２９ ４３９に記述されている。これらの文献によれば、安定剤も添加できる。
【０１３４】
発泡剤およびゲル化剤の両方を添加すると、セル間の相互連結性が増大する。
【０１３５】
微粒子混合物は、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．１％〜２％の範囲にある、好ましくは０．１％〜０．５％の範囲にある、好ましくは０．５質量％未満の分散剤を含むことができる。
【０１３６】
分散剤は、例えば、アルカリ金属のポリリン酸塩またはメタクリレート誘導体から選択できる。任意の知られている分散剤は：完全イオン性例えばＨＭＰＮａ、完全立体型（ｓｔｅｒｉｃ）例えばポリメタクリル酸ナトリウム型のもの、またはイオン性および立体型の両方、として考えることができる。分散剤を添加することは、５０μｍ未満の寸法を有する微細粒子がより良好に分布され、そのためセメント硬化体の機械的強度の助けになることを意味する。
【０１３７】
上述の成分の他に、微粒子混合物は、１種もしくは複数の成形または焼結添加剤を、当業者によく知られている割合で所定の使用において含むこともできる。
【０１３８】
挙げ得る、使用できる添加剤の非限定的な例は下記の通りである：
一時的有機結合剤、例えば樹脂、カルボキシメチルセルロース、デキストリンなどのセルロースもしくはリグノン（ｌｉｇｎｏｎｅ）誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、またはリン酸もしくはケイ酸ナトリウムなどの他の化学的硬化剤など；
無機結合剤、例えばシリカゲルまたはコロイド形態のシリカなど；
化学的硬化剤、例えばリン酸、モノリン酸アルミニウムなど；
焼結促進剤、例えば二酸化チタンまたは水酸化マグネシウムなど；
成形剤、例えばステアリン酸マグネシウムまたはカルシウムなど。
【０１３９】
微粒子混合物は、特に、乾燥鉱物質に対する質量百分率として５％〜２０％の範囲にあるシリカおよび／またはアルミナおよび／またはジルコニアゾルを含むことができ、前記ゾルは、２０質量％〜６０質量％のコロイドを含む。
【０１４０】
一実施形態において、微粒子混合物には、ＣＯ２などのガスを封入した樹脂のマイクロカプセルは含まれない。
【０１４１】
成形または焼結添加剤が種々の割合で組み込まれるが、脱バインダー後にセメント硬化体の種々の成分の質量割合が実質的に変更されないように十分に低い割合である。
【０１４２】
微粒子混合物の種々の成分は、例えば、強力な遊星型混合機または他の方法で、均斉化されるまで練混ぜることが好ましい。
【０１４３】
本発明による微粒子混合物は、乾燥していることが好ましい。しかし、この実施形態が好ましくない場合でも、上述の成分のいくつか、特に熱硬化性樹脂または分散剤は、液体形態で添加できる。本発明は、このような湿った微粒子混合物も提供する。
【０１４４】
通常、微粒子混合物に、活性化させ、本発明によるフレッシュセメントを得るために水分が添加される。
【０１４５】
フレッシュセメントは、乾燥物（鉱物質または非鉱物質）に対する質量百分率として４０％未満の水分含量を有することが好ましい。
【０１４６】
水分を含む他の成分を互いに練混ぜた後、有機繊維を添加することがより好ましい。
【０１４７】
有機繊維を添加する代替策として、または有機繊維を添加する相補策として、マクロ細孔を作り出すために、フレッシュセメントを発泡させることが可能である。
【０１４８】
この目的のために使用できる、ゲル化による発泡方法の例は、ＦＲ ２ ８７３ ６８６またはＥＰ １ ３２９ ４３９に記述されている。
【０１４９】
混合機が回転している間に粉末を添加し、適正な場合、続いて発泡剤を添加することが好ましい。
【０１５０】
本発明によるフレッシュセメントを発泡させるため、フレッシュセメント中へのガス、とりわけ空気の進入に有利な渦流を作り出すことによる、強力な練混ぜを特に用いることができ；かつ／またはガスを吹き込むことができる。
【０１５１】
強力な練混ぜの効率は、混合機ブレードの回転速度、寸法および形状、ならびに、混合機の直径に対するブレードの直径を変更することにより調節できる。練混ぜは大気圧で行うことができる。
【０１５２】
ガスを吹き込むと、特に正確な形でマクロ気孔率を制御することができる。ガス、とりわけ空気を吹き込むことはまた、マクロ細孔以外の他の型の気孔率を作り出すことができることも意味する。さらに発泡剤を添加することは、有利な任意選択となる。
【０１５３】
ガスは、適切な混合機を使用して注入できる。フレッシュセメント内で気孔が実質的に均一な形で分布されるように、ガスは複数の注入点を介して吹き込まれることが好ましい。０．０５ｍｍを超える、かつ／または５ｍｍ未満の直径を有するオリフィスを通して、ガスが吹き込まれることが好ましい。こうして、ガス気泡の直径は、一般に２００μｍ未満にとどまる。水分の添加に続く練混ぜまたは均斉化段階の間に、ガスが吹き込まれることがより好ましい。
【０１５４】
フレッシュセメント１リットル当たり０．５リットルを超える、好ましくは０．７リットルを超える、好ましくは１リットルを超えるガスが、かつ／または、フレッシュセメント１リットル当たり２．５リットル未満、好ましくは２．０リットル未満、より好ましくは１．８リットル未満のガスが注入されることが好ましい。注入の圧力は、一定であることが好ましいが、決定的因子ではない。
【０１５５】
発泡体を作製する場合、微粒子混合物粒子の粒度を選択することは、セラミックシール層として塗布する前に、その発泡体の構造的凝集力を調節することができることを意味する。
【０１５６】
段階ｂ）において、組み立てようとするブロック、特にフィルターブロックの間に、または準備が整った組立体の周囲に、フレッシュセメントがはさみ込まれる。
【０１５７】
任意のブロックが使用できる。特に、それらのブロックは、３０％を超える、もしくはさらに４０％を超える、かつ／または６０％未満の、もしくはさらに５０％未満の開気孔率を有する多孔質セラミックブロック、とりわけ序説において記述されたものなどのフィルターブロックとすることができ、その場合は、このセラミック体はフィルター体である。
【０１５８】
内燃機関、特にディーゼル機関からの排気ガス中に含有される粒子を濾過することを意図した、このようなブロックは、ハニカム配列に、好ましくは実質的に長方形の、隣接する入口流路と出口流路との重なり合った列を備える。入口および出口流路は、断面においてチェッカー盤模様を形成するように、交互であることが好ましい。
【０１５９】
前記入口流路の全体の体積は、前記出口流路の全体の体積を超えることが好ましい。２つの水平または垂直な列の流路を分離している中間の壁は、特に、断面が波打っている形状、例えば図３および５などのシヌソイド（正弦曲線）形状を有することができる。図のように、流路の幅は、実質的に正弦波の周期の半分に等しいことが好ましい。
【０１６０】
ブロックは、焼結材料から形成され、５０質量％を超える、もしくはさらに８０質量％を超える再結晶炭化ケイ素ＳｉＣ、および／またはアルミナチタン酸塩および／またはムライトおよび／またはコージライトおよび／または窒化ケイ素および／または焼結金属を含むことが好ましい。
【０１６１】
フレッシュセメントは、組み立てようとするブロックの表面に連続した形で塗布できる、すなわち、ブロックの向き合う面の全表面にわたって塗布できる。
【０１６２】
しかし、好ましい実施形態において、フレッシュセメントは、前記表面の一部、１０％と９０％の間だけを被覆する。したがって、２つのブロック間のシールが中断される。２つのブロック間に所定の距離を確保するため、フレッシュセメントの小塊（ｂｌｏｂ）の間に、スペーサーを配置することができる。
【０１６３】
一実施形態において、発生する可能性のある熱機械的応力を最適な形で弱めるように、複数の、局所的に適応させたシール部分を形成するため、フレッシュセメントは不連続な形で塗布される。
【０１６４】
下記の特定的な適応が可能である：
少なくとも２箇所の前記シール部分が、それらの組成および／またはそれらの構造および／またはそれらの厚さにおいて異なる材料を含む；
前記シール部分のセメントが、値が１０％以上異なる弾性率を有する；
少なくとも１箇所の前記シール部分が、異方性の弾性性状を有する；
前記シール部分が、セメントに含浸したシリカを含む；
少なくとも２箇所の前記シール部分の厚さが、少なくとも２倍の比率で異なる；
少なくとも１箇所の前記シール部分が、隙間を備える；
前記隙間が、前記本体の上流面および下流面の一方の上に向かって開いている；
前記隙間が、前記シール部分で組み立てられた前記ブロックの面に実質的に平行な平面（「シール面」）内に形成される；
前記隙間の長さまたは深さが、前記本体の全長の０．１〜０．９倍の範囲にある；
前記隙間が、前記ブロックの片側に実質的に隣接している；
前記隙間には、前記ブロックにも、それが配置されている前記シール部分のセメントにも接着されない充填材料が、少なくとも一部充填されている；また
前記充填材料は、窒化ホウ素またはシリカである。
【０１６５】
ＦＲ ２ ８３３ ８５７は、前記シールの作製方法を記述している。
【０１６６】
フレッシュセメントは、得られたセメント硬化体が、それが結合するブロックの２つのシール面上に、同一の力で接着するように、または同一シール面内で異なることができる接着力で接着するように配置できる。
【０１６７】
一実施形態において、フレッシュセメントは、シールの第１の面が、少なくとも１つの、シールによる強い接着力の第１の領域と、前記シールによる弱いまたはゼロ接着力の領域とを含むように塗布され、前記領域がそれぞれ、そのシールの第２の面の弱いまたはゼロ接着力の第１の領域と、前記シールによる第２の面の強い接着力の領域とに向き合って、配置されることが好ましい。シールの第１の面は、シールの第２の面の弱いまたはゼロ接着力の第２の領域に向き合って配置されたシールによる強い接着力の第２の領域を含むこともできる。ＦＲ ２ ８５３ ２５５は、このようなシールの作製方法を記述している。
【０１６８】
次いで、ブロックは、フレッシュセメントを使用して、一体化される。
【０１６９】
フレッシュセメントの量は、一定であることが好ましいシールの厚さが４ｍｍ未満、好ましくは３ｍｍ未満であるように決定されることが好ましい。
【０１７０】
フレッシュセメントが位置決めされると直ぐに、その間にフレッシュセメントが配置されているブロック面と実質的に平行に、有機繊維がそれ自体配向され、マクロ細孔を作り出す。したがって、有機繊維を除去する何らかの操作の前に、本発明による組立体を作製することが可能である。
【０１７１】
段階ｃ）において、フレッシュセメントが硬化中に膨張するのを防止するため、例えばＥＰ １４３５３４８において記述されるように、例えば、ブロックをスペーサーで留め、こうして留めたブロックを結束することによって、フィルターブロックは、所定の位置に保持されることが好ましい。
【０１７２】
発泡剤およびゲル化剤が存在する場合、ゲル化剤がキサンタン、アガロースまたは、増粘剤として作用する他のゲル化剤であれば、フィルターブロックは、所定の位置に保持されることが好ましい。
【０１７３】
一実施形態において、ゲル化剤は、ゼラチンまたは、冷却するとゲル化する他のゲル化剤である。
【０１７４】
乾燥中の膨張は、こうして有利に制限される。したがって、フィルターブロックを、所定の位置に保持することは、もはや不可欠ではなくなる。
【０１７５】
ブロック間に打ち込んだ後、フレッシュセメントは好ましくは、空気中でまたは好ましくは残留湿分が０〜２０％の範囲にある湿気調整した雰囲気中で、好ましくは１００℃〜２００℃の範囲にある温度で乾燥される。
【０１７６】
一実施形態において、発泡剤およびゲル化剤が存在する場合、ゲル化が終わる前に、より好ましくはゲル化を開始する前に、またはゲル化なしでも、フレッシュセメントは乾燥される。例えば、ゼラチン型ゲル化剤では、ゲル化温度未満まで温度が低下する前に、乾燥を行うことができる。
【０１７７】
乾燥期間は、特にシールの方式、およびセラミック組立体の方式の関数として、数秒〜１０時間の範囲にあることが好ましい。乾燥は、熱硬化樹脂の重合、および有機バインダーの硬化を促進する。こうして、本発明によるセメント硬化体が得られる。
【０１７８】
場合による熱処理は、酸化性雰囲気中で、好ましくは大気圧で、好ましくは４００℃〜１２００℃の範囲にある温度で行われることが好ましい。
【０１７９】
熱処理は、脱バインダーおよび／または焼成を含む。
【０１８０】
脱バインダーは、有機成分の除去をもたらす温度で行われる。
【０１８１】
乾燥後、有機繊維は、依然として存在できる。したがって、これらの繊維を除去するのに十分な温度における脱バインダーは、気孔を有利に作り出すことができる。
【０１８２】
焼成は一般に、機械的強度の向上を伴う。
【０１８３】
冷時から冷時までおよそ１〜２０時間の範囲にあることが好ましい焼成時間は、材料に応じてだけでなく、シールの寸法および形状に応じても変動する。
【０１８４】
焼成は、インサイチューで行うこともできる。特に、自動車車両向けフィルターを意図されるフィルター体について、フィルター体は、有機繊維を除去する前に自動車車両に取り付けることができ、有機繊維を除去するには、再生温度で十分である。一例として、セルロース繊維の燃焼温度はおよそ２００℃である一方、フィルター体の再生温度は、典型的におよそ５００℃またはもっと高い。
【０１８５】
焼成後、本発明による組立体が得られる。
【０１８６】
図３〜５において、組立体５０の細部が示される。この組立体は、非対称構造を有するハニカム中にブロック５２および５４を備えていた。これらのブロックは、マクロ細孔５８を有するシール５７の２つのシール面５５および５６によって組み立てられる。
【０１８７】
マクロ細孔５８は、図３および４のように、シール面間で平坦化した気泡に似た、比較的規則正しい形状を有することができ、または図５のように、特にそれらが、フレッシュセメントが発泡する結果である場合、高度に不規則なものとなり得る。この図では、マクロ細孔は、発泡体のセルの相互連結からもたらされる。
【０１８８】
次いで、組立体は機械加工することができ、場合によって例えば、ＥＰ １ １４２ ６１９またはＥＰ １ ６３２ ６５７において記述されるように、周囲セラミックコーティングで被覆することができる。前記周囲コーティングは、本発明によるフレッシュセメントから作製することができる。
【０１８９】
組立体は、相補的な緻密化熱処理、または焼結さえも受けることができる。焼結温度は、１０００℃を超えることが好ましいが、ブロックの劣化を招いてはならない。
【０１９０】
セメント硬化体の全気孔率は１０％を超える、好ましくは３０％を超える、かつ／または９０％未満、好ましくは８５％未満とすることができる。
【０１９１】
細孔径分布は、多峰性、好ましくは双峰性となってよい。特に、セメント硬化体は、マクロ細孔の量が測定される前記断面において、典型的に５０μｍ未満の等価直径を有するミクロ細孔を含むことができる。
【０１９２】
細孔径分布は、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある孔径（マクロ細孔）に中心のある第１のモードと、１μｍ〜５０μｍの範囲にある孔径（ミクロ細孔）に中心のある第２のモードとを含むことが好ましい。この分布は、前記第１のモードおよび第２のモードが、主なモードであるようなものとなってよい。
【０１９３】
ミクロ細孔の存在は、熱機械的強度を向上させる一方、断熱性を増大させる。ミクロ細孔の存在はまた、セメント硬化体の密度の低下、したがって本体の質量の減少に寄与し、このことは、本体が、自動車車両に搭載するフィルター体である用途のために特に有利である。
【０１９４】
しかし、マクロ細孔の量が評価される前記断面において、ミクロ細孔の表面積は、全表面積の２０％未満であることが好ましい。
【０１９５】
マクロ細孔は、例えば、発泡体型構造において、相互連結させることができる。しかし、このような相互連結は、本発明にとって不可欠ではない。
【０１９６】
一実施形態において、数において５０％を超える、好ましくは８０％を超える、またはさらに９０％を超えるマクロ細孔が細長い形状を有する、すなわち、それらの長さとそれらの幅の間の比率が２を超えるようなものである（この長さと幅は、マクロ細孔の量が評価される前記断面において測定される）。
【０１９７】
図４において見ることができるように、数において５０％を超える、好ましくは８０％を超える、またはさらに９０％を超えるマクロ細孔が、シールがその間に配置されているブロック面に実質的に平行に広がることが好ましい。数において５０％を超える、好ましくは８０％を超える、またはさらに９０％を超えるマクロ細孔が、実質的にシールの全体厚さにわたって広がることがより好ましい。図４において見ることができるように、マクロ細孔は、それにより、向き合っているブロック面を接続する「ブリッジ」となる物質を、マクロ細孔間で画定している。しかし、少なくとも５０μｍのセメント硬化体の厚さ「ｅ」は、マクロ細孔をシール面から離している。
【０１９８】
セメント硬化体は、質量百分率として酸化カルシウム（ＣａＯ）含量０．５％未満を有することが好ましい。こうして、ＣａＯの存在によって時々生じる脆弱化が、制限される。出発材料によって持ち込まれる何らかの不純物の形態で存在するものでない限り、セメント硬化体にはＣａＯが含まれないことが好ましい。こうして、特にフィルター体への適用におけるセメント硬化体の寿命が長くなる。この機械的強度における向上はまた、セラミック繊維含量を制限することができ、もしくはセラミック繊維を除く（ｄｉｓｐｅｎｓｅｄ）ことさえもでき、かつ／または炭化ケイ素含量を増加させることができることも意味する。
【０１９９】
（実施例）
下記の実施例は、非限定的な例示として提供される。
【０２００】
表１の上部部分は、試験した種々のセメント硬化体の出発装入物の組成を質量百分率として提供する。
【０２０１】
下記の出発材料を使用した：
無機シリカ−アルミナ繊維：長さ＜１００ｍｍおよびショット＜５％；
ＳｉＣ含量＞９８％を有する０〜０．２ｍｍ ＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
ＳｉＣ含量＞９８％を有するメディアン直径およそ６０μｍのＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
ＳｉＣ含量＞９８％を有するメディアン直径およそ３０μｍのＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
メディアン直径およそ１０μｍの、ＳｉＣ含量＞９８％を有するＤＰＦ Ｃ ＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
ＳｉＣ含量＞９８％を有するメディアン直径およそ２．５μｍのＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
メディアン直径０．３μｍのＳｉＣ粉末；
メディアン直径およそ４０μｍの、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ社により供給された電融ムライトジルコニア粉末；
メディアン直径およそ１２０μｍを有する、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ社により供給された電融ムライトジルコニア粉末（参照：「ＦＺＭ ０〜０．１５」）；
Ｅｎｖｉｒｏｓｐｈｅｒｅｓ社によりＥ ｓｐｈｅｒｅｓとして供給された、メディアン直径およそ１３７μｍのＳＬＧ中空球体；
Ｅｎｖｉｒｏｓｐｈｅｒｅｓ社によりＥ ｓｐｈｅｒｅｓとして供給された、およそ４０μｍのＳＬＧ７５中空球体；
Ａｌｍａｔｉｓ社により供給された、ＣＬ３７０仮焼アルミナ；
Ｅｌｋｅｍ社により供給された、９７１Ｕフュームドシリカ；
Ｋｅｒｐｈａｌｉｔｅ ＫＦ５（ｄ５０：５μｍ）、Ｄａｍｒｅｃ社より；
Ｒｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ Ａｒｂｏｃｅｌ社により供給されたセルロース有機繊維、等級Ｂ４００、長さ９００μｍ、平均等価直径２０μｍ、密度２０〜４０ｇ／リットル；
ケイ酸ナトリウム粉末分散剤；
トリポリリン酸ナトリウム粉末分散剤；
ＳＫＷ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社により供給されたｓａｔｉａｘａｎｅ（登録商標）ＣＸ９０Ｔ型のキサンタンガム；
セルロース由来の有機結合剤；
３０％コロイドシリカゾル；
粉末エポキシ樹脂；
樹脂用触媒（液体）；
Ｚｓｃｈｉｍｍｅｒ Ｓｃｈｗａｒｚ ＧｍｂＨ社により供給された、Ｗ５３ＦＬ発泡剤（アクリル酸アンモニウム系の分散剤）。
【０２０２】
例Ｒｅｆ．１、Ｒｅｆ．２および実施例１の活性化した微粒子混合物を、非強力型遊星型混合機内で、
乾燥出発材料を２分間乾式混合する段階；次いで
任意で結合剤（多糖）および適正な場合触媒と共に、水を添加する段階；
５〜１０分間練混ぜ、十分な調和を得てシールを形成する段階
を含む従来の手順を使用して調製した。
【０２０３】
こうして得られたフレッシュセメントについて測定した粘度は、Ｈａａｋｅ社ＶＴ５５０粘度計を使用して測定し、せん断勾配１２ｓ−１について、典型的に５ｍＰａ・ｓ−１〜２０ｍＰａ・ｓ−１の範囲にあり、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ−１〜１３ｍＰａ・ｓ−１の範囲にあった。
【０２０４】
対照標準１および２（「Ｒｅｆ．１」、「Ｒｅｆ．２」）は、ＥＰ ０ ８１６ ０６５の実施例１に従う繊維質セメント硬化体、およびＦＲ ２ ９０２ ４２４において記述されるセメント硬化体に対応する。
【０２０５】
実施例２および３は、ガス吹き込みによる発泡に適応させた混合機内で調製した発泡セメント硬化体であり、下記の手順を用いた：
水＋シリカゾル＋樹脂触媒＋キサンタンガムの混合物を、５００ｒｐｍ（１分当たりの回転数）の回転速度で１５分間均斉化する段階；
回転を５００ｒｐｍに維持しながら、他の粉末を添加する段階；
硫酸アンモニウム系発泡剤を添加し、５分間練混ぜる段階；
フレッシュセメント１リットル当たり体積１．５リットルの空気を吹き込むように空気を注入する段階であり、均質なペーストが得られるまで混合機の速度を２００ｒｐｍに減速する段階。
【０２０６】
実施例１〜３は、本発明によるセメント硬化体である。
【０２０７】
水銀ポロシメーター法を使用して、開気孔率を測定した。
【０２０８】
調製したフレッシュセメントにより、フィルター体を作製するための、外側寸法：３５．８×３５．８×８．７５ｍｍ３を有する、日常使用における平行管状フィルターブロックを組み立てた。シールの厚さを一定に保持するため、組み立てようとするフィルターブロックのシール面の間に、厚さ１ｍｍのくさび、または「スペーサー」を配置した。
【０２０９】
このやり方で、３個のフィルターブロックを互いに連続させて組み立てた。
【０２１０】
実施例２および３（発泡セメント硬化体）において、乾燥中のフレッシュセメントの膨張を抑えるまたはさらに止めるために、３個のフィルターブロックを結束した。
【０２１１】
次いで、３個のフィルターブロックにより構成される本体を、空気中で１００℃において１時間乾燥した。
【０２１２】
実施例１〜３の特定の場合、操作および機械加工のための十分な凝集力をもたらすため、次いで本体を、空気中で１１００℃において１時間焼成した。
【０２１３】
シールの断面（ブロックの長さに平行して伸びる流路の方向に垂直な平面における）についての、光学顕微鏡を使用して撮影した写真の画像解析により、マクロ細孔として現れている気孔の表面積を測定することが可能となり、また前記マクロ細孔の合計表面積の、観察される全表面積に対する比率を計算することが可能となった。
【０２１４】
下記の接着力試験を使用して、セラミックシール層の接着力を測定した。２個の周囲のフィルターブロックを支持し、支持点間の距離を７０ｍｍとするように、組立体を置いた。中心のフィルターブロックに、１分間当たり０．５ミリメートル（ｍｍ／分）移動するパンチ（押し抜き具）により圧力を掛けた。中心のフィルターブロックが組立体から外れるときの力を測定し、Ｎで表されるこの破断力を、積２×３５．８×７５ｍｍ２で割ることにより、ＭＰａにおける応力を計算した。このセメントによる組立体の十分な凝集力を確保するには、０．１ＭＰａ以上の接着抵抗力が必要であると考えられる。
【０２１５】
【表１】
【０２１６】
表１は、本発明のセメント硬化体が、高度に満足される接着性状を有することを示す。その上、それらの、特に実施例２および３によるセメント硬化体についての、非常に高いマクロ気孔率は、いくつかの用途において本発明のセメント硬化体に有利な断熱性状をもたらす。
【０２１７】
特に、驚くべきことに、良好な断熱能力は、自発的または制御の悪い再生段階の間、極めて過酷な熱機械的応力に曝されるフィルター体にとって有利なものである。
【０２１８】
本発明が、非限定的な例示として提供されている、記述した実施形態に限定されないことは明らかである。
【符号の説明】
【０２１９】
ＳｉＣ 炭化ケイ素
５０ 組立体
５２、５４ ブロック
５７ シール
５８ マクロ細孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、自動車車両からの排気ガスを濾過するためのセラミック組立体（ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ ｂｏｄｙ）であって、ブロック間にシールをはさみ込むことによって一緒に結合された複数のブロックを備える組立体を提供する。
【背景技術】
【０００２】
大気中に排出される前に、自動車車両からの排気ガスは、図１および２に示されるものなどの、従来技術から知られている粒子フィルターによって浄化することができる。（種々の図において、同様なまたは類似の手段を示すため、同一の参照番号を使用した。）
【０００３】
粒子フィルター１は、図１において図２の断面Ｂ〜Ｂに沿った断面が示され、図２において図１の断面Ａ〜Ａに沿った長手部分が示される。
【０００４】
粒子フィルター１は、従来、長さＬを有し、金属缶５中に挿入された、少なくとも１つのフィルター体３を備える。
【０００５】
フィルター体３は、モノリシックとすることができる。しかし、特に再生段階の間の、その熱機械的強度を向上させるために、参照番号１１ａ〜１１ｉを有する、複数のブロック１１を組み立て、機械加工して得られるものが有利であることが判明している。したがって、それは「組立（ａｓｓｅｍｂｌｅｄ）」フィルター体と呼ばれる。
【０００６】
フィルターブロック１１を製造するため、多孔質ハニカム構造を形成するように、セラミック材料（コージライト、炭化ケイ素など）が押し出される。押し出された多孔質構造体は、従来、２つの実質的に正方形の上流面１２と下流面１３との間に伸びる、長方形の平行管状物（ｐａｒａｌｌｅｌｅｐｉｐｅｄ）の形態を有しており、その中へ、複数の隣接する、直線で囲まれ、かつ平行な流路１４が外まで開口している。
【０００７】
特許文献１（ＷＯ ０５／０１６４９１）は、例えば、考慮下の流路に応じて様々な断面の流路を有する多孔質ハニカム構造体も知られていることを示す。「非対称構造」と呼ばれる、これらの構造体は、一般に大きな貯蔵体積を提供し、フィルター通過における圧力低下を制限する。
【０００８】
押出しの後、押し出された多孔質構造体は、よく知られているように、交互に、それぞれ上流および下流プラグ１５ｓおよび１５ｅによって、上流面１２または下流面１３にプラグ止めされて、それぞれ「出口流路」および「入口流路」型の流路１４ｓおよび１４ｅを形成する。出口および入口流路１４ｓおよび１４ｅは、それぞれ上流および下流プラグ１５ｓおよび１５ｅから離れた出口および入口流路１４ｓおよび１４ｅの末端で、それぞれ、出口および入口開口部１９ｓおよび１９ｅを介して外部に開いている（それぞれ下流面および上流面１３および１２の間にわたって伸びている）。したがって、入口および出口流路１４ｅおよび１４ｓは、側壁２２ｅおよび２２ｓ、密封用プラグ１５ｅおよび１５ｓ、ならびに、外部に開いているそれぞれの開口部１９ｓまたは１９ｅによって画定される内部空間２０ｅおよび２０ｓを画定している。２つの隣接する入口および出口流路１４ｅおよび１４ｓは、それらの側壁２２ｅおよび２２ｓの共通部分を介して流体連結されている。
【０００９】
プラグを施した後、押し出された多孔質構造体は、焼結される。
【００１０】
それにより、それぞれ４面の、上流面１２から下流面１３まで広がった外側平坦面を有する、長方形の平行管状物であるフィルターブロックがもたらされる。
【００１１】
フィルターブロックを組み立てるために、以下において「シール面（ｓｅａｌ ｆａｃｅｓ）」と呼ばれる向き合った外側面が、シリカおよび／または炭化ケイ素および／または窒化アルミニウムから一般に構成されるセラミックセメントから形成されるシール２７１〜１２によって接合される。
【００１２】
フィルターブロック組立体のシール２７１〜１２のセラミックセメント、または「セラミックシール層」を構成するために、特に、３０質量％〜６０質量％の範囲の炭化ケイ素を含むセメント硬化体が知られている。炭化ケイ素は高い熱伝導率を有し、それはフィルター体内の温度を速やかに均斉化できることを有利に意味する。しかし、炭化ケイ素は、比較的高い膨張率を有する。したがって、その型のセメント硬化体の炭化ケイ素含量は、粒子フィルターに適用されるように適応させた熱機械的強度を提供するため、制限されなければならない。
【００１３】
その結果として構成される組立体は、次いで、例えば、円形断面を帯びるように、機械加工することができる。セメント硬化体は、その機械加工操作に耐えることが可能でなければならない。
【００１４】
フィルター体の横面全体を実質的に被覆するように、周囲コーティング（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏａｔｉｎｇ）２７’を塗布することも好ましい。その結果は、缶５に挿入することができる、長軸Ｃ〜Ｃを有する円筒形フィルター体３であり；排気ガス気密性（ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ−ｔｉｇｈｔ）の、外側フィルターブロック１１ａ〜１１ｈ間に配置される、または必要な場合、コーティング２７’と缶５の間に配置される周囲材料２８である。シール２７１〜１２に使用されるセメント硬化体は、場合によって、周囲コーティング２７’を作製するのに使用できる。その場合、缶中への挿入、または「キャンニング（ｃａｎｎｉｎｇ）」に耐える十分な機械的強度を有しなければならない。
【００１５】
図２に示される矢印が示すように、排気ガス流Ｃは、入口流路１４ｅの開口部１９ｅを通って、フィルター体３に入り、これらの流路の濾過用側壁を通過して出口流路１４ｓに達し、次いで開口部１９ｓを介して外部に流出する。
【００１６】
シールは、入口流路と出口流路を分離する濾過用壁を通ってガスが通過することに限定するために、排気ガスに対して排気ガス気密性としなければならない。
【００１７】
ある時間使用した後、フィルター体３の流路内に蓄積された粒子、または「すす（ｓｏｏｔ）」は、フィルター体３による圧力低下を増大させ、こうしてエンジンの性能を変化させる。このため、フィルター体は、定期的に、例えば、５００キロメートル毎に再生しなければならない。
【００１８】
再生または「清浄化」は、すすを酸化させることにある。これを達成するため、すすが強熱される温度まで、すすを加熱する必要がある。したがって、フィルター体３内における温度の均一性の不足、ならびに、フィルターブロック１１ａ〜１１ｉおよびシール２７１〜１２に使用される材料の特性差の可能性が、強い熱機械的応力を発生させる恐れがある。シールのセメントは、再生の間、熱機械的応力に耐えることが可能でなければならない。
【００１９】
シールへの応力は、非対称構造、すなわち、入口流路の断面が出口流路の断面と異なる構造を有するフィルターブロックの組立体で特に過酷である。これらのブロックは、密封用プラグが構成する質量の比率が大きいため弱体化されて、一方が他方から離れる傾向がある。セメント硬化体も破壊される傾向を有し得る。
【００２０】
応力は、自発的再生または制御の悪い再生の場合にも非常に高くなる。
【００２１】
例えば特許文献２（ＥＰ ０ ８１６ ０６５）から、セメント硬化体にセラミック繊維を組み込むと、シールの弾性を増大させ、したがってフィルター組立体の熱機械的強度を増加させることが可能になることが知られている。しかし、セラミック繊維が存在すると、健康および安全性に関する危険の可能性が生じ、フィルター体のリサイクルをより困難にしている。さらに、繊維の組込みは、特にショット（非繊維粒子）の存在が少なくなることと共に、とりわけ高価である。
【００２２】
最後に、セラミック繊維は、組み立てようとするブロック表面にフレッシュセメントを塗布する間、フレッシュセメントを均一に分布させることを困難にする。
【００２３】
その上、特許文献３（ＥＰ １ １４２ ６１９）は、低い熱伝導率を有するセメント硬化体を使用したフィルター組立体について開示しており、伝導性のあるセメント硬化体の使用は、接着性および耐熱性に有害であると考えられている。
【００２４】
特許文献４（ＥＰ １ ４７９ ８８２）は、フィルター組立体について記述し、シールおよびフィルターブロックの熱膨張率に対処するパラメータを推奨している。発泡剤または樹脂を添加することにより、シールの気孔率の度合いを制御することができる。
【００２５】
特許文献５（ＥＰ １ ４３７ １６８）は、フィルターの周囲部分と中心部分の間の熱不均一性を取り扱い、特定の熱伝導率および密度を有するセメント硬化体およびフィルターブロックを推奨している。
【００２６】
特許文献６（ＥＰ １ ４４７ ５３５）も、シールの厚さ、およびフィルターブロックの外壁の厚さを考慮に入れることを提案している。
【００２７】
特許文献７（ＦＲ ２ ９０２ ４２４）は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および中空球体を含むセメント硬化体であって、前記中空球体の数の少なくとも８０％が、５マイクロメートル（μｍ）〜１５０μｍの範囲にある寸法を有するセメント硬化体を開示している。
【００２８】
特許文献８（ＦＲ ２ ９０２ ４２３）は、３０％〜９０％の範囲にある炭化ケイ素（ＳｉＣ）含量、および熱硬化性樹脂を有するセメント硬化体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】国際公開第０５／０１６４９１号
【特許文献２】欧州特許第０８１６０６５号明細書
【特許文献３】欧州特許第１１４２６１９号明細書
【特許文献４】欧州特許第１４７９８８２号明細書
【特許文献５】欧州特許第１４３７１６８号明細書
【特許文献６】欧州特許第１４４７５３５号明細書
【特許文献７】仏国特許発明第２９０２４２４号明細書
【特許文献８】仏国特許発明第２９０２４２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
したがって、セラミック組立体、特に、非対称構造を有するブロックを備え、上述の応力に有効に耐えることが可能で、かつ内燃機関、とりわけディーゼル機関からの排気ガスを濾過する用途に適したセラミック体が必要とされる。
【００３１】
本発明の一目的は、この必要性を満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の第１の主実施形態によると、この目的は、シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体、特にフィルター組立体であって、場合によってはこのセラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、このシールおよび／またはこの周囲コーティングが、セメント硬化体を含み、好ましくはセメント硬化体で構成され、前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体が、前記シールにより組み立てられたブロックの向き合う面の少なくとも１面に垂直な断面において、２００μｍ〜４０ミリメートル（ｍｍ）の範囲にある等価直径を有する気孔（以下において「マクロ細孔（ｍａｃｒｏｐｏｒｅ）」と呼ばれる）を、前記断面において、前記マクロ細孔により占有される全表面積が、実測される全表面積（気孔間の表面積、前記マクロ細孔の表面積および他の気孔の表面積）の１５％を超える、好ましくは２０％を超え、かつ好ましくは８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であるような量で有する組立体によって、達成される。
【００３３】
特に、前記シールは、向き合い、かつ実質的に平行な、好ましくは実質的に平面であるシールの２つの面の間で広がることができる。
【００３４】
以下の記述においてより詳細に見られるように、前記セメント硬化体は良好な接着力を有し、特に自動車車両からの排気ガスを濾過する用途において、良好な機械的強度を有するセラミック組立体をもたらす。
【００３５】
ブロックは、特に多孔質ブロックとすることができ、とりわけ自動車両からの排気ガスを濾過するフィルターブロックとすることができる。セメント硬化体は、非対称流路が含まれているフィルターブロックの組立体に特に適している。
【００３６】
前記断面により、必ずしもそれぞれの気孔の最大の断面を観察することが可能になるわけではない。したがって、マクロ細孔の中でもいくつかの気孔は、他の断面では計数されるとしても、計数されず、逆の場合も同様である。
【００３７】
本発明による組立体は、１種または複数の下記の場合による特性を含むこともできる：
セメント硬化体は、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として１０％未満、好ましくは９．９％未満、好ましくは９％未満、好ましくは５％未満、好ましくは３％未満、好ましくは１％未満、好ましくは０．５％未満、好ましくは０．１％未満の無機繊維、特にセラミック繊維を含むことが好ましい。セメント硬化体は、このような繊維を含有しないことが好ましい。本発明者は、セメント硬化体の性能が、少量の無機繊維、特にセラミック繊維の存在によって、著しく影響を受けないことに気付いている；
セメント硬化体は、脱バインダー操作を受けていない。セメント硬化体には、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％を超える、好ましくは２％を超える、より好ましくは３％を超える、かつ／または１０％未満、好ましくは５％未満、好ましくは４％未満の量の有機繊維が含まれる；
数において少なくとも８０％、またはさらに少なくとも９０％、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、発泡体のセルの相互連結からもたらされる；
前記断面における細孔径分布は、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある孔径に集中する第１のモードと、１μｍ〜５０μｍの範囲にある孔径に集中する第２のモードとを含む。この分布は、前記第１のモードおよび第２のモードが、主モードであるようなものとなってよい；
数において５０％を超える、またはさらに７０％を超える前記マクロ細孔が、前記断面において、それらの長さとそれらの幅の間の比率が２を超えるような形状を有する；
前記シールにおいて、マクロ細孔は、前記シールがその間に配置されているブロックの面に実質的に平行に広がる；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超えるマクロ細孔が実質的にシールの厚さ全体にわたって広がり、前記マクロ細孔と前記ブロックの間に（すなわち、前記マクロ細孔の任意の１個と最も近いシール面との間に）少なくとも５０μｍの厚さのセメント硬化体が配置されることが好ましい；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、シールの局所的厚さから１００μｍを引いたもの以下の幅を有することが好ましい；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、１００μｍを超える、好ましくは３００μｍを超える、またはさらに４００μｍを超える、より一層好ましくは５００μｍを超える、または８００μｍを超える幅を有することが好ましい；
前記断面において、数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％のマクロ細孔は、３０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ未満、かつ／または５００μｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、もしくはさらに２ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上の長さを有することが好ましい；
セメント硬化体は、鉱物質の質量に対する百分率として５％を超える無機中空球体を含む；
無機中空球体の分布は、合計１００質量％について、下記の２つの部分に分かれる：
無機中空球体の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、１１０μｍを超えかつ１５０μｍ未満のメディアン寸法を有する部分、および
無機中空球体の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、３５μｍを超えかつ５５μｍ未満のメディアン寸法を有する部分；
セメント硬化体の全気孔率は、１０％を超え、９０％未満、好ましくは３０％を超えかつ８５％未満である；
セメント硬化体には、乾燥鉱物質の質量に対する百分率として０．０５％を超えかつ５％未満の熱硬化性樹脂が含まれる；
セメント硬化体は、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％未満の酸化カルシウムＣａＯ含量を有し、かつ／または５０％を超える炭化ケイ素を含む；
炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）およびシリカ（ＳｉＯ２）は、セメント硬化体の乾燥鉱物質の質量の８５％を超える；
炭化ケイ素は、２００μｍ未満のメディアン寸法を有する粒子の形態で存在する；
セメント硬化体は、乾燥鉱物質に対する質量百分率として、少なくとも５％の耐火性粒子、特に、０．１μｍ〜１０μｍの範囲、好ましくは０．３μｍ〜５μｍの範囲にある粒径を有するＳｉＣ粒子を有する；
前記断面において、数において５０％を超える、またはさらに７０％を超える、またはさらに８０％を超えるマクロ細孔は、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい；
前記断面において、数において２０％を超える、またはさらに３０％を超えるマクロ細孔は、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい；
前記断面において、数において５％を超える、好ましくは１０％を超えるマクロ細孔は、１０ｍｍを超える等価直径を有することが好ましい；
数において５％を超える、好ましくは１０％を超えるマクロ細孔は、それらの実厚さ（ａｃｔｕａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）の２倍を超える、もしくはさらに３倍を超える、もしくはさらに４倍を超える実長さおよび／または実幅、好ましくは実長さおよび実幅を有する気孔であることが好ましい；
前記断面において、セメント硬化体は、２００μｍ〜２０ｍｍの範囲にある等価粒径を有する気孔であって、前記断面における前記気孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超える、好ましくは２０％を超えるような、好ましくは８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であるような気孔を有することが好ましい；
シールの厚さは、実質的に一定である；
フィルターブロックは、実質的に直線で囲まれるかつ／または平行な、隣接する入口流路および出口流路がハニカムに配置された、覆瓦状（ｉｍｂｒｉｃａｔｅｄ）の組立体を備える。入口および出口流路は、断面においてチェッカー盤状模様を形成するように、交互であることが好ましい；
ブロックには、入口流路と出口流路とが含まれ、前記入口流路の全体体積は、前記出口流路の全体体積を超える；
フィルターブロックは、３０％を超える、もしくはさらに４０％を超える、かつ／または６５％未満、もしくはさらに５０％未満の開気孔率を有する、多孔質セラミックブロックである；
前記ブロックは、連続的なシールを使用して組み立てられない。言い換えると、前記ブロック間にセラミックシール層がない領域が存在し、前記領域が、空気でまたは、ブロックに結合させる必要のない、場合によるスペーサーで占有されることが可能である；ならびに
前記ブロックは、シール面と接触する面の全体にわたって、前記シール面に接合されるわけではない、または考慮下にある帯域の機能として差異がある接着力で前記シール面に接合されるシールによって組み立てられる。
【００３８】
前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体は、考慮下にある前記シールにより組み立てられたブロックの向き合っている面の少なくとも１面に垂直な前記断面にかかわらずに前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。一実施形態において、前記断面は、シールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面である。
【００３９】
前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体は、シールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体は、シールの横断方向の正中断面および長手方向の正中断面の両方において、前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。
【００４０】
前記周囲コーティングの前記セメント硬化体は、本体の長手軸、特に本体の長さの中央部に垂直な断面、および／または実質的に放射方向に広がる断面（すなわち、本体の長手軸を含む）において前記量におけるマクロ細孔を有することが好ましい。
【００４１】
第２の主実施形態によると、本発明は、シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体、特にフィルター組立体であって、場合によってはこのセラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、このシールおよび／またはこの周囲コーティングが、セメント硬化体を含み、好ましくはセメント硬化体で構成され、前記セメント硬化体、特に前記シールのセメント硬化体が、このシールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、好ましくはこのシールの横断方向の正中断面および長手方向の正中断面の両方において、２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有する気孔を、前記断面において、前記マクロ細孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超える、好ましくは２０％を超えるような、好ましくは８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であるような量で有する組立体を提供する。
【００４２】
第２の主実施形態によるセラミック組立体も、第１の主実施形態に従うセラミック体の１種または複数の任意の特性とすることができる特性を含むことができ、第１の主実施形態のマクロ細孔に関するこれらの特性は、第２の主実施形態の２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有する前記気孔に当てはまる。
【００４３】
特に、５０％を超える数の前記気孔は、前記断面において５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい。
【００４４】
第３の主実施形態によると、本発明は、シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体、特にフィルター組立体であって、場合によってはこのセラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、このシールおよび／またはこの周囲コーティングが、数において５％を超える、好ましくは１０％を超える「平坦化気孔（ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｐｏｒｅ）」と呼ばれる気孔であり、それらの実厚さの好ましくは２倍を超える、もしくはさらに３倍を超える、もしくはさらに４倍を超える実長さおよび／または実幅、好ましくは実長さおよび実幅を有する気孔を有するセメント硬化体を含み、好ましくはセメント硬化体で構成される組立体を提供する。
【００４５】
数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％の平坦化気孔は、３０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ未満、かつ／または５００μｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、もしくはさらに２ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上の実長さを有することが好ましい。
【００４６】
数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、またはさらに実質的に１００％の平坦化気孔は、１００μｍを超える、好ましくは３００μｍを超える、またはさらに４００μｍを超える、さらにより好ましくは５００μｍを超えるまたは８００μｍを超える実厚さを有することが好ましい。
【００４７】
平坦化気孔、特に前記シールのセメント硬化体の平坦化気孔は、このシールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、好ましくはこのシールの横断方向の正中断面および長手方向の正中断面の両方において、２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい。
【００４８】
このシールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面において、前記平坦化気孔、特に前記シールのセメント硬化体の平坦化気孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超える、好ましくは２０％を超える、好ましくは、８０％未満、好ましくは６５％未満、より好ましくは５０％未満であることが好ましい。
【００４９】
数において５０％を超える前記平坦化気孔は、前記断面において５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有することが好ましい。
【００５０】
数において５０％を超える、６０％を超える、またはさらに８０％を超える、前記シールのセメント硬化体の平坦化気孔は、実質的にシールの厚さ全体にわたって広がり、好ましくは前記平坦化気孔と前記ブロックの間に（すなわち、前記平坦化気孔の任意の１個と最も近いシール面との間に）少なくとも５０μｍの厚さのセメント硬化体が配置されることが好ましい。
【００５１】
第３の主実施形態によるセラミック組立体も、他の主実施形態によるセラミック体の１種または複数の任意の特性とすることが可能な特性を含むことができ、第１の主実施形態のマクロ細孔に関するこれらの特性は前記平坦化気孔に当てはまる。
【００５２】
本発明はまた、考慮下にある実施形態にかかわらず、前記セメント硬化体それ自体も提供する。このセメントは、以下において、「本発明によるセメント硬化体」と呼ばれる。
【００５３】
本発明による組立体の全てのシールは、本発明によるセメント硬化体から形成されることが好ましい。
【００５４】
本発明はまた、本発明によるセメント硬化体を作製することが可能な微粒子混合物およびフレッシュセメントも提供する。
【００５５】
最後に、本発明は、セラミック組立体、特にフィルター組立体の作製方法であって、連続して下記の段階：
ａ）出発装入物からフレッシュセメントを調製する段階と、
ｂ）組み立てようとするブロック間に、前記フレッシュセメントをはさみ込む段階と、
ｃ）任意で熱処理を用いて、前記フレッシュセメントを硬化させて、本発明によるセメント硬化体を得る段階と、
を含む方法を提供する。
【００５６】
本発明者は、セメント硬化体において十分な量のマクロ細孔を得るいくつかの方法を発見している。特に、出発装入物に有機繊維を添加し、次いで場合によって、セメントが硬化した後、熱処理によってそれらを除去することが可能である。
【００５７】
別法として、または相補的方法として、段階ａ）において調製したフレッシュセメント中に、特に、好ましくはそのフレッシュセメントにおいて分布させた複数の注入点でガスを吹き込むことにより、ガスを浸透させることが可能である。
【００５８】
一実施態様において、段階ａ）において、発泡体の形態でフレッシュセメントが調製される。その場合、出発供給物に発泡剤を添加することが好ましい。
【００５９】
気孔形成剤を添加することも有利であろう。
【００６０】
最後に、本発明者は、無機中空球体を添加することも、マクロ細孔を作り出すのに容易にすることを発見している。
【００６１】
無機中空球体の添加は、
無機中空球体の合計の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、１１０μｍを超えかつ１５０μｍ未満のメディアン寸法を有する中空球体の第１の粉末と、
無機中空球体の合計の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、３５μｍを超えかつ５５μｍ未満のメディアン寸法を有する中空球体の第２の粉末と
を添加する段階から、もたらされることが好ましい。
【００６２】
前記第１および第２の粉末は、あわせて添加される無機中空球体の実質的に１００％である。
【００６３】
一実施形態において、組み立てようとするブロックは、段階ｃ）の間、固定化される。
【００６４】
定義
従来通り、用語「シール」は、耐火セメントの連続塊、すなわち、２つの隣接するフィルターブロックに向き合う２つのシール面の間に広がる、中断されず、かつ不連続ではない塊に適用される。
【００６５】
フィルター組立体の「長手」方向は、前記本体を通過して濾過される流体の流れの一般的方向と定義される。フィルター体のもしくはシールの長手軸とは、前記フィルター体または前記シールの中心部を通り、長手方向に沿って伸びる軸である。「長手」面は、長手方向に平行な平面である。「メディアン」長手面は、考慮下にあるシールの厚さにわたって広がる長手平面（すなわち、シールが広がる一般的な平面に実質的に垂直である）であり、シールの長手軸を含む。
【００６６】
「横断」面は、長手方向に垂直な平面である。「メディアン」横断面は、考慮下にあるシールを、そのシールの長さの実質的に中央部で横切る横断面である。
【００６７】
一般に、ブロックは、シールの向き合う面が、少なくとも局所的に、実質的に平行となるように組み立てられる。ハニカム型ブロックでは、流路は、従来通り互いに平行に、ブロックの横面に平行に、ブロックの長手軸に沿って伸びる。その場合、横断面は、シールによって組み立てられるブロックの向き合う面（「シール面」）に実質的に垂直である。しかし、流路の他の配列も想定できる。
【００６８】
図８では、長手軸Ｘを有する長方形の平行管状シール２７について、メディアン横断面「Ｐｔ」と、メディアン長手面「Ｐｌ」の位置決めについて例示している。
【００６９】
セメント硬化体の断面における気孔の「等価直径」は、その表面積が、セメント硬化体の前記断面について、例えば光学顕微鏡で撮影した前記断面の写真について、測定した気孔の開口部の表面積に等しい円板の直径である。一例として、図７は、断面図に現れる気孔Ｐを示す。この断面図では、気孔は面積Ａを有する。この面積は、直径「ｄ」を有する円板Ｄの面積と同じである。したがって、この断面において、気孔Ｐの等価直径は「ｄ」である。
【００７０】
断面における気孔の長さは、その断面におけるその最大寸法である。断面における気孔の幅は、その長さの方向と垂直な、その断面におけるその最大測定寸法である。
【００７１】
気孔の実長さは、その最大寸法である。気孔の実幅は、その実長さの方向と垂直に測定したその最大寸法である。気孔の実厚さは、その実長さの方向およびその実幅の方向と垂直に測定したその最大寸法である。
【００７２】
繊維の「等価直径」は、繊維の長さに垂直な、繊維の最大断面の表面積と等しい表面積を有する円板の直径である。
【００７３】
「微粒子混合物」は、活性化に続いて硬化させるのに適した、乾燥したまたは湿った粒子の混合物である。
【００７４】
微粒子混合物は、それが硬化過程を受ける場合、「活性化」されると言われる。活性化状態は、従来通り、水または他の液体で湿らせる結果得られる。活性化した微粒子混合物は、「フレッシュセメント」と呼ばれる。凝固（硬化）は、乾燥または例えば、樹脂の硬化によりもたらすことができる。最後に、加熱により、硬化した後の水分または残留液体の蒸発を促進することができる。
【００７５】
フレッシュセメントの硬化により得られる固体塊は、「セメント硬化体」と呼ばれる。
【００７６】
用語「一時的（ｔｅｍｐｏｒａｒｙ）」は、「熱処理により生成物から除去されること」を意味する。
【００７７】
用語「球体」は、その球形を得ている方法にかかわらず、球形を有する、すなわち、その最小直径と最大直径の比率が０．７５を超える粒子を意味する。球体は、完全に閉じたまたは外部に開いた、その体積が、その中空球体の全体の外側体積の５０％を超える、中心部の空洞を有する場合「中空」と呼ばれる。
【００７８】
用語、球体のまたは粒子の「粒径」は、その最大寸法である。
【００７９】
従来通り、用語「メディアン寸法」または「メディアン直径」または「ｄ５０」は、粒子の混合物または１組の結晶粒であって、この粒径により、その混合物の粒子もしくはその組の結晶粒が、同数の第１および第２の母集団に分けられ、前記第１および第２の母集団が、それぞれメディアン寸法を超える粒径を有する粒子もしくは結晶粒、またはメディアン寸法未満である粒径を有する粒子もしくは結晶粒だけを含む、粒子の混合物または１組の結晶粒に与えられる。
【００８０】
用語「熱硬化性樹脂」は、熱処理（熱、放射線）または物理−化学的処理（触媒、硬化剤）の後、非溶融性または不溶性の材料に変換することができるポリマーを意味する。こうして熱硬化性樹脂は、最初に冷えると、それらの定義された形態を獲得する。特に、使用条件下において、また自動車車両に用いられるフィルター体の再生下において、その形態を逆戻りさせることは不可能である。
【００８１】
「溶融した」生成物は、特に電融により出発材料を溶融し、次いで融液を冷却することによる凝固を含む方法によって得られる。
【００８２】
特に指示されない限り、用語「含む」は、「少なくとも１つを含む」を意味すると理解されるべきである。
【００８３】
本発明の他の特性および利点は、下記の詳細な記述および添付図面の検討から、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】フィルター体の、平面Ａ〜Ａに沿った断面を図式的に示す図である。
【図２】フィルター体の、平面Ｂ〜Ｂに沿った断面を図式的に示す図である。
【図３】以下に記述される実施例１に従うセメント硬化体から形成されたシールを含むフィルター体の細部の断面の写真である。
【図４】以下に記述される実施例１に従うセメント硬化体から形成されたシールを含むフィルター体の細部の長手部分の写真である。
【図５】以下に記述される実施例２に従うセメント硬化体から形成されたシールを備えるフィルター体の細部の断面の写真である。
【図６】マクロ細孔により占有される表面積を測定するため、図５の写真を処理した結果を示す図である。
【図７】等価直径の定義を例示することを意図した気孔のイメージを示す図である。
【図８】長方形の平行管状シールについて、横断メディアン平面および長手メディアン平面の位置取りを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
本発明による組立体は、下記の段階ａ）〜ｃ）による方法を使用して、作製できる。
【００８６】
段階ａ）において、本発明によるフレッシュセメントは、従来の方法を使用し、本発明による微粒子混合物を活性化する段階によって、調製できる。
【００８７】
以下に記述されるように、本発明による微粒子混合物は、特に、耐火性粉末、有機繊維、無機中空球体、熱硬化性樹脂、気孔形成剤、分散剤、ならびに形成および焼結添加剤を含むことができる。一実施形態において、この微粒子混合物には、他の成分は含まれない。
【００８８】
本明細書および特許請求範囲において、用語「耐火性粉末」は、用語「無機中空球体」と区別される。したがって、特に指示されない限り、耐火性粉末に関する特性は、無機中空球体を考慮せずに決定される。
【００８９】
フィルターブロックを組み立てるための耐火性セラミックシール向けを意図したセメント硬化体を作製するのに従来使用されたいずれの耐火性粉末も、使用できる。
【００９０】
耐火性粉末は、特に、炭化ケイ素および／またはアルミナおよび／またはジルコニアおよび／またはシリカ系の粉末とすることができる。
【００９１】
耐火性粉末は、溶融生成物であることが好ましい。焼結生成物の使用も可能である。
【００９２】
耐火性粉末は、微粒子混合物の乾燥鉱物質の質量の５０％を超えることが好ましく、好ましくは７０％を超える。
【００９３】
一実施形態において、炭化ケイ素、ジルコニア、アルミナ、シリカ、および前記化合物の組合せ、例えば、ムライトまたはムライト−ジルコニアは一緒になって、乾燥鉱物質の質量の８０％を超える、好ましくは９５％を超える。
【００９４】
微粒子混合物は、無機中空球体を除いて、
１０％を超える、もしくはさらに３０％を超える、もしくはさらに６５％を超える、もしくはさらに良好には８０％を超える、かつ／または９０％未満の炭化ケイ素と、
１％〜５０％の範囲にあるアルミナと、
１％〜５０％の範囲にあるシリカと
を、乾燥鉱物質に対する質量百分率として、好ましくは合計およそ１００％について含むことが好ましい。アルミナおよびシリカについてのこれらの範囲により、使用することが、また焼結後の機械的強度を増加させることがより容易になる。この炭化ケイ素の範囲により、セメント硬化体の良好な化学抵抗性、熱間剛性および熱伝導率が確保される。
【００９５】
使用される耐火性粉末は、２０μｍを超える、好ましくは４５μｍを超える、より好ましくは６０μｍを超える、かつ／または２００μｍ未満の、１５０μｍ未満の、好ましくは１２０μｍ未満の、より好ましくは１００μｍ未満のメディアン寸法を有することが好ましい。
【００９６】
しかし、この微粒子混合物には、乾燥鉱物質に対する質量百分率として５％を超える、もしくはさらに１０％を超える、かつ／または５０％未満の、もしくはさらに２０％未満の、メディアン直径５μｍ未満、好ましくは１μｍ未満を有する耐火性粉末を補充されることが好ましい。このことは、フレッシュセメントの凝集力が、乾燥後向上されることを意味する。
【００９７】
微粒子混合物は、脱バインダーの間に任意で除去される有機繊維を含むことが好ましい。
【００９８】
微粒子混合物中の有機繊維の量は、微粒子混合物の乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％を超える、好ましくは２％を超える、より好ましくは３％を超える、かつ／または１０％未満、好ましくは５％未満、好ましくは４％未満であることが好ましい。
【００９９】
有機繊維は、特に、アクリル繊維またはポリエチレン繊維などの合成有機繊維、および木材またはセルロース繊維などの天然繊維によって構成される群から選択できる。
【０１００】
有機繊維は、段階ｃ）における場合による熱処理の前にセメント硬化体中に存在することができるように、水溶性ではないことが好ましい。
【０１０１】
好ましい実施形態において、有機繊維はセルロース繊維である。前記繊維の使用は、それらを除去する間の有害な発散物（ｅｍａｎａｔｉｏｎ）を制限するのに有利である。
【０１０２】
有機繊維の平均長さは、好ましくは０．０３ｍｍを超える、好ましくは０．１ｍｍを超える、かつ／または２０ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満である。
【０１０３】
有機繊維の平均等価直径は、５μｍを超える、好ましくは１０μｍを超える、より好ましくは２０μｍを超える、かつ／または２００μｍ未満、好ましくは１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、より一層好ましくは４０μｍ未満であることが好ましい。
【０１０４】
有機繊維を添加することは、特に有利である。前記繊維は、熱処理により除去でき、それにより気孔のための余地を残す。その場合、セメント硬化体における細孔径およびそれらの分布を制御することは容易である。
【０１０５】
その上、有機繊維の使用は、ブロック表面にフレッシュセメントを塗布した後にもたらされる水分の移動中における、それらの粒子の保持によって、また集塊化によって、マクロ細孔の形成に寄与する。この集塊化はまた、細長い気孔の形成ももたらす。しかし、これらのマクロ細孔形成についての機構のための学説は、本発明者により説明されていない。
【０１０６】
微粒子混合物中の無機中空球体の存在も、マクロ細孔を作り出すのに寄与する。また再び、その機構は、説明されていない。以下に記述されるものなどの無機中空球体を添加するだけでは、本発明に従うマクロ細孔を作り出すのに十分ではない。
【０１０７】
微粒子混合物は、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として３％を超える、好ましくは少なくとも５％の、かつ／または好ましくは５０％未満、より好ましくは３０％未満の無機中空球体を含むことが好ましい。
【０１０８】
無機中空球体は、出発材料、例えば冶金学的過程からのフライアッシュの溶融または燃焼の段階、次いで、一般に凝縮段階を含む方法によって得られる球体であることが好ましい。
【０１０９】
無機中空球体は、質量百分率として、好ましくは合計少なくとも９９％について、次の化学組成：２０％〜９９％の範囲におけるシリカ（ＳｉＯ２）、および１％〜８０％の範囲におけるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を有することが好ましい；残量は不純物、特に酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物により構成される。
【０１１０】
使用できる無機中空球体の例は、商標名「ｅ−ｓｐｈｅｒｅｓ」（登録商標）のもとにＥｎｖｉｒｏ−ｓｐｈｅｒｅｓ社によって供給されるものである。それらは典型的に、シリカＳｉＯ２ ６０％、およびアルミナＡｌ２Ｏ３ ４０％を含み、従来、ペイントの、もしくは土木工学用途のコンクリートのレオロジーを改良するのに使用され、またはプラスチック製品のコストを低減させるため、鉱物質フィラーを構成するのに使用されている。
【０１１１】
無機中空球体は、０．８以上、好ましくは０．９以上の球形度を有することが好ましい。数において８０％を超える、好ましくは９０％を超える無機中空球体が、閉じられていることがより好ましい。
【０１１２】
無機中空球体の壁が緻密であり、または低気孔率であることが好ましい。無機中空球体は、それらの理論密度の９０％を超える密度を有することが好ましい。
【０１１３】
一実施形態において、無機中空球体の母集団のメディアン寸法は、８０μｍを超える、好ましくは１００μｍを超える、かつ／または１６０μｍ未満、より好ましくは１６０μｍ未満である。無機中空球体のメディアン寸法は、およそ１２０μｍであることがより好ましい。
【０１１４】
好ましい実施形態において、無機中空球体の分布は、合計１００質量％について、下記の２つの部分に分かれる：
無機中空球体の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、好ましくはおよそ７０質量％であり、１１０μｍを超える、好ましくは１２０μｍを超える、かつ／または１５０μｍ未満、好ましくは１４０μｍ未満、好ましくはおよそ１３０μｍのメディアン寸法を有する部分、および
無機中空球体の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、好ましくはおよそ３０質量％であり、３５μｍを超える、好ましくは４０μｍを超える、かつ／または５５μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、好ましくはおよそ４５μｍのメディアン寸法を有する部分。
【０１１５】
微粒子混合物はまた、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．０５％を超える、好ましくは０．１％を超える、より好ましくは０．２％を超える、かつ／または５％未満の熱硬化性樹脂も含むことができる。
【０１１６】
熱硬化性樹脂は、エポキシ、シリコーン、ポリイミド、フェノールおよびポリエステル樹脂から選択されることが好ましい。
【０１１７】
熱硬化性樹脂は、外界温度で水に可溶であることが好ましい。
【０１１８】
少なくとも微粒子混合物を活性化した後、熱硬化性樹脂は、それが硬化されるまで粘着性（ｔａｃｋｙ ｎａｔｕｒｅ）を有することが好ましい。こうして、フレッシュセメントの位置決めが容易になり、熱処理までその形状が保持される。熱硬化性樹脂は、Ｈａａｋｅ社ＶＴ５５０粘度計を使用して測定し、せん断勾配（ｓｈｅａｒ ｇｒａｄｉｅｎｔ）１秒当たり１２（ｓ−１）について、５０パスカル−秒（Ｐａ・ｓ）未満の粘度を有することが好ましい。
【０１１９】
用途に応じて、外界温度で硬化するように、例えば触媒の添加に続いて乾燥温度で、または熱処理温度で硬化するように、樹脂が選択されると有利である。
【０１２０】
熱硬化性樹脂の存在は、特に寒冷時、セメント硬化体の機械的強度を向上させるのに有利である。
【０１２１】
熱硬化性樹脂はまた、組立体の機械的強度も向上させ、このことは、組立体を操作する場合有用であり、特にキャンニングの場合有利である。
【０１２２】
好ましい実施形態において、使用される任意の熱硬化性樹脂は、それを添加する前に、例えば水で溶解されて、その粘性を低下させる。
【０１２３】
樹脂の硬化を促進するため、樹脂用の触媒も添加できる。触媒、例えばフルフリルアルコールまたは尿素は、その型の樹脂の一機能として選択され、当業者によく知られている。
【０１２４】
気孔を作り出すため、例えば、セルロース誘導体、アクリル粒子、黒鉛粒子およびこれらの混合物から選択される気孔形成剤を、本発明による微粒子混合物に組み込むこともできる。
【０１２５】
しかし、現在知られている気孔形成剤を単に添加するだけでは、本発明による組立体を得るため必要なマクロ気孔率を作り出すのに十分ではない。
【０１２６】
従来型の現行気孔形成剤を添加することにより作り出される気孔率は、一般にセメント中に不均一な形で分散される。さらに、シールによって組み立てられたブロックの向き合う面の少なくとも１面に垂直な断面では、気孔形成剤による気孔の等価直径は一般に２００μｍ未満である。
【０１２７】
本発明者はまた、気孔形成剤を増量すると、または気孔形成剤粉末の粒子直径を増加させると、発生する気孔の直径の増加をもたらし得ること、またシールの機械的性質の劣化をもたらし、これは組立体の操作に特に有害であることも確立している。したがって、乾燥微粒子混合物の体積に対して、１０体積％を超える気孔形成剤の添加は、逆効果であると考えられる。
【０１２８】
発泡体の形態のフレッシュセメントを作製するために、微粒子混合物に、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％〜１０％の範囲にある、石鹸または石鹸誘導体などの相溶性発泡剤を添加することが好ましい。
【０１２９】
乾燥鉱物質に対する質量百分率として１％を超える、２％を超える、かつ／または８％未満の、６％未満のもしくは５％未満の発泡剤を添加することが可能である。
【０１３０】
発泡剤は一時的であることが好ましい。発泡剤は、アンモニウム誘導体、例えば、重炭酸アンモニウム、好ましくは硫酸アンモニウムもしくは炭酸アンモニウム、酢酸アミル、酢酸ブチルまたはジアゾアミノベンゼンから選択されることが好ましい。
【０１３１】
微粒子混合物に、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．０５％〜５％の範囲にある、動物または植物由来の親水コロイドなどのゲル化剤を、さらに補充することが好ましく、このゲル化剤は、発泡に続いて熱可逆的な形でゲルを形成することができる。挙げ得るゲル化剤の例は、キサンタンおよびカラゲーン（ｃａｒｒａｇｅｅｎ）である。
【０１３２】
乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．１％を超える、０．１５％を超える、かつ／または３％未満の、２％未満の、１％未満の、もしくはさらに０．８％未満のゲル化剤を添加することが可能である。
【０１３３】
使用できる発泡剤およびゲル化剤は、例えばＦＲ ２ ８７３ ６８６またはＥＰ １ ３２９ ４３９に記述されている。これらの文献によれば、安定剤も添加できる。
【０１３４】
発泡剤およびゲル化剤の両方を添加すると、セル間の相互連結性が増大する。
【０１３５】
微粒子混合物は、乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．１％〜２％の範囲にある、好ましくは０．１％〜０．５％の範囲にある、好ましくは０．５質量％未満の分散剤を含むことができる。
【０１３６】
分散剤は、例えば、アルカリ金属のポリリン酸塩またはメタクリレート誘導体から選択できる。任意の知られている分散剤は：完全イオン性例えばＨＭＰＮａ、完全立体型（ｓｔｅｒｉｃ）例えばポリメタクリル酸ナトリウム型のもの、またはイオン性および立体型の両方、として考えることができる。分散剤を添加することは、５０μｍ未満の寸法を有する微細粒子がより良好に分布され、そのためセメント硬化体の機械的強度の助けになることを意味する。
【０１３７】
上述の成分の他に、微粒子混合物は、１種もしくは複数の成形または焼結添加剤を、当業者によく知られている割合で所定の使用において含むこともできる。
【０１３８】
挙げ得る、使用できる添加剤の非限定的な例は下記の通りである：
一時的有機結合剤、例えば樹脂、カルボキシメチルセルロース、デキストリンなどのセルロースもしくはリグノン（ｌｉｇｎｏｎｅ）誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、またはリン酸もしくはケイ酸ナトリウムなどの他の化学的硬化剤など；
無機結合剤、例えばシリカゲルまたはコロイド形態のシリカなど；
化学的硬化剤、例えばリン酸、モノリン酸アルミニウムなど；
焼結促進剤、例えば二酸化チタンまたは水酸化マグネシウムなど；
成形剤、例えばステアリン酸マグネシウムまたはカルシウムなど。
【０１３９】
微粒子混合物は、特に、乾燥鉱物質に対する質量百分率として５％〜２０％の範囲にあるシリカおよび／またはアルミナおよび／またはジルコニアゾルを含むことができ、前記ゾルは、２０質量％〜６０質量％のコロイドを含む。
【０１４０】
一実施形態において、微粒子混合物には、ＣＯ２などのガスを封入した樹脂のマイクロカプセルは含まれない。
【０１４１】
成形または焼結添加剤が種々の割合で組み込まれるが、脱バインダー後にセメント硬化体の種々の成分の質量割合が実質的に変更されないように十分に低い割合である。
【０１４２】
微粒子混合物の種々の成分は、例えば、強力な遊星型混合機または他の方法で、均斉化されるまで練混ぜることが好ましい。
【０１４３】
本発明による微粒子混合物は、乾燥していることが好ましい。しかし、この実施形態が好ましくない場合でも、上述の成分のいくつか、特に熱硬化性樹脂または分散剤は、液体形態で添加できる。本発明は、このような湿った微粒子混合物も提供する。
【０１４４】
通常、微粒子混合物に、活性化させ、本発明によるフレッシュセメントを得るために水分が添加される。
【０１４５】
フレッシュセメントは、乾燥物（鉱物質または非鉱物質）に対する質量百分率として４０％未満の水分含量を有することが好ましい。
【０１４６】
水分を含む他の成分を互いに練混ぜた後、有機繊維を添加することがより好ましい。
【０１４７】
有機繊維を添加する代替策として、または有機繊維を添加する相補策として、マクロ細孔を作り出すために、フレッシュセメントを発泡させることが可能である。
【０１４８】
この目的のために使用できる、ゲル化による発泡方法の例は、ＦＲ ２ ８７３ ６８６またはＥＰ １ ３２９ ４３９に記述されている。
【０１４９】
混合機が回転している間に粉末を添加し、適正な場合、続いて発泡剤を添加することが好ましい。
【０１５０】
本発明によるフレッシュセメントを発泡させるため、フレッシュセメント中へのガス、とりわけ空気の進入に有利な渦流を作り出すことによる、強力な練混ぜを特に用いることができ；かつ／またはガスを吹き込むことができる。
【０１５１】
強力な練混ぜの効率は、混合機ブレードの回転速度、寸法および形状、ならびに、混合機の直径に対するブレードの直径を変更することにより調節できる。練混ぜは大気圧で行うことができる。
【０１５２】
ガスを吹き込むと、特に正確な形でマクロ気孔率を制御することができる。ガス、とりわけ空気を吹き込むことはまた、マクロ細孔以外の他の型の気孔率を作り出すことができることも意味する。さらに発泡剤を添加することは、有利な任意選択となる。
【０１５３】
ガスは、適切な混合機を使用して注入できる。フレッシュセメント内で気孔が実質的に均一な形で分布されるように、ガスは複数の注入点を介して吹き込まれることが好ましい。０．０５ｍｍを超える、かつ／または５ｍｍ未満の直径を有するオリフィスを通して、ガスが吹き込まれることが好ましい。こうして、ガス気泡の直径は、一般に２００μｍ未満にとどまる。水分の添加に続く練混ぜまたは均斉化段階の間に、ガスが吹き込まれることがより好ましい。
【０１５４】
フレッシュセメント１リットル当たり０．５リットルを超える、好ましくは０．７リットルを超える、好ましくは１リットルを超えるガスが、かつ／または、フレッシュセメント１リットル当たり２．５リットル未満、好ましくは２．０リットル未満、より好ましくは１．８リットル未満のガスが注入されることが好ましい。注入の圧力は、一定であることが好ましいが、決定的因子ではない。
【０１５５】
発泡体を作製する場合、微粒子混合物粒子の粒度を選択することは、セラミックシール層として塗布する前に、その発泡体の構造的凝集力を調節することができることを意味する。
【０１５６】
段階ｂ）において、組み立てようとするブロック、特にフィルターブロックの間に、または準備が整った組立体の周囲に、フレッシュセメントがはさみ込まれる。
【０１５７】
任意のブロックが使用できる。特に、それらのブロックは、３０％を超える、もしくはさらに４０％を超える、かつ／または６０％未満の、もしくはさらに５０％未満の開気孔率を有する多孔質セラミックブロック、とりわけ序説において記述されたものなどのフィルターブロックとすることができ、その場合は、このセラミック体はフィルター体である。
【０１５８】
内燃機関、特にディーゼル機関からの排気ガス中に含有される粒子を濾過することを意図した、このようなブロックは、ハニカム配列に、好ましくは実質的に長方形の、隣接する入口流路と出口流路との重なり合った列を備える。入口および出口流路は、断面においてチェッカー盤模様を形成するように、交互であることが好ましい。
【０１５９】
前記入口流路の全体の体積は、前記出口流路の全体の体積を超えることが好ましい。２つの水平または垂直な列の流路を分離している中間の壁は、特に、断面が波打っている形状、例えば図３および５などのシヌソイド（正弦曲線）形状を有することができる。図のように、流路の幅は、実質的に正弦波の周期の半分に等しいことが好ましい。
【０１６０】
ブロックは、焼結材料から形成され、５０質量％を超える、もしくはさらに８０質量％を超える再結晶炭化ケイ素ＳｉＣ、および／またはアルミナチタン酸塩および／またはムライトおよび／またはコージライトおよび／または窒化ケイ素および／または焼結金属を含むことが好ましい。
【０１６１】
フレッシュセメントは、組み立てようとするブロックの表面に連続した形で塗布できる、すなわち、ブロックの向き合う面の全表面にわたって塗布できる。
【０１６２】
しかし、好ましい実施形態において、フレッシュセメントは、前記表面の一部、１０％と９０％の間だけを被覆する。したがって、２つのブロック間のシールが中断される。２つのブロック間に所定の距離を確保するため、フレッシュセメントの小塊（ｂｌｏｂ）の間に、スペーサーを配置することができる。
【０１６３】
一実施形態において、発生する可能性のある熱機械的応力を最適な形で弱めるように、複数の、局所的に適応させたシール部分を形成するため、フレッシュセメントは不連続な形で塗布される。
【０１６４】
下記の特定的な適応が可能である：
少なくとも２箇所の前記シール部分が、それらの組成および／またはそれらの構造および／またはそれらの厚さにおいて異なる材料を含む；
前記シール部分のセメントが、値が１０％以上異なる弾性率を有する；
少なくとも１箇所の前記シール部分が、異方性の弾性性状を有する；
前記シール部分が、セメントに含浸したシリカを含む；
少なくとも２箇所の前記シール部分の厚さが、少なくとも２倍の比率で異なる；
少なくとも１箇所の前記シール部分が、隙間を備える；
前記隙間が、前記本体の上流面および下流面の一方の上に向かって開いている；
前記隙間が、前記シール部分で組み立てられた前記ブロックの面に実質的に平行な平面（「シール面」）内に形成される；
前記隙間の長さまたは深さが、前記本体の全長の０．１〜０．９倍の範囲にある；
前記隙間が、前記ブロックの片側に実質的に隣接している；
前記隙間には、前記ブロックにも、それが配置されている前記シール部分のセメントにも接着されない充填材料が、少なくとも一部充填されている；また
前記充填材料は、窒化ホウ素またはシリカである。
【０１６５】
ＦＲ ２ ８３３ ８５７は、前記シールの作製方法を記述している。
【０１６６】
フレッシュセメントは、得られたセメント硬化体が、それが結合するブロックの２つのシール面上に、同一の力で接着するように、または同一シール面内で異なることができる接着力で接着するように配置できる。
【０１６７】
一実施形態において、フレッシュセメントは、シールの第１の面が、少なくとも１つの、シールによる強い接着力の第１の領域と、前記シールによる弱いまたはゼロ接着力の領域とを含むように塗布され、前記領域がそれぞれ、そのシールの第２の面の弱いまたはゼロ接着力の第１の領域と、前記シールによる第２の面の強い接着力の領域とに向き合って、配置されることが好ましい。シールの第１の面は、シールの第２の面の弱いまたはゼロ接着力の第２の領域に向き合って配置されたシールによる強い接着力の第２の領域を含むこともできる。ＦＲ ２ ８５３ ２５５は、このようなシールの作製方法を記述している。
【０１６８】
次いで、ブロックは、フレッシュセメントを使用して、一体化される。
【０１６９】
フレッシュセメントの量は、一定であることが好ましいシールの厚さが４ｍｍ未満、好ましくは３ｍｍ未満であるように決定されることが好ましい。
【０１７０】
フレッシュセメントが位置決めされると直ぐに、その間にフレッシュセメントが配置されているブロック面と実質的に平行に、有機繊維がそれ自体配向され、マクロ細孔を作り出す。したがって、有機繊維を除去する何らかの操作の前に、本発明による組立体を作製することが可能である。
【０１７１】
段階ｃ）において、フレッシュセメントが硬化中に膨張するのを防止するため、例えばＥＰ １４３５３４８において記述されるように、例えば、ブロックをスペーサーで留め、こうして留めたブロックを結束することによって、フィルターブロックは、所定の位置に保持されることが好ましい。
【０１７２】
発泡剤およびゲル化剤が存在する場合、ゲル化剤がキサンタン、アガロースまたは、増粘剤として作用する他のゲル化剤であれば、フィルターブロックは、所定の位置に保持されることが好ましい。
【０１７３】
一実施形態において、ゲル化剤は、ゼラチンまたは、冷却するとゲル化する他のゲル化剤である。
【０１７４】
乾燥中の膨張は、こうして有利に制限される。したがって、フィルターブロックを、所定の位置に保持することは、もはや不可欠ではなくなる。
【０１７５】
ブロック間に打ち込んだ後、フレッシュセメントは好ましくは、空気中でまたは好ましくは残留湿分が０〜２０％の範囲にある湿気調整した雰囲気中で、好ましくは１００℃〜２００℃の範囲にある温度で乾燥される。
【０１７６】
一実施形態において、発泡剤およびゲル化剤が存在する場合、ゲル化が終わる前に、より好ましくはゲル化を開始する前に、またはゲル化なしでも、フレッシュセメントは乾燥される。例えば、ゼラチン型ゲル化剤では、ゲル化温度未満まで温度が低下する前に、乾燥を行うことができる。
【０１７７】
乾燥期間は、特にシールの方式、およびセラミック組立体の方式の関数として、数秒〜１０時間の範囲にあることが好ましい。乾燥は、熱硬化樹脂の重合、および有機バインダーの硬化を促進する。こうして、本発明によるセメント硬化体が得られる。
【０１７８】
場合による熱処理は、酸化性雰囲気中で、好ましくは大気圧で、好ましくは４００℃〜１２００℃の範囲にある温度で行われることが好ましい。
【０１７９】
熱処理は、脱バインダーおよび／または焼成を含む。
【０１８０】
脱バインダーは、有機成分の除去をもたらす温度で行われる。
【０１８１】
乾燥後、有機繊維は、依然として存在できる。したがって、これらの繊維を除去するのに十分な温度における脱バインダーは、気孔を有利に作り出すことができる。
【０１８２】
焼成は一般に、機械的強度の向上を伴う。
【０１８３】
冷時から冷時までおよそ１〜２０時間の範囲にあることが好ましい焼成時間は、材料に応じてだけでなく、シールの寸法および形状に応じても変動する。
【０１８４】
焼成は、インサイチューで行うこともできる。特に、自動車車両向けフィルターを意図されるフィルター体について、フィルター体は、有機繊維を除去する前に自動車車両に取り付けることができ、有機繊維を除去するには、再生温度で十分である。一例として、セルロース繊維の燃焼温度はおよそ２００℃である一方、フィルター体の再生温度は、典型的におよそ５００℃またはもっと高い。
【０１８５】
焼成後、本発明による組立体が得られる。
【０１８６】
図３〜５において、組立体５０の細部が示される。この組立体は、非対称構造を有するハニカム中にブロック５２および５４を備えていた。これらのブロックは、マクロ細孔５８を有するシール５７の２つのシール面５５および５６によって組み立てられる。
【０１８７】
マクロ細孔５８は、図３および４のように、シール面間で平坦化した気泡に似た、比較的規則正しい形状を有することができ、または図５のように、特にそれらが、フレッシュセメントが発泡する結果である場合、高度に不規則なものとなり得る。この図では、マクロ細孔は、発泡体のセルの相互連結からもたらされる。
【０１８８】
次いで、組立体は機械加工することができ、場合によって例えば、ＥＰ １ １４２ ６１９またはＥＰ １ ６３２ ６５７において記述されるように、周囲セラミックコーティングで被覆することができる。前記周囲コーティングは、本発明によるフレッシュセメントから作製することができる。
【０１８９】
組立体は、相補的な緻密化熱処理、または焼結さえも受けることができる。焼結温度は、１０００℃を超えることが好ましいが、ブロックの劣化を招いてはならない。
【０１９０】
セメント硬化体の全気孔率は１０％を超える、好ましくは３０％を超える、かつ／または９０％未満、好ましくは８５％未満とすることができる。
【０１９１】
細孔径分布は、多峰性、好ましくは双峰性となってよい。特に、セメント硬化体は、マクロ細孔の量が測定される前記断面において、典型的に５０μｍ未満の等価直径を有するミクロ細孔を含むことができる。
【０１９２】
細孔径分布は、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある孔径（マクロ細孔）に中心のある第１のモードと、１μｍ〜５０μｍの範囲にある孔径（ミクロ細孔）に中心のある第２のモードとを含むことが好ましい。この分布は、前記第１のモードおよび第２のモードが、主なモードであるようなものとなってよい。
【０１９３】
ミクロ細孔の存在は、熱機械的強度を向上させる一方、断熱性を増大させる。ミクロ細孔の存在はまた、セメント硬化体の密度の低下、したがって本体の質量の減少に寄与し、このことは、本体が、自動車車両に搭載するフィルター体である用途のために特に有利である。
【０１９４】
しかし、マクロ細孔の量が評価される前記断面において、ミクロ細孔の表面積は、全表面積の２０％未満であることが好ましい。
【０１９５】
マクロ細孔は、例えば、発泡体型構造において、相互連結させることができる。しかし、このような相互連結は、本発明にとって不可欠ではない。
【０１９６】
一実施形態において、数において５０％を超える、好ましくは８０％を超える、またはさらに９０％を超えるマクロ細孔が細長い形状を有する、すなわち、それらの長さとそれらの幅の間の比率が２を超えるようなものである（この長さと幅は、マクロ細孔の量が評価される前記断面において測定される）。
【０１９７】
図４において見ることができるように、数において５０％を超える、好ましくは８０％を超える、またはさらに９０％を超えるマクロ細孔が、シールがその間に配置されているブロック面に実質的に平行に広がることが好ましい。数において５０％を超える、好ましくは８０％を超える、またはさらに９０％を超えるマクロ細孔が、実質的にシールの全体厚さにわたって広がることがより好ましい。図４において見ることができるように、マクロ細孔は、それにより、向き合っているブロック面を接続する「ブリッジ」となる物質を、マクロ細孔間で画定している。しかし、少なくとも５０μｍのセメント硬化体の厚さ「ｅ」は、マクロ細孔をシール面から離している。
【０１９８】
セメント硬化体は、質量百分率として酸化カルシウム（ＣａＯ）含量０．５％未満を有することが好ましい。こうして、ＣａＯの存在によって時々生じる脆弱化が、制限される。出発材料によって持ち込まれる何らかの不純物の形態で存在するものでない限り、セメント硬化体にはＣａＯが含まれないことが好ましい。こうして、特にフィルター体への適用におけるセメント硬化体の寿命が長くなる。この機械的強度における向上はまた、セラミック繊維含量を制限することができ、もしくはセラミック繊維を除く（ｄｉｓｐｅｎｓｅｄ）ことさえもでき、かつ／または炭化ケイ素含量を増加させることができることも意味する。
【０１９９】
（実施例）
下記の実施例は、非限定的な例示として提供される。
【０２００】
表１の上部部分は、試験した種々のセメント硬化体の出発装入物の組成を質量百分率として提供する。
【０２０１】
下記の出発材料を使用した：
無機シリカ−アルミナ繊維：長さ＜１００ｍｍおよびショット＜５％；
ＳｉＣ含量＞９８％を有する０〜０．２ｍｍ ＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
ＳｉＣ含量＞９８％を有するメディアン直径およそ６０μｍのＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
ＳｉＣ含量＞９８％を有するメディアン直径およそ３０μｍのＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
メディアン直径およそ１０μｍの、ＳｉＣ含量＞９８％を有するＤＰＦ Ｃ ＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
ＳｉＣ含量＞９８％を有するメディアン直径およそ２．５μｍのＳｉＣ粉末、Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製；
メディアン直径０．３μｍのＳｉＣ粉末；
メディアン直径およそ４０μｍの、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ社により供給された電融ムライトジルコニア粉末；
メディアン直径およそ１２０μｍを有する、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ社により供給された電融ムライトジルコニア粉末（参照：「ＦＺＭ ０〜０．１５」）；
Ｅｎｖｉｒｏｓｐｈｅｒｅｓ社によりＥ ｓｐｈｅｒｅｓとして供給された、メディアン直径およそ１３７μｍのＳＬＧ中空球体；
Ｅｎｖｉｒｏｓｐｈｅｒｅｓ社によりＥ ｓｐｈｅｒｅｓとして供給された、およそ４０μｍのＳＬＧ７５中空球体；
Ａｌｍａｔｉｓ社により供給された、ＣＬ３７０仮焼アルミナ；
Ｅｌｋｅｍ社により供給された、９７１Ｕフュームドシリカ；
Ｋｅｒｐｈａｌｉｔｅ ＫＦ５（ｄ５０：５μｍ）、Ｄａｍｒｅｃ社より；
Ｒｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ Ａｒｂｏｃｅｌ社により供給されたセルロース有機繊維、等級Ｂ４００、長さ９００μｍ、平均等価直径２０μｍ、密度２０〜４０ｇ／リットル；
ケイ酸ナトリウム粉末分散剤；
トリポリリン酸ナトリウム粉末分散剤；
ＳＫＷ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社により供給されたｓａｔｉａｘａｎｅ（登録商標）ＣＸ９０Ｔ型のキサンタンガム；
セルロース由来の有機結合剤；
３０％コロイドシリカゾル；
粉末エポキシ樹脂；
樹脂用触媒（液体）；
Ｚｓｃｈｉｍｍｅｒ Ｓｃｈｗａｒｚ ＧｍｂＨ社により供給された、Ｗ５３ＦＬ発泡剤（アクリル酸アンモニウム系の分散剤）。
【０２０２】
例Ｒｅｆ．１、Ｒｅｆ．２および実施例１の活性化した微粒子混合物を、非強力型遊星型混合機内で、
乾燥出発材料を２分間乾式混合する段階；次いで
任意で結合剤（多糖）および適正な場合触媒と共に、水を添加する段階；
５〜１０分間練混ぜ、十分な調和を得てシールを形成する段階
を含む従来の手順を使用して調製した。
【０２０３】
こうして得られたフレッシュセメントについて測定した粘度は、Ｈａａｋｅ社ＶＴ５５０粘度計を使用して測定し、せん断勾配１２ｓ−１について、典型的に５ｍＰａ・ｓ−１〜２０ｍＰａ・ｓ−１の範囲にあり、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ−１〜１３ｍＰａ・ｓ−１の範囲にあった。
【０２０４】
対照標準１および２（「Ｒｅｆ．１」、「Ｒｅｆ．２」）は、ＥＰ ０ ８１６ ０６５の実施例１に従う繊維質セメント硬化体、およびＦＲ ２ ９０２ ４２４において記述されるセメント硬化体に対応する。
【０２０５】
実施例２および３は、ガス吹き込みによる発泡に適応させた混合機内で調製した発泡セメント硬化体であり、下記の手順を用いた：
水＋シリカゾル＋樹脂触媒＋キサンタンガムの混合物を、５００ｒｐｍ（１分当たりの回転数）の回転速度で１５分間均斉化する段階；
回転を５００ｒｐｍに維持しながら、他の粉末を添加する段階；
硫酸アンモニウム系発泡剤を添加し、５分間練混ぜる段階；
フレッシュセメント１リットル当たり体積１．５リットルの空気を吹き込むように空気を注入する段階であり、均質なペーストが得られるまで混合機の速度を２００ｒｐｍに減速する段階。
【０２０６】
実施例１〜３は、本発明によるセメント硬化体である。
【０２０７】
水銀ポロシメーター法を使用して、開気孔率を測定した。
【０２０８】
調製したフレッシュセメントにより、フィルター体を作製するための、外側寸法：３５．８×３５．８×８．７５ｍｍ３を有する、日常使用における平行管状フィルターブロックを組み立てた。シールの厚さを一定に保持するため、組み立てようとするフィルターブロックのシール面の間に、厚さ１ｍｍのくさび、または「スペーサー」を配置した。
【０２０９】
このやり方で、３個のフィルターブロックを互いに連続させて組み立てた。
【０２１０】
実施例２および３（発泡セメント硬化体）において、乾燥中のフレッシュセメントの膨張を抑えるまたはさらに止めるために、３個のフィルターブロックを結束した。
【０２１１】
次いで、３個のフィルターブロックにより構成される本体を、空気中で１００℃において１時間乾燥した。
【０２１２】
実施例１〜３の特定の場合、操作および機械加工のための十分な凝集力をもたらすため、次いで本体を、空気中で１１００℃において１時間焼成した。
【０２１３】
シールの断面（ブロックの長さに平行して伸びる流路の方向に垂直な平面における）についての、光学顕微鏡を使用して撮影した写真の画像解析により、マクロ細孔として現れている気孔の表面積を測定することが可能となり、また前記マクロ細孔の合計表面積の、観察される全表面積に対する比率を計算することが可能となった。
【０２１４】
下記の接着力試験を使用して、セラミックシール層の接着力を測定した。２個の周囲のフィルターブロックを支持し、支持点間の距離を７０ｍｍとするように、組立体を置いた。中心のフィルターブロックに、１分間当たり０．５ミリメートル（ｍｍ／分）移動するパンチ（押し抜き具）により圧力を掛けた。中心のフィルターブロックが組立体から外れるときの力を測定し、Ｎで表されるこの破断力を、積２×３５．８×７５ｍｍ２で割ることにより、ＭＰａにおける応力を計算した。このセメントによる組立体の十分な凝集力を確保するには、０．１ＭＰａ以上の接着抵抗力が必要であると考えられる。
【０２１５】
【表１】
【０２１６】
表１は、本発明のセメント硬化体が、高度に満足される接着性状を有することを示す。その上、それらの、特に実施例２および３によるセメント硬化体についての、非常に高いマクロ気孔率は、いくつかの用途において本発明のセメント硬化体に有利な断熱性状をもたらす。
【０２１７】
特に、驚くべきことに、良好な断熱能力は、自発的または制御の悪い再生段階の間、極めて過酷な熱機械的応力に曝されるフィルター体にとって有利なものである。
【０２１８】
本発明が、非限定的な例示として提供されている、記述した実施形態に限定されないことは明らかである。
【符号の説明】
【０２１９】
ＳｉＣ 炭化ケイ素
５０ 組立体
５２、５４ ブロック
５７ シール
５８ マクロ細孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体であって、場合によっては前記セラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、前記シールおよび／または前記周囲コーティングが、セメント硬化体を含み、前記シールにより組み立てられた前記ブロックの向き合う面の少なくとも１面に垂直な断面内に、以下において「マクロ細孔」と称する２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有する気孔を、前記断面において前記マクロ細孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超えかつ８０％未満であり、５０％を超える数の前記マクロ細孔が、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有する組立体。
【請求項２】
前記セメント硬化体が、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として１０％未満の無機繊維を含む、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％を超える量の有機繊維を含む、請求項１または２に記載の組立体。
【請求項４】
少なくとも８０％の数の前記マクロ細孔が、発泡体のセルの相互連結からもたらされたものである、請求項１から３のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項５】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として３％を超えかつ１０％未満の量の有機繊維を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項６】
５％を超える数の前記マクロ細孔が、それらの実厚さの２倍を超える実長さおよび実幅を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項７】
５０％を超える数の前記マクロ細孔が、前記断面において測定した、それらの長さとそれらの幅の間の比率が２を超えるような形状を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項８】
前記マクロ細孔により占有される全表面積が、前記断面において、前記実測される全表面積の２０％を超えかつ５０％未満である、請求項１から７のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項９】
前記断面において、２０％を超える数の前記マクロ細孔が、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある等価直径を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１０】
前記断面において、５％を超える数の前記マクロ細孔が、１０ｍｍを超える等価直径を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１１】
前記シールにおける前記マクロ細孔は、前記シールがその間に配置されている前記ブロックの面に、実質的に平行に広がる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１２】
前記断面における細孔径分布が、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある寸法に集中する第１のモードと、１μｍ〜５０μｍの範囲にある寸法に集中する第２のモードとを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１３】
５０％を超える数の前記マクロ細孔が、実質的に前記シールの厚さ全体にわたって広がるが、前記マクロ細孔と前記ブロックとの間に少なくとも５０μｍの厚さのセメントが配置される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１４】
前記セメント硬化体が、鉱物質の質量に対する百分率として５％を超える無機中空球体を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１５】
前記無機中空球体の分布は、合計１００質量％について、次の２つの部分：
前記無機中空球体の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、１１０μｍを超えかつ１５０μｍ未満のメディアン寸法を有する部分、および
前記無機中空球体の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、３５μｍを超えかつ５５μｍ未満のメディアン寸法を有する部分
に分かれる、請求項１４に記載の組立体。
【請求項１６】
前記セメント硬化体の全気孔率が、３０％を超えかつ９０％未満である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１７】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質の質量に対する百分率として０．０５％を超えかつ５％未満の熱硬化性樹脂を含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１８】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％未満の含量の酸化カルシウムＣａＯを有し、かつ／または５０％を超える炭化ケイ素を含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１９】
炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニアおよびシリカが、前記セメント硬化体の乾燥鉱物質の質量の８５％を超える、請求項１から１８のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２０】
前記炭化ケイ素が、２００μｍ未満のメディアン寸法を有する粒子の形態で存在する、請求項１９に記載の組立体。
【請求項２１】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質に対する質量百分率として、０．１〜１０μｍの範囲にある粒径を有する耐火性粒子を少なくとも５％含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２２】
前記ブロックが、３０％を超える開気孔率を有するフィルターブロックである、請求項１から２１のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２３】
前記ブロックが、入口流路と出口流路とを備え、前記入口流路の全体の体積が、前記出口流路の全体の体積を超えている、請求項１から２２のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２４】
前記シールが、前記ブロックとの接触面全体にわたって接着するものではない、請求項１から２３のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２５】
前記ブロックが、連続的なシールによって組み立てられない、請求項１から２４のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２６】
前記断面が、前記シールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面である、請求項１から２５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２７】
請求項１から２６のいずれか一項に記載のフィルター組立体の作製方法であって、連続して下記の段階：
ａ）出発装入物からフレッシュセメントを調製する段階と、
ｂ）組み立てようとするブロック間に、前記フレッシュセメントをはさみ込む段階と、
ｃ）前記フレッシュセメントを、任意の熱処理により硬化させる段階と、
を含み、
前記出発装入物が、
乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％〜１０％の範囲にある有機繊維、および／もしくは、
前記乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％〜１０％の範囲にある発泡剤、および０．０５％〜５％の範囲にあるゲル化剤
を含み、ならびに／または
段階ａ）において、前記フレッシュセメント中にガスを浸透させ、
場合によって、前記出発装入物が、前記乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として５％を超える無機中空球体を含む方法。
【請求項２８】
段階ａ）において、フレッシュセメント１リットル当たり０．５〜２．５リットルのガスを吹き込む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
組み立てようとする前記ブロックを、段階ｃ）の間に固定化する、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
段階ｃ）において、１００℃〜２００℃の範囲にある温度で硬化を行う、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
段階ｃ）において、４００℃〜１２００℃の範囲にある温度で熱処理を行う、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
シールによって互いに結合されたブロックを備えるセラミック組立体であって、場合によっては前記セラミック体の横面が周囲コーティングで被覆され、前記シールおよび／または前記周囲コーティングが、セメント硬化体を含み、前記シールにより組み立てられた前記ブロックの向き合う面の少なくとも１面に垂直な断面内に、以下において「マクロ細孔」と称する２００μｍ〜４０ｍｍの範囲にある等価直径を有する気孔を、前記断面において前記マクロ細孔により占有される全表面積が、実測される全表面積の１５％を超えかつ８０％未満であり、５０％を超える数の前記マクロ細孔が、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある等価直径を有する組立体。
【請求項２】
前記セメント硬化体が、乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として１０％未満の無機繊維を含む、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％を超える量の有機繊維を含む、請求項１または２に記載の組立体。
【請求項４】
少なくとも８０％の数の前記マクロ細孔が、発泡体のセルの相互連結からもたらされたものである、請求項１から３のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項５】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として３％を超えかつ１０％未満の量の有機繊維を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項６】
５％を超える数の前記マクロ細孔が、それらの実厚さの２倍を超える実長さおよび実幅を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項７】
５０％を超える数の前記マクロ細孔が、前記断面において測定した、それらの長さとそれらの幅の間の比率が２を超えるような形状を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項８】
前記マクロ細孔により占有される全表面積が、前記断面において、前記実測される全表面積の２０％を超えかつ５０％未満である、請求項１から７のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項９】
前記断面において、２０％を超える数の前記マクロ細孔が、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある等価直径を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１０】
前記断面において、５％を超える数の前記マクロ細孔が、１０ｍｍを超える等価直径を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１１】
前記シールにおける前記マクロ細孔は、前記シールがその間に配置されている前記ブロックの面に、実質的に平行に広がる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１２】
前記断面における細孔径分布が、５００μｍ〜５ｍｍの範囲にある寸法に集中する第１のモードと、１μｍ〜５０μｍの範囲にある寸法に集中する第２のモードとを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１３】
５０％を超える数の前記マクロ細孔が、実質的に前記シールの厚さ全体にわたって広がるが、前記マクロ細孔と前記ブロックとの間に少なくとも５０μｍの厚さのセメントが配置される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１４】
前記セメント硬化体が、鉱物質の質量に対する百分率として５％を超える無機中空球体を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１５】
前記無機中空球体の分布は、合計１００質量％について、次の２つの部分：
前記無機中空球体の６０質量％〜８０質量％の範囲にあり、１１０μｍを超えかつ１５０μｍ未満のメディアン寸法を有する部分、および
前記無機中空球体の２０質量％〜４０質量％の範囲にあり、３５μｍを超えかつ５５μｍ未満のメディアン寸法を有する部分
に分かれる、請求項１４に記載の組立体。
【請求項１６】
前記セメント硬化体の全気孔率が、３０％を超えかつ９０％未満である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１７】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質の質量に対する百分率として０．０５％を超えかつ５％未満の熱硬化性樹脂を含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１８】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％未満の含量の酸化カルシウムＣａＯを有し、かつ／または５０％を超える炭化ケイ素を含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１９】
炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニアおよびシリカが、前記セメント硬化体の乾燥鉱物質の質量の８５％を超える、請求項１から１８のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２０】
前記炭化ケイ素が、２００μｍ未満のメディアン寸法を有する粒子の形態で存在する、請求項１９に記載の組立体。
【請求項２１】
前記セメント硬化体が、前記乾燥鉱物質に対する質量百分率として、０．１〜１０μｍの範囲にある粒径を有する耐火性粒子を少なくとも５％含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２２】
前記ブロックが、３０％を超える開気孔率を有するフィルターブロックである、請求項１から２１のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２３】
前記ブロックが、入口流路と出口流路とを備え、前記入口流路の全体の体積が、前記出口流路の全体の体積を超えている、請求項１から２２のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２４】
前記シールが、前記ブロックとの接触面全体にわたって接着するものではない、請求項１から２３のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２５】
前記ブロックが、連続的なシールによって組み立てられない、請求項１から２４のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２６】
前記断面が、前記シールの横断方向の正中断面および／または長手方向の正中断面である、請求項１から２５のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２７】
請求項１から２６のいずれか一項に記載のフィルター組立体の作製方法であって、連続して下記の段階：
ａ）出発装入物からフレッシュセメントを調製する段階と、
ｂ）組み立てようとするブロック間に、前記フレッシュセメントをはさみ込む段階と、
ｃ）前記フレッシュセメントを、任意の熱処理により硬化させる段階と、
を含み、
前記出発装入物が、
乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として０．１％〜１０％の範囲にある有機繊維、および／もしくは、
前記乾燥鉱物質に対する質量百分率として０．５％〜１０％の範囲にある発泡剤、および０．０５％〜５％の範囲にあるゲル化剤
を含み、ならびに／または
段階ａ）において、前記フレッシュセメント中にガスを浸透させ、
場合によって、前記出発装入物が、前記乾燥鉱物質を基準とする質量百分率として５％を超える無機中空球体を含む方法。
【請求項２８】
段階ａ）において、フレッシュセメント１リットル当たり０．５〜２．５リットルのガスを吹き込む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
組み立てようとする前記ブロックを、段階ｃ）の間に固定化する、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
段階ｃ）において、１００℃〜２００℃の範囲にある温度で硬化を行う、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
段階ｃ）において、４００℃〜１２００℃の範囲にある温度で熱処理を行う、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１２−５０７４６１（Ｐ２０１２−５０７４６１Ａ）
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３３９１２（Ｐ２０１１−５３３９１２）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５４８３４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４９９０９
【国際公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（５０６４２６２６９）サン−ゴベン・セントル・ドゥ・レシェルシェ・エ・デチュード・ユーロペアン (42)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５４８３４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４９９０９
【国際公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（５０６４２６２６９）サン−ゴベン・セントル・ドゥ・レシェルシェ・エ・デチュード・ユーロペアン (42)
【Ｆターム（参考）】
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