JP2008179526A - 接合体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二つ以上の被接合物が、接合材組成物によって形成される接合材層を介して一体化されてなる接合体であって、熱歪による被接合物の変形を接合材層で抑え込むことができるとともに、応力による接合材層の破断が生じにくく、優れた耐熱衝撃性を有するものを提供する。
【解決手段】二つ以上の被接合物が、接合材組成物によって形成される接合材層９を介して一体化されてなる接合体であって、前記接合材組成物が、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とするものであるとともに、前記接合材層９のヤング率が３ＧＰａ以上である接合体。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の被接合物が、接合材層を介して接合一体化されてなる接合体と、その製造方法とに関する。

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（パティキュレート）を捕捉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（ＤＰＦ）として、ハニカム構造体が広く使用されている。

このようなハニカム構造体は、例えば、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中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有している。また、隣接したセルの端部は、交互に（市松模様状に）目封じされている。すなわち、一のセルは、一方の端部が開口し、他方の端部が目封じされており、これと隣接する他のセルは、一方の端部が目封じされ、他方の端部が開口している。

このような構造とすることにより、一方の端部から所定のセル（流入セル）に流入させた排ガスを、多孔質の隔壁を通過させることによって流入セルに隣接したセル（流出セル）を経由して流出させ、隔壁を通過させる際に排ガス中の粒子状物質（パティキュレート）を隔壁に捕捉させることによって、排ガスの浄化をすることができる。

このようなハニカム構造体（フィルター）を長期間継続して使用するためには、定期的にフィルターに再生処理を施す必要がある。すなわち、フィルター内部に経時的に堆積したパティキュレートにより増大した圧力損失を低減させてフィルター性能を初期状態に戻すため、フィルター内部に堆積したパティキュレートを燃焼させて除去する必要がある。このフィルター再生時には大きな熱応力が発生し、この熱応力が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、複数のハニカムセグメントを接合材層にて一体的に接合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提案され、その耐熱衝撃性をある程度改善することができるようになった。

しかし、近年、フィルターは更に大型化の要請が高まり、これに伴って再生時に発生する熱応力も増大することになり、上述の問題を解消するために、構造体としての耐熱衝撃性の更なる向上が強く望まれるようになった。この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材層には、優れた応力緩和機能と接合強度とが求められている。

従来、こうした接合材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間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（特許文献１参照）。このハニカム構造体は、接合材層を低ヤング率化することで、使用時に発生する熱応力を小さくするというものであるが、低ヤング率化のために接合材層を高気孔率化すると、ハニカムセグメント間の接合強度が不十分となり、健全な接合体を得ることができない場合がある。

また、これとは逆に、接合材層を高ヤング率化した場合には、熱歪によるハニカムセグメントの変形を接合材層で抑え込むことはできるものの、その分、接合材層にかかる応力が大きくなるため、単に接合材層を高ヤング率化しただけでは接合材層が破断しやすいという問題が生じる。
特開２００１−１９０９１６号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、二つ以上の被接合物が、接合材組成物によって形成される接合材層を介して一体化されてなる接合体であって、熱歪による被接合物の変形を接合材層で抑え込むことができるとともに、応力による接合材層の破断が生じにくく、優れた耐熱衝撃性を有するものを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の接合体及び接合体の製造方法が提供される。

［１］ 二つ以上の被接合物が、接合材組成物によって形成される接合材層を介して一体化されてなる接合体であって、前記接合材組成物が、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とするものであるとともに、前記接合材層のヤング率が３ＧＰａ以上である接合体。

［２］ 前記接合材組成物が、前記板状粒子として、ヤング率が１００ＧＰａ以上の板状粒子を含む［１］に記載の接合体。

［３］ 前記接合材組成物が、前記非板状粒子として、ヤング率が１００ＧＰａ以上の非板状粒子を含む［１］又は［２］に記載の接合体。

［４］ 前記接合材組成物に含まれる前記板状粒子の割合が、前記主成分全体の１〜６０質量％である［１］〜［３］の何れかに記載の接合体。

［５］ 前記板状粒子のアスペクト比が、３以上である［１］〜［４］の何れかに記載の接合体。

［６］ 前記板状粒子の平均粒径が、１〜２００μｍである［１］〜［５］の何れかに記載の接合体。

［７］ 前記板状粒子が、マイカ、タルク及びガラスフレークよりなる群から選ばれた１種以上の材料からなる板状粒子である［１］〜［６］の何れかに記載の接合体。

［８］ 前記マイカが８００℃以上で仮焼したマイカであり、前記タルクが９００℃以上で仮焼したタルクである［７］に記載の接合材組成物。

［９］ 前記接合材層の気孔率が、５０％未満である［１］〜［８］の何れかに記載の接合体。

［１０］ 前記被接合物が、ハニカムセグメントである［１］〜［９］の何れかに記載の接合体。

［１１］ 二つ以上の被接合物を、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とし、乾燥硬化後のヤング率が３ＧＰａ以上となる接合材組成物を用いて一体的に接合する接合体の製造方法。

本発明の接合体は、接合材層が３ＧＰａ以上の高いヤング率を持つため、熱歪による被接合物の変形を接合材層で抑え込むことができるとともに、接合材層を形成する接合材組成物に含まれる板状粒子が、接合材層の耐破断性を向上させているため、接合材層が応力により破断しにくく、その結果、優れた耐熱衝撃性を発揮する。また、本発明の製造方法によれば、そのような優れた耐熱衝撃性を有する接合体を製造することができる。

以下、本発明を具体的な実施形態に基づき説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるもではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

本発明の接合体は、二つ以上の被接合物が、接合材組成物によって形成される接合材層を介して一体化されてなるものであって、前記接合材組成物が、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とするものであるとともに、前記接合材層のヤング率が３ＧＰａ以上であることを、その主要な特徴とするものである。なお、ここで「板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とする」とは、板状粒子と非板状粒子と無機接着剤とを合わせた量が、接合材組成物全体の５０質量％以上であることを意味するものとする。また、「板状粒子」とは、比較的平らな面が２つ以上あり、その平らな面の２つがほぼ平行であり、そのほぼ平行な面の間の距離が、その面の長径と比較して小さいことを特徴とする粒子を意味するものとする。また、「非板状粒子」とは、前述の板状粒子の特徴を有さないだけでなく、繊維状、針状とみなされるような特徴を有さない、塊状あるいは球状の粒子を意味するものとする。

本発明の接合体においては、接合材層のヤング率を、３ＧＰａ以上、好ましくは４ＧＰａ以上、更に好ましくは５ＧＰａ以上としている。このように、被接合物間を接合している接合材層に高いヤング率を持たせることにより、接合材層が熱歪による接合体の変形を抑え込むことができる。なお、接合材層のヤング率は、接合体から接合材層の部分を所定の形状（例えば、４×１×２０ｍｍの棒状）に切り出し、切り出した試験片に対してＪＩＳ Ｒ１６０２に準じた３点曲げ試験を行って、所定の荷重を負荷したときの変位を計測し、その荷重−変位曲線より算出することができる。

また、本発明では、接合材層を形成する接合材組成物が、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とするものであるが、これら主成分の内、特に板状粒子が含まれることにより、接合材層の耐破断性が向上している。前述のとおり、従来、接合材層を高ヤング率化した場合には、ハニカムセグメントの変形を抑え込むことはできる一方で、接合材層にかかる応力が大きくなるという問題があったが、前記のように板状粒子を含ませることで耐破断性が向上して、応力による接合材層の破断が生じにくくなり、耐熱衝撃性に優れた接合体となる。

接合材層に高いヤング率を付与する観点から、接合材層を形成する接合材組成物には、板状粒子として、ヤング率が１００ＧＰａ以上の板状粒子が含まれることが好ましい。また、同様の観点から、接合材組成物には、非板状粒子として、ヤング率が１００ＧＰａ以上の非板状粒子が含まれることが好ましい。なお、これら板状粒子又は非板状粒子のヤング率は、例えば、微小圧縮試験機を用い、ＪＩＳ Ｒ１６０８に準じた圧縮試験を行って、所定の荷重を負荷したときの変位を計測し、その荷重−変位曲線より算出することができる。

接合材組成物に含まれる前記板状粒子の割合は、接合材層の強度や耐破断性の観点から、主成分（板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤）全体の１〜６０質量％とすることが好ましく、５〜５５質量％とすることがより好ましく、１０〜５０質量％とすることが更に好ましい。板状粒子の割合が、主成分全体の１質量％未満であると、接合材層の強度や耐破断性が不十分となる場合があり、また、６０質量％を超えると、施工し難い場合がある。

板状粒子のアスペクト比は、接合材層の強度や耐破断性の観点から、３以上であることが好ましく、４以上であることがより好ましく、５以上であると更に好ましい。板状粒子のアスペクト比が３未満であると、十分な強度や耐破断性を有する接合材層が得られない場合がある。

板状粒子の平均粒径は、接合材層の強度や耐破断性の観点から、１〜２００μｍであることが好ましく、３〜１８０μｍであることがより好ましく、５〜１５０μｍであると更に好ましい。板状粒子の平均粒径が１μｍ未満であると、十分な強度や耐破断性を有する接合材層が得られない場合があり、また、２００μｍを超えると、施工し難い場合がある。

板状粒子の具体的な材質としては、例えば、マイカ、タルク、ガラスフレーク等が挙げられ、特にマイカが好適に使用できる。また、マイカとタルクに関しては、構造内の水酸基を予め除いておくほうが、得られる接合材層の熱的安定性が向上するので、仮焼したマイカ、仮焼したタルクを用いることが好ましく、仮焼したマイカを用いることが特に好ましい。なお、仮焼温度は、マイカについては８００℃以上、タルクについては９００℃以上が好ましい。

本発明の接合材組成物に前記板状粒子以外のフィラーとして含まれる非板状粒子の割合は、接合材層の強度や耐破断性の観点から、主成分全体の１〜５０質量％とすることが好ましく、５〜４８質量％とすることがより好ましく、１０〜４５質量％とすることが更に好ましい。非板状粒子の割合が、主成分全体の１質量％未満であると、施工し難い場合があり、また、５０質量％を超えると、十分な強度や耐破断性を有する接合材層が得られない場合がある。

非板状粒子の平均粒径は、接合材層の強度や耐破断性の観点から、０.０５〜２００μｍであることが好ましく、０.１〜１５０μｍであることがより好ましく、１〜１００μｍであると更に好ましい。板状粒子の平均粒径が０.０５μｍ未満であると、施工し難い場合があり、また、２００μｍを超えると、十分な強度や耐破断性を有する接合材層が得られない場合がある。

非板状粒子の具体的な材質としては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、ガラスが好適なものとして挙げられる。

本発明の接合材組成物にマトリックスとして含まれる無機接着剤の割合は、接合材層の強度や耐破断性の観点から、主成分全体の１〜７０質量％とすることが好ましく、５〜６５質量％とすることがより好ましく、１０〜６０質量％とすることが更に好ましい。無機接着剤の割合が、主成分全体の１質量％未満であると、施工し難い場合があり、また、７０質量％を超えると、十分な強度や耐破断性を有する接合材層が得られない場合がある。

無機接着剤の具体的な材質としては、例えば、コロイダルシリカ（シリカゾル）、コロイダルアルミナ（アルミナゾル）、その他各種金属酸化物ゾル、エチルシリケート、水ガラス、シリカポリマー、リン酸アルミニウム等が挙げられるが、接着力、フィラーとのなじみやすさ、化学的安定性、耐熱性等に優れていることから、特に、コロイダルシリカを用いることが好ましい。

接合材組成物には、前記主成分に加え、必要に応じて、有機バインダー、分散剤、発泡樹脂、水といった副成分が含まれていてもよい。

本発明の接合体においては、接合材層の強度や耐破断性、あるいはヤング率の観点から、接合材層の気孔率が、５０％未満であることが好ましく、４５％未満であることがより好ましく、４０％未満であることが更に好ましい。接合材層の気孔率が、５０％以上であると、十分なヤング率を発現できない場合がある。

本発明の接合体を構成する被接合物は、特に限定されるものではないが、例えば、セラミックス構造体を得るためのセラミックス部材が好適な被接合物として挙げられ、中でもハニカム構造体を得るためのハニカムセグメントが特に好適な被接合物として挙げられる。このようなハニカムセグメントを接合して得られたハニカム構造体は、例えば、フィルターの再生処理時において過酷な熱環境に晒される、ディーゼル排ガス浄化用フィルターなどの用途に好適に使用することができる。

本発明の接合体の製造方法は、二つ以上の被接合物を、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とし、乾燥硬化後のヤング率が３ＧＰａ以上となる接合材組成物を用いて一体的に接合するものである。接合材組成物は、主成分として板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を所定の割合で含む原料に、必要に応じて、有機バインダー（例えば、メチルセルロース（ＭＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等）、発泡樹脂、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により製造することができる。

なお、接合材組成物を用いて被接合物同士を接合させる際には、接合温度が１０００℃以下（より好ましくは５０〜９００℃、更に好ましくは１００〜８００℃）であることが、十分な強度や接合状態を発現できるという観点から望ましい。１０００℃を超過した場合であっても問題なく接合させることができるが、所望の特性（ヤング率など）が得られ難くなるため、好ましくない。

次に、本発明の接合体が複数のハニカムセグメント（被接合物）を接合してなるハニカム構造体である場合について、具体的な構成例を挙げて説明する。

図１及び図２に示すように、ハニカム構造体１は、多孔質の隔壁６によって区画、形成された流体の流路となる複数のセル５が中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有し、それぞれが全体構造の一部を構成するとともに、ハニカム構造体１の中心軸に対して垂直な方向に組み付けられることによって全体構造を構成することになるハニカムセグメント２が、本発明の接合材組成物から形成された接合材層９によって一体的に接合されたハニカムセグメント接合体として構成されてなるものである。

接合材層９によって一体的に接合されたハニカムセグメント２は、接合後、その全体の断面形状が円形、楕円形、三角形、正方形、その他の所望の形状となるように研削加工され、外周面がコーティング材４によって被覆される。なお、このハニカム構造体１を、ＤＰＦとして用いる場合には、図３及びそのＡ−Ａ断面図である図４に示すように、ハニカムセグメント２の各セル５を、それぞれ一方の端部において、充填材７により交互に目封じしておく。

所定のセル５（流入セル）においては、図３、４における左端部側が開口している一方、右端部側が充填材７によって目封じされており、これと隣接する他のセル５（流出セル）においては、左端部側が充填材７によって目封じされるが、右端部側が開口している。このような目封じにより、図２に示すように、ハニカムセグメント２の端面が市松模様状を呈するようになる。

図４においては、ハニカムセグメント２の左側が排ガスの入口となる場合を示し、排ガスは、目封じされることなく開口しているセル５（流入セル）からハニカムセグメント２内に流入する。セル５（流入セル）に流入した排ガスは、多孔質の隔壁６を通過して他のセル５（流出セル）から流出する。そして、隔壁６を通過する際に排ガス中のスートを含む粒子状物質（パティキュレート）が隔壁６に捕捉される。このようにして、排ガスの浄化を行うことができる。このような捕捉によって、ハニカムセグメント２の内部にはスートを含むパティキュレートが経時的に堆積して圧力損失が大きくなるため、スート等を燃焼させる再生処理が定期的に行われる。なお、図２〜４には、全体の断面形状が正方形のハニカムセグメント２を示すが、三角形、六角形等の形状であってもよい。また、セル５の断面形状も、三角形、六角形、円形、楕円形、その他の形状であってもよい。

図２に示すように、接合材層９は、接合材組成物から形成されており、ハニカムセグメント２の外周面に塗布されて、ハニカムセグメント２同士を接合するように機能する。接合材層９の塗布は、隣接しているそれぞれのハニカムセグメント２の外周面に行ってもよいが、隣接したハニカムセグメント２の相互間においては、対応した外周面の一方に対してだけ行ってもよい。このような対応面の片側だけへの塗布は、接合材層９の使用量を節約できる点で好ましい。接合材層９の塗布する方向は、ハニカムセグメント外周面内の長手方向、ハニカムセグメント外周面内の長手に垂直な方向、ハニカムセグメント外周面に垂直な方向など、特に限定されるものではないが、ハニカムセグメント外周面内の長手方向に向かって塗布するのが好ましい。接合材層９の厚さは、ハニカムセグメント２の相互間の接合力を勘案して決定され、例えば、０．５〜３．０ｍｍの範囲で適宜選択される。

本実施形態に用いられるハニカムセグメント２の材料としては、強度、耐熱性の観点から、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材としてかつ珪素（Ｓｉ）を結合材として形成された珪素−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系金属からなる群から選択される少なくとも一種から構成された物を挙げることができる。中でも、炭化珪素（ＳｉＣ）又は珪素−炭化珪素系複合材料から構成されてなるものが好ましい。

ハニカムセグメント２の作製は、例えば、上述の材料から適宜選択したものに、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等のバインダー、造孔材、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、可塑性の坏土とし、この坏土を上述の形状となるように押出成形し、次いで、マイクロ波、熱風等によって乾燥した後、焼結することにより行うことができる。

セル５の目封じに用いる充填材７としては、ハニカムセグメント２と同様な材料を用いることができる。充填材７による目封じは、例えば、目封じをしないセル５をマスキングした状態で、ハニカムセグメント２の端面をスラリー状の充填材に浸漬することにより開口しているセル５に充填することにより行うことができる。充填材７の充填は、ハニカムセグメント２の成形後における焼成前に行っても、焼成後に行ってもよいが、焼成前に行う方が、焼成工程が１回で終了するため好ましい。

以上のようなハニカムセグメント２の作製の後、ハニカムセグメント２の外周面にペースト状の接合材組成物を塗布し、接合材層９を形成して、所定の立体形状（ハニカム構造体１の全体構造）となるように複数のハニカムセグメント２を組み付け、この組み付けた状態で圧着した後、加熱乾燥する。このようにして、複数のハニカムセグメント２が一体的に接合された接合体が作製される。その後、この接合体を上述の形状に研削加工し、外周面をコーティング材４によって被覆し、加熱乾燥する。このようにして、図１に示すハニカム構造体１が作製される。コーティング材４の材質としては、接合材層９と同様のものを用いることができる。コーティング材４の厚さは、例えば、０．１〜１．５ｍｍの範囲で適宜選択される。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（ハニカムセグメント（被接合物）の作製）
ハニカムセグメント原料として、ＳｉＣ粉末及び金属Ｓｉ粉末を８０：２０の質量割合で混合し、これに造孔材、有機バインダー、界面活性剤及び水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土を押出成形し、乾燥して隔壁の厚さが３１０μｍ、セル密度が約４６．５セル／ｃｍ^２（３００セル／平方インチ）、断面が一辺３５ｍｍの正四角形、長さが１５２ｍｍのハニカムセグメント成形体を得た。このハニカムセグメント成形体を、端面が市松模様状を呈するように、セルの両端面を目封じした。すなわち、隣接するセルが、互いに反対側の端部で封じられるように目封じを行った。目封じ材としては、ハニカムセグメント原料と同様の材料を用いた。セルの両端面を目封じし、乾燥させた後、大気雰囲気中約４００℃で脱脂し、その後、Ａｒ不活性雰囲気にて約１４５０℃で焼成して、ＳｉＣ結晶粒子をＳｉで結合させた、多孔質構造を有するハニカムセグメントを得た。

（接合材組成物の調製）
表１及び表２に示す条件で、板状粒子及び／又は非板状粒子に、分散剤、発泡樹脂及び有機バインダー（ＣＭＣ）を混合し、更に、無機接着剤としてコロイダルシリカを加えて、ミキサーにて３０分間混練を行い、ペースト状の接合材組成物（接合材組成物Ｎｏ．１〜１６）をそれぞれ得た。なお、接合材組成物Ｎｏ．１３で板状粒子として用いた仮焼マイカは８００℃で仮焼したものであり、接合材組成物Ｎｏ．１４で板状粒子として用いた仮焼タルクは９００℃で仮焼したものである。表１及び表２中において、主成分である、板状粒子、非板状粒子、無機接着剤の割合は、これらの合計を１００としたときの、それぞれの質量％で表示した。また、副成分である、分散剤、発泡樹脂及び有機バインダーの割合は、主成分を１００としたときの外配の質量％で表示した。板状粒子のアスペクト比は、当該粒子の「長径／厚さ」として算出され、前記「長径」及び「厚さ」の測定は、電子顕微鏡観察により行った。すなわち、板状粒子の厚さ方向に垂直な任意の方向から観察し、その電子顕微鏡写真を画像処理することにより、厚さを計測した。また、同じ画像において、厚さ方向に垂直な方向の粒子の長さを長径とし、画像処理により長径を計測した。なお、この計測は、観察視野中から無作為に選択した１０ヶ以上の粒子について実施し、それらのアスペクト比の平均値を板状粒子のアスペクト比とした。

（ハニカム構造体（接合体）の作製）
ハニカムセグメントの外壁面に、厚さ約１ｍｍとなるように接合材組成物Ｎｏ．１をコーティングして接合材層を形成し、その上に別のハニカムセグメントを載置する工程を繰り返し、４×４に組み合わせた１６個のハニカムセグメントからなるハニカムセグメント積層体を作製し、適宜、外部より圧力を加えるなどして、全体を接合させた後、１４０℃で２時間乾燥してハニカムセグメント接合体を得た。得られたハニカムセグメント接合体の外周を円筒状に研削加工後、その外周面をコーティング材で被覆し、７００℃で２時間乾燥硬化させて、ハニカム構造体を得た。

（接合材層の評価）
得られたハニカム構造体の接合材層（硬化後の接合材組成物）について、強度、ヤング率及び気孔率を、下記の方法により求めた。その結果を表３に示す。

強度：
ハニカム構造体から接合材層の部分を所定の形状（４×１×２０ｍｍの棒状）に切り出し、切り出した試験片に対してＪＩＳ Ｒ１６０１に準じた３点曲げ試験を行うことにより測定した。

ヤング率：
前記強度の測定において、切り出した試験片に対して所定の荷重を負荷したときの変位を計測し、その荷重−変位曲線より算出した（ＪＩＳ Ｒ１６０２に準拠）。

気孔率：
ハニカム構造体から接合材層の部分を任意形状（１０×１０×１ｍｍの板状）に切り出し、アルキメデス法により算出した。

（ハニカム構造体の評価）
得られたハニカム構造体について、下記の方法により、接合状態を確認するとともに、急速加熱試験（バーナースポーリング（Ｂ−ｓｐ）試験）、急速冷却試験（電気炉スポーリング（Ｅ−ｓｐ）試験）及びエンジン試験（Ｅ／Ｇ試験）を行った。その結果を表３に示す。

接合状態：
接合・硬化後の接合部の状態を目視観察するとともに、接合強度を手の感触で観測した。強固な接合状態でクラックや欠陥が無い状態を「○」、簡単に剥がれるあるいは外れる程度の接合状態、もしくはクラックや欠陥が多い状態を「×」とした。

急速加熱試験（バーナースポーリング（Ｂ−ｓｐ）試験）：
ハニカム構造体にバーナーで加熱した空気を流すことにより中心部分と外側部分との温度差をつくり、ハニカム構造体のクラックの発生しない温度により耐熱衝撃性を評価する試験（温度が高いほど耐熱衝撃性が高い）である。

急速冷却試験（電気炉スポーリング（Ｅ−ｓｐ）試験）：
ハニカム構造体を電気炉にて５５０℃で２時間加熱し、均一な温度（４５０℃）にした後、室温に取り出し、ハニカム構造体のクラック発生の有無により耐熱衝撃性を評価する試験である。クラックの発生が認められない場合を「○」、クラックの発生が認められた場合を「×」とした。

エンジン試験（Ｅ／Ｇ試験）：
フィルター再生のために堆積したパティキュレートを燃焼させ、ハニカム構造体中心部の温度が１０００℃となる条件にて、ハニカム構造体のクラックの有無により耐熱衝撃性を評価する試験である。クラックの発生が認められない場合を「○」、クラックの発生が認められた場合を「×」とした。

（実施例２〜１４、比較例１及び２）
接合材組成物Ｎｏ．１を、表１及び表２に示す接合材組成物Ｎｏ．２〜１６に変えたこと以外は、実施例１と同様に、ハニカム構造体を作製した。それぞれ得られたハニカム構造体（実施例２〜１４、比較例１及び２）について、実施例１と同様に評価を行った。その結果を表２に示す。

（考察）
表３に示すとおり、本発明の実施例に係る実施例１〜１４は、接合材層の強度が高く、接合状態も良好で、優れた耐熱衝撃性を示した。これに対し、接合材層のヤング率が３ＧＰａ未満の比較例１は、ヤング率を低くするために接合材層を高気孔率化した結果、接合材層の強度が低下して接合状態が悪くなり、耐熱衝撃性評価のための試験も行えない状態であった。また、接合材層を形成する接合材組成物に板状粒子が含まれていなかった比較例２は、接合状態は良好であったものの、耐熱衝撃性に劣るものであった。

本発明は、複数の被接合物を接合し一体化して得られる接合体、例えば、ＤＰＦ等の用途に使用される、複数のハニカムセグメントを一体化して得られるハニカム構造体の製造に好適に利用することができる。

本発明に係る接合体（ハニカム構造体）の実施形態の一例を示す斜視概略図である。 本発明に係る接合体（ハニカム構造体）の実施形態の一例を示す要部拡大図である。 本発明に係る接合体（ハニカム構造体）を構成する被接合物（ハニカムセグメント）の斜視概略図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１：ハニカム構造体、２：ハニカムセグメント、４：コーティング材、５：セル、６：隔壁、７：充填材、９：接合材層。

Claims (11)

1. 二つ以上の被接合物が、接合材組成物によって形成される接合材層を介して一体化されてなる接合体であって、
   前記接合材組成物が、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とするものであるとともに、前記接合材層のヤング率が３ＧＰａ以上である接合体。
2. 前記接合材組成物が、前記板状粒子として、ヤング率が１００ＧＰａ以上の板状粒子を含む請求項１に記載の接合体。
3. 前記接合材組成物が、前記非板状粒子として、ヤング率が１００ＧＰａ以上の非板状粒子を含む請求項１又は２に記載の接合体。
4. 前記接合材組成物に含まれる前記板状粒子の割合が、前記主成分全体の１〜６０質量％である請求項１〜３の何れか一項に記載の接合体。
5. 前記板状粒子のアスペクト比が、３以上である請求項１〜４の何れか一項に記載の接合体。
6. 前記板状粒子の平均粒径が、１〜２００μｍである請求項１〜５の何れか一項に記載の接合体。
7. 前記板状粒子が、マイカ、タルク及びガラスフレークよりなる群から選ばれた１種以上の材料からなる板状粒子である請求項１〜６の何れか一項に記載の接合体。
8. 前記マイカが８００℃以上で仮焼したマイカであり、前記タルクが９００℃以上で仮焼したタルクである請求項７に記載の接合材組成物。
9. 前記接合材層の気孔率が、５０％未満である請求項１〜８の何れか一項に記載の接合体。
10. 前記被接合物が、ハニカムセグメントである請求項１〜９の何れか一項に記載の接合体。
11. 二つ以上の被接合物を、板状粒子、非板状粒子及び無機接着剤を主成分とし、乾燥硬化後のヤング率が３ＧＰａ以上となる接合材組成物を用いて一体的に接合する接合体の製造方法。

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