陶瓷结构体、陶瓷结构体的制造装置、及陶瓷结构体的制造方法

具体实施方式

以下，根据具体例说明本发明的陶瓷结构体。

图1是表示发挥过滤器作用的陶瓷结构体的一例的立体示意图，图2(a)是表示构成上述陶瓷结构体的多孔质陶瓷部件的一例的立体示意图，(b)是沿其B-B线的剖面图。

作为蜂窝状过滤器，如图1所示的陶瓷结构体10，已经公知的是将由碳化硅等构成的多孔质陶瓷部件30通过粘接材料层14被捆束多个而构成陶瓷块15，在该陶瓷块15的周围形成外周密封材料层13。

多孔质陶瓷部件30如图2所示，在长度方向并列设置多个贯通孔31，将各个贯通孔31隔开的隔壁33发挥过滤器的作用。即，形成于多孔质陶瓷部件30的贯通孔31如图2(b)所示，废气的入口侧或出口侧的端部的任一方交替地用密封部件32封上孔眼，流入一方贯通孔31的废气按照图2(b)的箭头A所示，一定在通过将贯通孔31隔开的隔壁33后，从其他贯通孔31流出。

废气净化装置把这样构成的陶瓷结构体10设置在内燃机的排气通道中，从内燃机排出的废气中的微粒，在通过该陶瓷结构体10时被隔壁33捕集，从而将废气净化。

例如，陶瓷结构体10可以按以下所述制造。

在制造多孔质陶瓷部件30时，首先，调制包括作为原料的陶瓷粉末及其他分散剂液和粘接剂等的混合组成物，利用挤压成形等成形方法使该混合组成物成形，由此制作陶瓷成形体。并且，对该陶瓷成形体实施干燥、脱脂和烧制各种处理，由此制造多孔质陶瓷部件30。

然后，如图3所示，将多孔质陶瓷部件30以倾斜的状态放置在断面形成为V字形状的台60上，在朝向上侧的两个侧面30a、30b涂覆厚度均匀的成为密封材料层14的材料的密封材料膏，同时放置由厚纸等构成的间隔保持部件，形成密封材料膏层61，然后在该密封材料膏层61上顺序堆积其他多孔质陶瓷部件30，便堆积成通过密封材料膏层61将多孔质陶瓷部件30层叠多个而构成的陶瓷部件集合体。

并且，将密封材料膏层61干燥形成密封材料层14后，把上述陶瓷部件集合体切削成圆柱等规定形状，来制作陶瓷块15，在其外周部形成密封材料层13，由此制造蜂窝状结构体10。

但是，在利用上述方法制造蜂窝状结构体10时，在陶瓷部件集合体的堆积工序中，涂覆在多孔质陶瓷部件30侧面的密封材料膏有时会溢出到多孔质陶瓷部件30的端面部分，并附着在形成有贯通孔31的部分上，将堵塞贯通孔31。

如果上述密封材料膏堵塞贯通孔31，则贯通孔31形成孔眼堵塞，降低蜂窝状结构体10作为过滤器的作用。

针对这种问题，以往为了防止贯通孔31的孔眼堵塞实施以下工序，即，在涂覆密封材料膏之前，在蜂窝状结构体10的端面预先粘贴掩膜部件，在涂覆密封材料膏后，剥离该掩膜部件，所以工序数量增多。

在本发明中为了解决上述问题，采用与以往不同的蜂窝状结构体的制造方法，将在后面叙述。

说明本发明的陶瓷结构体的具体实施方式。

图4(a)是示意表示第一发明的陶瓷结构体的正视图，(b)是其侧视图。

陶瓷结构体10通过粘接材料层140将具有挠度的多孔质陶瓷部件30相互接合而构成，并加工其外周SA使其形成规定形状(在图4中为圆柱形状)。在外周形成外周密封材料层13。外周密封材料层13在把陶瓷结构体用于废气用过滤器的情况下，具有使废气不泄漏的密封作用。

图4表示具有圆柱形状的陶瓷结构体10，但陶瓷结构体的形状不限于该形状，也可以是四角柱状或椭圆柱状等。

图5是图4所示陶瓷结构体10的V-V线剖面图，图6(a)是表示构成上述陶瓷结构体的多孔质陶瓷部件30的一例的剖面图，(b)是表示上述多孔质陶瓷部件30的另外一例的剖面图。

多孔质陶瓷部件30在与多孔质陶瓷部件30的长度方向(图5所示的沿x轴的方向)大致垂直的方向具有挠度。在图5中，多孔质陶瓷部件30在表面ST和底面SB向垂直方向(沿y轴的方向)弯曲，邻接配置的多孔质陶瓷部件30被配置成在垂直方向相互接近或离开。

此处，多孔质陶瓷部件30的弯曲方向不限于图5所示的沿y轴的方向(垂直方向)，也包括图8(b)所示的沿x轴的方向。

由于多孔质陶瓷部件30这样弯曲，所以多孔质陶瓷部件30不会从陶瓷结构体10突出。粘接材料层140并不是填充形成在多孔质陶瓷部件之间的所有空间。在陶瓷结构体10的两端部SI、SO存在未形成粘接材料的部分143(以下称为“粘接材料层非形成部”)。粘接材料仅向各个多孔质陶瓷部件30的粘接部145提供。粘接材料层140粘接除长度方向的多孔质陶瓷部件30的端部144之外的多孔质陶瓷部件30。

即，在陶瓷结构体10的一端(端面SI侧或SO侧)，在多孔质陶瓷部件30的端部144形成粘接材料层非形成部143，在该粘接材料层非形成部143没有形成粘接材料层140。

如图6(a)所示，多孔质陶瓷部件30在长度方向并列设置多个贯通孔31，将各个贯通孔31隔开的隔壁33发挥过滤器的作用。如图6(a)所示，形成于多孔质陶瓷部件30的贯通孔31，在废气的入口侧或出口侧的端部(SI或SO)的任一方交替地用密封部件32封上孔眼，流入一方贯通孔31的废气按照箭头A所示，一定在通过将贯通孔31隔开的隔壁33后，从其他贯通孔31流出。

多孔质陶瓷部件30形成为在长度方向并列设置多个贯通孔31的蜂窝状结构，使将各个贯通孔31隔开的隔壁33发挥捕集微粒的过滤器的作用。

在把陶瓷结构体用作废气净化用陶瓷过滤器的情况下，粘接材料层140发挥使废气不泄漏的密封材料层的作用。

图6(b)公开了被称为多孔陶瓷样式的多孔质陶瓷部件30，在该多孔质陶瓷部件30中，在陶瓷内部具有多个大小空隙301。因此，在把该多孔质陶瓷部件30用作废气净化用过滤器的情况下，在废气通过该空隙时，废气中的微粒被空隙301的内壁捕获。

下面，对由图5的剖面图表示的方式构成的陶瓷结构体10为何具有高的断裂强度进行说明。如下所述，图5所示结构的陶瓷结构体10具有对抗所施加的外力的被改善了的刚性。

图7是在端面SI、SO不存在粘接材料层非形成部的陶瓷结构体的剖面图。

如图7所示，在向由弯曲的多孔质陶瓷部件30构成的陶瓷结构体210的端面SI施加与其垂直的方向的按压力P时，抗按压的抵抗力(应力)AP作用于多孔质陶瓷部件30之间的界面。因此，陶瓷结构体10抗按压的断裂强度理应提高。

可是，在使用具有挠度的多孔质陶瓷部件30的陶瓷结构体210时，陶瓷结构体210的端面SI附近的粘接材料层的厚度为最小或最大。因此，由于向端面SI施加垂直的按压力，在粘接材料层的厚度较小的情况下，多孔质陶瓷部件30之间的粘接强度变小。并且，在粘接材料层的厚度较大的情况下，由于承受按压的粘接材料层的面积变大(因为即使压力相同，如果面积变大，则承受力变大)，所以在端面产生初期裂纹。随着该裂纹的扩大，推测陶瓷结构体210抗按压的断裂强度急速降低。

因此，在图5所示的陶瓷结构体10中，通过去除陶瓷结构体10的端面附近的粘接材料层140，在对该端面SI施加垂直方向的按压力的情况下，防止产生初期裂纹，提高断裂强度。所以，图5所示结构的陶瓷结构体10具有对抗所施加外力的较大刚性。

多孔质陶瓷部件30的挠曲量优选0.02～2.0mm。在该范围内，特别能够提高陶瓷结构体10抗按压的断裂强度，在用作废气净化用过滤器时特别有效。

另外，挠曲量优选0.1～0.8mm。这是因为在该范围内热传导率提高。该陶瓷结构体30优选用作废气净化装置。如果热传导率高，可以有效防止中央部的热积存。在用作废气净化装置的情况下，由于中央部和周边部的热膨涨不同，所以有时在中央部分产生裂纹。但是，此时如果把挠曲量设为0.1～0.8mm，可以改善热传导率，防止裂纹。

另外，多孔质陶瓷部件30相对陶瓷结构体10的长度方向的长度(图6(a)所示的水平的LL-LL线方向的长度)的挠曲量优选0.006～1.0％。因为如果在该范围内，在用作废气过滤器时，抗背压的能力增强。

另外，所说多孔质陶瓷部件30的挠曲量是指多孔质陶瓷部件30在长度方向的挠曲程度，如图8(a)所示，使多孔质陶瓷部件30的侧面SS中挠曲最大的方向(箭头S)朝上，测定其中央部C和两端部E的高度差H，由此可以求出。

例如，在四角柱的陶瓷部件中，在4个侧面中，按照和JIS B 0621-1984的有关平面度测定的记载，假想设定通过两端部的平面和通过中央部的平面，从而求出其高度。

另外，此时陶瓷部件的断面如图8(b)所示是不定的，有时在角部实施倒角R等，所以在本发明中，利用通过构成断面外周的边的中点M的线m-m测定挠曲量。

在图5所示陶瓷结构体10中，粘接材料层非形成部143的长度LM(从多孔质陶瓷部件30的端面到粘接材料层140的长度)是陶瓷结构体的总长的1～10％，如上所述，粘接强度良好。特别是在挠曲量为0.02～2.0mm时，粘接材料层非形成部143的长度LM是陶瓷结构体的总长的1～10％。

在把上述陶瓷结构体10用作废气净化用过滤器时，粘接材料层非形成部143的最佳尺寸是陶瓷结构体10的总长的2～5％。这是因为即使在废气排出时的剧烈振动或800～900℃的废气的冷热循环的条件下暴露，也能够获得高的断裂强度。

下面，根据具体示例说明本发明的陶瓷结构体和陶瓷结构体的制造方法。

图9(a)表示本发明的陶瓷结构体的具体实施方式。另外，为了比较，图9(b)表示使用图3所示方法得到的陶瓷结构体10。

图9(a)所示陶瓷结构体10是在堆积多孔质陶瓷部件30后，向多孔质陶瓷部件30之间的空隙填充膏而制得，所以多孔质陶瓷部件30通过厚度均匀的粘接材料层14而接合，彼此不会错位。与此相对，在图9(b)中，可以发现多孔质陶瓷部件30的错位，粘接材料层14的厚度也发现偏差。

由于多孔质陶瓷部件30没有错位，所以能够充分确保接合区域，由此可以提高接合强度。在图9(b)所示蜂窝状结构体中，多孔质陶瓷部件301和多孔质陶瓷部件302的接合区域相互错位，所以只能在L所示范围内接合，但在图9(a)所示蜂窝状结构体10中，多孔质陶瓷部件30整齐排列，所以能够确保充分的接合区域，可以提高抗按压的断裂强度。

图10是图9(a)所示的陶瓷结构体10的X-X线剖面图。

多孔质陶瓷部件30通过厚度均匀的粘接材料层140而接合。并且，在端面SI和SO设置粘接材料层非形成部143。由于设有粘接材料层非形成部143，所以端面不会因粘接材料而堵塞。

另外，多孔质陶瓷部件30可以是前述图6(a)所示的蜂窝状结构体，也可以是图6(b)所示的多孔陶瓷。作为多孔质陶瓷部件30，也可以使用具有挠度的部件来代替图10所示的没有挠度的部件。

作为挠曲量，如前面所述，优选0.02～2.0mm。并且，粘接材料层非形成部143的长度LM(从多孔质陶瓷部件30的端面到粘接材料层140的长度)如前面所述，如果是陶瓷结构体10的总长的1～10％比较有效。

在把陶瓷结构体10用作废气净化用陶瓷过滤器时，粘接材料层140发挥使废气不泄漏的密封材料的作用，所以粘接材料层140起到密封材料层的作用。

下面，说明陶瓷结构体的制造方法。

图11记载了作为本发明的陶瓷结构体10的制造方法的具体示例的工序图，图12(a)～(f)表示对该工序图的图解。

首先，制造多孔质陶瓷部件30(工序A)，然后，通过空隙保持部件142堆积多个多孔质陶瓷部件30形成陶瓷部件集合体16(工序B)。在使用具有挠度的部件作为多孔质陶瓷部件30时，追加后述的挠度形成工序(工序A’)。

另一方面，调制成为粘接材料层140的粘接材料膏1400(工序B’)。然后，向多孔质陶瓷部件30的间隙141填充所调制的粘接材料膏1400(工序C)。

然后，使该粘接材料膏1400干燥形成粘接材料层140，将多孔质陶瓷部件30相互接合(工序D)。另外，将陶瓷部件集合体的外周部切削加工成规定形状(例如图12中的圆柱形状)(工序E)。向所加工的外周部分SA涂覆膏，形成外周密封层13(工序F)。

在图11的工序图和图12的工序图所示的制造方法中，预先通过空隙保持部件142堆积多个多孔质陶瓷部件30，所以能够防止多孔质陶瓷部件30错位，能够以较高的组装精度制造陶瓷结构体10。另外，使用向通过空隙保持部件142形成的空隙填充粘接材料膏1400的方法，所以能够均匀地形成粘接材料层14，如前面所述，可以制造抗按压的断裂强度高的陶瓷结构体10。

在利用上述制造方法制造本发明的陶瓷结构体时，通过调整填充的粘接材料膏1400的量，可以调整粘接材料膏1400的未填充部分的区域LM(图5、图10)。因此，在制造需要有粘接材料非形成区域143的在如图5中所记载的陶瓷结构体10时，非常有效。

下面，按照每个工序详细说明上述陶瓷结构体的制造方法。

(A：多孔质陶瓷部件的制造)

陶瓷成形体是在将陶瓷粉末、树脂、粘接剂、分散剂液等混合并调制混合组成物后，进行该混合组成物的挤压成形，将所得到的成形体干燥并使分散剂液等蒸发而制得的。另外，上述陶瓷成形体主要由陶瓷粉末和粘接剂及必要的树脂构成，但也可以包括少量的分散剂液。

作为上述多孔质陶瓷部件的原料陶瓷没有特别限定，主要是前述材料，但其中优选耐热性、机械特性良好且热传导率也大的碳化硅。作为上述陶瓷粉末的颗粒大小没有特别限定，但优选在后面的烧制工序中收缩小的粉末，例如，优选将具有平均颗粒大小约0.3～50μm的粉末100重量份和具有平均颗粒大小约0.1～1.0μm的粉末5～65重量份进行组合的组合物。

作为上述粘接剂没有特别限定，例如可以列举甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、酚醛树脂、环氧树脂等。上述粘接剂的配合量例如优选相对100重量份的上述陶瓷粉末约为1～10重量份。

作为上述分散剂液没有特别限定，例如可以列举苯等有机溶剂、甲醇等酒精、水等。通过适量配合上述分散剂液，使上述混合组成物的粘度在一定范围内，调制出陶瓷膏。

利用规定的装置挤压成形陶瓷膏。上述陶瓷成形体具有在长度方向隔开隔壁并列设置多个贯通孔的结构。

作为上述陶瓷成形体的形状没有特别限定，例如可以是和图2所示的多孔质陶瓷部件30大致相同的形状，也可以是椭圆柱状或三角柱状等。在上述陶瓷成形体中相当于密封部件32的部分形成为空洞。

然后，进行贯通孔密封工序，即利用密封材料膏按密封图形(pattern)形状密封上述陶瓷成形体的贯通孔。在该贯通孔密封工序中，使按照密封图形形状形成有开口的掩膜抵接在陶瓷成形体的端面上，并且从上述掩膜的开口向贯通孔注入密封材料膏，由此，利用密封材料膏密封规定的贯通孔。

作为上述密封材料膏没有特别限定，但优选与制造上述陶瓷成形体时使用的混合组成物相同的膏，向上述混合组成物中还添加了分散剂液的膏等。

然后，进行热分解上述陶瓷成形体中的粘接剂、树脂成分等的脱脂工序。在该脱脂工序中，例如把上述陶瓷成形体放置在脱脂用夹具上后搬入脱脂炉中，在含氧氛围下加热到400～650℃。由此，粘接剂等的树脂成分挥发并分解、消失，在上述陶瓷成形体中基本仅残留陶瓷粉末。

然后，进行把脱脂后的陶瓷成形体放置在烧制用夹具上烧制的烧制工序。在该烧制工序中，在氮、氩等惰性气体氛围下，在2000～2200℃下加热脱脂后的陶瓷成形体，使陶瓷粉末烧结，由此制造图2(a)所示的、隔开隔壁在长度方向上并列设置了多个贯通孔31的柱状的多孔质陶瓷部件30。

在从脱脂工序到烧制工序的一系列工序中，优选在把上述陶瓷成形体放置在烧制用夹具上的状态下进行脱脂工序和烧制工序。这是因为可以有效进行脱脂工序和烧制工序，并且在重新放置时等可以防止陶瓷成形体受损。

可是，如前面所述，也可以把多孔陶瓷用作多孔质陶瓷部件30。多孔陶瓷是如下制造的。

首先，把陶瓷膏浸渍在氨基甲酸乙酯泡沫等中。然后在2000～2200℃下将其烧制，分解并去除氨基甲酸乙酯，使陶瓷粉末烧结。通过该工序可以获得图6(b)所示的多孔陶瓷。

(A’：挠度形成工序)

在陶瓷烧制体形成挠度的情况下，在脱脂工序～烧制工序中，可以采用把已挠曲的板用作脱脂用夹具、烧制用夹具，把陶瓷成形体放置在该板上的方法。并且，在上述方法中，通过调整板的挠曲量，可以调整挠度的大小。并且，多孔质陶瓷部件30的挠度可以在成形体阶段通过物理弯曲形成。

(B：通过空隙保持部件堆积多孔质陶瓷部件的工序)

如图12(b)所示，在制造多孔质陶瓷部件30后，在本发明的陶瓷结构体的制造方法中，组装通过空隙保持部件堆积多个上述多孔质陶瓷部件构成的陶瓷部件集合体16。

空隙保持部件142在使各多孔质陶瓷部件30之间形成空隙时使用，通过调整空隙保持部件142的厚度，可以调整各多孔质陶瓷部件30之间的粘接材料层14的厚度。

作为空隙保持部件142的材质没有特别限定，例如可以列举纸、无机物质、陶瓷、有机纤维、树脂等，但优选陶瓷结构体10不会因使用时施加的热量而分解并被去除的材质。这是为了防止粘接材料层14被分解、去除时产生的气体腐蚀。但是，如果是即使通过加热被分解、去除也不会产生腐蚀性气体的材质，则也可以使用。作为空隙保持部件142的具体示例，例如可以列举草纸板、石墨、碳化硅等。并且，也可以把材质与粘接材料层14相同的部件通过预先调整厚度并使其硬化来用作空隙保持部件。

并且，空隙保持部件142可以具有粘接功能或接合功能，也可以在由类似上述材质构成的基体部件两面形成具有粘接性或接合性的物质层。如果使用具有粘接功能或接合功能的空隙保持部件142，不需特别使用用于固定在筒状夹具外侧已堆积完毕的陶瓷部件集合体的夹具等，即可装入筒状夹具内部，容易进行装入工序，可以进一步防止各多孔质陶瓷部件30的错位。

作为空隙保持部件142的形状，只要是能够保持多孔质陶瓷部件30的形状，则没有特别限定，可以列举圆柱状、角柱状等。

作为空隙保持部件142的大小没有特别限定，例如，在空隙保持部件142为圆柱状时，优选其厚度为0.5～3.0mm。因为这是不降低陶瓷的热传导率的范围。空隙保持部件142的厚度优选小于等于2.0mm。

并且，在空隙保持部件142为圆柱状时，优选直径为3.0～10.0mm。因为这样可以充分确保多孔质陶瓷部件30彼此间的接合强度。

作为空隙保持部件142在多孔质陶瓷部件30上的配置位置没有特别限定，但优选配置在多孔质陶瓷部件30侧面的四角附近。因为这样可以平行地捆束多孔质陶瓷部件30。

并且，在捆束具有挠度的多孔质陶瓷部件30或具有由曲面构成的侧面的多孔质陶瓷部件30时，通过按照各个位置改变空隙保持部件142的厚度，可以平行地捆束多孔质陶瓷部件30。

在上述装入工序中，把上述的空隙保持部件142配置在多孔质陶瓷部件30之间来捆束多孔质陶瓷部件30，由此可以制作通过空隙保持部件142堆积多个多孔质陶瓷部件30构成的陶瓷部件集合体16。

(B’：膏调整工序)

作为在上述填充工序中使用的粘接材料膏1400没有特别限定，但优选耐热性良好、热传导率比较高、具有接合功能的膏，例如适合使用无机粘接剂、有机粘接剂、由无机纤维及/或无机颗粒等构成的膏。

作为上述无机粘接剂没有特别限定，例如可以列举硅溶胶、氧化铝溶胶等。这些溶胶可以单独使用，也可以并用两种或两种以上。其中优选硅溶胶。

作为上述有机粘接剂没有特别限定，例如优选亲水性有机高分子，其中优选多糖类。具体而言，可以列举聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素等。其中特别优选羧甲基纤维素。这是因为压入时的粘接材料膏1400的流动性提高，在常温区域显示良好的粘接性。

作为上述无机纤维没有特别限定，例如可以列举硅一铝陶瓷纤维、莫来石纤维、铝纤维及硅纤维等。这种无机纤维通过与无机粘接剂或有机粘接剂等聚合，可以提高粘接材料膏1400的粘接强度。

作为上述无机颗粒没有特别限定，例如优选由碳化物及/或氮化物构成的颗粒，例如可以列举碳化硅、氮化硅、氮化硼等。这些碳化物或氮化物的热传导率非常大，可以大大有助于提高粘接材料层14的热传导率。

并且，在粘接材料膏1400中，除无机粘接剂、有机粘接剂、无机纤维和无机颗粒外，也可以含有少量的水分或溶剂等，这种水分或溶剂等例如通过后述的粘接材料膏硬化工序等的加热等几乎飞散掉。

作为粘接材料膏1400的粘度没有特别限定，但优选下限为40Pa·s，优选上限为50Pa·s。如果超过50Pa·s，则不能在构成陶瓷部件集合体16的多孔质陶瓷部件30之间的空隙141中均匀地填充粘接材料膏1400。如果小于40Pa·s，则所压入的粘接材料膏1400从陶瓷部件集合体16的端面溢出，并附着在上述端面上。

(C：膏填充工序)

如图12(c)所示，把粘接材料膏1400填充在构成陶瓷部件集合体16的多孔质陶瓷部件30之间的空隙中。填充可以通过在后述的膏填充用筒状夹具中存储陶瓷部件集合体16来进行，也可以在筒状夹具中堆积多孔质陶瓷部件30。在使用筒状夹具的情况下，通过调整压入的粘接材料膏1400的量，可以容易调整粘接材料膏1400距未填充部分143端面的长度LM(参照图5和图10)，所以非常有效。在使用后述的膏填充用筒状夹具的情况下，不使用掩膜部件也可以防止粘接材料膏附着在陶瓷结构体的端面部分，能够减少工序数量，所以非常有效。

(D：膏干燥·硬化工序)

如图12(d)所示，使填充在多孔质陶瓷部件30之间的空隙141中的粘接材料膏1400硬化，在多孔质陶瓷部件30之间形成粘接材料层140。

在该工序中，例如在50～150℃、1小时的条件下加热填充了粘接材料膏1400的陶瓷部件集合体16，并使粘接材料膏1400干燥、硬化，由此形成粘接材料层140。

(E：外周加工工序)

如图12(e)所示，在陶瓷结构体10的制造方法中，例如在上述粘接材料膏硬化工序之后，使用金刚石刀具等，把其外周部切削加工成圆柱形状等的所期望的形状，制作陶瓷块15。

(F：外周密封材料层的形成工序)

如图12(f)所示，在外周部SA形成密封材料层13，由此结束陶瓷结构体10的制造工序。

作为形成密封材料层13的方法没有特别限定，例如可以列举下述方法，使用具有旋转单元的支撑部件，在其旋转轴方向轴支撑着陶瓷块15并使其旋转，使成为密封材料层13的密封材料膏的膏块附着在正在旋转的陶瓷块15的外周部上，利用板状部件等使所附着的密封材料膏延伸到陶瓷块15的整个外周面并形成密封材料膏层，然后在大于等于120℃的温度下干燥，使水分蒸发。

另外，作为成为上述密封材料层13的原料的密封材料膏没有特别限定，例如，可以列举由成为粘接材料层140的原料的粘接材料膏1400具有相同的组分构成的膏等。

下面，图13表示本发明涉及的陶瓷结构体的制造装置的具体示例。

图13(a)是表示陶瓷结构体的制造装置以及与设置在其内周部的陶瓷部件集合体16的长度方向垂直的剖面的一示意剖面图，(b)是表示陶瓷结构体的制造装置以及与设置在其内周部的陶瓷部件集合体16的长度方向平行的剖面的一示意剖面图。

陶瓷结构体的制造装置50具备筒状体501，该筒状体具有在内部存储陶瓷部件集合体的内部空间502。在该筒状体501的外侧侧面安装着膏供给室52。在筒状体501形成将该供给室52和内部空间连通的开口51，经由该开口51(在以下说明中，更具体讲表述为供给孔或供给槽)供给粘接材料膏1400。在供给室52安装着用于挤压粘接材料膏1400的挤压机构503。在陶瓷结构体的制造装置50的两端部安装着开闭式的底板53。通过关闭底板53，将形成于构成陶瓷部件集合体16的多孔质陶瓷部件30之间的空隙141密封，可以防止粘接材料膏1400附着在陶瓷集合体的端面上。

但是，在粘接材料膏填充工序中，在向陶瓷结构体的制造装置50内压入粘接材料膏1400时，使陶瓷结构体的制造装置50内的气体通过该制造装置50的两端面排出，因此，底板53需要由通气性材质构成或由具有通气孔的气密性材质构成。

在本发明中，因为使用多孔质陶瓷部件30，所以底板53优选使用由具有通气孔的气密性材质构成。该情况时，陶瓷结构体的制造装置50内的气体按照箭头C所示通过多孔质陶瓷部件30的隔壁，并且从多孔质陶瓷部件30通过底板53的通气孔排出到外部。

在图13中，在底板53采用具有通气孔的材料时，所压入的粘接材料膏1400的流动如实线的箭头A、B所示，从陶瓷结构体的制造装置50内部排出到外部的气体的流动如虚线的箭头C所示。

由于使用该筒状夹具形成粘接材料层，所以能够在不使用掩膜部件的情况下防止粘接材料膏1400附着在陶瓷结构体的端面部分，可以减少工序数量。

作为陶瓷结构体的制造装置50，形成为在其外周部具有膏供给室52的筒状体，膏供给室52的室内通过供给孔(或供给槽)51与制造装置50的内周部连通，只要在内周部设置陶瓷部件集合体16、或如后面所述，可以在内周部堆积陶瓷部件集合体16，则没有特别限定，例如，可以是能够分解的组装型夹具，也可以是一体型夹具，还可以是内周部为规定的大小及/或形状的夹具，还可以是内周部的大小及/或形状可以改变的、通过缩小内周面可以紧固陶瓷部件集合体16的夹具。并且，陶瓷结构体的制造装置50也可以是可以装卸膏供给室52的组装型夹具。

在陶瓷结构体的制造装置50是能够分解的组装型夹具、或内周部的大小及/或形状可以改变的夹具时，可以在陶瓷结构体的制造装置50的内周部，进行堆积多个多孔质陶瓷部件30来制作陶瓷部件集合体16的工序。当然，也可以在制作陶瓷部件集合体16后，把其设置在陶瓷结构体的制造装置50的内周部。

膏供给室52设在陶瓷结构体的制造装置50的外周部，只要是可以向其室内投入粘接材料膏1400并对其加压的容器，则没有特别限定。

并且，供给孔51的形状、大小和数量没有特别限定，但需要设置在与形成于构成陶瓷部件集合体16的多孔质陶瓷部件30之间的空隙141对应的位置，优选按照一定间隔设置，以便可以利用粘接材料膏1400没有遗漏地填充空隙141。另外，供给孔更优选形成为供给槽，以便可以均匀地填充膏。

另外，向陶瓷结构体的制造装置50内压入粘接材料膏1400时的压力，可以根据要压入的粘接材料膏1400的量、粘度、供给孔的大小、位置和数量等适当调整，而且根据需要，还可以用从陶瓷结构体的制造装置50两端面吸入的方法。

通过使用该陶瓷结构体的制造装置50，可以事先在陶瓷部件集合体16的端部预留有粘接材料膏1400的未填充部分143。另外，在把粘接材料膏1400填充到整个空隙141中时，所压入的粘接材料膏1400从陶瓷部件集合体16的端面溢出并附着在上述端面上，如本发明所述，事先设置未填充部分143比较有效。

该陶瓷结构体的制造装置50可以如下使用。如图13所示，在堆积陶瓷部件集合体16后，把其存储在陶瓷结构体的制造装置50中。然后，注入膏1400。或者，在陶瓷结构体的制造装置50中堆积陶瓷部件集合体16，然后注入膏1400。哪种方法都可以采用。

实施例

以下，列举实施例更详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。

在以下实施例中，把陶瓷结构体用作废气净化用陶瓷过滤器。粘接材料层140发挥使废气不泄漏的密封材料层的作用，在该实施例中，密封材料膏1400的意思和粘接材料膏1400相同，密封材料层140的意思和粘接材料层140相同。

(实施例1)

(1)通过将70重量份的平均颗粒大小为10μm的α型碳化硅粉末、30重量份的平均颗粒大小为0.7μm的β型碳化硅粉末、5重量份的甲基纤维素、4重量份的分散剂、20重量份的水配合并均匀地混合，调制原料的混合组成物。把该混合组成物填充在挤压成形机中，以2cm/分的挤压速度制作了蜂窝形状的陶瓷成形体。该陶瓷成形体的形状和图3所示多孔质陶瓷部件30大致相同，其大小为33mm×33mm×254mm，贯通孔的数量为31个/cm²，隔壁厚度为0.35mm。

(2)使用干燥机，将该陶瓷成形体干燥，然后把成分与上述混合组成物相同的填充剂膏填充在陶瓷成形体的贯通孔的规定部位。然后，在450℃下脱脂，再在2200℃下烧制，由此制造了多孔质陶瓷部件30。另外，通过预先把此时使用的碳制的脱脂烧制夹具设定为挠曲量是0.02mm，从而使多孔质陶瓷部件30的挠曲量形成为0.02mm。

(3)然后，将18重量％的作为无机粘接剂的硅溶胶(溶胶中的SiO₂的含量：30重量％)、4重量％的作为有机粘接剂的羧甲基纤维素、36重量％的作为无机纤维的硅一铝陶瓷纤维(粒状物(shot)含有率3％，纤维长度0.1～100mm)、24重量％的作为无机颗粒的碳化硅颗粒、以及18重量％的水混合并搅拌，从而调制成密封材料膏1400。该密封材料膏1400的粘度在室温下为45Pa·s。

(4)然后，在多孔质陶瓷部件30的侧面的四角附近各放一个，共4个直径5mm×厚1mm的空隙保持部件142，并将其固定，空隙保持部件142由两面涂覆了粘接材料的草纸板构成。具体讲，在空隙保持部件142的外周部分和形成上述侧面角部的两条边的最短距离分别为6.5mm的位置，放置空隙保持部件142并进行固定。并且，通过空隙保持部件142将纵4个×横4个的多孔质陶瓷部件30捆束，由此堆积形成陶瓷部件集合体16。

(5)然后，把陶瓷部件集合体16设置在陶瓷结构体的制造装置50内，制造装置50的外周部具有膏供给室52，内周部的大小为纵135mm×横135mm×长254mm。陶瓷结构体的制造装置50在与构成陶瓷部件集合体16的多孔质陶瓷部件30之间的空隙141对应的位置，具有3个将加压室52的室内和陶瓷结构体的制造装置50内部连通的宽5mm的供给槽。

并且，在陶瓷结构体的制造装置50的两端部分别安装着可以抵接其端面的开闭式的底板53，通过关闭该底板53使其抵接陶瓷部件集合体16的两端面，由此密封多孔质陶瓷部件30之间的空隙141。

(6)然后，把密封材料膏1400投入陶瓷结构体的制造装置50的膏供给室52内，以0.2MPa的压力进行加压，将其压入陶瓷结构体的制造装置50的内周部，从而把密封材料膏1400填充在多孔质陶瓷部件之间的空隙中。另外，调整压入的密封材料膏1400的量，使在压入密封材料膏1400后的陶瓷部件集合体16的两端部，距密封材料膏1400的未填充部端面的长度为1.5mm(是陶瓷部件集合体16总长的1％)。然后，在100℃下，对在多孔质陶瓷部件之间填充了密封材料膏1400的陶瓷部件集合体16干燥1小时，使密封材料膏1400硬化，形成1mm厚的密封材料层14，从而获得陶瓷部件集合体。

(7)然后，使用金刚石刀具把上述陶瓷部件集合体切削成直径135mm的圆柱状15，并在其外周部涂覆密封材料膏1400后干燥，由此在外周部形成由和密封材料层14相同的组分构成的密封材料层13，结束由多孔质碳化硅构成的陶瓷(蜂窝状)结构体10的制造。

(实施例2～9、参考例1～6)

如表1所示，变更多孔质陶瓷部件30的挠曲量，变更压入密封材料膏1400后的陶瓷部件集合体16的两端部中、距未填充密封材料膏1400的部分端面的长度，除此以外和实施例1相同，制造了由多孔质碳化硅构成的陶瓷结构体10。

另外，多孔质陶瓷部件30的挠曲量通过改变脱脂烧制夹具的挠曲量进行了调整。并且，距未填充密封材料膏1400的部分端面的长度，利用要压入的密封材料膏1400的量进行了调整。

(实施例10～12、参考例7～8)

如表1所示，变更多孔质陶瓷部件30的挠曲量，变更压入密封材料膏1400后的陶瓷部件集合体16的两端部中、距未填充密封材料膏1400的部分端面的长度，以及把由草纸板构成的空隙保持部件的厚度变更为2.0mm，除此以外和实施例1相同，制造了由多孔质碳化硅构成的陶瓷结构体10。

另外，多孔质陶瓷部件30的挠曲量通过变更脱脂烧制夹具的挠曲量进行了调整。并且，距未填充密封材料膏1400的部分端面的长度，利用将要压入的密封材料膏1400的量进行了调整。

(实施例13～15、参考例9～10)

在工序(4)、(5)，在陶瓷结构体的制造装置50的内部堆积陶瓷部件集合体16，关闭该底板53并使其抵接陶瓷部件集合体16的两端面，由此密封多孔质陶瓷部件30之间的空隙141，进行工序(6)，除此以外和实施例1相同，制造了陶瓷结构体10。

但是，在工序(2)中，通过预先把碳制的脱脂烧制夹具设定为挠曲量是0mm，由此使多孔质陶瓷部件30的挠曲量为0mm，按表1所示改变了压入密封材料膏1400后的陶瓷部件集合体16的两端部中、距未填充密封材料膏1400的部分端面的长度。

另外，距未填充密封材料膏1400的部分端面的长度，利用要压入的密封材料膏1400的量进行了调整。

(实施例16～18、参考例11～12)

(1)将70重量份的平均颗粒大小为10μm的α型碳化硅粉末、30重量份的平均颗粒大小为0.7μm的β型碳化硅粉末、5重量份的甲基纤维素、4重量份的分散剂、100重量份的水配合并均匀地混合，由此调制成原料的混合组成物。把该混合组成物浸渍在大小为33mm×33mm×150mm的氨基甲酸乙酯泡沫中。

(2)使用干燥机，将该氨基甲酸乙酯泡沫干燥后，在450℃下脱脂，进而在2200℃下烧制，由此对氨基甲酸乙酯泡沫进行热分解并将其去除，制造了由多孔陶瓷构成的多孔质陶瓷部件30。另外，通过预先把此时使用的碳制的脱脂烧制夹具设定为挠曲量是2mm，使多孔质陶瓷部件30的挠曲量为2mm。

(3)然后，将18重量％的作为无机粘接剂的硅溶胶(溶胶中的SiO₂的含量：30重量％)、4重量％的作为有机粘接剂的羧甲基纤维素、36重量％的作为无机纤维的硅-铝陶瓷纤维(粒状物含有率3％，纤维长度0.1～100mm)、24重量％的作为无机颗粒的碳化硅颗粒、以及18重量％的水混合并搅拌，调制成密封材料膏1400。该密封材料膏1400的粘度为30～50Pa·s。

(4)然后，在多孔质陶瓷部件30的侧面的四角附近各放一个共为4个直径5mm×厚1mm的空隙保持部件142，并将其固定，空隙保持部件142由两面涂覆了粘接材料的草纸板构成。具体讲，在空隙保持部件142的外周部分和形成上述侧面角部的两条边的最短距离分别为6.5mm的位置，放置空隙保持部件142并进行固定。并且，通过空隙保持部件142将纵4个×横4个的多孔质陶瓷部件30捆束，由此堆积形成陶瓷部件集合体16。

(5)然后，把陶瓷部件集合体16设置在陶瓷结构体的制造装置50内，制造装置50的外周部具有膏供给室52，内周部的大小为纵135mm×横135mm×长150mm。陶瓷结构体的制造装置50在与构成陶瓷部件集合体16的多孔质陶瓷部件30之间的空隙141对应的位置，具有3个将供给室52的室内和陶瓷结构体的制造装置50内部连通的宽5mm的供给槽。

(6)然后，把密封材料膏1400投入陶瓷结构体的制造装置50的加压室52内，以0.2MPa的压力进行加压，将其压入陶瓷结构体的制造装置50的内周部，从而把密封材料膏1400填充在多孔质陶瓷部件之间的空隙中。另外，调整压入的密封材料膏1400的量，使在压入密封材料膏1400后的陶瓷部件集合体16的两端部距密封材料膏1400的未填充部端面的长度为15mm(是陶瓷部件集合体16总长的10％)。然后，在100℃下将在多孔质陶瓷部件30之间填充了密封材料膏1400的陶瓷部件集合体16干燥1小时，使密封材料膏1400硬化，形成1mm厚的密封材料层14，从而获得陶瓷部件集合体。

(7)然后，使用金刚石刀具把上述陶瓷部件集合体切削成直径135mm的圆柱状15，并在其外周部涂覆密封材料膏1400后进行干燥，由此在外周部形成由和密封材料层14相同的组分构成的密封材料层13，制造了由多孔质碳化硅构成的陶瓷结构体10。

在实施例16～18和参考例11～12中，冲压强度(抗按压的断裂强度)如表1所示为768～1265kg。

(比较例1～5)

在工序(1)、(2)中，制造了和实施例相同的多孔质陶瓷部件。

(3)然后，将15重量％的作为无机粘接剂的硅溶胶(溶胶中的SiO₂的含量：30重量％)、5.6重量％的作为有机粘接剂的羧甲基纤维素、30重量％的作为无机纤维的硅-铝陶瓷纤维(粒状物含有率3％，纤维长度0.1～100mm)、21重量％的作为无机颗粒的碳化硅颗粒、以及28.4重量％的水混合并搅拌，由此调制成密封材料膏1400。该密封材料膏1400的粘度在室温下为45Pa·s。

(4)然后，在陶瓷结构体10的端面预先粘贴掩膜部件。并且，如图5所示，在断面为V字形状的台60上以倾斜状态放置多孔质陶瓷部件30，在朝向上侧的两个侧面30a、30b涂覆厚度均匀的成为密封材料层14的材料的密封材料膏1400，同时放置由厚纸等构成的间隔保持部件，形成密封材料膏层61。然后，在该密封材料膏层61上顺序堆积其他多孔质陶瓷部件30，在100℃下干燥1小时，并使密封材料膏1400硬化，由此形成密封材料层，并形成层叠多个多孔质陶瓷部件30而构成的陶瓷部件集合体。另外，掩膜部件在涂覆密封材料膏后剥离。

(5)然后，制造了和实施例的(7)相同的陶瓷结构体。

关于实施例、参考例和比较例涉及的陶瓷结构体，利用以下方法进行了评价试验。其结果如表1所示。

(1)测定温度循环试验后的冲压断裂强度

利用由厚7mm的铝纤维(三菱化学制マフテツク)构成的隔热垫把实施例和参考例涉及的陶瓷结构体包裹成圆团状，并利用金属网和带子捆绑固定，使隔热垫不会散开(参照图14)。

在电炉中将该陶瓷结构体以10℃/分的升温速度升温到600℃，在该温度下保持30分钟后，急速冷却到室温(20℃)，在进行了这种温度循环试验后，进行冲压断裂强度试验，测定了冲压强度(抗按压的断裂强度)。其结果如表1所示。

另外，本说明书中所说的冲压断裂强度试验，如图15(a)、(b)所示，为了确定该粘接材料的强度，把通过粘接剂接合的陶瓷结构体10放置在台45上，然后，利用直径30mm的铝制夹具40对其中央的多孔质陶瓷部件施加冲压荷重(加压速度为1mm/min)，测定抗按压的断裂强度(冲压强度)。另外，在测定强度时使用内向式万能试验机(5582型)。

(2)观察密封材料

将参考例9和比较例1涉及的陶瓷结构体10剖开，观察其表面。其结果如图16(a)、(b)所示。

(3)目视观察陶瓷结构体

从端面目视观察实施例13～15、参考例9～10及比较例1～5涉及的陶瓷结构体，判断多孔质陶瓷部件是否产生错位。其结果如表1所示。

表1

图16(a)是参考例9涉及的陶瓷(蜂窝状)结构体的粘接材料层(密封材料层)的剖面，(b)是比较例1涉及的陶瓷(蜂窝状)结构体的密封材料层的剖面。

根据图16可知，利用前面说明的陶瓷结构体的制造方法制得的陶瓷结构体的粘接材料层(密封材料层)形成为比较均匀的层，具有形状均匀的气泡，但利用以往的制造方法制得的陶瓷(蜂窝状)结构体的粘接材料层(密封材料层)不均匀，气泡也成为连续的气泡，能够清楚地划分形成气泡的部分和未形成气泡的部分。

图9(a)、(b)是表示构成陶瓷(蜂窝状)结构体的各多孔质陶瓷部件的配置的一例侧视图，在实施例13～15及参考例9～10涉及的陶瓷(蜂窝状)结构体中，如图9(a)所示，在各多孔质陶瓷部件未产生错位，按照设定状态整齐地配置，但比较例1～5涉及的陶瓷(蜂窝状)结构体如图9(b)所示，各多孔质陶瓷部件的配置产生偏离设定状态的错位。

根据以上结果可知，与比较例1～5涉及的陶瓷(蜂窝状)结构体相比，实施例2～15及参考例1～10涉及的陶瓷(蜂窝状)结构体能够以均匀的密度填充密封材料，可以制造多孔质部件不易错位、并且强度大的陶瓷(蜂窝状)结构体。

并且，判明在多孔质陶瓷部件产生挠度的情况下，在陶瓷(蜂窝状)结构体的端部存在密封材料层非形成部，从该部分端面到粘接材料(密封材料)层的长度，如果是陶瓷(蜂窝状)结构体的长度方向的长度的1～10％，则上述多孔质陶瓷部件不易错位，陶瓷(蜂窝状)结构体的强度大。