Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP6826858B2 - 目封止ハニカム構造体 - Google Patents

目封止ハニカム構造体 Download PDF

Info

Publication number
JP6826858B2
JP6826858B2 JP2016200347A JP2016200347A JP6826858B2 JP 6826858 B2 JP6826858 B2 JP 6826858B2 JP 2016200347 A JP2016200347 A JP 2016200347A JP 2016200347 A JP2016200347 A JP 2016200347A JP 6826858 B2 JP6826858 B2 JP 6826858B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
peripheral
peripheral wall
inflow
corner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016200347A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018061926A (ja
Inventor
森　和也
森　　和也
光宏 伊藤
光宏 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2016200347A priority Critical patent/JP6826858B2/ja
Priority to US15/704,380 priority patent/US10857499B2/en
Priority to CN201710846016.8A priority patent/CN107916969B/zh
Priority to DE102017008767.9A priority patent/DE102017008767B4/de
Publication of JP2018061926A publication Critical patent/JP2018061926A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6826858B2 publication Critical patent/JP6826858B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2474—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the walls along the length of the honeycomb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2455—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the whole honeycomb or segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2466—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the adhesive layers, i.e. joints between segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/247—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2478—Structures comprising honeycomb segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2484—Cell density, area or aspect ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/20—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for collecting heterogeneous particles separately
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2498—The honeycomb filter being defined by mathematical relationships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/34—Honeycomb supports characterised by their structural details with flow channels of polygonal cross section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/48—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the number of flow passages, e.g. cell density
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Description

本発明は、目封止ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、アイソスタティック強度（Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を維持しつつ、不燃性の粒子状物質の堆積による圧力損失の上昇を抑制することが可能な目封止ハニカム構造体に関する。
地球環境への影響や、資源節約の観点から、自動車の燃費低減が近年求められている。このため、直接噴射式ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の熱効率の良い内燃機関が、自動車用の動力源として使用される傾向にある。
一方、これらの内燃機関では、燃料の燃焼の際に生じる燃えかすの発生が問題となっている。大気環境の観点から、排ガスに含まれる有毒成分の除去と同時に、煤（以下、「スート（Ｓｏｏｔ）」ともいう）や灰（以下、「アッシュ（Ａｓｈ）」ともいう）等の粒子状物質（以下、「ＰＭ」ということがある）を大気に放出しないための対策が必要とされている。煤等の可燃性の粒子状物質は、燃焼により酸化されて二酸化炭素となり、不燃性の粒子状物質の一部が、灰となる。
特に、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭの除去に関する規制は世界的に強化される傾向にある。そして、ＰＭを除去するための捕集フィルタ（以下、「ＤＰＦ」ということがある）として、ハニカム構造のウォールフロー型排ガス浄化フィルタの使用が注目され、種々のシステムが提案されている。上記ＤＰＦは、通常、多孔質の隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画されたものであり、セルを交互に目封止することで、セルを形成する多孔質の隔壁がフィルタの役目を果たす構造である。多孔質の隔壁によって複数のセルが区画された柱状の構造体を、「ハニカム構造体」ということがある。また、ハニカム構造体に形成されたセルの開口部が目封止部によって目封止されたものを、「目封止ハニカム構造体」ということがある。目封止ハニカム構造体は、ＤＰＦのような捕集フィルタとして広く用いられている。目封止ハニカム構造体の流入端面（第１の端面）から、粒子状物質を含有する排ガスが流入すると、排ガスが隔壁を通過する際に、当該排ガス中の粒子状物質が濾過され、目封止ハニカム構造体の流出端面（第２の端面）から、浄化されたガスが排出される。
従来、目封止ハニカム構造体のセルの形状について、四角セルや六角セル、ＨＡＣセル（八角形と四角形を組み合わせたセル）等があった。昨今、異形のセルを組み合わせたものや、目封止の位置を工夫した新たな目封止ハニカム構造体の開発が進んでいる（例えば、特許文献１及び２参照）。このような目封止ハニカム構造体によれば、使用初期の圧力損失及びＰＭ堆積時の圧力損失の双方を低減しつつ、ＰＭの燃焼時のクラック（ｃｒａｃｋ）の発生を抑制し、隔壁にアッシュ等を多く堆積させることができる。
特開２０１４−２００７４１号公報 特開２０１５−０２９９３９号公報
特許文献１及び２のような特殊なセルの形状を持つ目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用いる場合、目封止ハニカム構造体は、端面が円形等の特定の大きさの円柱形状とすることが一般的である。円柱形状の目封止ハニカム構造体を製造する方法の１つとして、以下のような製造方法が提案されている。まず、特殊なセルを区画する隔壁及びその特殊セルの外周を覆うセグメント外周壁を有するハニカムセグメントを複数個作製する。次に、複数個のハニカムセグメントを、接合材を用いて接合し、ハニカムセグメントの接合体（以下、「ハニカムセグメント接合体」という）を作製する。次に、ハニカムセグメント接合体の外周を任意の形状に研削し、更に、その外周にコート処理を行って、目封止ハニカム構造体を製造する。このような方法によって製造された目封止ハニカム構造体を、以下、「セグメント構造の目封止ハニカム構造体」ということがある。
従来、セグメント構造の目封止ハニカム構造体においては、ハニカムセグメント接合体の各ハニカムセグメント間の「セルの配列」については、特に問題とされることはなかった。例えば、目封止ハニカム構造体の全てのセルの形状が四角形の同一形状である場合は、セルの繰り返し最小単位が、１つのセルである。このため、このような目封止ハニカム構造体においては、ハニカムセグメント内の「セルの配列」については、特に問題にされることはなかった。しかしながら、特許文献１及び２のような特殊なセルの形状を持つ目封止ハニカム構造体においては、各ハニカムセグメントのセグメント外周壁によって区画されている最外周のセルの形状が、圧力損失に大きな影響を与えることが判明した。そして、上記したような各ハニカムセグメントの最外周のセルの形状を工夫しなければ、目封止ハニカム構造体の圧力損失の上昇が顕著になってしまう。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。本発明によれば、アイソスタティック強度を維持しつつ、不燃性の粒子状物質の堆積による圧力損失の上昇を抑制することが可能な目封止ハニカム構造体が提供される。
本発明によれば、以下に示す、目封止ハニカム構造体が提供される。
［１］ 複数個の角柱状のハニカムセグメントと、
複数個の前記ハニカムセグメントの側面同士を互いに接合する接合層と、
それぞれの前記ハニカムセグメントの流入端面における所定のセルの開口部、及び流出端面における残余のセルの開口部に配設された目封止部と、を備え、
前記ハニカムセグメントが、前記流入端面から前記流出端面まで延びる複数の前記セルを取り囲むように配設された多孔質の隔壁、及び最外周に配設されたセグメント外周壁、を有し、
前記ハニカムセグメントには、前記セルの延びる方向に直交する断面において、少なくとも２種類の異なる形状の前記セルが、所定の繰り返し配列パターンを有するように形成されており、
それぞれの前記ハニカムセグメントの前記セルは、周縁外周壁セルを含み、
前記周縁外周壁セルは、前記セルの周縁が前記隔壁及び前記セグメント外周壁により囲まれた前記セルであり、
前記周縁外周壁セルは、角部周縁外周壁セルと、非角部周縁外周壁セルとを含み、
前記角部周縁外周壁セルは、前記ハニカムセグメントの角部に配置された前記周縁外周壁セルであり、
前記非角部周縁外周壁セルは、前記ハニカムセグメントの角部以外に配置された前記周縁外周壁セルであり、
前記流出端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設されたセルを、流入セルとし、前記流入端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設されたセルを、流出セルとし、
前記周縁外周壁セルは、前記流入セルと前記流出セルの双方を含み、
前記角部周縁外周壁セルが前記流入セルの場合に、当該角部周縁外周部セルの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、前記非角部周縁外周壁セルのうちの前記流入セルの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上であり、
前記角部周縁外周壁セルが前記流出セルの場合に、当該角部周縁外周部セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、前記非角部周縁外周壁セルのうちの前記流出セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上である、目封止ハニカム構造体。
［２］ 前記ハニカムセグメントの前記周縁外周壁セルが形成された外周領域を除き、前記目封止部は、前記流入端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設された流出セルの周りを、前記流出端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設された流入セルが取り囲むように、前記ハニカムセグメントの前記セルの開口部に配置されている、前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体。
［３］ 前記セグメント外周壁の厚さが、０．３〜１．０ｍｍである、前記［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体。
［４］ 前記接合層の厚さが、０．５〜１．５ｍｍである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
［５］ 前記セルは、全周縁隔壁セルを含み、
前記全周縁隔壁セルは、前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記セルの全周縁が前記隔壁により囲まれた前記セルであり、
前記流入セルである前記角部周縁外周壁セルの形状が、前記流入セルである前記全周縁隔壁セルの形状と異なっているか、又は、
前記流出セルである前記角部周縁外周壁セルの形状が、前記流出セルである前記全周縁隔壁セルの形状と異なっている、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
［６］ 前記角部周縁外周壁セルの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、前記非角部周縁外周壁セルの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの４．０倍未満であるか、又は、
前記角部周縁外周壁セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、前記非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの４．０倍未満である、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
本発明の目封止ハニカム構造体は、所謂、セグメント構造の目封止ハニカム構造体であり、ハニカムセグメントの角部に配置された角部周縁外周壁セルの開口面積が、非角部周縁外周壁セルの開口面積に対して、特定の大きさ以上となっている。即ち、角部周縁外周壁セルの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セルの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上であるか、又は、角部周縁外周壁セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上である。本発明の目封止ハニカム構造体によれば、アイソスタティック強度を維持しつつ、不燃性の粒子状物質の堆積による圧力損失の上昇を抑制することができる。
本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 図１に示す目封止ハニカム構造体の流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 図１に示す目封止ハニカム構造体の流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 図３のＡ−Ａ’を模式的に示す断面図である。 図１に示す目封止ハニカム構造体に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。 図１に示す目封止ハニカム構造体に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態を流入端面側からみた模式的部分拡大図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の第二実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の第三実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の第四実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。 比較例１の目封止ハニカム構造体に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
（１）目封止ハニカム構造体：
本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態は、図１〜図５に示すように、複数個のハニカムセグメント４と、接合層６と、目封止部５と、を備えた、目封止ハニカム構造体１００である。本実施形態の目封止ハニカム構造体１００は、所謂、セグメント構造の目封止ハニカム構造体である。目封止ハニカム構造体１００の外周には、複数個のハニカムセグメント４を囲繞するように配設された外壁８を更に備えている。本実施形態の目封止ハニカム構造体１００は、排ガス中に含まれる粒子状物質を除去するための捕集フィルタとして好適に利用することができる。
ここで、図１は、本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。図２は、本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。図３は、図１に示す目封止ハニカム構造体の流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。図４は、図１に示す目封止ハニカム構造体の流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。図５は、図３のＡ−Ａ’を模式的に示す断面図である。また、図６は、図１に示す目封止ハニカム構造体に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。図７は、図１に示す目封止ハニカム構造体に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。
図６及び図７に示すように、ハニカムセグメント４は、流体が流入する流入端面１１から、流体が流出する流出端面１２まで延びる複数のセル２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁１、及び最外周に配設されたセグメント外周壁３を有するものである。図１〜図５に示すように、目封止ハニカム構造体１００は、複数個のハニカムセグメント４を備え、この複数個のハニカムセグメント４の側面同士が接合層６を介して接合されている。複数個のハニカムセグメント４のうち、目封止ハニカム構造体１００の中央部分に配置されたハニカムセグメント４は、流入端面１１から流出端面１２に向かう方向を軸方向とする「角柱状」を呈するものとなっている。一方で、複数個のハニカムセグメント４のうち、外壁８と接している外周部分に配置されたハニカムセグメント４は、角柱状に形成されたハニカムセグメント４の一部が、外壁８の形状に沿って研削された柱状のものとなっている。
接合層６は、複数個のハニカムセグメント４の側面同士を互いに接合する接合材によって構成されたものである。複数個のハニカムセグメント４が接合層６を介して接合された接合体を、ハニカムセグメント接合体７ということがある。
目封止部５は、それぞれのハニカムセグメント４に形成されたセル２の開口部に配設され、セル２の流入端面１１側又は流出端面１２側のいずれか一方の開口部を封止するものである。即ち、目封止部５は、それぞれのハニカムセグメント４の流入端面１１における所定のセル２ｘの開口部、及び流出端面１２における所定のセル２ｘ以外の残余のセル２ｙの開口部に配設されている。以下、ハニカムセグメント４の流入端面１１におけるセル２の開口部に目封止部５が配設されたセル２（即ち、上述した所定のセル２ｘ）を、「流出セル２ｘ」ということがある。ハニカムセグメント４の流出端面１２におけるセル２の開口部に目封止部５が配設されたセル２（即ち、上述した残余のセル２ｙ）を、「流入セル２ｙ」ということがある。ハニカムセグメント４のセル２の開口部に目封止部５が配設されたものを、目封止ハニカムセグメント４Ａということがある。
ハニカムセグメント４には、セル２の延びる方向に直交する断面において、少なくとも２種類の異なる形状のセルが、所定の繰り返し配列パターンを有するように形成されている。例えば、図６及び図７に示すハニカムセグメント４には、セル２の形状が四角形のセル（例えば、流出セル２ｘ）と、セル２の形状が五角形のセル（例えば、流入セル２ｙ）との、２種類の異なる形状のセル２が形成されている。上述した「繰り返し配列パターン」とは、少なくとも１つの流出セル２ｘと、少なくとも１つの流入セル２ｙとによって構成された配列パターンであって、１つのハニカムセグメント４において、当該配列パターンが、２つ以上存在するものをいう。以下、セル２の延びる方向に直交する断面における、セル２の形状のことを、「セル形状」、「断面形状」、及び「断面の形状」ということがある。なお、各ハニカムセグメント４に形成される流出セル２ｘ及び流入セル２ｙの個数については、図１〜図７に描画された個数に限定されることはない。例えば、図１〜図７においては、上記した「繰り返し配列パターン」を説明するための便宜上、流出セル２ｘ及び流入セル２ｙの個数を少な目に描画している。
目封止部５の配置、別言すれば、流出セル２ｘと流入セル２ｙとの配置については、特に制限はない。ただし、ハニカムセグメント４の外周領域を除き、目封止部５は、流出セル２ｘの周りを、流入セル２ｙが取り囲むように、ハニカムセグメント４のセル２の開口部に配置されていることが好ましい。例えば、図６及び図７に示すハニカムセグメント４のように、セル形状が四角形の流出セル２ｘの周りを、セル形状が五角形の流入セル２ｙが取り囲むように、各目封止部５が配置されていることが好ましい。ここで、「流出セル２ｘの周りを、流入セル２ｙが取り囲む」とは、セル２の延びる方向に直交する断面において、以下のように構成されていることを意味する。ここでは、図６及び図７に示すように、流出セル２ｘのセル形状が四角形の場合の例について説明する。まず、一の流出セル２ｘの４辺のそれぞれに対して、流入セル２ｙの一辺が隣接するように配置される。この際、一の流出セル２ｘの一辺に対して、２つ以上の流入セル２ｙの一辺が隣接するように配置されていてもよい。即ち、一の流出セル２ｘの一辺の半分の位置までに、一の流入セル２ｙの一辺が隣接するように配置され、更に、一の流出セル２ｘの一辺の半分以降の位置に、他の流入セル２ｙの一辺が隣接するように配置されていてもよい。そして、一の流出セル２ｘに隣接する流入セル２ｙの全てが、相互の流入セル２ｙ同士で、互いの一辺が隣接するように配置される。このような状態で流入セル２ｙが配置されることを、「流出セル２ｘの周りを、流入セル２ｙが取り囲む」という。なお、「ハニカムセグメント４の外周領域」とは、後述する「周縁外周壁セル２ｂ」が形成された領域のことを意味する。
それぞれのハニカムセグメント４のセル２は、周縁外周壁セル２ｂを含む。周縁外周壁セル２ｂは、セル２の周縁が隔壁１及びセグメント外周壁３により囲まれたセル２である。また、それぞれのハニカムセグメント４のセル２は、全周縁隔壁セル２ａを含む。全周縁隔壁セル２ａは、セル２の全周縁が隔壁１により囲まれたセル２である。更に、周縁外周壁セル２ｂは、角部周縁外周壁セル２ｂａと、非角部周縁外周壁セル２ｂｂとを含む。角部周縁外周壁セル２ｂａは、ハニカムセグメント４の角部に配置された周縁外周壁セル２ｂである。非角部周縁外周壁セル２ｂｂは、ハニカムセグメント４の角部以外に配置された周縁外周壁セル２ｂである。
本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、角部周縁外周壁セル２ｂａと非角部周縁外周壁セル２ｂｂが、下記の（ａ）又は（ｂ）の条件を満たすことが重要な特徴となっている。
（ａ）角部周縁外周壁セル２ｂａの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上である。
（ｂ）角部周縁外周壁セル２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上である。
図１〜図７に示す目封止ハニカム構造体１００は、上記（ａ）の条件を満たすものである。このように構成された目封止ハニカム構造体１００は、アイソスタティック強度を維持しつつ、不燃性の粒子状物質の堆積による圧力損失の上昇を抑制することができる、という効果を奏するものである。
従来のセグメント構造の目封止ハニカム構造体においては、各ハニカムセグメントの角部に形成される角部周縁外周壁セルの流路断面積（別言すれば、開口面積）が、非角部周縁外周壁セルの流路断面積と同等又は相対的に小さくなることが一般的である。即ち、通常、ハニカムセグメントの外周領域は、当該ハニカムセグメントにおける「セルの繰り返し配列パターン」の一部が不完全な状態で再現されていることが多く、角部周縁外周壁セルの流路断面積は、相対的に小さくなるという傾向があった。ただし、角部周縁外周壁セルの流路断面積が小さくなると、灰等の不燃性の粒子状物質の堆積に伴って、当該角部周縁外周壁セルが閉塞され易くなる。また、後述する第三実施形態のように、角部周縁外周壁セルが流出セルの場合には、角部周縁外周壁セルの背圧が極端に上昇してしまうことがある。
上記（ａ）又は（ｂ）の条件を満たすことにより、角部周縁外周壁セル２ｂａの流路断面積を、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの流路断面積に比して大きくし、圧力損失の上昇を抑制している。また、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００は、隔壁１の厚さやセル密度などのハニカムセグメント４全体の構造についての変更を特段要しないため、アイソスタティック強度の大幅な低下を引き起こすこともない。このため、例えば、排ガス浄化装置内において目封止ハニカム構造体を把持する際に必要とされるアイソスタティック強度を十分に確保しつつ、この目封止ハニカム構造体の圧力損失の上昇を有効に抑制することができる。
角部周縁外周壁セル２ｂａの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．２倍以上であることが好ましい。また、角部周縁外周壁セル２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．４倍以上であることが好ましい。このように構成することによって、目封止ハニカム構造体の圧力損失の上昇をより有効に抑制することができる。
本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、角部周縁外周壁セル２ｂａと非角部周縁外周壁セル２ｂｂが、下記の（ｃ）又は（ｄ）の条件を満たすことが更に好ましい。
（ｃ）角部周縁外周壁セル２ｂａの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの４．０倍未満である。
（ｄ）角部周縁外周壁セル２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの４．０倍未満である。
上記（ｃ）又は（ｄ）の条件を満たすことにより、アイソスタティック強度の大幅な低下をより有効に抑制することができる。角部周縁外周壁セル２ｂａの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの３．６倍以下であることが特に好ましい。また、角部周縁外周壁セル２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの３．６倍以下であることが特に好ましい。
また、流入セル２ｙである角部周縁外周壁セル２ｂａのセル形状が、流入セル２ｙである全周縁隔壁セル２ａのセル形状と異なっていることが好ましい。また、流出セル２ｘである角部周縁外周壁セル２ｂａのセル形状が、流入セル２ｙである全周縁隔壁セル２ａのセル形状と異なっていることが好ましい。即ち、角部周縁外周壁セル２ｂａが流入セル２ｙである場合に、当該角部周縁外周壁セル２ｂａは、全周縁隔壁セル２ａのうちの流入セル２ｙである全周縁隔壁セル２ａのセル形状と異なっていることが好ましい。また、角部周縁外周壁セル２ｂａが流出セル２ｘである場合に、当該角部周縁外周壁セル２ｂａは、全周縁隔壁セル２ａのうちの流出セル２ｘである全周縁隔壁セル２ａのセル形状と異なっていることが好ましい。このように構成された目封止ハニカム構造体は、これまでに説明した各条件を満たすことにより、アイソスタティック強度を良好に維持しつつ、不燃性の粒子状物質の堆積による圧力損失の上昇を良好に抑制することができる。
目封止ハニカム構造体１００の全体形状については、特に制限はない。例えば、図１に示す目封止ハニカム構造体１００の全体形状は、流入端面１１及び流出端面１２が円形の円柱形状である。その他、図示は省略するが、目封止ハニカム構造体の全体形状としては、流入端面及び流出端面が、楕円形やレーストラック（Ｒａｃｅｔｒａｃｋ）形や長円形等の略円形の柱形状であってもよい。また、目封止ハニカム構造体の全体形状としては、流入端面及び流出端面が、四角形や六角形等の多角形の角柱形状であってもよい。
ハニカムセグメントを構成する材料に特に制限はないが、強度、耐熱性、耐久性等の観点から、主成分は、酸化物又は非酸化物の各種セラミックスや金属等であることが好ましい。具体的には、例えば、セラミックスとしては、コージェライト、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ）、アルミナ、スピネル（Ｓｐｉｎｅｌ）、炭化珪素、窒化珪素、及びチタン酸アルミニウム等が考えられる。金属としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属、及び金属珪素等が考えられる。これらの材料の中から選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることが好ましい。高強度、高耐熱性等の観点から、アルミナ、ムライト、チタン酸アルミニウム、コージェライト、炭化珪素、及び窒化珪素から構成された群より選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることが特に好ましい。また、高熱伝導率や高耐熱性等の観点からは、炭化珪素、又は珪素−炭化珪素複合材料が特に適している。ここで、「主成分」とは、ハニカムセグメントの５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上を構成する成分のことを意味する。
目封止部の材料については特に制限はない。目封止部の材料は、上述のハニカムセグメントの好適な材料として挙げた各種セラミックス及び金属等の中から選択された１種又は２種以上を含むことが好ましい。
本実施形態の目封止ハニカム構造体は、複数個のハニカムセグメント（より具体的には、目封止ハニカムセグメント）が接合層を介して相互に接合されたものである。このように構成することによって、目封止ハニカム構造体にかかる熱応力を分散させることができ、局所的な温度上昇によるクラックの発生を有効に防止することができる。
ハニカムセグメントの大きさについては、特に制限はない。ただし、１個のハニカムセグメントの大きさが大きすぎると、クラックの発生を防止する効果が十分に発揮されないことがある。また、１個のハニカムセグメントの大きさが小さすぎると、ハニカムセグメントの接合層による接合作業が煩雑になることがある。
ハニカムセグメントの形状については、特に制限はない。例えば、ハニカムセグメントの形状として、当該ハニカムセグメントの軸方向に直交する断面形状が四角形や六角形等の多角形の角柱形状を挙げることができる。なお、目封止ハニカム構造体の最外周に配設されるハニカムセグメントは、目封止ハニカム構造体の全体形状に応じて、角柱形状の一部が研削等により加工されたものであってもよい。
図１〜図５に示すように、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００において、各ハニカムセグメント４の所定の繰り返し配列パターンは、全周縁隔壁セル２ａによって形成されている。この全周縁隔壁セル２ａは、流入セル２ｙと流出セル２ｘとを含み、繰り返し配列パターンを形成する流入セル２ｙは、当該流入セル２ｙの中心軸方向に直交する断面形状が、見かけ上、略五角形である。また、繰り返し配列パターンを形成する流出セル２ｘは、当該流出セル２ｘの中心軸方向に直交する断面形状が、見かけ上、略正方形である。上記「断面形状」とは、各セル２を、その中心軸方向に直交する平面で切断したときの、その断面に現れる形状のことであり、セル２を形成する隔壁１に囲まれた部分の形状を指す。そして、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００の各ハニカムセグメント４は、断面形状が略正方形である流出セル２ｘの周囲を、８個の断面形状が略五角形である流入セル２ｙが取り囲むように配置された、セルの繰り返し配列パターンを有している。このように構成することによって、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００は、従来の目封止ハニカム構造体と比較して、フィルタとして使用した場合に、各ハニカムセグメント４の濾過面積を大きくすることができる。このため、ＰＭ堆積時の圧力損失を低減させることができる。また、このように構成されたハニカムセグメント４においては、流出セル２ｘ同士が隣接することはなく、流出セル２ｘは、その周囲の全てを流入セル２ｙによって取り囲まれることになる。このため、流出セル２ｘの開口率を大きくすることができるとともに、流出セル２ｘの数を流入セル２ｙの数と比べて少なくできるため、目封止ハニカム構造体１００の使用初期の圧力損失を低減させることができる。
図１〜図５に示す通り、断面形状が略五角形である流入セル２ｙは、正五角形ではなく、例えば、その内角が、一の頂点から時計回りに、９０°、１３５°、９０°、９０°、１３５°の、所謂、ホームベース形状であることが好ましい。このように構成することによって、４個の流入セル２ｙが、それぞれのホームベース形状の先端側の角部が集合するように隣接して形成されることとなる。４個の流入セル２ｙにおいて、それぞれのホームベース形状の先端側の角部が集合する部分では、２つの隔壁１が互いに直交する構造となっており、この角部が集合する部分における隔壁１の熱容量を高く維持することができ、ＰＭ燃焼時の熱応力を緩和させることができる。
図８に示すように、流出セル２ｘの第１の辺１３を形成する隔壁１と、流出セル２ｘの第１の辺１３と対向する第２の辺１４を形成する隔壁１との距離である距離Ｐは、０．８ｍｍを超え、３．８ｍｍ未満の範囲であることが好ましい。距離Ｐとは、第１の辺１３を形成する隔壁１の厚さ方向の中心から、対向する第２の辺１４を形成する隔壁１の厚さ方向の中心とを結ぶ最短距離を指す。また、図８に示すように、流出セル２ｘの一辺と略平行に隣接する流入セル２ｙの第３の辺１５を形成する隔壁１と、流入セル２ｙの第３の辺１５と対向する第４の辺１６を形成する隔壁１との距離を、距離Ｑとする。距離Ｐに対する、距離Ｑの比率は、０．２以上、１．６未満の範囲であることが好ましい。距離Ｑとは、第３の辺１５を形成する隔壁１の厚さ方向の中心から、対向する第４の辺１６を形成する隔壁１の厚さ方向の中心とを結ぶ最短距離を指す。距離Ｐ及び距離Ｑの関係を上記の範囲とすることによって、初期の圧力損失及びＰＭ堆積時における圧力損失がバランス良く低減されるため好ましい。図８は、本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態を流入端面側からみた模式的部分拡大図である。
ハニカムセグメントのセグメント外周壁の厚さが、０．３〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．３〜０．８ｍｍであることが更に好ましく、０．４〜０．６ｍｍであることが特に好ましい。ハニカムセグメントのセグメント外周壁の厚さが、０．３ｍｍ未満であると、ハニカムセグメントの強度が低下することがある点で好ましくない。ハニカムセグメントのセグメント外周壁の厚さが、１．０ｍｍ超であると、圧力損失が高くなり、耐熱衝撃性が低下することがある点で好ましくない。
接合層の厚さが、０．５〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．７〜１．３ｍｍであることが更に好ましく、０．８〜１．２ｍｍであることが特に好ましい。接合層の厚さが、０．５ｍｍ未満であると、耐熱衝撃性が低下することがある点で好ましくない。接合層の厚さが、１．５ｍｍ超であると、圧力損失が高くなることがある点で好ましくない。
また、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、全周縁隔壁セルが、断面形状が異なる２種以上のセルを含むものであることが好ましい。図１〜図５に示す目封止ハニカム構造体１００においては、断面形状が略正方形である流出セル２ｘが、１つ目の断面形状の全周縁隔壁セル２ａであり、断面形状が略五角形である流入セル２ｙが、２つ目の断面形状の全周縁隔壁セル２ａである。このように構成することによって、少なくとも２種類の異なる断面形状のセルにより、所定の繰り返し配列パターンが良好に形成されることとなる。なお、セルの断面形状が多角形である場合、当該多角形の角部は、Ｒを有する湾曲形状であってもよい。例えば、略正方形とは、断面形状が、正方形、及び正方形の少なくとも１つの角部がＲを有する湾曲形状に形成された形状を総称したものである。同様に、略五角形とは、断面形状が、五角形、及び五角形の少なくとも１つの角部がＲを有する湾曲形状に形成された形状を総称したものである。
隔壁１の厚さについては特に制限はない。例えば、１つのセル２の一辺と、当該１つのセル２と略平行に隣接する他のセル２の一辺と、の間に存在する隔壁１の厚さは、０．０７〜０．５１ｍｍであることが好ましく、０．１０〜０．４６ｍｍであることが更に好ましく、０．１２〜０．３８ｍｍであることが特に好ましい。隔壁１の厚さが、０．０７ｍｍよりも小さいと、ハニカムセグメント４の成形が困難となることがあるため好ましくない。また、隔壁１の厚さが、０．５１ｍｍよりも大きいと、濾過面積確保や圧力損失低減の観点から好ましくない。
また、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、それぞれのハニカムセグメントが以下のように構成されたものを好適例の１つとして挙げることができる。流入セル２ｙにおいて、幾何学的表面積ＧＳＡが、１０〜３０ｃｍ２／ｃｍ３であることが好ましく、１２〜１８ｃｍ２／ｃｍ３であることが更に好ましい。ここで、上述した「幾何学的表面積ＧＳＡ」とは、流入セル２ｙの全内表面積（Ｓ）を、ハニカムセグメントの全容積（Ｖ）で除した値（Ｓ／Ｖ）のことをいう。一般に、フィルタの濾過面積が大きいほど、隔壁へのＰＭ堆積厚さを低減できるため、上述した幾何学的表面積ＧＳＡの数値範囲とすることにより、目封止ハニカム構造体の圧力損失を低く抑えることができる。よって、流入セル２ｙの幾何学的表面積ＧＳＡが１０ｃｍ２／ｃｍ３より小さいと、ＰＭ堆積時の圧力損失の増加につながることがあるため好ましくない。また、３０ｃｍ２／ｃｍ３より大きいと、初期の圧力損失が増加することがあるため好ましくない。
本実施形態の目封止ハニカム構造体では、流入セル２ｙのセル断面開口率が２０〜７０％であることが好ましく、２５〜６５％であることが更に好ましい。流入セル２ｙのセル断面開口率が２０％より小さいと、初期の圧力損失が増加することがあるため好ましくない。また、７０％より大きいと、濾過流速が速くなるためＰＭの捕集効率が低下し、更に隔壁１の強度が不足することがあるため好ましくない。ここで、「流入セル２ｙのセル断面開口率」とは、目封止ハニカム構造体の中心軸方向に垂直な断面における、「目封止ハニカム構造体に形成された隔壁１全体の断面積」と「全てのセル２の断面積の総和」との合計に対する、「流入セル２ｙの断面積の総和」の比率を意味する。
本実施形態の目封止ハニカム構造体では、全周縁隔壁セル２ａのそれぞれの水力直径が０．５〜３．５ｍｍであることが好ましく、０．８〜２．５ｍｍであることが更に好ましい。全周縁隔壁セル２ａのそれぞれの水力直径が０．５ｍｍより小さいと、初期の圧力損失が増加することがあるため好ましくない。また、全周縁隔壁セル２ａのそれぞれの水力直径が３．５ｍｍより大きいと、排ガスと隔壁１との接触面積が減少し、浄化効率が低下することがあるため好ましくない。ここで、全周縁隔壁セル２ａのそれぞれの水力直径とは、各全周縁隔壁セル２ａの断面積及び周長に基づき、４×（断面積）／（周長）によって計算される値である。全周縁隔壁セル２ａの断面積とは、目封止ハニカム構造体の中心軸方向に垂直な断面に現れるセルの形状（断面形状）の面積を指し、セルの周長とは、そのセルの断面形状の周囲の長さ（当該断面を囲む閉じた線の長さ）を指す。
初期の圧力損失、ＰＭ堆積時の圧力損失、及び捕集効率のトレードオフを鑑み、目封止ハニカム構造体のより好ましい態様としては、以下のように構成されていることが好ましい。流入セル２ｙの幾何学的表面積ＧＳＡが１０〜３０ｃｍ２／ｃｍ３であること、流入セル２ｙのセル断面開口率が２０〜７０％であること、及び複数のセル２のそれぞれの水力直径が０．５〜３．５ｍｍであること、を同時に満たすことが好ましい。また、流入セル２ｙの幾何学的表面積ＧＳＡが１２〜１８ｃｍ２／ｃｍ３であること、流入セル２ｙのセル断面開口率が２５〜６５％であること、及び複数のセル２のそれぞれの水力直径が０．８〜２．５ｍｍであること、を同時に満たすことが更に好ましい。
本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、複数のセル２を形成する隔壁１に触媒が担持されていてもよい。隔壁１に触媒を担持するとは、隔壁１の表面及び隔壁１に形成された細孔の内壁に、触媒がコーティングされることをいう。触媒の種類としては、ＳＣＲ触媒（ゼオライト、チタニア、バナジウム）や、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのうち少なくとも２種の貴金属と、アルミナ、セリア（Ｃｅｒｉａ）、ジルコニア（Ｚｉｒｃｏｎｉａ）の少なくとも１種を含む三元触媒等が挙げられる。このような触媒を担持することにより、直接噴射式ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等から排出される排ガスに含まれるＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣ等を無毒化するとともに、隔壁１の表面に堆積したＰＭを触媒作用により燃焼除去させ易くすることが可能となる。
本実施形態の目封止ハニカム構造体において、上記のような触媒を担持させる方法は、特に制限はなく、当業者が通常行う方法を採用することができる。具体的には、触媒スラリーをウォッシュコート（ｗａｓｈ ｃｏａｔ）して乾燥、焼成する方法等が挙げられる。
以下、本発明の目封止ハニカム構造体の他の実施形態（第二実施形態〜第四実施形態）について説明する。第二実施形態〜第四実施形態の目封止ハニカム構造体においては、目封止ハニカムセグメントの構成が、第一実施形態の目封止ハニカム構造体に用いられる目封止ハニカムセグメントと異なること以外は、第一実施形態と同様に構成されていることが好ましい。ここで、図９〜図１１は、本発明の目封止ハニカム構造体の第二実施形態〜第四実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。
第二実施形態の目封止ハニカム構造体は、図９に示すような目封止ハニカムセグメント３４Ａを用いて構成された目封止ハニカム構造体である。ハニカムセグメント３４は、複数のセル３２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁３１、及び最外周に配設されたセグメント外周壁３３を有するものである。目封止部３５は、ハニカムセグメント３４の流出セル３２ｘの開口部、及び流入セル３２ｙの開口部に配設されている。そして、ハニカムセグメント３４の外周領域を除き、目封止部３５は、流出セル３２ｘの周りを、流入セル３２ｙが取り囲むように、セル３２の開口部に配置されている。
図９に示す目封止ハニカムセグメント３４Ａは、断面形状が四角形の流出セル３２ｘと、断面形状が五角形の流入セル３２ｙとによって構成された「繰り返し配列パターン」を有する。
流出セル３２ｘは、断面形状が正方形の全周縁隔壁セル３２ａと、この全周縁隔壁セル３２ａの一部の形状を含む、断面形状が長方形の周縁外周壁セル３２ｂと、を含んでいる。そして、流出セル３２ｘの周縁外周壁セル３２ｂは、非角部周縁外周壁セル３２ｂｂとなっている。
流入セル３２ｙは、断面形状が五角形の全周縁隔壁セル３２ａと、周縁外周壁セル３２ｂと、を含んでいる。そして、流入セル３２ｙの周縁外周壁セル３２ｂは、ハニカムセグメント３４の角部に配置された角部周縁外周壁セル３２ｂａとなっている。図９に示す目封止ハニカムセグメント３４Ａにおいては、ハニカムセグメント３４の１つの角部に対して、２つの角部周縁外周壁セル３２ｂａが配置されている。より具体的には、図９に示される角部周縁外周壁セル３２ｂａは、図７に示される第一実施形態における角部周縁外周壁セル２ｂａを、ハニカムセグメント３４の対角線方向に延びる隔壁３１によって２等分した形状となっている。
第二実施形態の目封止ハニカム構造体においても、角部周縁外周壁セル３２ｂａの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セル３２ｂｂの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上となっている。
第三実施形態の目封止ハニカム構造体は、図１０に示すような目封止ハニカムセグメント４４Ａを用いて構成された目封止ハニカム構造体である。ハニカムセグメント４４は、複数のセル４２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁４１、及び最外周に配設されたセグメント外周壁４３を有するものである。目封止部４５は、ハニカムセグメント４４の流出セル４２ｘの開口部、及び流入セル４２ｙの開口部に配設されている。そして、ハニカムセグメント４４の外周領域を除き、目封止部４５は、流出セル４２ｘの周りを、流入セル４２ｙが取り囲むように、セル４２の開口部に配置されている。
図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａは、断面形状が四角形の流出セル４２ｘと、断面形状が五角形の流入セル４２ｙとによって構成された「繰り返し配列パターン」を有する。図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａにおけるハニカムセグメント４４は、図７に示す第一実施形態の目封止ハニカムセグメント４Ａにおけるハニカムセグメント４と同様に構成されている。ただし、図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａは、目封止部４５の配置が、図７に示す第一実施形態の目封止ハニカムセグメント４Ａと相違している。より具体的には、図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａにおいては、ハニカムセグメント４４の角部に配置された角部周縁外周壁セル４２ｂａが、流出セル４２ｘとなっている。
図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａにおいては、角部周縁外周壁セル４２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル４２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上となっている。
流出セル４２ｘは、断面形状が正方形の全周縁隔壁セル４２ａと、周縁外周壁セル４２ｂと、を含んでいる。そして、流出セル４２ｘの周縁外周壁セル４２ｂは、ハニカムセグメント４４の角部に配置された角部周縁外周壁セル４２ｂａと、断面形状が五角形の非角部周縁外周壁セル４２ｂｂと、を含んでいる。
流入セル４２ｙは、断面形状が五角形の全周縁隔壁セル４２ａと、周縁外周壁セル４２ｂと、を含んでいる。そして、流入セル４２ｙの周縁外周壁セル４２ｂは、断面形状が正方形の全周縁隔壁セル４２ａの一部の形状を含む、断面形状が長方形の非角部周縁外周壁セル４２ｂｂとなっている。
図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａにおいては、角部周縁外周壁セル４２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル４２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．４倍以上であることが好ましい。また、角部周縁外周壁セル４２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル４２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの４．０倍未満であることが更に好ましく、３．５倍以下であることが特に好ましい。
第四実施形態の目封止ハニカム構造体は、図１１に示すような目封止ハニカムセグメント５４Ａを用いて構成された目封止ハニカム構造体である。ハニカムセグメント５４は、複数のセル５２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁５１、及び最外周に配設されたセグメント外周壁５３を有するものである。目封止部５５は、ハニカムセグメント５４の流出セル５２ｘの開口部、及び流入セル５２ｙの開口部に配設されている。そして、ハニカムセグメント５４の外周領域を除き、目封止部５５は、流出セル５２ｘの周りを、流入セル５２ｙが取り囲むように、セル５２の開口部に配置されている。
図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａは、断面形状が四角形の流出セル５２ｘと、断面形状が五角形の流入セル５２ｙとによって構成された「繰り返し配列パターン」を有する。図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａにおけるハニカムセグメント５４は、図９に示す第二実施形態の目封止ハニカムセグメント３４Ａにおけるハニカムセグメント３４と同様に構成されている。ただし、図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａは、目封止部５５の配置が、図９に示す第二実施形態の目封止ハニカムセグメント３４Ａと相違している。より具体的には、図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａにおいては、ハニカムセグメント５４の角部に配置された角部周縁外周壁セル５２ｂａが、流出セル５２ｘとなっている。
図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａにおいては、角部周縁外周壁セル５２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル５２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上となっている。
流出セル５２ｘは、断面形状が正方形の全周縁隔壁セル５２ａと、周縁外周壁セル５２ｂと、を含んでいる。そして、流出セル５２ｘの周縁外周壁セル５２ｂは、ハニカムセグメント５４の角部に配置された角部周縁外周壁セル５２ｂａと、断面形状が五角形の非角部周縁外周壁セル５２ｂｂと、を含んでいる。
流入セル５２ｙは、断面形状が五角形の全周縁隔壁セル５２ａと、周縁外周壁セル５２ｂと、を含んでいる。そして、流入セル５２ｙの周縁外周壁セル５２ｂは、断面形状が正方形の全周縁隔壁セル５２ａの一部の形状を含む、断面形状が長方形の非角部周縁外周壁セル５２ｂｂとなっている。
図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａにおいては、角部周縁外周壁セル５２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル５２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．２倍以上であることが好ましい。また、角部周縁外周壁セル５２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル５２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの４．０倍未満であることが更に好ましく、２．０倍以下であることが特に好ましい。
これまでに説明した第二実施形態〜第四実施形態の目封止ハニカム構造体についても、第一実施形態の目封止ハニカム構造体と同様に、アイソスタティック強度を維持しつつ、不燃性の粒子状物質の堆積による圧力損失の上昇を抑制することができる。なお、本発明の目封止ハニカム構造体は、上述した（ａ）又は（ｂ）の条件を満たすものであれば、これまでに説明した第一実施形態〜第四実施形態に限定されることはない。即ち、角部周縁外周壁セルの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セルの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上であるか、又は、角部周縁外周壁セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上であればよい。例えば、これまでに説明した第一実施形態〜第四実施形態の目封止ハニカム構造体において、各ハニカムセグメントの「セル形状」や「セルの繰り返し配列パターン」については、適宜変更することができる。また、各図に示す目封止ハニカムセグメントは、説明の便宜のため、中央部分における「セルの繰り返し配列パターン」の個数等を簡素化して示している。例えば、各図に示す目封止ハニカムセグメントにおいて、その流入端面に、４つの「セルの繰り返し配列パターン」が配置された場合の例を示しているが、「セルの繰り返し配列パターン」の個数等は、各図に示される個数に限定されることはない。
次に、本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態について、図１２〜図２５を参照しつつ説明する。図１２〜図２５は、本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。なお、以下に説明する更に他の実施形態の目封止ハニカム構造体においても、目封止ハニカムセグメントが、図１２〜図２５のそれぞれに示されるように構成されていること以外は、第一実施形態と同様に構成されていることが好ましい。
図１２〜図２５においては、各図の（ａ）及び（ｂ）において、角部周縁外周壁セルの構成が異なる２種類の目封止ハニカムセグメントを示している。各図の（ａ）には、対角線方向に延びる隔壁によって２等分された２つの角部周縁外周壁セルを有する目封止ハニカムセグメントが示されている。各図の（ｂ）には、（ａ）に示される２つの角部周縁外周壁セルを２等分する隔壁が取り除かれることによって、２つの角部周縁外周壁セルが１つに連結した形状の角部周縁外周壁セルを有する目封止ハニカムセグメントが示されている。
図１２〜図２３には、ハニカムセグメント６４及び目封止部６５を備えた目封止ハニカムセグメント６４Ａ〜６４Ｘが示されている。ハニカムセグメント６４は、複数のセル６２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁６１、及び最外周に配設されたセグメント外周壁６３を有するものである。目封止部６５は、ハニカムセグメント６４の流出セル６２ｘの開口部、及び流入セル６２ｙの開口部に配設されている。そして、ハニカムセグメント６４の外周領域を除き、目封止部６５は、流出セル６２ｘの周りを、流入セル６２ｙが取り囲むように、セル６２の開口部に配置されている。
図１２、図１３、図１６、図１７、図２０及び図２１に示す目封止ハニカムセグメント６４Ａ〜６４Ｄ，６４Ｉ〜６４Ｌ，６４Ｑ〜６４Ｔは、断面形状が四角形の流出セル６２ｘと、断面形状が五角形の流入セル６２ｙとによって構成された「繰り返し配列パターン」を有する。
図１４、図１５、図１８、図１９、図２２及び図２３に示す目封止ハニカムセグメント６４Ｅ〜６４Ｈ，６４Ｍ〜６４Ｐ，６４Ｕ〜６４Ｘは、断面形状が四角形の流出セル６２ｘと、断面形状が六角形の流入セル６２ｙとによって構成された「繰り返し配列パターン」を有する。
図１２〜図２３の各図において、符号６２ａは、全周縁隔壁セルを示し、符号６２ｂは、周縁外周壁セルを示す。また、符号６２ｂａは、角部周縁外周壁セルを示し、符号６２ｂｂは、非角部周縁外周壁セルを示す。
図１２、図１４、図１６、図１８、図２０及び図２２において、角部周縁外周壁セル６２ｂａの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セル６２ｂｂの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上となっている。また、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１及び図２３において、角部周縁外周壁セル６２ｂａの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、非角部周縁外周壁セル６２ｂｂの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上となっている。
図１２〜図２３に示す各目封止ハニカムセグメント６４Ａ〜６４Ｘにおいては、非角部周縁外周壁セル６２ｂｂの形状は、それぞれの目封止ハニカムセグメント６４Ａの「繰り返し配列パターン」を構成するセル６２の一部の形状を含んでいる。
例えば、図１２〜図１５においては、断面形状が長方形の非角部周縁外周壁セル６２ｂｂの形状が、断面形状が正方形の全周縁隔壁セルの一辺の長さの５０％の位置で分割した形状となっている。図１６〜図１９においては、断面形状が正方形の非角部周縁外周壁セル６２ｂｂの形状が、断面形状が正方形の全周縁隔壁セルと同じ形状となっている。図２０〜図２３においては、断面形状が長方形の非角部周縁外周壁セル６２ｂｂの形状が、断面形状が正方形の全周縁隔壁セルの一辺の長さの１５％の位置で分割した形状となる。
図２４及び図２５には、ハニカムセグメント７４及び目封止部７５を備えた目封止ハニカムセグメント７４Ａ〜７４Ｄが示されている。ハニカムセグメント７４は、複数のセル７２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁７１、及び最外周に配設されたセグメント外周壁７３を有するものである。目封止部７５は、ハニカムセグメント７４の流出セル７２ｘの開口部、及び流入セル７２ｙの開口部に配設されている。そして、ハニカムセグメント７４の外周領域を除き、目封止部７５は、流出セル７２ｘの周りを、流入セル７２ｙが取り囲むように、セル７２の開口部に配置されている。
図２４及び図２５に示す目封止ハニカムセグメント７４Ａ〜７４Ｄは、断面形状が八角形の流出セル７２ｘと、断面形状が四角形及び八角形の流入セル７２ｙとによって構成された「繰り返し配列パターン」を有する。
図２４及び図２５の各図において、符号７２ａは、全周縁隔壁セルを示し、符号７２ｂは、周縁外周壁セルを示す。また、符号７２ｂａは、角部周縁外周壁セルを示し、符号７２ｂｂは、非角部周縁外周壁セルを示す。図２４及び図２５において、角部周縁外周壁セル７２ｂａの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、非角部周縁外周壁セル７２ｂｂの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上となっている。各目封止ハニカムセグメント７４Ａ〜７４Ｄにおいては、非角部周縁外周壁セル７２ｂｂの形状は、それぞれの目封止ハニカムセグメント７４Ａ〜７４Ｄの「繰り返し配列パターン」を構成するセル７２の一部の形状を含んでいる。
（２）目封止ハニカム構造体の製造方法：
図１〜図５に示す本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法については、特に制限はなく、例えば、以下のような方法により製造することができる。まず、ハニカムセグメントを作製するための可塑性の坏土を調製する。ハニカムセグメントを作製するための坏土は、原料粉末として、前述のハニカムセグメントの好適な材料の中から選ばれた材料に、適宜、バインダ等の添加剤、及び水を添加することによって調製することができる。
次に、このようにして得られた坏土を押出成形することにより、複数のセルを取り囲むように配設された隔壁、及び最外周に配設されたセグメント外周壁を有する、角柱状のハニカム成形体を作製する。ハニカム成形体は、複数個作製する。
得られたハニカム成形体を、例えば、マイクロ波及び熱風で乾燥し、ハニカム成形体の作製に用いた材料と同様の材料で、セルの開口部を目封止することで目封止部を作製する。目封止部を作製した後に、ハニカム成形体を更に乾燥してもよい。
次に、目封止部を作製したハニカム成形体を焼成することにより、目封止ハニカムセグメントを得る。焼成温度及び焼成雰囲気は原料により異なり、当業者であれば、選択された材料に最適な焼成温度及び焼成雰囲気を選択することができる。次に、複数の目封止ハニカムセグメントを、接合材を用いて互いに接合し、乾燥硬化させた後、所望の形状となるよう外周を加工することによって、セグメント構造の目封止ハニカム構造体を得ることができる。接合材としては、セラミックス材料に、水等の溶媒を加えてペースト状にしたものを用いることができる。また、目封止ハニカムセグメントの接合体の外周を加工した後の加工面は、セルが露出した状態となっているため、図１に示すように、その加工面に外周コート材を塗工して外壁８を形成してもよい。外周コート材の材料としては、例えば、接合材の材料と同じ材料を用いることができる。
（比較例１）
セラミックス原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合した混合原料を準備した。この混合原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加するとともに、水を添加して成形原料を作製した。得られた成形原料を、ニーダー（ｋｎｅａｄｅｒ）を用いて混練し、坏土を得た。
次に、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、図２６に示す目封止ハニカムセグメント１０４Ａと同様の繰り返し配列パターンを有する四角柱形状のハニカムセグメントを１６個作製した。ここで、図２６は、比較例１の目封止ハニカム構造体に用いられる目封止ハニカムセグメントを模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。
図２６において、符号１０４は、ハニカムセグメントを示し、符号１０５は、目封止部を示す。ハニカムセグメント１０４は、複数のセル１０２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁１０１、及び最外周に配設されたセグメント外周壁１０３を有するものである。目封止部１０５は、ハニカムセグメント１０４の流出セル１０２ｘの開口部、及び流入セル１０２ｙの開口部に配設されている。そして、ハニカムセグメント１０４の外周領域を除き、目封止部１０５は、流出セル１０２ｘの周りを、流入セル１０２ｙが取り囲むように、セル１０２の開口部に配置されている。図２６に示す目封止ハニカムセグメント１０４Ａは、断面形状が四角形の流出セル１０２ｘと、断面形状が五角形の流入セル１０２ｙとによって構成された「繰り返し配列パターン」を有する。
四角形の流出セル１０２ｘは、断面形状が正方形の全周縁隔壁セル１０２ａと、この全周縁隔壁セル１０２ａの一部の形状を含む周縁外周壁セル１０２ｂと、を含んでいる。そして、流出セル１０２ｘの周縁外周壁セル１０２ｂは、更に、断面形状が正方形の角部周縁外周壁セル１０２ｂａと、断面形状が長方形の非角部周縁外周壁セル１０２ｂｂと、を含んでいる。五角形の流入セル１０２ｙは、断面形状が五角形の全周縁隔壁セル１０２ａと、この全周縁隔壁セル１０２ａと同じ断面形状の非角部周縁外周壁セル１０２ｂｂと、を含んでいる。
次に、得られたハニカムセグメントを高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥した。なお、乾燥時には、ハニカムセグメントの流出端面が、鉛直下向きになるように配置して乾燥を行った。
乾燥後のハニカムセグメントに、目封止部を形成した。まず、ハニカムセグメントの流入端面にマスクを施した。次に、マスクの施された端部（流入端面側の端部）を目封止スラリーに浸漬し、マスクが施されていないセル（流出セル）の開口部に目封止スラリーを充填した。このようにして、ハニカムセグメントの流入端面側に、目封止部を形成した。そして、乾燥後のハニカムセグメントの流出端面についても同様にして、流入セルにも目封止部を形成した。
そして、目封止部の形成されたハニカムセグメントを脱脂し、焼成し、目封止ハニカムセグメントを得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とし、焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。なお、焼成時には、目封止部の形成されたハニカムセグメントの流出端面が、鉛直下向きになるように配置して焼成を行った。
以上のようにして、比較例１の目封止ハニカム構造体の製造に使用する目封止ハニカムセグメントを作製した。作製した目封止ハニカムセグメントの流出セルは、図２６に示す目封止ハニカムセグメントと同様に、断面形状が正方形の全周縁隔壁セルと、全周縁隔壁セルの少なくとも一部の形状を含む周縁外周壁セルと、を含むものであった。そして、流出セルの周縁外周壁セルは、更に、角部周縁外周壁セルと、非角部周縁外周壁セルとを含むものであった。流入セルは、断面形状が五角形の全周縁隔壁セルと、この全周縁隔壁セルと同じ断面形状の非角部周縁外周壁セルとを含むものであった。流入セル、及び流出セルが上記のように構成された目封止ハニカムセグメントのデザインを、「デザインＥ」とする。表１の「デザイン」の欄に、比較例１に用いた目封止ハニカムセグメントのデザインを示す。
作製した目封止ハニカムセグメントは、軸方向に直交する断面が正方形で、その正方形の一辺の長さ（セグメントサイズ）が３７．９ｍｍであった。また、ハニカムセグメントは、その軸方向の長さが１５２．４ｍｍであった。また、目封止ハニカムセグメントにおいて、図２６に示す距離Ｐが２．５ｍｍであり、距離Ｑが１．４ｍｍであり、隔壁の厚さが０．３８ｍｍであった。表１に、「セグメントサイズ（一辺）［ｍｍ］」、「隔壁の厚さ［ｍｍ］」、「距離Ｐ［ｍｍ］」、及び「距離Ｑ［ｍｍ］」の値を示す。また、作製した目封止ハニカムセグメントは、セグメント外周壁の厚さが、０．５ｍｍであった。表１の「セグメント外周壁厚さ［ｍｍ］」の欄に、セグメント外周壁の厚さを示す。
作製した目封止ハニカムセグメントについて、角部周縁外周壁セルの流出開口面積と、非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積と、を測定した。以下、角部周縁外周壁セルの流出開口面積を「流出開口面積Ｓ１ｏｕｔ」とし、非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積を「平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔ」とする。流出開口面積Ｓ１ｏｕｔは、平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの０．５倍であった。即ち、「流出開口面積Ｓ１ｏｕｔ」の値を、「平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔ」の値で除算した値は、０．５であった。表１の「Ｓ１ｏｕｔ／Ｓ２ｏｕｔ」の欄に、「流出開口面積Ｓ１ｏｕｔ」の値を、「平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔ」の値で除算した値を示す。なお、セグメントサイズが３７．９ｍｍの場合、断面形状が四角形の非角部周縁外周壁セルの一辺の長さは、断面形状が正方形の全周縁隔壁セルの一辺の長さの５０％となる。
１６個の焼成済みの目封止ハニカムセグメントを、接合材を用いて接合し一体化した。接合材は、無機粒子、無機接着剤を主成分とし、副成分として、有機バインダ、界面活性剤、発泡樹脂、水等を含むものとした。無機粒子としては、板状粒子、無機接着剤としては、コロイダルシリカ（シリカゾル）を使用した。板状粒子としては、マイカを使用した。１６個のハニカムセグメントが一体化に接合されたハニカムセグメント接合体の外周を円柱形状に研削加工し、その外周面にコート材を塗布して、比較例１の目封止ハニカム構造体を得た。比較例１の目封止ハニカム構造体は、端面の直径が１４３．８ｍｍであった。コート材は、セラミックス粉末、水、結合材を含むものとした。接合材によって形成された接合層の厚さは、１ｍｍであった。表１の「接合層の厚さ［ｍｍ］」の欄に、接合層の厚さを示す。
Figure 0006826858
（実施例１）
比較例１と同様の方法で坏土を調製し、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、図９に示す目封止ハニカムセグメント３４Ａと同様の繰り返し配列パターンを有する四角柱形状のハニカムセグメントを１６個作製した。なお、「図９に示す目封止ハニカムセグメント３４Ａと同様の繰り返し配列パターン」とは、断面形状が正方形の流出セルの周りを、断面形状が五角形の８個の流入セルが取り囲むように配列された繰り返し配列パターンのことである。
作製したハニカムセグメントは、図９に示す目封止ハニカムセグメント３４Ａと同様に、ハニカムセグメントのそれぞれの角部に、対角線方向に延びる隔壁によって２等分された２つの角部周縁外周壁セルを有するものであった。ハニカムセグメントのそれぞれの角部に配置された「２つの角部周縁外周壁セル」は、比較例１のハニカムセグメントにおける角部周縁外周壁セルと当該角部周縁外周壁セルに隣接する非角部周縁外周壁セルとが連結したものと同等の大きさであった。
次に、得られたハニカムセグメントを、比較例１と同様の方法で乾燥した。次に、乾燥後のハニカムセグメントに、図９に示す目封止ハニカムセグメント３４Ａと同様の繰り返し配列パターンとなるように目封止部を形成した。流入セル、及び流出セルが上記のように構成された目封止ハニカムセグメントのデザインを、「デザインＡ」とする。表１の「デザイン」の欄に、実施例１に用いた目封止ハニカムセグメントのデザインを示す。
作製した目封止ハニカムセグメントは、軸方向に直交する断面が正方形で、その正方形の一辺の長さ（セグメントサイズ）が３７．９ｍｍであった。また、ハニカムセグメントは、その軸方向の長さが１５２．４ｍｍであった。また、目封止ハニカムセグメントにおいて、図９に示す距離Ｐが２．５ｍｍであり、距離Ｑが１．４ｍｍであり、隔壁の厚さが０．３８ｍｍであった。表１に、「セグメントサイズ（一辺）［ｍｍ］」、「隔壁の厚さ［ｍｍ］」、「距離Ｐ［ｍｍ］」、及び「距離Ｑ［ｍｍ］」の値を示す。また、作製した目封止ハニカムセグメントは、セグメント外周壁の厚さが、０．５ｍｍであった。表１の「セグメント外周壁厚さ［ｍｍ］」の欄に、セグメント外周壁の厚さを示す。なお、実施例１の目封止ハニカム構造体は、図９に示すように、距離Ｐ及び距離Ｑは、縦方向と横方向とでそれぞれの距離が同じ長さとなるように構成されている。
作製した目封止ハニカムセグメントについて、角部周縁外周壁セルの流入開口面積と、非角部周縁外周壁セルの平均流入開口面積と、を測定した。以下、角部周縁外周壁セルの流入開口面積を「流入開口面積Ｓ１ｉｎ」とし、非角部周縁外周壁セルの平均流入開口面積を「平均流入開口面積Ｓ２ｉｎ」とする。流入開口面積Ｓ１ｉｎは、平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．４倍であった。即ち、「流入開口面積Ｓ１ｉｎ」の値を、「平均流入開口面積Ｓ２ｉｎ」の値で除算した値は、１．４であった。表１の「Ｓ１ｉｎ／Ｓ２ｉｎ」の欄に、「流入開口面積Ｓ１ｉｎ」の値を、「平均流入開口面積Ｓ２ｉｎ」の値で除算した値を示す。
１６個の焼成済みの目封止ハニカムセグメントを、接合材を用いて接合し一体化した。接合材は、比較例１にて使用したものと同様のものを用いた。
（実施例２）
比較例１と同様の方法で坏土を調製し、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、図７に示す目封止ハニカムセグメント４Ａと同様の繰り返し配列パターンを有する四角柱形状のハニカムセグメントを１６個作製した。なお、「図７に示す目封止ハニカムセグメント４Ａと同様の繰り返し配列パターン」とは、断面形状が正方形の流出セルの周りを、断面形状が五角形の８個の流入セルが取り囲むように配列された繰り返し配列パターンのことである。
作製したハニカムセグメントは、図７に示す目封止ハニカムセグメント４Ａと同様に、ハニカムセグメントのそれぞれの角部に、五角形の角部周縁外周壁セルを有するものであった。ハニカムセグメントのそれぞれの角部に配置された「五角形の角部周縁外周壁セル」は、比較例１のハニカムセグメントにおける角部周縁外周壁セルと当該角部周縁外周壁セルに隣接する非角部周縁外周壁セルとが連結したものと同等の大きさであった。
次に、得られたハニカムセグメントを、比較例１と同様の方法で乾燥した。次に、乾燥後のハニカムセグメントに、図７に示す目封止ハニカムセグメント４Ａと同様の繰り返し配列パターンとなるように目封止部を形成した。流入セル、及び流出セルが上記のように構成された目封止ハニカムセグメントのデザインを、「デザインＢ」とする。表１の「デザイン」の欄に、実施例２に用いた目封止ハニカムセグメントのデザインを示す。
作製した目封止ハニカムセグメントは、軸方向に直交する断面が正方形で、その正方形の一辺の長さ（セグメントサイズ）が３７．９ｍｍであった。また、ハニカムセグメントは、その軸方向の長さが１５２．４ｍｍであった。また、目封止ハニカムセグメントにおいて、図７に示す距離Ｐが２．５ｍｍであり、距離Ｑが１．４ｍｍであり、隔壁の厚さが０．３８ｍｍであった。表１に、「セグメントサイズ（一辺）［ｍｍ］」、「隔壁の厚さ［ｍｍ］」、「距離Ｐ［ｍｍ］」、及び「距離Ｑ［ｍｍ］」の値を示す。また、作製した目封止ハニカムセグメントは、セグメント外周壁の厚さが、０．５ｍｍであった。表１の「セグメント外周壁厚さ［ｍｍ］」の欄に、セグメント外周壁の厚さを示す。なお、実施例２の目封止ハニカム構造体は、図７に示すように、距離Ｐ及び距離Ｑは、縦方向と横方向とでそれぞれの距離が同じ長さとなるように構成されている。
作製した目封止ハニカムセグメントについて、角部周縁外周壁セルの流入開口面積Ｓ１ｉｎと、非角部周縁外周壁セルの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎと、を測定した。流入開口面積Ｓ１ｉｎは、平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの３．６倍であった。即ち、「流入開口面積Ｓ１ｉｎ」の値を、「平均流入開口面積Ｓ２ｉｎ」の値で除算した値は、３．６であった。結果を表１に示す。
１６個の焼成済みの目封止ハニカムセグメントを、接合材を用いて接合し一体化した。接合材は、比較例１にて使用したものと同様のものを用いた。
（実施例３）
比較例１と同様の方法で坏土を調製し、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａと同様の繰り返し配列パターンを有する四角柱形状のハニカムセグメントを１６個作製した。なお、「図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａと同様の繰り返し配列パターン」とは、断面形状が正方形の流出セルの周りを、断面形状が五角形の８個の流入セルが取り囲むように配列された繰り返し配列パターンのことである。
作製したハニカムセグメントは、図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａと同様に、ハニカムセグメントのそれぞれの角部に、対角線方向に延びる隔壁によって２等分された２つの角部周縁外周壁セルを有するものであった。ハニカムセグメントのそれぞれの角部に配置された「２つの角部周縁外周壁セル」は、比較例１のハニカムセグメントにおける角部周縁外周壁セルと当該角部周縁外周壁セルに隣接する非角部周縁外周壁セルとが連結したものと同等の大きさであった。
次に、得られたハニカムセグメントを、比較例１と同様の方法で乾燥した。次に、乾燥後のハニカムセグメントに、図１１に示す目封止ハニカムセグメント５４Ａと同様の繰り返し配列パターンとなるように目封止部を形成した。流入セル、及び流出セルが上記のように構成された目封止ハニカムセグメントのデザインを、「デザインＣ」とする。表１の「デザイン」の欄に、実施例３に用いた目封止ハニカムセグメントのデザインを示す。
作製した目封止ハニカムセグメントは、軸方向に直交する断面が正方形で、その正方形の一辺の長さ（セグメントサイズ）が３７．９ｍｍであった。また、ハニカムセグメントは、その軸方向の長さが１５２．４ｍｍであった。また、目封止ハニカムセグメントにおいて、図１１に示す距離Ｐが２．５ｍｍであり、距離Ｑが１．４ｍｍであり、隔壁の厚さが０．３８ｍｍであった。表１に、「セグメントサイズ（一辺）［ｍｍ］」、「隔壁の厚さ［ｍｍ］」、「距離Ｐ［ｍｍ］」、及び「距離Ｑ［ｍｍ］」の値を示す。また、作製した目封止ハニカムセグメントは、セグメント外周壁の厚さが、０．５ｍｍであった。表１の「セグメント外周壁厚さ［ｍｍ］」の欄に、セグメント外周壁の厚さを示す。なお、実施例３の目封止ハニカム構造体は、図１１に示すように、距離Ｐ及び距離Ｑは、縦方向と横方向とでそれぞれの距離が同じ長さとなるように構成されている。
作製した目封止ハニカムセグメントについて、角部周縁外周壁セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔと、非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔと、を測定した。流出開口面積Ｓ１ｏｕｔは、平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．４倍であった。結果を表１に示す。
１６個の焼成済みの目封止ハニカムセグメントを、接合材を用いて接合し一体化した。接合材は、比較例１にて使用したものと同様のものを用いた。
（実施例４）
比較例１と同様の方法で坏土を調製し、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａと同様の繰り返し配列パターンを有する四角柱形状のハニカムセグメントを１６個作製した。なお、「図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａと同様の繰り返し配列パターン」とは、断面形状が正方形の流出セルの周りを、断面形状が五角形の８個の流入セルが取り囲むように配列された繰り返し配列パターンのことである。
作製したハニカムセグメントは、図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａと同様に、ハニカムセグメントのそれぞれの角部に、五角形の角部周縁外周壁セルを有するものであった。ハニカムセグメントのそれぞれの角部に配置された「五角形の角部周縁外周壁セル」は、比較例１のハニカムセグメントにおける角部周縁外周壁セルと当該角部周縁外周壁セルに隣接する非角部周縁外周壁セルとが連結したものと同等の大きさであった。
次に、得られたハニカムセグメントを、比較例１と同様の方法で乾燥した。次に、乾燥後のハニカムセグメントに、図１０に示す目封止ハニカムセグメント４４Ａと同様の繰り返し配列パターンとなるように目封止部を形成した。流入セル、及び流出セルが上記のように構成された目封止ハニカムセグメントのデザインを、「デザインＤ」とする。表１の「デザイン」の欄に、実施例４に用いた目封止ハニカムセグメントのデザインを示す。
作製した目封止ハニカムセグメントは、軸方向に直交する断面が正方形で、その正方形の一辺の長さ（セグメントサイズ）が３７．９ｍｍであった。また、ハニカムセグメントは、その軸方向の長さが１５２．４ｍｍであった。また、目封止ハニカムセグメントにおいて、図１０に示す距離Ｐが２．５ｍｍであり、距離Ｑが１．４ｍｍであり、隔壁の厚さが０．３８ｍｍであった。表１に、「セグメントサイズ（一辺）［ｍｍ］」、「隔壁の厚さ［ｍｍ］」、「距離Ｐ［ｍｍ］」、及び「距離Ｑ［ｍｍ］」の値を示す。また、作製した目封止ハニカムセグメントは、セグメント外周壁の厚さが、０．５ｍｍであった。表１の「セグメント外周壁厚さ［ｍｍ］」の欄に、セグメント外周壁の厚さを示す。なお、実施例４の目封止ハニカム構造体は、図１０に示すように、距離Ｐ及び距離Ｑは、縦方向と横方向とでそれぞれの距離が同じ長さとなるように構成されている。
作製した目封止ハニカムセグメントについて、角部周縁外周壁セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔと、非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔと、を測定した。流出開口面積Ｓ１ｏｕｔは、平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの３．６倍であった。結果を表１に示す。
１６個の焼成済みの目封止ハニカムセグメントを、接合材を用いて接合し一体化した。接合材は、比較例１にて使用したものと同様のものを用いた。
（実施例５〜１６）
ハニカムセグメントのデザイン、セグメントサイズ、接合層の厚さ、及びセグメント外周壁厚さを、表１のように変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例５〜１６の目封止ハニカム構造体を作製した。なお、各実施例のハニカムセグメントについては、セグメントサイズの増減又は加減に応じて、周縁外周壁セルの開口面積の大きさが変更されている。セグメントサイズが４０．０ｍｍの実施例１３及び１４においては、断面形状が四角形の非角部周縁外周壁セルの大きさが、断面形状が正方形の全周縁隔壁セルの大きさと同じとなる。また、セグメントサイズが３６．４ｍｍの実施例１５及び１６においては、断面形状が四角形の非角部周縁外周壁セルの形状が、断面形状が正方形の全周縁隔壁セルの一辺の長さの１５％の位置で分割した形状となる。
実施例１〜１６及び比較例１の目封止ハニカム構造体について、以下の方法で、圧力損失、アイソスタティック強度、及び耐熱衝撃性の評価を行った。評価結果を、表２に示す。
Figure 0006826858
（圧力損失）
まず、実施例１〜１６及び比較例１の目封止ハニカム構造体の質量をそれぞれ測定した。次に、排気量２．０Ｌの乗用車用ディーゼルエンジンを搭載した乗用車の排気系に、比較例１の目封止ハニカム構造体を装着した。そして、乗用車の走行試験を行い、目封止ハニカム構造体によって排ガス中のアッシュを捕集させ、目封止ハニカム構造体の圧力損失の変化を測定した。そして、初期の圧力損失と比べて、圧力損失の値が３ｋＰａ上昇した時点で、目封止ハニカム構造体の質量を測定した。そして、測定開始前に測定した目封止ハニカム構造体の質量からの質量増加量を算出した。算出した質量増加量を、目封止ハニカム構造体の体積で除することにより、圧力損失が３ｋＰａ上昇したときの単位体積（Ｌ）あたりのアッシュの堆積量を求めた。実施例１〜１６の目封止ハニカム構造体についても、上述した方法と同様の方法でアッシュの堆積量を求めた。以下の評価基準により、アッシュ堆積圧損の評価を行った。
評価Ａ：アッシュの堆積量が、比較例１のアッシュの堆積量に対して、＋２０％以上である。
評価Ｂ：アッシュの堆積量が、比較例１のアッシュの堆積量に対して、＋１０％以上、＋２０％未満である。
評価Ｃ：アッシュの堆積量が、比較例１のアッシュの堆積量より多く、＋１０％未満である。
評価Ｄ：アッシュの堆積量が、比較例１のアッシュの堆積量に対して、同等以下である。
（アイソスタティック強度）
アイソスタティック強度の測定は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格であるＪＡＳＯ規格のＭ５０５−８７で規定されているアイソスタティック破壊強度試験に基づいて行った。アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に、目封止ハニカム構造体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮を行う試験である。即ち、アイソスタティック破壊強度試験は、缶体に、目封止ハニカム構造体が外周面把持される場合の圧縮負荷加重を模擬した試験である。このアイソスタティック破壊強度試験によって測定されるアイソスタティック強度は、目封止ハニカム構造体が破壊したときの加圧圧力値（ＭＰａ）で示される。以下の評価基準により、アイソスタティック強度の評価を行った。
評価Ａ：アイソスタティック強度が、３．０ＭＰａ以上である。
評価Ｂ：アイソスタティック強度が、２．０ＭＰａ以上、３．０ＭＰａ未満である。
評価Ｃ：アイソスタティック強度が、１．０ＭＰａ以上、２．０ＭＰａ未満である。
評価Ｄ：アイソスタティック強度が、１．０ＭＰａ未満である。
（耐熱衝撃性）
社団法人自動車技術会発行の自動車規格であるＪＡＳＯ規格のＭ５０５−８７に規定されている方法に基づいて、電気炉スポーリング試験による耐熱衝撃性の評価を行った。具体的には、まず、室温より所定温度高い温度に保った電気炉に、室温の目封止ハニカム構造体を入れた。この状態で、２０分間保持後、目封止ハニカム構造体を取り出し、耐火レンガ上に載置した。この状態で、１５分間以上自然放置した後、室温になるまで目封止ハニカム構造体を冷却し、その目封止ハニカム構造体にクラック等の破壊が生じているかを調べた。この操作を、目封止ハニカム構造体にクラック等の破壊が生じるまで繰り返した。なお、電気炉内温度は、上記の操作を繰り返す度に、２５℃ずつ上昇させていった。目封止ハニカム構造体にクラック等の破壊が生じていることが確認された操作の１回前の操作における電気炉内温度を、目封止ハニカム構造体の安全温度とした。以下の評価基準により、耐熱衝撃性の評価を行った。
評価Ａ：安全温度が、５００℃以上である。
評価Ｂ：安全温度が、４００℃以上、５００℃未満である。
評価Ｃ：安全温度が、３００℃以上、４００℃未満である。
評価Ｄ：安全温度が、３００℃未満である。
（結果）
実施例１〜１６の目封止ハニカム構造体は、基準値となる比較例１の目封止ハニカム構造体と比較して、アッシュ堆積時の圧力損失の上昇が抑制されたものであった。また、実施例１〜１６の目封止ハニカム構造体は、アイソスタティック強度、及び耐熱衝撃性の評価においても、評価Ｃ以上となり、良好な評価結果であった。
本発明の目封止ハニカム構造体は、直噴ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等から排出される排ガスに含まれる微粒子等を除去するための捕集フィルタとして利用することができる。
１，３１，４１，５１，６１，７１，１０１：隔壁、２，３２，４２，５２，６２，７２，１０２：セル、２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ，１０２ａ：全周縁隔壁セル、２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ，７２ｂ，１０２ｂ：周縁外周壁セル、２ｂａ，３２ｂａ，４２ｂａ，５２ｂａ，６２ｂａ，７２ｂａ，１０２ｂａ：角部周縁外周壁セル、２ｂｂ，３２ｂｂ，４２ｂｂ，５２ｂｂ，６２ｂｂ，７２ｂｂ，１０２ｂｂ：非角部周縁外周壁セル、２ｘ，３２ｘ，４２ｘ，５２ｘ，６２ｘ，７２ｘ，１０２ｘ：流出セル（所定のセル）、２ｙ，３２ｙ，４２ｙ，５２ｙ，６２ｙ，７２ｙ，１０２ｙ：流入セル（残余のセル）、３，３３，４３，５３，６３，７３，１０３：セグメント外周壁、４，３４，４４，５４，６４，７４，１０４：ハニカムセグメント、４Ａ，３４Ａ，４４Ａ，５４Ａ，１０４Ａ：目封止ハニカムセグメント、５，３５，４５，５５，６５，７５，１０５：目封止部、６：接合層、７：ハニカムセグメント接合体、８：外壁、１１：流入端面、１２：流出端面、１３：第１の辺、１４：第２の辺、１５：第３の辺、１６：第４の辺、１００：目封止ハニカム構造体、Ｐ，Ｑ：距離。

Claims (6)

  1. 複数個の角柱状のハニカムセグメントと、
    複数個の前記ハニカムセグメントの側面同士を互いに接合する接合層と、
    それぞれの前記ハニカムセグメントの流入端面における所定のセルの開口部、及び流出端面における残余のセルの開口部に配設された目封止部と、を備え、
    前記ハニカムセグメントが、前記流入端面から前記流出端面まで延びる複数の前記セルを取り囲むように配設された多孔質の隔壁、及び最外周に配設されたセグメント外周壁、を有し、
    前記ハニカムセグメントには、前記セルの延びる方向に直交する断面において、少なくとも２種類の異なる形状の前記セルが、所定の繰り返し配列パターンを有するように形成されており、
    それぞれの前記ハニカムセグメントの前記セルは、周縁外周壁セルを含み、
    前記周縁外周壁セルは、前記セルの周縁が前記隔壁及び前記セグメント外周壁により囲まれた前記セルであり、
    前記周縁外周壁セルは、角部周縁外周壁セルと、非角部周縁外周壁セルとを含み、
    前記角部周縁外周壁セルは、前記ハニカムセグメントの角部に配置された前記周縁外周壁セルであり、
    前記非角部周縁外周壁セルは、前記ハニカムセグメントの角部以外に配置された前記周縁外周壁セルであり、
    前記流出端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設されたセルを、流入セルとし、前記流入端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設されたセルを、流出セルとし、
    前記周縁外周壁セルは、前記流入セルと前記流出セルの双方を含み、
    前記角部周縁外周壁セルが前記流入セルの場合に、当該角部周縁外周部セルの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、前記非角部周縁外周壁セルのうちの前記流入セルの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの１．１倍以上であり、
    前記角部周縁外周壁セルが前記流出セルの場合に、当該角部周縁外周部セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、前記非角部周縁外周壁セルのうちの前記流出セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの１．１倍以上である、目封止ハニカム構造体。
  2. 前記ハニカムセグメントの前記周縁外周壁セルが形成された外周領域を除き、前記目封止部は、前記流入端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設された流出セルの周りを、前記流出端面における前記セルの開口部に前記目封止部が配設された流入セルが取り囲むように、前記ハニカムセグメントの前記セルの開口部に配置されている、請求項１に記載の目封止ハニカム構造体。
  3. 前記セグメント外周壁の厚さが、０．３〜１．０ｍｍである、請求項１又は２に記載の目封止ハニカム構造体。
  4. 前記接合層の厚さが、０．５〜１．５ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
  5. 前記セルは、全周縁隔壁セルを含み、
    前記全周縁隔壁セルは、前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記セルの全周縁が前記隔壁により囲まれた前記セルであり、
    前記流入セルである前記角部周縁外周壁セルの形状が、前記流入セルである前記全周縁隔壁セルの形状と異なっているか、又は、
    前記流出セルである前記角部周縁外周壁セルの形状が、前記流出セルである前記全周縁隔壁セルの形状と異なっている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
  6. 前記角部周縁外周壁セルの流入開口面積Ｓ１ｉｎが、前記非角部周縁外周壁セルの平均流入開口面積Ｓ２ｉｎの４．０倍未満であるか、又は、
    前記角部周縁外周壁セルの流出開口面積Ｓ１ｏｕｔが、前記非角部周縁外周壁セルの平均流出開口面積Ｓ２ｏｕｔの４．０倍未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
JP2016200347A 2016-10-11 2016-10-11 目封止ハニカム構造体 Active JP6826858B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016200347A JP6826858B2 (ja) 2016-10-11 2016-10-11 目封止ハニカム構造体
US15/704,380 US10857499B2 (en) 2016-10-11 2017-09-14 Plugged honeycomb structure
CN201710846016.8A CN107916969B (zh) 2016-10-11 2017-09-19 封孔蜂窝结构体
DE102017008767.9A DE102017008767B4 (de) 2016-10-11 2017-09-19 Wabenstruktur

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016200347A JP6826858B2 (ja) 2016-10-11 2016-10-11 目封止ハニカム構造体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018061926A JP2018061926A (ja) 2018-04-19
JP6826858B2 true JP6826858B2 (ja) 2021-02-10

Family

ID=61695742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016200347A Active JP6826858B2 (ja) 2016-10-11 2016-10-11 目封止ハニカム構造体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10857499B2 (ja)
JP (1) JP6826858B2 (ja)
CN (1) CN107916969B (ja)
DE (1) DE102017008767B4 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD851229S1 (en) * 2015-05-13 2019-06-11 Ngk Insulators, Ltd. Filter segment for removing particle matter
CN112423858A (zh) * 2018-05-04 2021-02-26 康宁股份有限公司 出口涂覆的陶瓷蜂窝体及其制造方法
US11975285B2 (en) * 2018-11-15 2024-05-07 Corning Incorporated Tilted cell honeycomb body, extrusion die and method of manufacture thereof
US11673132B2 (en) 2018-11-16 2023-06-13 Corning Incorporated Honeycomb bodies having an array of through channels with a range of hydraulic diameters
JP7160741B2 (ja) * 2019-03-28 2022-10-25 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP7502885B2 (ja) * 2019-06-04 2024-06-19 日本碍子株式会社 フィルタ及びその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4246425B2 (ja) * 2001-10-15 2009-04-02 日本碍子株式会社 ハニカムフィルター
JP4439236B2 (ja) * 2003-10-23 2010-03-24 イビデン株式会社 ハニカム構造体
PL1626037T3 (pl) * 2004-05-06 2008-11-28 Ibiden Co Ltd Struktura ulowa i sposób jej wytwarzania
WO2011114506A1 (ja) 2010-03-19 2011-09-22 イビデン株式会社 ハニカム構造体
WO2011114511A1 (ja) * 2010-03-19 2011-09-22 イビデン株式会社 ハニカム構造体
JP6140509B2 (ja) 2013-04-04 2017-05-31 日本碍子株式会社 ウォールフロー型排ガス浄化フィルタ
JP6239305B2 (ja) 2013-07-31 2017-11-29 イビデン株式会社 ハニカムフィルタ
JP6251078B2 (ja) * 2014-02-25 2017-12-20 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP2016200347A (ja) 2015-04-13 2016-12-01 省作 田邉 ごみ供給装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107916969B (zh) 2021-05-11
US10857499B2 (en) 2020-12-08
DE102017008767B4 (de) 2019-04-18
DE102017008767A1 (de) 2018-04-12
JP2018061926A (ja) 2018-04-19
CN107916969A (zh) 2018-04-17
US20180099240A1 (en) 2018-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6548528B2 (ja) 目封止ハニカム構造体、及び目封止ハニカムセグメント
JP6826858B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
JP6140509B2 (ja) ウォールフロー型排ガス浄化フィルタ
JP6219796B2 (ja) ハニカムフィルタ
JP6581851B2 (ja) 目封止ハニカム構造体、及び目封止ハニカムセグメント
JP6092841B2 (ja) 集塵用ハニカムフィルタ
JP6767235B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
JP6530680B2 (ja) 目封止ハニカム構造体、及び目封止ハニカムセグメント
JP6246683B2 (ja) ハニカムフィルタ
KR20030094349A (ko) 하니컴 구조체
JPWO2012133848A1 (ja) 目封止ハニカム構造体
JP6847724B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
CN107916970B (zh) 封孔蜂窝结构体
JPWO2012133847A1 (ja) 目封止ハニカム構造体及び排ガス浄化装置
CN107965368B (zh) 封孔蜂窝结构体
JPWO2012133846A1 (ja) 目封止ハニカム構造体
JP6120709B2 (ja) ハニカム触媒体
CN110307060B (zh) 蜂窝结构体
JP2014069123A (ja) ハニカムフィルタ
JP6862245B2 (ja) ハニカムフィルタ
JP6110750B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
JP7002377B2 (ja) ハニカム構造体
WO2021166297A1 (ja) ハニカム構造体
JP7057691B2 (ja) ハニカム構造体
JP2020159337A (ja) ハニカム構造体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190719

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6826858

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150