ハニカム構造体
【課題】 圧損の上昇が抑えられたフィルタを得られるハニカム構造体を提供すること。
【解決手段】 本発明のハニカム構造体１は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、多数のセルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、残余のセルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、を有するハニカム構造体１であって、一端封止部３０がもうけられたセル２０が、他端封止部３１がもうけられたセル２１よりも多く形成され、一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置することを特徴とする。
【解決手段】 本発明のハニカム構造体１は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、多数のセルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、残余のセルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、を有するハニカム構造体１であって、一端封止部３０がもうけられたセル２０が、他端封止部３１がもうけられたセル２１よりも多く形成され、一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関し、詳しくは、ＰＭ堆積時の圧力損失の上昇を抑え、かつ再生時のＰＭ燃焼率に優れたフィルタを提供することができるハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、ボイラー、化学反応機器、燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体、排気ガス中のスス等の粒子状物質（特にディーゼルエンジンからの排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ））の捕集フィルタ（以下、ＤＰＦという）等には、セラミックス製のハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
セラミックス製のハニカム構造体は、一般に、多孔質のセラミックスよりなり、流体の流路となる複数のセルを隔壁で区画する隔壁部２と、端面が市松模様状を呈するように隣接するセルが互いに反対側となる端部を封止するセラミックスよりなる封止材よりなる封止部３と、を有している。このハニカム構造体の端面を図６に示した。
【０００４】
セラミックス製のハニカム構造体よりなるＤＰＦは、セルを区画する隔壁を排気ガスが通過するウォールフロー型のフィルタとして用いられている。ウォールフロー型のフィルタは、セル壁に形成された連続した細孔を排気ガスが通過するときに、細孔径より大きな粒子のＰＭをこの隔壁部で捕集する。
【０００５】
ＤＰＦでは、ＰＭを捕集すると、排気ガスが通過する細孔がＰＭにより閉塞あるいは開口が小さくなる。すなわち、排気ガスが通過しにくくなる。この結果、圧損が上昇する。圧損の上昇は、エンジンに負荷を与えることとなり、エンジンの燃焼効率の悪化を招く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、圧損の上昇が抑えられたフィルタを得られるハニカム構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明者らはセラミックス製のハニカム構造体について検討を重ねた結果本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のハニカム構造体は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、多数のセルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、残余のセルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、を有するハニカム構造体であって、一端封止部がもうけられたセルが、他端封止部がもうけられたセルよりも多く形成され、一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のハニカム構造体は、一端封止部が形成された端部が排気ガスの下流側に位置する状態で、一端封止部が他端封止部よりも多く形成されている。つまり、一端封止部の形成されたセルの開口した他方の端部からセル内に排気ガスが流れ込む構成となっている。そして、一端封止部の形成されたセルが多く形成されており、セル内に流れ込む排気ガスの流量が多くなる。つまり、本発明のハニカム構造体では、排気ガスの流れが阻害されなくなっている。この結果、本発明のハニカム構造体では、圧損の上昇が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のハニカム構造体は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、多数のセルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、残余のセルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、を有するハニカム構造体である。すなわち、本発明のハニカム構造体は、多数のセルのいずれかの端部が封止材で封止されたウォールフロー型のハニカム構造体である。このようなウォールフロー型のハニカム構造体は、隔壁部に形成された細孔を排気ガスが通過するフィルタ触媒に利用される。
【００１１】
そして、本発明のハニカム構造体は、一端封止部がもうけられたセルが、他端封止部がもうけられたセルよりも多く形成され、一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置する。つまり、排気ガスの下流側の端部が封止されたセルが多くなるように形成されている。排気ガスの下流側の端部が封止されたセルは、排気ガスの上流側の端部が開口している。この開口した部分からセルの内部に排気ガスが流入する。本発明においては、一端封止部の数が多くなるように形成されているため、排気ガスが流入できるセルが多くなっている。つまり、より多量の排気ガスがセル内に流れ込むこととなる。このことにより、本発明のハニカム構造体を通過する排気ガスの流量が増加する。この結果、本発明のハニカム構造体では、圧損の上昇が抑えられる。
【００１２】
本発明のハニカム構造体において、一端封止部が形成されたセル（および他端封止部が形成されたセル）の（ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面での）配置は、特に限定されるものではない。一端封止部が形成されたセルが、ハニカム構造体の断面に均一に配置してもよい。また、ハニカム構造体をフィルタ触媒などに使用したときにガス流量を制御することが要求される部位に、一端封止部が形成されたセルを偏在させてもよい。
【００１３】
ハニカム構造体は、軸心部から径方向外方にかけて、一端封止部がもうけられたセルの割合が減少した状態で一端封止部がもうけられたセルが配置されていることが好ましい。一端封止部のもうけられたセルの割合は、ハニカム構造体の断面を複数部に分割し、各分割部での所定のセルの割合から求めることができる。一般的に、ハニカム構造体は、内部をガスが流れる管路中に組み付けられて使用される。そして、管路中を流れるガスの流速は、管の軸心部近傍が最も速く、径方向外方にかけて徐々に遅くなっている。つまり、管の軸心部は、外周部よりも多量のガスが流れる。そして、この管路中に組み付けられるフィルタ触媒では、軸心部が外周部よりも多量のＰＭを捕集することとなる。そして、軸心部から径方向外方にかけて一端封止部がもうけられたセルの割合が減少したハニカム構造体を用いると、軸心部で捕集するＰＭ量と外周部で捕集するＰＭ量との差が小さくなる。つまり、再生時にフィルタ触媒が部分的に過熱しなくなる。ここで、軸心部から径方向外方にかけて一端封止部がもうけられたセルの割合が減少したときに、一端封止部のもうけられたセルが、他端封止部のもうけられたセルの数以上であることが好ましい。
【００１４】
一端封止部がもうけられたセル数と他端封止部のもうけられたセル数の差は、ハニカム構造体のセル数の５０％以下であることが好ましい。セル数の差が５０％を超えると、一端封止部がもうけられたセルの数が多くなりすぎ、ハニカム構造体を通過するガスの流量が大きく減少するとともに圧損が大きくなる。より好ましいセル数の差は、３〜５０％である。
【００１５】
本発明のハニカム構造体において、セルの形状（断面形状）は、特に限定されるものではなく、従来公知の断面形状とすることができる。従来公知のセル形状のうち、正方形状であることがより好ましい。
【００１６】
本発明のハニカム構造体を形成する多孔質セラミックスは、その材質が特に限定されるものではなく、従来公知の多孔質セラミックスを用いることができる。多孔質セラミックスは、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、コーディエライトより選ばれる一種を主成分とすることが好ましい。これらのセラミックスのうち、チタン酸アルミニウムを主成分とするセラミックスよりなることがより好ましい。チタン酸アルミニウムよりなるセラミックスは、その内部にマイクロクラックをもつ。そして、このマイクロクラックをもつことで、ハニカム構造体が熱膨張を生じても、このマイクロクラックの開口が開閉することで熱膨張により生じる応力を緩和し、形状変化や損傷が生じなくなる。
【００１７】
本発明のハニカム構造体は、従来公知のハニカム構造体のように、複数部の分体を接合材で接合した構成としてもよい。すなわち、ハニカム構造体は、複数のセラミックス分体が接着剤層を介して接合されてなることが好ましい。このような構成は、分体ごとにその特性を変化させることができ、ハニカム構造体全体に所望の性能を付与できる。ハニカム構造体が複数部の分体よりなるときに、それぞれの分体の材質や気孔率などの特性は同じであっても異なっていてもいずれでもよい。
【００１８】
セラミックス分体を接合する接合材についても、従来公知の接合材を用いることができる。この接合材としては、例えば、ＳｉＣ系接合材を用いることができる。セラミックス分体を接合材で接合したときにセラミックス分体の間に形成される接合材層は、０．５〜５．０ｍｍの厚さで形成することが好ましい。
【００１９】
ここで、本発明のハニカム構造体が複数部の分体が接合されてなるときに、ハニカム構造体の隔壁の厚さ方向における接合材層の厚さが非常に小さい場合には、接合材層の影響を無視してもよい。
【００２０】
さらに、ハニカム構造体が複数のセラミックス分体が接着剤層を介して接合されてなるときに、それぞれのセラミックス分体に形成されたセルの大きさ（セル形状）は、同じであっても、異なっていても、いずれでもよい。それぞれのセラミックス分体のセルの大きさ（セル形状）は、同じであることが好ましい。
【００２１】
本発明のハニカム構造体は、周方向の外周面上に、０．５ｍｍ以上の厚さの外周材層を有することが好ましい。外周材層をもつことで、ハニカム構造体をＤＰＦなどに使用したときに生じる形状変化が抑えられる。具体的には、ハニカム構造体をＤＰＦなどの用途に使用したときに、ハニカム構造体は高熱にさらされる。そして、ハニカム構造体は、熱膨張を生じる。外周材層をもつことでこの熱膨張を抑えることができる。外周材層を構成する材質は、従来公知の材質を用いることができる。たとえば、ＳｉＣ、シリカ系化合物、チタン酸アルミニウムなどのアルミナ系化合物などを用いることができる。
【００２２】
また、外周材層は、ハニカム構造体の形状により異なるため、その厚さが一概に決定できるものではないが、たとえば、０．５ｍｍ以上の厚さで形成することが好ましい。さらに好ましくは、０．５〜５．０ｍｍである。
【００２３】
本発明のハニカム構造体は、ＤＰＦに用いることが好ましい。本発明のハニカム構造体は、セルを区画する隔壁を排気ガス（ガス）が通過するウォールフロー型のフィルタ触媒として用いることができ、このようなフィルタ触媒のうち特に、ＤＰＦとして用いることが好ましい。
【００２４】
本発明のハニカム構造体をＤＰＦとして用いるときに、少なくとも隔壁部の細孔表面に、アルミナ等よりなる多孔質酸化物、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒金属の少なくともひとつを担持したことが好ましい。
【００２５】
本発明のハニカム構造体は、その外周形状が特に限定されるものではなく、従来公知の形状とすることができる。好ましくは、断面が一定の柱状であり、たとえば、断面が真円や楕円の略円柱状、断面が方形や多角形の角柱状とすることができ、好ましくは円柱形状である。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【００２７】
本発明の実施例として、ＤＰＦ用ハニカム構造体を製造した。
【００２８】
（実施例１）
本実施例のハニカム構造体１は、多孔質のセラミックスよりなるハニカム体２と、ハニカム体２のセルを封止する封止部３と、ハニカム体２の外周に配置された外周材層４と、からなる、円柱状の外形をなしたハニカム構造体である。本実施例のハニカム構造体１を、図１〜２に示した。図１には本実施例のハニカム構造体１の一方の端部側の端面を、図２には軸方向での断面を示した。なお、一方の端部は、ＤＰＦとして用いたときに、排気ガスの流れ方向の下流側に配置される端部である。
【００２９】
ハニカム体２は、多孔質のＳｉＣセラミックスよりなり、ハニカム体２の軸方向に貫通してのびる多数のセル２０，２１がセル壁２２に区画されるとともに略円柱状の外周形状を有している。多数のセル２０，２１は、それぞれ正方形状の断面形状をなすようにセル壁２２により区画されている。ハニカム体２を構成する多孔質セラミックスは、その細孔分布が均一となっている。
【００３０】
ハニカム体２には、多数のセル２０，２１の軸方向の端部のいずれかに、各セル２０，２１を封止する封止材３０，３１よりなる封止部３が形成されている。封止材３０は、ハニカム構造体１の一方の端部側でセル２０を封止し、封止材３１は他方の端部側でセル２１を封止する。封止材３０，３１は、セル２０，２１内での長さが一定となるようにもうけられている。
【００３１】
封止材３０，３１は、端面が略市松模様をなすようにセル２０，２１を封止している。封止材３０は、断面正方形状のセルの対角線方向に並んだセル２１のうち、二つごとのセルに封止材３０が形成されている。封止材３０，３１は、ハニカム構造体１の端面において、均一に分散した状態で形成されている。
【００３２】
本実施例のハニカム構造体１において、封止材３０が封止したセル２０の数が２５６４セルであり、封止材３１が封止したセル２１の数が２０８４セルであった。つまり、セル２０とセル２１のセル数の差は４８０セルであり、全セル数を１００％としたときに、１０．３％に相当する。
【００３３】
外周材層４は、ハニカム体２の外周面に均一な厚さで形成されたＳｉＣセラミックス層である。
【００３４】
（製造方法）
本実施例のハニカム構造体の製造方法を以下に示す。
【００３５】
まず、平均粒径１２μｍのＳｉＣ粉末７５重量部、平均粒径１０μｍのＳｉ３Ｎ４粉末２０重量部、平均粒径１５μｍのＣ粉末５重量部を秤量し、有機バインダーとしてメチルセルロースを加えたものに水を加えて適度の粘性にしたものに界面活性剤を加えて混合、混練した。得られた粘土を所定の形状の開口部を備えた型を用いて押出成形法で成形し、乾燥した。この成形体は、押出方向である軸方向に垂直な断面の形状が、一定となっている。
【００３６】
乾燥後、成形体の製造に用いた粘土で、成形体のそれぞれの端部で所定のセルを目封止をした後に、２３００℃で焼成して焼成体を得た。ここで、セルの封止は、セルの一方または他方の端部が封止され、成形体の端面でセグメント部において封止されたセルと封止されていないセルが略市松模様をなす状態である。なお、一方の端部でセルを目封止する封止材３０の数が他方の端部でセルを目封止する封止材３１よりも多くなるようにセルが封止される。
【００３７】
その後、円筒研削機を用いて全体の形状を円筒形状に成形した。
【００３８】
その後、平均粒径２０μｍのＳｉＣ粉末５０重量部、平均粒径１μｍの球状シリカ粉末１９重量部、バインダーとして１．２６ｗｔ％のＣＭＣ溶液２５重量部、及び分散剤としてアニオン系分散剤１重量部、結合剤としてコロイダルシリ力５重量部、を十分に混合して外周材スラリーを調製する。研削後の焼成体に調製された外周材スラリーを塗布した後に８５０℃で熱処理して本実施例のハニカム構造体１が製造された。
【００３９】
（実施例２）
本実施例のハニカム構造体は、封止材３０で封止されたセル２０の配置が異なる以外は実施例１と同様なハニカム構造体１である。本実施例のハニカム構造体１の一方の端部の端面を、図３に示した。
【００４０】
封止材３０は、ハニカム構造体の端面において、中心部（軸心部）から径方向外方に向かって、封止材３０が封止したセルの数（存在割合）が減少するように形成されている。より具体的には、中心部近傍は、ほとんどが封止材３０が封止したセル２０が位置している。そして、外周部近傍では、封止材３０が封止したセル２０と封止材３１が封止したセル２１とが同数となっている。また、中心部と外周部の間の径方向の中間部では、封止材３０が封止したセル２０が封止材３１が封止したセル２１よりも多くなるように形成されている。
【００４１】
本実施例のハニカム構造体１において、封止材３０が封止したセル２０の数が２２６０セルであり、封止材３１が封止したセル２１の数が２４３６セルであった。つまり、セル２０とセル２１のセル数の差は１７６セルであり、全セル数を１００％としたときに、３．７％に相当する。
【００４２】
（実施例３）
本実施例は、ハニカム体２が複数のハニカム分体５を接合材で接合してなること以外は、実施例１のハニカム構造体１と同様なハニカム構造体１である。本実施例のハニカム構造体１の端面を図４に示した。
【００４３】
本実施例のハニカム構造体１は、まず、断面の外形が正方形状のハニカム分体５を実施例１のハニカム体の製造方法で製造する。このハニカム分体５は、実施例１の時と同様に、封止材３０，３１がもうけられたセル２０，２１が形成されている。つまり、封止材３０，３１は、端面が略市松模様をなすようにセル２０，２１を封止している。さらに、封止材３０は、断面正方形状のセルの対角線方向に並んだセル２１のうち、二つごとのセルに封止材３０が形成されている。
【００４４】
つづいて、実施例１において外周材スラリーとして用いた接合材スラリーをハニカム分体５の外周に塗布し、別のハニカム分体５をこの面にすりあわせて接合した。この接合を繰り返して、断面が正方形をなすように１６個のハニカム分体５を接合し、８０℃で乾燥した。
【００４５】
そして、この接合体を電動ノコギリを用いて切削して外周形状を成形した。電動ノコギリによる切削は、両端部に封止材が形成されたセルが外周面を形成する略円柱状をなすようになされた。この切削時に、封止材のセルからの剥離がみられなかった。
【００４６】
そして、実施例１の時と同様なスラリーを調製し、成形体の外周面に０．５ｍｍの厚さで塗布し、８０℃で乾燥した後に８５０℃で加熱して接合材およびスラリーを固化させた。これにより、外周面上に外周材層４が形成できた。
【００４７】
以上により、本実施例のハニカム構造体１を製造することができた。
【００４８】
本実施例のハニカム構造体１は、実施例１と同様に、封止材３０，３１が、ハニカム構造体１の端面において、部分的な偏りは存在するが、端面の全面では均一に分散した状態で形成されている。
【００４９】
（実施例４）
本実施例は、ハニカム体が複数のハニカム分体を接合材で接合してなること以外は、実施例２のハニカム構造体と同様なハニカム構造体である。
【００５０】
本実施例のハニカム構造体は、まず、断面の外形が正方形状のハニカム分体５Ａを実施例１の方法で製造する。このハニカム分体５Ａは、実施例１のハニカム体と同様に封止材３０，３１がもうけられたセル２０，２１が形成されている。
【００５１】
また、同様にして、断面の外形が正方形状のハニカム分体であって、封止材３０，３１が同数でもうけられたセル２０，２１が形成されたハニカム分体５Ｂを実施例１のハニカム体を製造するときに用いた方法と同様の方法で製造する。このハニカム分体５Ｂは、端面が市松模様をなすように、封止材３０，３１が配置されている。
【００５２】
つづいて、実施例１において外周材スラリーとして用いた接合材スラリーをハニカム分体５Ａの外周に塗布し、別のハニカム分体５Ａをこの面にすりあわせて接合した。この接合を繰り返して、４個のハニカム分体５Ａが外形が正方形をなす状態に接合された接合体を製造した。つづいて、接合体の外周面に接合材スラリーを塗布し、別のハニカム分体５Ｂをこの面にすりあわせて接合した。この接合を繰り返して、断面が正方形をなすように１６個のハニカム分体を接合し、８０℃で乾燥した。このとき、セル２０，２１の数が異なるハニカム分体５Ａを４個を内周部に、その外周をセル２０，２１の数が同じとなっているハニカム分体５Ｂで覆うように１２個を配置した。
【００５３】
そして、この接合体を電動ノコギリを用いて切削して外周形状を成形した。電動ノコギリによる切削は、両端部に封止材が形成されたセルが外周面を形成する略円柱状をなすようになされた。この切削時に、封止材のセルからの剥離がみられなかった。
【００５４】
そして、実施例１の時と同様なスラリーを調製し、成形体の外周面に０．５ｍｍの厚さで塗布し、８０℃で乾燥した後に８５０℃で加熱して接合材およびスラリーを固化させた。これにより、外周面上に外周材層４が形成できた。
【００５５】
以上により、本実施例のハニカム構造体１を製造することができた。本実施例のハニカム構造体をその端面で図５に示した。なお、本実施例を示した図５においては、封止材３０で封止されたセル２０の配置がわかるように、セル２１の対角線方向で一つおきのセルがセル２０となっている。
【００５６】
本実施例のハニカム構造体１は、複数のハニカム分体５が接合材層６で接合された構成を有している。また、本実施例のハニカム構造体１は、軸心部側には、封止材３０が形成されたセル２０が多く配置されたハニカム分体５Ａが配置され、その外周部には封止材３０と封止材３１とが同数で形成されている。すなわち、軸心部から径方向外方に進むにつれて封止材３０が封止したセルの割合が減少している。
【００５７】
（比較例）
本比較例は、全てのハニカム分体が、封止材３０，３１が同数でもうけられたセル２０，２１が形成された分体であること以外は、実施例３と同様なハニカム構造体である。
【００５８】
本比較例は、セル２０とセル２１とが同数で形成されている。本比較例のハニカム構造体１の端面を図６に示した。
【００５９】
（評価）
実施例３〜４および比較例のハニカム構造体の評価として、ハニカム構造体にスス（ＰＭ）を堆積させた状態で再生試験を行い、ＰＭの燃焼率と燃焼時のハニカム構造体の最高温度を測定した。また、ＰＭの堆積時の圧損も測定した。具体的な試験方法を以下に示す。
【００６０】
まず、試験されるハニカム構造体の重量を測定し、その後、ハニカム構造体にＰＭを堆積させた。ＰＭの堆積は、ディーゼルエンジンの排気系にハニカム構造体を組み付けて行われた。ハニカム構造体の一方の端部側が排気ガスの流れ方向の下流側に位置する状態で組み付けられた。ＰＭの堆積時には、排気系のハニカム構造体１の前後での圧力を測定し、圧損とした。ＰＭの堆積量と圧損の測定結果を図７に示した。なお、ＰＭの堆積量は、ＰＭが堆積した状態のハニカム構造体の重量を測定し、ＰＭが堆積していないハニカム構造体の重量との差から求めた。
【００６１】
そして、ハニカム構造体１を電気炉にセットし、ハニカム構造体のセル内に７００℃に加熱した窒素ガスを流通させて、ハニカム構造体を昇温した。このとき、炉内は、ＰＭに対して不活性な雰囲気となった。
【００６２】
ハニカム構造体の温度が安定したら、窒素ガスから空気に切り替えた。空気は０．４ｍ／ｓで流された。ハニカム構造体が十分に加熱された状態で、ハニカム構造体に流されるガスを窒素ガスから空気に切り替えたことにより、空気中の酸素とＰＭとが反応してハニカム構造体に堆積したＰＭが燃焼し、ハニカム構造体１を再生した。
【００６３】
ハニカム構造体の再生の終了後、重量を測定し、試験の前後の重量からＰＭの燃焼率を算出し、結果を表１に示した。
【００６４】
図７に示したように、実施例３及び４のハニカム構造体は、比較例のハニカム構造体よりも圧損が小さくなっている。すなわち、排気ガスの流れ方向の下流側が閉塞したセル２０の割合が多くなることで、ＤＰＦとして用いたときの圧損を低下することができる。
【００６５】
この圧損の低下は、各実施例のハニカム構造体１では、排気ガスの上流側に位置する他方の端部の端面において、セル２１の開口部の数が多く形成されたことによる。つまり、セル２１の開口部の数が多く形成されたことで、セル２１内に流れ込む排気ガスの流量が多くなる。つまり、各実施例のハニカム構造体１では、より多くの排気ガスが流れ込むことで、排気ガスの流れが阻害されなくなっている。この結果、圧損の上昇が抑えられる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
また、表１に示したように、実施例３及び４のハニカム構造体は、比較例のハニカム構造体と同等以上のＰＭの燃焼率を有している。すなわち、排気ガスの流れ方向の下流側が閉塞したセル２０の割合が多くなっても、従来の（比較例の）ハニカム構造体と同等以上のＰＭの燃焼率を得られることができる。
【００６８】
上記したように、各実施例のハニカム構造体１は、従来の（比較例の）ハニカム構造体と同等以上のＰＭの燃焼率を保持しながら、圧損の上昇が抑えられたものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１のハニカム構造体の端面を示した図である。
【図２】実施例１のハニカム構造体の断面を示した図である。
【図３】実施例２のハニカム構造体の断面を示した図である。
【図４】実施例３のハニカム構造体の端面を示した図である。
【図５】実施例４のハニカム構造体の断面を示した図である。
【図６】比較例のハニカム構造体の端面を示した図である。
【図７】実施例および比較例のハニカム構造体の圧損の測定結果である。
【図８】従来のハニカム構造体の端面を示した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：ハニカム構造体
２：ハニカム体
３：封止部
４：外周材層
５：ハニカム分体
６：接合材層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関し、詳しくは、ＰＭ堆積時の圧力損失の上昇を抑え、かつ再生時のＰＭ燃焼率に優れたフィルタを提供することができるハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、ボイラー、化学反応機器、燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体、排気ガス中のスス等の粒子状物質（特にディーゼルエンジンからの排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ））の捕集フィルタ（以下、ＤＰＦという）等には、セラミックス製のハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
セラミックス製のハニカム構造体は、一般に、多孔質のセラミックスよりなり、流体の流路となる複数のセルを隔壁で区画する隔壁部２と、端面が市松模様状を呈するように隣接するセルが互いに反対側となる端部を封止するセラミックスよりなる封止材よりなる封止部３と、を有している。このハニカム構造体の端面を図６に示した。
【０００４】
セラミックス製のハニカム構造体よりなるＤＰＦは、セルを区画する隔壁を排気ガスが通過するウォールフロー型のフィルタとして用いられている。ウォールフロー型のフィルタは、セル壁に形成された連続した細孔を排気ガスが通過するときに、細孔径より大きな粒子のＰＭをこの隔壁部で捕集する。
【０００５】
ＤＰＦでは、ＰＭを捕集すると、排気ガスが通過する細孔がＰＭにより閉塞あるいは開口が小さくなる。すなわち、排気ガスが通過しにくくなる。この結果、圧損が上昇する。圧損の上昇は、エンジンに負荷を与えることとなり、エンジンの燃焼効率の悪化を招く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、圧損の上昇が抑えられたフィルタを得られるハニカム構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明者らはセラミックス製のハニカム構造体について検討を重ねた結果本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のハニカム構造体は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、多数のセルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、残余のセルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、を有するハニカム構造体であって、一端封止部がもうけられたセルが、他端封止部がもうけられたセルよりも多く形成され、一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のハニカム構造体は、一端封止部が形成された端部が排気ガスの下流側に位置する状態で、一端封止部が他端封止部よりも多く形成されている。つまり、一端封止部の形成されたセルの開口した他方の端部からセル内に排気ガスが流れ込む構成となっている。そして、一端封止部の形成されたセルが多く形成されており、セル内に流れ込む排気ガスの流量が多くなる。つまり、本発明のハニカム構造体では、排気ガスの流れが阻害されなくなっている。この結果、本発明のハニカム構造体では、圧損の上昇が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のハニカム構造体は、多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、多数のセルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、残余のセルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、を有するハニカム構造体である。すなわち、本発明のハニカム構造体は、多数のセルのいずれかの端部が封止材で封止されたウォールフロー型のハニカム構造体である。このようなウォールフロー型のハニカム構造体は、隔壁部に形成された細孔を排気ガスが通過するフィルタ触媒に利用される。
【００１１】
そして、本発明のハニカム構造体は、一端封止部がもうけられたセルが、他端封止部がもうけられたセルよりも多く形成され、一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置する。つまり、排気ガスの下流側の端部が封止されたセルが多くなるように形成されている。排気ガスの下流側の端部が封止されたセルは、排気ガスの上流側の端部が開口している。この開口した部分からセルの内部に排気ガスが流入する。本発明においては、一端封止部の数が多くなるように形成されているため、排気ガスが流入できるセルが多くなっている。つまり、より多量の排気ガスがセル内に流れ込むこととなる。このことにより、本発明のハニカム構造体を通過する排気ガスの流量が増加する。この結果、本発明のハニカム構造体では、圧損の上昇が抑えられる。
【００１２】
本発明のハニカム構造体において、一端封止部が形成されたセル（および他端封止部が形成されたセル）の（ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面での）配置は、特に限定されるものではない。一端封止部が形成されたセルが、ハニカム構造体の断面に均一に配置してもよい。また、ハニカム構造体をフィルタ触媒などに使用したときにガス流量を制御することが要求される部位に、一端封止部が形成されたセルを偏在させてもよい。
【００１３】
ハニカム構造体は、軸心部から径方向外方にかけて、一端封止部がもうけられたセルの割合が減少した状態で一端封止部がもうけられたセルが配置されていることが好ましい。一端封止部のもうけられたセルの割合は、ハニカム構造体の断面を複数部に分割し、各分割部での所定のセルの割合から求めることができる。一般的に、ハニカム構造体は、内部をガスが流れる管路中に組み付けられて使用される。そして、管路中を流れるガスの流速は、管の軸心部近傍が最も速く、径方向外方にかけて徐々に遅くなっている。つまり、管の軸心部は、外周部よりも多量のガスが流れる。そして、この管路中に組み付けられるフィルタ触媒では、軸心部が外周部よりも多量のＰＭを捕集することとなる。そして、軸心部から径方向外方にかけて一端封止部がもうけられたセルの割合が減少したハニカム構造体を用いると、軸心部で捕集するＰＭ量と外周部で捕集するＰＭ量との差が小さくなる。つまり、再生時にフィルタ触媒が部分的に過熱しなくなる。ここで、軸心部から径方向外方にかけて一端封止部がもうけられたセルの割合が減少したときに、一端封止部のもうけられたセルが、他端封止部のもうけられたセルの数以上であることが好ましい。
【００１４】
一端封止部がもうけられたセル数と他端封止部のもうけられたセル数の差は、ハニカム構造体のセル数の５０％以下であることが好ましい。セル数の差が５０％を超えると、一端封止部がもうけられたセルの数が多くなりすぎ、ハニカム構造体を通過するガスの流量が大きく減少するとともに圧損が大きくなる。より好ましいセル数の差は、３〜５０％である。
【００１５】
本発明のハニカム構造体において、セルの形状（断面形状）は、特に限定されるものではなく、従来公知の断面形状とすることができる。従来公知のセル形状のうち、正方形状であることがより好ましい。
【００１６】
本発明のハニカム構造体を形成する多孔質セラミックスは、その材質が特に限定されるものではなく、従来公知の多孔質セラミックスを用いることができる。多孔質セラミックスは、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、コーディエライトより選ばれる一種を主成分とすることが好ましい。これらのセラミックスのうち、チタン酸アルミニウムを主成分とするセラミックスよりなることがより好ましい。チタン酸アルミニウムよりなるセラミックスは、その内部にマイクロクラックをもつ。そして、このマイクロクラックをもつことで、ハニカム構造体が熱膨張を生じても、このマイクロクラックの開口が開閉することで熱膨張により生じる応力を緩和し、形状変化や損傷が生じなくなる。
【００１７】
本発明のハニカム構造体は、従来公知のハニカム構造体のように、複数部の分体を接合材で接合した構成としてもよい。すなわち、ハニカム構造体は、複数のセラミックス分体が接着剤層を介して接合されてなることが好ましい。このような構成は、分体ごとにその特性を変化させることができ、ハニカム構造体全体に所望の性能を付与できる。ハニカム構造体が複数部の分体よりなるときに、それぞれの分体の材質や気孔率などの特性は同じであっても異なっていてもいずれでもよい。
【００１８】
セラミックス分体を接合する接合材についても、従来公知の接合材を用いることができる。この接合材としては、例えば、ＳｉＣ系接合材を用いることができる。セラミックス分体を接合材で接合したときにセラミックス分体の間に形成される接合材層は、０．５〜５．０ｍｍの厚さで形成することが好ましい。
【００１９】
ここで、本発明のハニカム構造体が複数部の分体が接合されてなるときに、ハニカム構造体の隔壁の厚さ方向における接合材層の厚さが非常に小さい場合には、接合材層の影響を無視してもよい。
【００２０】
さらに、ハニカム構造体が複数のセラミックス分体が接着剤層を介して接合されてなるときに、それぞれのセラミックス分体に形成されたセルの大きさ（セル形状）は、同じであっても、異なっていても、いずれでもよい。それぞれのセラミックス分体のセルの大きさ（セル形状）は、同じであることが好ましい。
【００２１】
本発明のハニカム構造体は、周方向の外周面上に、０．５ｍｍ以上の厚さの外周材層を有することが好ましい。外周材層をもつことで、ハニカム構造体をＤＰＦなどに使用したときに生じる形状変化が抑えられる。具体的には、ハニカム構造体をＤＰＦなどの用途に使用したときに、ハニカム構造体は高熱にさらされる。そして、ハニカム構造体は、熱膨張を生じる。外周材層をもつことでこの熱膨張を抑えることができる。外周材層を構成する材質は、従来公知の材質を用いることができる。たとえば、ＳｉＣ、シリカ系化合物、チタン酸アルミニウムなどのアルミナ系化合物などを用いることができる。
【００２２】
また、外周材層は、ハニカム構造体の形状により異なるため、その厚さが一概に決定できるものではないが、たとえば、０．５ｍｍ以上の厚さで形成することが好ましい。さらに好ましくは、０．５〜５．０ｍｍである。
【００２３】
本発明のハニカム構造体は、ＤＰＦに用いることが好ましい。本発明のハニカム構造体は、セルを区画する隔壁を排気ガス（ガス）が通過するウォールフロー型のフィルタ触媒として用いることができ、このようなフィルタ触媒のうち特に、ＤＰＦとして用いることが好ましい。
【００２４】
本発明のハニカム構造体をＤＰＦとして用いるときに、少なくとも隔壁部の細孔表面に、アルミナ等よりなる多孔質酸化物、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒金属の少なくともひとつを担持したことが好ましい。
【００２５】
本発明のハニカム構造体は、その外周形状が特に限定されるものではなく、従来公知の形状とすることができる。好ましくは、断面が一定の柱状であり、たとえば、断面が真円や楕円の略円柱状、断面が方形や多角形の角柱状とすることができ、好ましくは円柱形状である。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【００２７】
本発明の実施例として、ＤＰＦ用ハニカム構造体を製造した。
【００２８】
（実施例１）
本実施例のハニカム構造体１は、多孔質のセラミックスよりなるハニカム体２と、ハニカム体２のセルを封止する封止部３と、ハニカム体２の外周に配置された外周材層４と、からなる、円柱状の外形をなしたハニカム構造体である。本実施例のハニカム構造体１を、図１〜２に示した。図１には本実施例のハニカム構造体１の一方の端部側の端面を、図２には軸方向での断面を示した。なお、一方の端部は、ＤＰＦとして用いたときに、排気ガスの流れ方向の下流側に配置される端部である。
【００２９】
ハニカム体２は、多孔質のＳｉＣセラミックスよりなり、ハニカム体２の軸方向に貫通してのびる多数のセル２０，２１がセル壁２２に区画されるとともに略円柱状の外周形状を有している。多数のセル２０，２１は、それぞれ正方形状の断面形状をなすようにセル壁２２により区画されている。ハニカム体２を構成する多孔質セラミックスは、その細孔分布が均一となっている。
【００３０】
ハニカム体２には、多数のセル２０，２１の軸方向の端部のいずれかに、各セル２０，２１を封止する封止材３０，３１よりなる封止部３が形成されている。封止材３０は、ハニカム構造体１の一方の端部側でセル２０を封止し、封止材３１は他方の端部側でセル２１を封止する。封止材３０，３１は、セル２０，２１内での長さが一定となるようにもうけられている。
【００３１】
封止材３０，３１は、端面が略市松模様をなすようにセル２０，２１を封止している。封止材３０は、断面正方形状のセルの対角線方向に並んだセル２１のうち、二つごとのセルに封止材３０が形成されている。封止材３０，３１は、ハニカム構造体１の端面において、均一に分散した状態で形成されている。
【００３２】
本実施例のハニカム構造体１において、封止材３０が封止したセル２０の数が２５６４セルであり、封止材３１が封止したセル２１の数が２０８４セルであった。つまり、セル２０とセル２１のセル数の差は４８０セルであり、全セル数を１００％としたときに、１０．３％に相当する。
【００３３】
外周材層４は、ハニカム体２の外周面に均一な厚さで形成されたＳｉＣセラミックス層である。
【００３４】
（製造方法）
本実施例のハニカム構造体の製造方法を以下に示す。
【００３５】
まず、平均粒径１２μｍのＳｉＣ粉末７５重量部、平均粒径１０μｍのＳｉ３Ｎ４粉末２０重量部、平均粒径１５μｍのＣ粉末５重量部を秤量し、有機バインダーとしてメチルセルロースを加えたものに水を加えて適度の粘性にしたものに界面活性剤を加えて混合、混練した。得られた粘土を所定の形状の開口部を備えた型を用いて押出成形法で成形し、乾燥した。この成形体は、押出方向である軸方向に垂直な断面の形状が、一定となっている。
【００３６】
乾燥後、成形体の製造に用いた粘土で、成形体のそれぞれの端部で所定のセルを目封止をした後に、２３００℃で焼成して焼成体を得た。ここで、セルの封止は、セルの一方または他方の端部が封止され、成形体の端面でセグメント部において封止されたセルと封止されていないセルが略市松模様をなす状態である。なお、一方の端部でセルを目封止する封止材３０の数が他方の端部でセルを目封止する封止材３１よりも多くなるようにセルが封止される。
【００３７】
その後、円筒研削機を用いて全体の形状を円筒形状に成形した。
【００３８】
その後、平均粒径２０μｍのＳｉＣ粉末５０重量部、平均粒径１μｍの球状シリカ粉末１９重量部、バインダーとして１．２６ｗｔ％のＣＭＣ溶液２５重量部、及び分散剤としてアニオン系分散剤１重量部、結合剤としてコロイダルシリ力５重量部、を十分に混合して外周材スラリーを調製する。研削後の焼成体に調製された外周材スラリーを塗布した後に８５０℃で熱処理して本実施例のハニカム構造体１が製造された。
【００３９】
（実施例２）
本実施例のハニカム構造体は、封止材３０で封止されたセル２０の配置が異なる以外は実施例１と同様なハニカム構造体１である。本実施例のハニカム構造体１の一方の端部の端面を、図３に示した。
【００４０】
封止材３０は、ハニカム構造体の端面において、中心部（軸心部）から径方向外方に向かって、封止材３０が封止したセルの数（存在割合）が減少するように形成されている。より具体的には、中心部近傍は、ほとんどが封止材３０が封止したセル２０が位置している。そして、外周部近傍では、封止材３０が封止したセル２０と封止材３１が封止したセル２１とが同数となっている。また、中心部と外周部の間の径方向の中間部では、封止材３０が封止したセル２０が封止材３１が封止したセル２１よりも多くなるように形成されている。
【００４１】
本実施例のハニカム構造体１において、封止材３０が封止したセル２０の数が２２６０セルであり、封止材３１が封止したセル２１の数が２４３６セルであった。つまり、セル２０とセル２１のセル数の差は１７６セルであり、全セル数を１００％としたときに、３．７％に相当する。
【００４２】
（実施例３）
本実施例は、ハニカム体２が複数のハニカム分体５を接合材で接合してなること以外は、実施例１のハニカム構造体１と同様なハニカム構造体１である。本実施例のハニカム構造体１の端面を図４に示した。
【００４３】
本実施例のハニカム構造体１は、まず、断面の外形が正方形状のハニカム分体５を実施例１のハニカム体の製造方法で製造する。このハニカム分体５は、実施例１の時と同様に、封止材３０，３１がもうけられたセル２０，２１が形成されている。つまり、封止材３０，３１は、端面が略市松模様をなすようにセル２０，２１を封止している。さらに、封止材３０は、断面正方形状のセルの対角線方向に並んだセル２１のうち、二つごとのセルに封止材３０が形成されている。
【００４４】
つづいて、実施例１において外周材スラリーとして用いた接合材スラリーをハニカム分体５の外周に塗布し、別のハニカム分体５をこの面にすりあわせて接合した。この接合を繰り返して、断面が正方形をなすように１６個のハニカム分体５を接合し、８０℃で乾燥した。
【００４５】
そして、この接合体を電動ノコギリを用いて切削して外周形状を成形した。電動ノコギリによる切削は、両端部に封止材が形成されたセルが外周面を形成する略円柱状をなすようになされた。この切削時に、封止材のセルからの剥離がみられなかった。
【００４６】
そして、実施例１の時と同様なスラリーを調製し、成形体の外周面に０．５ｍｍの厚さで塗布し、８０℃で乾燥した後に８５０℃で加熱して接合材およびスラリーを固化させた。これにより、外周面上に外周材層４が形成できた。
【００４７】
以上により、本実施例のハニカム構造体１を製造することができた。
【００４８】
本実施例のハニカム構造体１は、実施例１と同様に、封止材３０，３１が、ハニカム構造体１の端面において、部分的な偏りは存在するが、端面の全面では均一に分散した状態で形成されている。
【００４９】
（実施例４）
本実施例は、ハニカム体が複数のハニカム分体を接合材で接合してなること以外は、実施例２のハニカム構造体と同様なハニカム構造体である。
【００５０】
本実施例のハニカム構造体は、まず、断面の外形が正方形状のハニカム分体５Ａを実施例１の方法で製造する。このハニカム分体５Ａは、実施例１のハニカム体と同様に封止材３０，３１がもうけられたセル２０，２１が形成されている。
【００５１】
また、同様にして、断面の外形が正方形状のハニカム分体であって、封止材３０，３１が同数でもうけられたセル２０，２１が形成されたハニカム分体５Ｂを実施例１のハニカム体を製造するときに用いた方法と同様の方法で製造する。このハニカム分体５Ｂは、端面が市松模様をなすように、封止材３０，３１が配置されている。
【００５２】
つづいて、実施例１において外周材スラリーとして用いた接合材スラリーをハニカム分体５Ａの外周に塗布し、別のハニカム分体５Ａをこの面にすりあわせて接合した。この接合を繰り返して、４個のハニカム分体５Ａが外形が正方形をなす状態に接合された接合体を製造した。つづいて、接合体の外周面に接合材スラリーを塗布し、別のハニカム分体５Ｂをこの面にすりあわせて接合した。この接合を繰り返して、断面が正方形をなすように１６個のハニカム分体を接合し、８０℃で乾燥した。このとき、セル２０，２１の数が異なるハニカム分体５Ａを４個を内周部に、その外周をセル２０，２１の数が同じとなっているハニカム分体５Ｂで覆うように１２個を配置した。
【００５３】
そして、この接合体を電動ノコギリを用いて切削して外周形状を成形した。電動ノコギリによる切削は、両端部に封止材が形成されたセルが外周面を形成する略円柱状をなすようになされた。この切削時に、封止材のセルからの剥離がみられなかった。
【００５４】
そして、実施例１の時と同様なスラリーを調製し、成形体の外周面に０．５ｍｍの厚さで塗布し、８０℃で乾燥した後に８５０℃で加熱して接合材およびスラリーを固化させた。これにより、外周面上に外周材層４が形成できた。
【００５５】
以上により、本実施例のハニカム構造体１を製造することができた。本実施例のハニカム構造体をその端面で図５に示した。なお、本実施例を示した図５においては、封止材３０で封止されたセル２０の配置がわかるように、セル２１の対角線方向で一つおきのセルがセル２０となっている。
【００５６】
本実施例のハニカム構造体１は、複数のハニカム分体５が接合材層６で接合された構成を有している。また、本実施例のハニカム構造体１は、軸心部側には、封止材３０が形成されたセル２０が多く配置されたハニカム分体５Ａが配置され、その外周部には封止材３０と封止材３１とが同数で形成されている。すなわち、軸心部から径方向外方に進むにつれて封止材３０が封止したセルの割合が減少している。
【００５７】
（比較例）
本比較例は、全てのハニカム分体が、封止材３０，３１が同数でもうけられたセル２０，２１が形成された分体であること以外は、実施例３と同様なハニカム構造体である。
【００５８】
本比較例は、セル２０とセル２１とが同数で形成されている。本比較例のハニカム構造体１の端面を図６に示した。
【００５９】
（評価）
実施例３〜４および比較例のハニカム構造体の評価として、ハニカム構造体にスス（ＰＭ）を堆積させた状態で再生試験を行い、ＰＭの燃焼率と燃焼時のハニカム構造体の最高温度を測定した。また、ＰＭの堆積時の圧損も測定した。具体的な試験方法を以下に示す。
【００６０】
まず、試験されるハニカム構造体の重量を測定し、その後、ハニカム構造体にＰＭを堆積させた。ＰＭの堆積は、ディーゼルエンジンの排気系にハニカム構造体を組み付けて行われた。ハニカム構造体の一方の端部側が排気ガスの流れ方向の下流側に位置する状態で組み付けられた。ＰＭの堆積時には、排気系のハニカム構造体１の前後での圧力を測定し、圧損とした。ＰＭの堆積量と圧損の測定結果を図７に示した。なお、ＰＭの堆積量は、ＰＭが堆積した状態のハニカム構造体の重量を測定し、ＰＭが堆積していないハニカム構造体の重量との差から求めた。
【００６１】
そして、ハニカム構造体１を電気炉にセットし、ハニカム構造体のセル内に７００℃に加熱した窒素ガスを流通させて、ハニカム構造体を昇温した。このとき、炉内は、ＰＭに対して不活性な雰囲気となった。
【００６２】
ハニカム構造体の温度が安定したら、窒素ガスから空気に切り替えた。空気は０．４ｍ／ｓで流された。ハニカム構造体が十分に加熱された状態で、ハニカム構造体に流されるガスを窒素ガスから空気に切り替えたことにより、空気中の酸素とＰＭとが反応してハニカム構造体に堆積したＰＭが燃焼し、ハニカム構造体１を再生した。
【００６３】
ハニカム構造体の再生の終了後、重量を測定し、試験の前後の重量からＰＭの燃焼率を算出し、結果を表１に示した。
【００６４】
図７に示したように、実施例３及び４のハニカム構造体は、比較例のハニカム構造体よりも圧損が小さくなっている。すなわち、排気ガスの流れ方向の下流側が閉塞したセル２０の割合が多くなることで、ＤＰＦとして用いたときの圧損を低下することができる。
【００６５】
この圧損の低下は、各実施例のハニカム構造体１では、排気ガスの上流側に位置する他方の端部の端面において、セル２１の開口部の数が多く形成されたことによる。つまり、セル２１の開口部の数が多く形成されたことで、セル２１内に流れ込む排気ガスの流量が多くなる。つまり、各実施例のハニカム構造体１では、より多くの排気ガスが流れ込むことで、排気ガスの流れが阻害されなくなっている。この結果、圧損の上昇が抑えられる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
また、表１に示したように、実施例３及び４のハニカム構造体は、比較例のハニカム構造体と同等以上のＰＭの燃焼率を有している。すなわち、排気ガスの流れ方向の下流側が閉塞したセル２０の割合が多くなっても、従来の（比較例の）ハニカム構造体と同等以上のＰＭの燃焼率を得られることができる。
【００６８】
上記したように、各実施例のハニカム構造体１は、従来の（比較例の）ハニカム構造体と同等以上のＰＭの燃焼率を保持しながら、圧損の上昇が抑えられたものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１のハニカム構造体の端面を示した図である。
【図２】実施例１のハニカム構造体の断面を示した図である。
【図３】実施例２のハニカム構造体の断面を示した図である。
【図４】実施例３のハニカム構造体の端面を示した図である。
【図５】実施例４のハニカム構造体の断面を示した図である。
【図６】比較例のハニカム構造体の端面を示した図である。
【図７】実施例および比較例のハニカム構造体の圧損の測定結果である。
【図８】従来のハニカム構造体の端面を示した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：ハニカム構造体
２：ハニカム体
３：封止部
４：外周材層
５：ハニカム分体
６：接合材層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、
多数の該セルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、
残余の該セルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、
を有するハニカム構造体であって、
該一端封止部がもうけられたセルが、該他端封止部がもうけられたセルよりも多く形成され、該一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置することを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム構造体は、軸心部から径方向外方にかけて、前記一端封止部がもうけられたセルの割合が減少した状態で該一端封止部がもうけられたセルが配置されている請求項１記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記一端封止部がもうけられたセル数と前記他端封止部のもうけられたセル数の差は、前記ハニカム構造体の前記セル数の５０％以下である請求項１〜２のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記セラミックスは、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、コーディエライト、ムライトより選ばれる一種を主成分とする請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１】
多孔質のセラミックスよりなり軸方向に貫通する多数のセルを区画する隔壁部と、
多数の該セルのうち所定のセルの一方の端部を封止する封止材よりなる一端封止部と、
残余の該セルの他方の端部を封止する封止材よりなる他端封止部と、
を有するハニカム構造体であって、
該一端封止部がもうけられたセルが、該他端封止部がもうけられたセルよりも多く形成され、該一方の端部が排気ガスの流れ方向での下流側に位置することを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム構造体は、軸心部から径方向外方にかけて、前記一端封止部がもうけられたセルの割合が減少した状態で該一端封止部がもうけられたセルが配置されている請求項１記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記一端封止部がもうけられたセル数と前記他端封止部のもうけられたセル数の差は、前記ハニカム構造体の前記セル数の５０％以下である請求項１〜２のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記セラミックスは、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、コーディエライト、ムライトより選ばれる一種を主成分とする請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【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】
【公開番号】特開２００９−２３６０２８（Ｐ２００９−２３６０２８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８３８６８（Ｐ２００８−８３８６８）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００２２０７６７）東京窯業株式会社 (211)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００２２０７６７）東京窯業株式会社 (211)
【Ｆターム（参考）】
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