ハニカム構造体
【課題】 セルを封止するための封止材ペーストの充填が容易であり、欠け等が発生しにくく、かつ、開口率の高いハニカム構造体を提供すること。
【解決手段】 多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、上記セルは、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、上記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、上記外周セルは、上記長手方向に垂直な断面の形状が上記基本セルと異なる変形セルを含み、上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とするハニカム構造体。
【解決手段】 多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、上記セルは、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、上記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、上記外周セルは、上記長手方向に垂直な断面の形状が上記基本セルと異なる変形セルを含み、上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とするハニカム構造体。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両又は建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）及びその他の有害成分が環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。そこで、排ガス中のＰＭを捕集して排ガスを浄化するハニカムフィルタとして、多孔質セラミックからなるハニカム構造体が種々提案されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体として、従来、多数のセルを有するハニカム焼成体が複数個結束されたセラミックブロックからなるハニカム構造体が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の従来のハニカム構造体を製造する際に用いられるハニカム焼成体のうち、ハニカム構造体の最外周部に位置するハニカム焼成体の例を、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に模式的に示す。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すハニカム焼成体１１１０及びハニカム焼成体１１２０では、セラミックブロックの外周面を構成する曲面に最も近いセル１１１１及びセル１１２１のその長手方向に垂直な断面形状（以下、単に断面形状ともいう）は、それらのセルより内側に位置するセルの断面形状と異なり、略三角形又は略台形となっており、セル１１１１及びセル１１２１の一辺が上記曲面に沿って形成されている。
【０００４】
また、特許文献１には、ハニカム焼成体のセルにおいて、ハニカム焼成体の焼成体外周壁のうち、セラミックブロックの外周を構成する焼成体外周壁近傍にセルを形成せず、封止材ペーストの充填を容易にしたハニカム構造体も提案されている。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に、セラミックブロックの外周を構成する焼成体外周壁（以下、ブロック外周壁ともいう）近傍にセルが形成されていない従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の例をそれぞれ示す。ハニカム焼成体１１３０及びハニカム焼成体１１４０の形状は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示したハニカム焼成体１１１０及びハニカム焼成体１１２０の形状とそれぞれ同一である。また、ハニカム焼成体１１３０のセル１１３１、及び、ハニカム焼成体１１４０のセル１１４１の断面形状は全て略正方形状であり、セラミックブロックの外周を構成するブロック外周壁１１３４又は１１４４の近傍にはセルが形成されていない。
【０００５】
また、ハニカム焼成体のセルにおいて、ハニカム焼成体の焼成体外周壁のうち、セラミックブロックの外周を構成するブロック外周壁と接しているセル（以下、最外周部に位置するセルともいう）の断面形状と最外周部以外に位置するセルの断面形状とを同一とし、封止材ペーストの充填を容易にしたハニカム構造体が提案されている（特許文献２）。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に、最外周部に位置するセルの断面形状と最外周部以外に位置するセルの断面形状とを同一とした従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の例をそれぞれ示す。ハニカム焼成体１１５０のセル１１５１、及び、ハニカム焼成体１１６０のセル１１６１の断面形状は全て略正方形状であり、セル１１５１又はセル１１６１が等間隔に並ぶようにセル１１５１又はセル１１６１の位置が設計されている。そして、最外周部に位置するセルの断面形状と最外周部以外に位置するセルの断面形状とを同一にするために、ハニカム焼成体１１５０の焼成体外周壁１１５４、又は、ハニカム焼成体１１６０の焼成体外周壁１１６４には、最外周部に位置するセル１１５１又はセル１１６１の位置に対応した段差が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５４７１８号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１２６３３５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体１１１０のセル１１１１、及び、ハニカム焼成体１１２０のセル１１２１を封止する際には、セルの開口面積が小さいことから、封止材ペーストを充填しにくかったり、封止材の漏れ、及び／又は、はみ出しが生じやすかったりし、これによりセルの封止が不充分となることがある。
【０００８】
そして、セルの封止が不充分であるハニカム焼成体を用いて製造したハニカム構造体を排ガス浄化フィルタとして使用すると、ハニカム構造体に流入した排ガスがセル壁を通過せずに同一のセルから流出してしまい、フィルタとしての機能を果たさないという問題がある。
【０００９】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すハニカム焼成体からなる従来のハニカム構造体によると、従来では開口面積が小さくなって封止材ペーストの充填が困難であったセルが存在しない。そのため、封止材ペーストの充填が容易となり、ハニカム構造体の製造効率が向上する。
【００１０】
しかしながら、このような従来のハニカム構造体では、ハニカム構造体全体の開口率が低くなるため、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示した従来のハニカム構造体と比較してＰＭを充分に捕集することができないという問題がある。
【００１１】
図１２（ａ）、（ｂ）に記載のハニカム焼成体からなる従来のハニカム構造体によると、従来では開口面積が小さくなって封止材ペーストの充填が困難であった最外周部のセルも、最外周部のセル以外のセルの開口面積と同じ開口面積を有する。そのため、封止材ペーストの充填が容易となり、ハニカム構造体の製造効率が向上するが、ハニカム構造体の開口率が低くなるため、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示した従来のハニカム構造体と比較して、ＰＭを充分に捕集することができないという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載の従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体においては、ハニカム焼成体の外周壁に段差が設けられている。すなわち、このようなハニカム焼成体の外周壁には、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、凸部１１５５及び凹部１１５６からなる段差、又は、凸部１１６５及び凹部１１６６からなる段差が設けられている。
このような形状を有するハニカム焼成体についても、湿潤混合物を押出成形することによりハニカム成形体を作製することとなるが、押出成形後の乾燥工程、焼成工程、ハニカム構造体の組立工程等の際に、治具等の接触によりハニカム成形体の外周壁に存在する凸角部が欠けたり、ハニカム成形体及びハニカム焼成体の膨張及び収縮等により、凹角部にクラックが入ったりする等の成形不良が発生する。これにより、ハニカム構造体の製造効率の低下を招く。
【００１３】
さらに、このようなハニカム焼成体を用いてハニカム構造体を製造した場合、製造したハニカム構造体の外周部には、凸部及び凹部が依然として存在する。そのため、このハニカム構造体をハニカムフィルタとして使用する際に、高温に晒された際のハニカム焼成体の膨張及び収縮等により、ハニカム構造体の外周部に欠け及び／又はクラック等の不良が発生し易いという問題もある。
【００１４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、セルを封止するための封止材ペーストの充填が容易であり、欠け等が発生しにくく、かつ、開口率の高いハニカム構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、
上記セルは、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、上記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
上記外周セルは、上記長手方向に垂直な断面の形状が上記基本セルと異なる変形セルを含み、
上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載のハニカム構造体では、外周セルは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セルと異なる変形セルを含み、変形セルは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。
従来であれば、外方ハニカム焼成体の外周セルには、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能な開口面積が小さい変形小セルが含まれており、このため封止材ペーストを充填しにくかったり、封止材の漏れやはみ出しが生じやすかったりし、これによりセルの封止が不充分となることがある。
しかしながら、請求項１に記載のハニカム構造体では、変形セルは、全て直径０．９０ｍｍの円が挿入可能な開口面積が比較的大きい変形セルであり、その他は、基本セルより構成されているので、封止材ペーストを充填し易く、封止材の漏れやはみ出しが発生しにくく、良好に変形セルを封止することができる。従って、ＰＭの捕集等のハニカムフィルタとして機能を果たさない不良セルが発生しにくく、本発明のハニカム構造体は、ハニカムフィルタとして使用するハニカム構造体に要求されているＰＭの捕集等の機能を良好に果たすことができる。
【００１７】
また、請求項１に記載のハニカム構造体では、上記変形セルが全て充填されることはなく、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルは、フィルタを構成するセルとして機能するので、ハニカム構造体全体の開口率を高く保つことができ、ＰＭを充分に捕集することができる。
【００１８】
さらに、請求項１に記載のハニカム構造体では、セラミックブロックの外周に変形セルが存在するので、外周セルが全て基本セルからなる場合と比較してセラミックブロックの外周の形状における突部がなだらかな形状となり、高温に晒された際等の応力集中が発生しにくく、凸角部に欠けが発生しにくくなる。
【００１９】
上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径１．５７ｍｍの円が挿入不可能なセルであることが望ましい。１．５７ｍｍの円が挿入可能な大きな断面積を有する変形セルの場合には、セルの断面が大きすぎるため、機械的な強度が不充分となる。
【００２０】
本明細書において、ハニカム焼成体のセル壁とは、２つのセルの間に存在し、２つのセルを隔てている部分をいう。また、本明細書において、ハニカム焼成体の外周壁とは、ハニカム焼成体の周囲に存在し、ハニカム焼成体の外周を構成している壁の部分をいう。
【００２１】
本明細書において、基本セルとは、ハニカム焼成体を構成するセルを長手方向に垂直な断面で観察した際、１種類の形状（同一形状）のセル、又は、複数個の異なる形状の組み合わせからなるセルが、上下左右に一定の繰り返しで形成されている最小単位のセルをいう。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１２０では、外方ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面において、略正方形の図形が繰り返されている。この場合、略正方形のセルを基本セルという。また、例えば、図７（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体３１０では、セル断面積の異なる２種類のセルが繰り返されている。この場合、セル断面積の異なる２種類のセルの両方を合わせて基本セルという。ただし、便宜的に上記セル断面積の異なる２種類のセルのうち、一方のセルを基本セルという場合もある。
また、本明細書において、基本形成パターンとは、上記基本セルの形状をいう。
【００２２】
本明細書において、変形セルとは、外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルの１種であって、上記外方ハニカム焼成体を構成するセルを長手方向に垂直な断面で観察した際、上記基本セルの形状と比べて部分的に欠けた形状となっており、基本セルのセル断面積より小さいセル断面積を有するセルをいう。基本セルが１種類の形状のセルである場合には、上記基本セルよりも小さい断面積を有するセルを変形セルという。また、基本セルがセル断面積の異なる２種類以上のセルを組み合わせたパターンの繰り返しとなっている外方ハニカム焼成体においては、例えば、相対的にセル断面積の大きい形状のセルよりも小さいセル断面積を有するセル、又は、相対的にセル断面積の小さい形状のセルより小さい断面積を有するセルを変形セルという。変形セルは、不完全セルともいう。
【００２３】
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルである。
【００２４】
請求項２に記載のハニカム構造体では、変形セルは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルであり、開口面積がより大きくなるので、より良好に変形セルを封止することができ、ハニカムフィルタとして使用するハニカム構造体に要求されているＰＭの捕集等の機能をより良好に果たすことができる。
また、請求項２に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体全体の開口率をより高く保つことができ、ＰＭを充分に捕集することができる。
さらに、請求項２に記載のハニカム構造体では、セラミックブロックの外周の形状における突部がなだらかな形状となり、高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、凸角部に欠けが発生しにくくなる。
【００２５】
請求項３に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周を構成する外周壁は、上記ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面形状が、その内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能な変形小セルの内部をセル壁と同じ材料で完全に充填した外周壁を含む。
請求項３に記載のハニカム構造体では、ハニカム成形体を作製する際に、上記変形小セルの内部を完全に充填しているので、封止材ペーストを充填する必要がなく、変形小セルの充填不良が発生することを防止することができる。
【００２６】
請求項４に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックは、接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されてなる。
このように、セラミックブロックが接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されてなる場合であっても、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能な変形セルを有するので、請求項１に記載の発明の場合と同様の効果を奏する。
【００２７】
請求項５に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックは、異なる形状を有する上記ハニカム焼成体が組み合わされるとともに、上記セラミックブロックの外周を構成する外周壁を有する外方ハニカム焼成体と上記外方ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とから構成されており、外方ハニカム焼成体が上記した変形セルを含むので、請求項１に記載の発明の場合と同様の効果を奏する。
【００２８】
請求項６に記載のハニカム構造体では、変形セルが形成されていることに加え、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の上記長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられた外周壁となっており、上記凸部及び／又は上記凹部は、上記凸部及び／又は上記凹部に面取りが施された形状の曲線により構成されている。
請求項６に記載のハニカム構造体では、高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、発生する応力を緩和することができ、上記凸部及び／又は上記凹部に欠け及び／又はクラックが発生するのを、効果的に防止することができる。
【００２９】
本明細書において、外方ハニカム焼成体の外周壁に設けられている凸部に面取りが施されているとは、凸部の断面形状が、外周壁の角部が削られた形状になっていることをいう。
一方、外方ハニカム焼成体の外周壁に設けられている凹部に面取りが施されているとは、凹部の断面形状が、外周壁の角部が擬似的に面取りを施された形状と同じ形状になるように、外周壁の角部が充填されたような形状になっていることをいう。例えば、外方ハニカム焼成体の外周壁が擬似的にＲ面取り又はＣ面取りを施された形状と同じ形状になっていれば、凹部にＲ面取り又はＣ面取りが施されているという。
【００３０】
請求項７に記載のハニカム構造体では、上記凸部及び／又は上記凹部は、上記凸部及び／又は上記凹部にＲ面取りが施された形状となっており、上記Ｒ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
請求項７に記載のハニカム構造体では、高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、発生する応力をより効果的に緩和することができ、クラック等の発生をより効果的に防止することができる。Ｒ面取りの曲率半径が０．３ｍｍ未満であると、熱等により発生する応力をより効果的に緩和することが難しくなり、一方、Ｒ面取りの曲率半径が２．５ｍｍを超えると、Ｒ面取りの処理が難しくなる。
【００３１】
請求項８に記載のハニカム構造体では、上記変形セルを除いた上記外周セルの上記長手方向に垂直な断面の形状、及び、上記基本セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は、略四角形である。
【００３２】
請求項９に記載のハニカム構造体では、上記変形セルを除いた上記外周セル、及び、上記基本セルは、大容量セルと、小容量セルとからなり、
上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積は、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい。
請求項９に記載のハニカム構造体では、このハニカム構造体を排ガス浄化用フィルタとして用いた際に、大量のＰＭを捕集することができる。
【００３３】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であり、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である。
【００３４】
請求項１１に記載のハニカム構造体では、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略八角形であり、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である。
請求項１１に記載のハニカム構造体では、大容量セルの断面形状が略八角形であり、小容量セルの断面形状が略四角形であるので、大容量セルと小容量セルとを対称性よく配置し易く、そのため、セル壁の歪等が発生しにくく、機械的強度に優れたハニカム構造体となる。
【００３５】
請求項１２に記載のハニカム構造体では、上記大容量セル及び上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面においては、セルの各辺の長手方向に垂直な断面の形状が曲線により構成されている。従って、セル壁は応力集中が起こりにくく、セル壁にクラック等がより発生しにくい。
【００３６】
請求項１３に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、ハニカム焼成体の内部に位置するセル壁の厚さよりも厚い。
また、請求項１４に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの１．３〜３．０倍である。
請求項１３、１４に記載のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の外周壁の厚さが内部のセル壁よりも厚いため、外側からの圧縮力等が発生した際にハニカム焼成体の外周壁が破壊されにくく、機械的特性に優れたハニカム構造体となる。外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さが、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの１．３倍未満であると、ハニカム焼成体の外周壁の機械的強度の改善が望めず、一方、外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さが、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの３．０倍を超えると、外周壁の厚さが厚くなりすぎ、ハニカム構造体の開口率が低下する。
【００３７】
請求項１５に記載のハニカム構造体では、上記外方ハニカム焼成体の断面は、上記長手方向に垂直な断面の形状が３つの直線と上記セラミックブロックの外周の一部を構成する外周壁に囲まれた形状からなる略扇形であり、上記内方ハニカム焼成体の断面は、上記長手方向に垂直な断面の形状が略四角形からなる略四角形ユニットである。
請求項１５に記載のハニカム構造体では、上記断面略扇形ユニットと上記断面略四角形ユニットとを組み合わせることにより、少ない数のハニカム焼成体で効率よくハニカム構造体を構成することができる。そのため、ハニカム構造体の製造が容易となり、製造コスト低減につながる。
【００３８】
請求項１６に記載のハニカム構造体では、上記セルのそれぞれ一方の端部は、交互に封止されている。そのため、上記ハニカム構造体は、フィルタとして機能する。
請求項１７に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周面には、コート層が形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における内方ハニカム焼成体を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における外方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、図１に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図６（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図７（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第四実施形態のハニカム構造体を模式的に示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るハニカム構造体の断面図である。
【図１０】図１０は、実施例１〜４及び比較例１〜４における挿入可能な円の直径と封止不良率を図示するグラフである。
【図１１】図１１（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１１（ｂ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の他の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１２（ｂ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の他の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の他の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、
上記セルは、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、上記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
上記外周セルは、上記長手方向に垂直な断面の形状が上記基本セルと異なる変形セルを含み、
上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とする。
【００４１】
上記セラミックブロックは、接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されていることが望ましく、また、上記セラミックブロックは、異なる形状を有する上記ハニカム焼成体が組み合わされるとともに、上記セラミックブロックの外周を構成する外周壁を有する外方ハニカム焼成体と上記外方ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とから構成されていることが望ましい。
以下、上記ハニカム構造体の具体的な実施形態を説明していく。
【００４２】
（第一実施形態）
本発明のハニカム構造体の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
本明細書において、単に、ハニカム構造体の断面、ハニカム焼成体の断面、又は、ハニカム成形体の断面と表記した場合、それぞれ、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面、又は、ハニカム成形体の長手方向に垂直な断面を指す。
また、本明細書において、単に、ハニカム焼成体の断面積と表記した場合、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の断面積を指す。
【００４３】
図１は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。図２（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。図４は、図１に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【００４４】
図１、図４に示すハニカム構造体１００では、図３（ａ）、（ｂ）に示すような形状の８個の外方ハニカム焼成体１２０と、その内側に配置された図２（ａ）、（ｂ）に示すような形状の４個の内方ハニカム焼成体１１０とが接着材層１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）を介して結束されてセラミックブロック１０３を構成し、さらに、このセラミックブロック１０３の外周にコート層１０２が形成されている。
内方ハニカム焼成体１１０の断面の形状は略正方形である。
外方ハニカム焼成体１２０の断面は、図４に示すように、３つの線分１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃと１つの略円弧１２０ｄとで囲まれる形状をなす略扇形であり、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分１２０ｂと線分１２０ｃとが成す角、及び、線分１２０ａと線分１２０ｂとが成す角）がそれぞれ９０°と１３５°である。なお、略円弧の形状については、後述する。
【００４５】
また、ハニカム構造体１００は、その断面において、外周部の接着材層１０１Ｃ、１０１Ｄのうち、中央部の角部からハニカム構造体１００の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層１０１Ｃと、中央部の角部以外からハニカム構造体１００の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層１０１Ｄとが４５°の角をなしている。
【００４６】
図２（ａ）、（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０には、多数のセル１１１がセル壁１１３を隔てて長手方向（図２（ａ）中、矢印ａの方向）に並設されており、セル１１１のいずれかの端部が封止材１１２で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル１１１に流入した排ガスＧ（図２（ｂ）中、矢印参照）は、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１１１から流出するようになっている。従って、セル壁１１３がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００４７】
図３（ａ）、（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１２０もまた、内方ハニカム焼成体１１０と同様、多数のセル１２１がセル壁１２３を隔てて長手方向に並設されており、セル１２１のいずれかの端部が封止材１２２で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル１２１に流入した排ガスは、必ずセル１２１を隔てるセル壁１２３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１２１から流出するようになっている。
即ち、外方ハニカム焼成体１２０は、外観形状が内方ハニカム焼成体１１０と異なるものの、その機能は内方ハニカム焼成体１１０と同一である。
【００４８】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体１２０は、セラミックブロック１０３の外周を構成する外周壁１２８を有し、外方ハニカム焼成体１２０のセル１２１、１２４（１２４ａ、１２４ｂ）は、セラミックブロック１０３の外周を構成する外周壁１２８に接する外周セル１２４ａ、１２４ｂと、外周セル１２４ａ、１２４ｂより内側に位置する基本セル１２１とからなる。外方ハニカム焼成体１２０の外周セル１２４ａ、１２４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル１２１と同じ基本セル１２４ｂのほかに基本セル１２４ｂと形状の異なる変形セル１２４ａを含み、変形セル１２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁１２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
【００４９】
なお、長手方向に垂直な断面の大きさが基本セルである内側セルの略四角形（略正方形）よりも小さいセルを変形セルという。また、セルの断面形状は、直角部があってもよいし、直角部に相当する箇所が、円弧（セルが擬似的にＲ面取りされた形状）、又は、Ｃ面取りされた形状（セルが擬似的にＣ面取りされた形状）であってもよい。
【００５０】
直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁の一部となっていてもよい。また、その部分が削除され、セルの長手方向に垂直なセラミックブロックの断面が凹部形状となっていてもよい。さらに、上記した両方の態様となっていてもよい。セルの長手方向に垂直なセラミックブロックの断面が凹部形状となっている場合、単に断面凹部ともいうこととする。
【００５１】
なお、直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルとは、実際のセルに、直径０．９０ｍｍの治具（例えば、金属性の棒、セラミック製の棒）を実際に差し込んだ場合、セルに差し込むことができるか、セルに差し込んだ場合に破損（クラック、割れ等）が発生しないかを確認して、挿入可否の判断を行ってもよく、設計図面中のセルの寸法値と挿入可能な円の寸法値との対比からセルへの挿入の可否の判断を行ってもよい。これらのなかでは、判断のし易さ、作業の容易性から設計図面から判断することが望ましい。
【００５２】
直径０．９０ｍｍの円の挿入が不可能な開口面積が小さい変形小セルが含まれていると、封止材ペーストを充填しにくかったり、封止材の漏れやはみ出しが生じやすかったりし、これによりセルの封止が不充分となることがある。
しかしながら、本実施形態に係るハニカム構造体１００では、変形セル１２４ａは、全て直径０．９０ｍｍの円が挿入可能な開口面積が比較的大きい変形セルであり、その他は、基本セル１２１、１２４ｂより構成されているので、封止材ペーストを充填し易く、封止材の漏れやはみ出しが発生しにくく、良好に変形セルを封止することができる。
【００５３】
また、外周壁１２８の長手方向に垂直な断面形状は、略円弧状と記載したが、具体的には、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面において、凸部１２８ａと凹部１２８ｂとからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部１２８ａ及び凹部１２８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍが好ましい。
【００５４】
ハニカム構造体１００を構成するハニカム焼成体１１０、１２０は、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【００５５】
次に、本実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。なお、セラミック粉末として、炭化ケイ素を用いる場合について説明することとする。
（１）セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
具体的には、まず、セラミック粉末として平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と、有機バインダと液状の可塑剤と潤滑剤と水とを湿式混合機を用いて混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入する。上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
【００５６】
ここで、断面が略正方形のハニカム成形体や、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状のハニカム成形体を作製するためには、それぞれの形状に応じた押出成形用金型を使用する。
【００５７】
（２）次に、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させた後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封じする封止工程を行う。この際、変形セルも、内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであるので、良好に封止作業を行うことができる。
なお、切断工程、乾燥工程、封止工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【００５８】
（３）次に、ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱する脱脂工程を行い、焼成炉に搬送し、焼成工程を行ってハニカム焼成体を作製する。
なお、脱脂工程及び焼成工程の条件としては、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
以上の工程によって、内方ハニカム焼成体と外方ハニカム焼成体とを製造することができる。
【００５９】
（４）次に、各セルの所定の端部が封止された内方ハニカム焼成体及び外方ハニカム焼成体のそれぞれの所定の側面に、接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成し、この接着材ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返して所定数のハニカム焼成体が結束されたセラミックブロックを作製する結束工程を行う。
ここで接着材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストはさらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００６０】
（５）次に、略円柱状としたセラミックブロックの外周に、コート材ペーストを塗布し、乾燥、固化してコート層を形成するコート層形成工程を行う。
ここでコート材ペーストとしては、上記接着材ペーストと同様のペーストを使用する。なお、コート材ペーストとして異なる組成のペーストを使用してもよい。
なお、コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
以上の工程によって、本実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【００６１】
以下、本実施形態に係るハニカム構造体の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態に係るハニカム構造体では、外方ハニカム焼成体の外周セルは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セルと異なる変形セルを含み、変形セルは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。
従って、封止材ペーストを充填し易く、封止材の漏れやはみ出しが発生しにくく、良好に変形セルを封止することができる。
また、本実施形態に係るハニカム構造体では、上記変形セルが全てセル壁と同じ材料で充填されたもの、又は、変性セルの全てが削除されたものではなく、上記変形セルは、フィルタを構成するセルとして機能するので、ハニカム構造体全体の開口率を高く保つことができ、ＰＭを充分に捕集することができる。
【００６２】
（２）本実施形態に係るハニカム構造体では、セラミックブロックの外周に変形セルが存在するので、外周セルが全て基本セルからなる場合と比較してセラミックブロックの外周の形状における突部がなだらかな形状となり、治具等の接触又は高温に晒された際等の応力集中に起因する凸角部への欠けが発生しにくくなる。
【００６３】
（３）本実施形態に係るハニカム焼成体では、各セルのいずれか一方の端部が封止材で封止されている。そのため、本実施形態に係るハニカム構造体は、ディーゼルパティキュレートフィルタとして好適に使用することができる。
（４）本実施形態に係るハニカム構造体では、外周壁の長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられ、上記凸部及び上記凹部の断面形状は、上記凸部及び上記凹部にＲ面取りが施された形状の曲線により構成されているので、治具等の接触又は高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、熱等により発生する応力を緩和することができ、上記凸部や上記凹部に欠け及び／又はクラックが発生するのを、効果的に防止することができる。
【００６４】
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）
（１）平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行った。
本工程では、図２（ａ）、（ｂ）に示した内方ハニカム焼成体１１０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体と、図３（ａ）、（ｂ）に示した外方ハニカム焼成体１２０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体とを作製した。
【００６６】
（２）次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記湿潤混合物と同様の組成のペーストを所定のセルに充填する充填工程を行った後、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００６７】
（３）乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂工程を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行った。
これにより、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、大きさが３４．５ｍｍ×３４．５ｍｍ×１５０ｍｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）、セルの幅が１．４２ｍｍの多孔質炭化ケイ素焼結体からなる内方ハニカム焼成体１１０と、気孔率、平均気孔径、セルの数（セル密度）、セル壁の厚さ及びセルの幅が内方ハニカム焼成体１１０と同一で、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状（線分１２０ａ＝２０．８ｍｍ、線分１２０ｂ＝３５．０ｍｍ、線分１２０ｃ＝３５．７ｍｍ）の外方ハニカム焼成体１２０とを製造した。このとき、変形セル１２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであり、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、予めセルとなる部分が湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように製造する。
【００６８】
（４）内方ハニカム焼成体１１０、及び、外方ハニカム焼成体１２０の所定の側面に接着材ペーストを塗布し、この接着材ペーストを介して内方ハニカム焼成体１１０を４個と、外方ハニカム焼成体１２０を８個とを図１に示した配置になるように接着させ、さらに、１８０℃、２０分で接着材ペーストを固化させることにより、接着材層の厚さが１ｍｍで円柱状のセラミックブロック１０３を作製した。
ここで、接着材ペーストとしては、平均粒径０．６μｍの炭化ケイ素粒子３０．０重量％、シリカゾル２１．４重量％（固形分３０重量％）、カルボキシメチルセルロース８．０重量％、及び、水４０．６重量％からなる接着材ペーストを使用した。
【００６９】
（５）上記（４）の工程で使用した接着材ペーストをコート材ペーストとして用いて、セラミックブロック１０３の外周部にコート材ペースト層を形成した。その後、このコート材ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周にコート層１０２が形成された直径１４３．８ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状のハニカム構造体１００を製造した。
【００７０】
（実施例２）
外方ハニカム焼成体１２０を製造する際、変形セル１２４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．９５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てのセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体１２０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００７１】
（比較例１）
外方ハニカム焼成体１２０を製造する際、変形セル１２４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体１２０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００７２】
（比較例２）
外方ハニカム焼成体１２０を製造する際、変形セル１２４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８０ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てのセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体１２０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００７３】
（封止不良の評価）
実施例及び比較例で作製した外方ハニカム焼成体を５０個用いて光漏れ検査を行った。該光漏れ検査は、光漏れ検査機を用い、セル開口から光を当て、封止側から光が漏れているか否かを確認する。１つの外方ハニカム焼成体のセルのうち、１つでも光漏れがあった場合には、不良とし、封止不良率を算出した。その結果を表１及び図１０に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
表１の結果より明らかなように、実施例２では、封止不良のセルの割合が０％であったのに対し、実施例１では、２％と、わずかに封止不良のものが存在したが、許容できる不良割合であった。
一方、比較例１、２では、封止不良のものが、それぞれ８％、１６％と大きく増加した。
【００７６】
（第二実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体の別の一実施形態である第二実施形態について図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の断面図である。図６（ａ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体２２０の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図６（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体２３０の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【００７７】
本実施形態に係るハニカム構造体２００では、図５に示すように、８個の外方ハニカム焼成体２２０及び８個の外方ハニカム焼成体２３０と、その内側に配置された９個の内方ハニカム焼成体２１０とが複数個ずつ接着材層２０１Ａ〜２０１Ｄを介して結束されてセラミックブロック２０３を構成し、さらに、このセラミックブロック２０３の外周にコート層２０２が形成されている。
内方ハニカム焼成体２１０の断面の形状は略正方形である。
外方ハニカム焼成体２２０の断面は、３つの線分２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃと１つの略円弧２２０ｄとで囲まれた形状をなしており、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分２２０ａと線分２２０ｂとが成す角、及び、線分２２０ｂと線分２２０ｃとが成す角）がともに９０°である。
外方ハニカム焼成体２３０の断面は、３つの線分２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃと１つの略円弧２３０ｄとで囲まれた略扇形ユニットであり、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分２３０ｂと線分２３０ｃとが成す角、及び、線分２３０ａと線分２３０ｂとが成す角）がそれぞれ９０°と１３５°である。
また、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０は、多孔質炭化ケイ素焼結体又は多孔質ケイ素含有炭化珪素からなるものであることが望ましい。
【００７８】
図６（ａ）に示すように、８個の外方ハニカム焼成体２２０は、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２２８を有し、外方ハニカム焼成体２２０のセル２２１、２２４（２２４ａ、２２４ｂ）は、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２２８に接する外周セル２２４ａ、２２４ｂと、外周セル２２４ａ、２２４ｂより内側に位置する基本セル２２１とからなる。外方ハニカム焼成体２２０の外周セル２２４ａ、２２４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル２２１と同じ基本セル２２４ｂのほかに基本セル２２４ｂと形状の異なる変形セル２２４ａを含み、変形セル２２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分が完全にセル壁と同じ材料で充填され、ハニカム焼成体の外周壁２２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。この外方ハニカム焼成体２２０の内側に配置されているのが、内方ハニカム焼成体２１０である。なお、２２２は、封止材である。
【００７９】
図６（ｂ）に示す８個の外方ハニカム焼成体２３０も、外方ハニカム焼成体２２０と同様、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２３８を有し、外方ハニカム焼成体２３０のセル２３１、２３４（２３４ａ、２３４ｂ）は、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２３８に接する外周セル２３４ａ、２３４ｂと、外周セル２３４ａ、２３４ｂより内側に位置する基本セル２３１とからなる。外方ハニカム焼成体２３０の外周セル２３４ａ、２３４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル２３１と同じ基本セル２３４ｂのほかに基本セル２３４ｂと形状の異なる変形セル２３４ａを含み、変形セル２３４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁２３８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。なお、２３２は、封止材である。
【００８０】
外周壁２２８、２３８の長手方向に垂直な断面形状は、凸部２２８ａ、２３８ａと凹部２２８ｂ、２３８ｂとからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部２２８ａ、２３８ａ及び凹部２２８ｂ、２３８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
このハニカム構造体２００においても、セルのいずれかの端部が封止材で封止されており、セル壁がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００８１】
次に、本実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。
本実施形態におけるハニカム構造体の製造方法は、下記の点で異なる以外は、本発明の第一実施形態におけるハニカム構造体の製造方法と同一である。
即ち、本発明の第一実施形態に係る製造方法の（１）の成形工程で作製するハニカム成形体の形状が、セルのいずれか一方の端部が封止されていない以外は、図５に示した内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０と略同一の形状である点、並びに、本発明の第一実施形態に係る製造方法の（４）の結束工程を行う際に、内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０が、図５に示した場所に位置するように各ハニカム焼成体を結束する点以外は、本発明の第一実施形態におけるハニカム構造体の製造方法と同一の方法を用いることにより、本発明の本実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【００８２】
本実施形態に係るハニカム構造体では、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体と同様の作用効果を享受することができる。
【００８３】
以下、本発明の第二実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００８４】
（実施例３）
（１）実施例１の（１）の成形工程と同様の方法を用いて、図５に示した内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体を作製した。
【００８５】
（２）次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記湿潤混合物と同様の組成のペーストを所定のセルに充填し、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００８６】
（３）乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂工程を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行った。
これにより、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、大きさが３４．５ｍｍ×３４．５ｍｍ×２００ｍｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）、セルの幅が１．４２ｍｍの多孔質炭化ケイ素焼結体からなる内方ハニカム焼成体２１０と、気孔率、平均気孔径、セルの数（セル密度）、セル壁の厚さ及びセルの幅が内方ハニカム焼成体２１０と同一で、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がともに９０°である形状（線分２２０ａ＝４５．６ｍｍ、線分２２０ｂ＝２６．８ｍｍ、線分２２０ｃ＝４１．８ｍｍ）の外方ハニカム焼成体２２０と、気孔率、平均気孔径、セルの数（セル密度）、セル壁の厚さ及びセルの幅が内方ハニカム焼成体２１０と同一で、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状（線分２３０ａ＝２４．９ｍｍ、線分２３０ｂ＝２４．５ｍｍ、線分２３０ｃ＝４１．８ｍｍ）の外方ハニカム焼成体２３０とを製造した。このとき、変形セル２２４ａ、２３４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであり、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、予めセルとなる部分がセル壁と同じ材料で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように製造する。
【００８７】
（４）内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０の所定の側面に接着材ペーストを塗布し、この接着材ペーストを介して内方ハニカム焼成体２１０を９個と、外方ハニカム焼成体２２０を８個と、外方ハニカム焼成体２３０を８個とを図５に示した配置になるように接着させ、さらに、１８０℃、２０分で接着材ペーストを固化させることにより、接着材層の厚さが１ｍｍで円柱状のセラミックブロック２０３を作製した。
ここで、接着材ペーストとしては、実施例１と同様の接着材ペーストを使用した。
【００８８】
（５）上記（４）の工程で使用した接着材ペーストをコート材ペーストとして用いて、セラミックブロック２０３の外周部にコート材ペースト層を形成した。その後、このコート材ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周にコート層２０２が形成された直径２０３．２ｍｍ×長さ２００ｍｍの円柱状のハニカム構造体２００を製造した。
【００８９】
（実施例４）
外方ハニカム焼成体２２０、２３０を製造する際、変形セル２２４ａ、２３４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．９５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体２２０、２３０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例３と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００９０】
（比較例３）
外方ハニカム焼成体２２０、２３０を製造する際、変形セル２２４ａ、２３４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体２２０、２３０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例３と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００９１】
（比較例４）
外方ハニカム焼成体２２０、２３０を製造する際、変形セル２２４ａ、２３４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８０ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体２２０、２３０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例３と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００９２】
（封止不良の評価）
実施例３〜４及び比較例３〜４に係るハニカム構造体についても、実施例１〜２及び比較例１〜２で作製した外方ハニカム焼成体の場合と同様に封止不良が発生しているか否かを確認し、封止不良率を算出した。その結果を表２及び図１０に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】
表２の結果より明らかなように、実施例４では、封止不良のセルの割合が０％であったのに対し、実施例３では、４％と、若干封止不良のものが存在したが、許容できる不良割合であった。
一方、比較例３、４では、封止不良のものが、それぞれ１２％、１８％と大きく増加した。
【００９５】
図１０は、実施例１〜４及び比較例１〜４における挿入可能な円の直径と封止不良率を図示するグラフである。
図１０に示すように、変形セルを、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍ又は０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルとした実施例１〜実施例４の場合には、封止不良率が極めて小さく、問題がない程度の不良率であると考えられるのに対し、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８５ｍｍ又は０．８０ｍｍの円が挿入可能なセルとした比較例１〜比較例４の場合には、封止不良率が充分に低いとは言えず、生産効率が落ちることがわかる。
【００９６】
（第三実施形態）
図７（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図７（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体では、変形セルを除いた外周セル、及び、基本セルは、大容量セルと小容量セルとからなり、大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積は、小容量セルの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きいほかは、図２、３に示した外形形状と同様の形状のハニカム焼成体３１０とハニカム焼成体３２０とからなる。また、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体３１０、３２０の組み合わせ方も図１に示すハニカム構造体と同様である。
【００９７】
すなわち、内方ハニカム焼成体３１０の断面の形状は略正方形であり、外方ハニカム焼成体３２０の断面は、３つの線分３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃと１つの略円弧３２０ｄとで囲まれる形状をなしており、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分３２０ｂと線分３２０ｃとが成す角、及び、線分３２０ａと線分３２０ｂとが成す角）がそれぞれ９０°と１３５°である。
【００９８】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体３２０は、セラミックブロックの外周を構成する外周壁３２８を有し、外方ハニカム焼成体３２０のセル３２１（３２１ａ、３２１ｂ）、３２４（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）は、セラミックブロックの外周を構成する外周壁３２８に接する外周セル３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃと、外周セル３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃより内側に位置する基本セル３２１ａ、３２１ｂとからなる。そして、基本セル３２１は、長手方向に垂直な断面の面積が小容量セル３２１ｂの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい大容量セル３２１ａと、大容量セル３２１ａより断面積の小さい小容量セル３２１ｂとからなる。
【００９９】
また、外方ハニカム焼成体３２０の外周セル３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル３２１ａ、３２１ｂと同じ基本セル３２４ａ、３２４ｂのほかに基本セル３２４ａ、３２４ｂと形状の異なる変形セル３２４ｃを含み、変形セル３２４ｃは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分が完全にセル壁と同じ材料で充填され、ハニカム焼成体の外周壁３２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
この外方ハニカム焼成体３２０の内側に配置されているのが、内方ハニカム焼成体３１０であり、大容量セル３１１ａと小容量セル３１１ｂとからなる。なお、３２２は、封止材である。
【０１００】
外周壁３２８の長手方向に垂直な断面形状は、凸部３２８ａと凹部３２８ｂとからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部３２８ａ及び凹部３２８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体においても、セルのいずれかの端部が封止材で封止されており、セル壁がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体は、本発明の第一実施形態と同様の効果を奏するほか、断面積が全て同じセルを有するハニカム構造体１００と比べて、より大量のＰＭを捕集することができる。
【０１０１】
上記ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体３１０、３２０は、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【０１０２】
（第四実施形態）
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第四実施形態に係るハニカム構造体を模式的に示す図である。図８（ａ）は、本発明の第四実施形態のハニカム構造体４００を模式的に示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体４２０の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体４３０の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【０１０３】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すハニカム構造体４００では、図８（ｂ）に示すような形状の８個の外方ハニカム焼成体４２０及び図８（ｃ）に示すような形状の４個の外方ハニカム焼成体４３０と、その内側に配置された４個の内方ハニカム焼成体４１０とが接着材層４０１（４０１Ａ〜４０１Ｄ）を介して結束されてセラミックブロック４０３を構成し、さらに、このセラミックブロック４０３の外周にコート層４０２が形成されている。
内方ハニカム焼成体４１０の断面の形状は略正方形である。
図８（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体４２０の断面は、３つの線分４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃと１つの略円弧４２０ｄとで囲まれた形状をなしており、線分４２０ａと線分４２０ｂとの角度、及び、線分４２０ｂと線分４２０ｃの角度は、いずれも９０°であった。また、図８（ｃ）に示すように、外方ハニカム焼成体４３０の断面は、２つの線分４３０ａ、４３０ｂと１つの略円弧４３０ｃとで囲まれた形状をなしており、線分４３０ａと線分４３０ｂとの角度は、９０°であった。
【０１０４】
図８（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体４２０は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４２８を有し、外方ハニカム焼成体４２０のセル４２１、４２４（４２４ａ、４２４ｂ）は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４２８に接する外周セル４２４ａ、４２４ｂと、外周セル４２４ａ、４２４ｂより内側に位置する基本セル４２１とからなる。外方ハニカム焼成体４２０の外周セル４２４ａ、４２４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル４２１と同じ基本セル４２４ｂのほかに基本セル４２４ｂと形状の異なる変形セル４２４ａを含み、変形セル４２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁４２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
【０１０５】
また、図８（ｃ）に示すように、外方ハニカム焼成体４３０は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４３８を有し、外方ハニカム焼成体４３０のセル４３１、４３４（４３４ａ、４３４ｂ）は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４３８に接する外周セル４３４ａ、４３４ｂと、外周セル４３４ａ、４３４ｂより内側に位置する基本セル４３１とからなる。外方ハニカム焼成体４３０の外周セル４３４ａ、４３４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル４３１と同じ基本セル４３４ｂのほかに基本セル４３４ｂと形状の異なる変形セル４３４ａを含み、変形セル４３４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁４３８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
【０１０６】
ハニカム焼成体の外周壁４２８、４３８の長手方向に垂直な断面形状は、凸部４２８ａ、４３８ａと凹部４２８ｂ、４３８ｂからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部４２８ａ、４３８ａ及び凹部４２８ｂ、４３８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
このハニカム構造体４００においても、セルのいずれかの端部が封止材で封止されており、セル壁がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【０１０７】
ハニカム構造体４００を構成するハニカム焼成体４１０、４２０、４３０は、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【０１０８】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態に係るハニカム構造体の断面の形状は、略円形に限定されるものでなく、例えば、略楕円形、略長円形、又は、略レーストラック形等であってもよい。
上記本発明の実施形態においては、セラミックブロックの外周面にコート層が形成されているが、コート層は形成されていなくてもよい。
【０１０９】
また、本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、内方ハニカム焼成体の個数は、複数個に限定されず、１個であってもよい。
図９は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体の断面図である。
【０１１０】
図９に示したハニカム構造体７００の構成は、内方ハニカム焼成体の個数が１個である以外は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体１００と同一である。
即ち、図９に示したハニカム構造体７００では、図１に示したハニカム構造体１００の接着材層１０１Ａを介して結束された４個の内方ハニカム焼成体１１０に代えて、１個の内方ハニカム焼成体７１０を備えている。
内方ハニカム焼成体７１０は、内方ハニカム焼成体１１０と比べて、断面積が大きいものの、その機能は同一である。外方ハニカム焼成体７２０は、ハニカム構造体１００を構成するハニカム焼成体１２０と同様である。
【０１１１】
ハニカム焼成体の外周壁の長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部及び凹部の断面の形状は、面取りが施された形状となっていることが望ましい。
面取りの形状は、特に限定されず、Ｒ面取りであっても、Ｃ面取りであってもよいが、Ｒ面取りされた形状であることが望ましく、その曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍであることが望ましい。
【０１１２】
セラミックブロックの外周を構成する外周壁の厚さは、特に限定されるものではないが、内部に位置するハニカム焼成体（セラミックブロック）のセル壁の厚さよりも厚いことが望ましく、内部に位置するハニカム焼成体（セラミックブロック）のセル壁の厚さの１．３〜３．０倍であることがより望ましい。
【０１１３】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、内方ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面積は、９００〜２５００ｍｍ２であることが望ましい。
内方ハニカム焼成体の断面積が上記範囲にあると、ハニカム構造体に再生処理を施した際に、ハニカム焼成体にハニカム焼成体の膨張又は収縮に起因するクラックが発生しにくくなるからである。
【０１１４】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、変形セルを除いた外周セル及び基本セルは、図７に示したように、大容量セルと小容量セルとからなるものであってもよい。この場合、大容量セルと小容量セルとの断面形状は、特に限定されるものではないが、図７に示したように、大容量セルの断面形状が略八角形であり、小容量セルの断面形状が略四角形であってもよく、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であってもよい。また、セルの各辺の断面形状が曲線により構成されていてもよい。
本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、小容量セルの長手方向に垂直な断面に対する大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積比（大容量セル断面積／小容量セル断面積）は、１．０１〜９．００であることが好ましい。
【０１１５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体は、セルの端部が封止されていなくてもよい。このようなハニカム構造体は、触媒担持体として使用することが可能である。
本発明の実施形態に係るセラミックブロックは、ケーキ形状のハニカム焼成体で構成されていてもよい。ケーキ形状のハニカム焼成体の種類は、１つであっても複数種類であってもよく、その個数は特に限定されない。
なお、ケーキ形状とは、円柱を中心軸を通るように、複数に切断した際の１つの柱状体をいい、複数のケーキ形状のハニカム焼成体を組み合わせると円柱状になる。
また、セラミックブロックは、１つのハニカム焼成体より構成されていてもよい。
セラミックブロックが１つのハニカム焼成体で構成される場合には、ハニカム焼成体は、コージェライト又はチタン酸アルミニウムからなるものであることが望ましい。１つのハニカム焼成体から構成されている場合にも、同様の効果が得られると考えられる。
【０１１６】
上記接着材ペースト及びコート材ペーストに含まれる無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【０１１７】
上記接着材ペースト及びコート材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等からなる無機粒子を挙げることができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粒子等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素からなる無機粒子が望ましい。
【０１１８】
上記接着材ペースト及びコート材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【０１１９】
上記ハニカム焼成体の平均気孔径は５〜３０μｍであることが望ましい。ハニカム焼成体からなるハニカム構造体をハニカムフィルタとして使用した場合、ハニカム焼成体の平均気孔径が５μｍ未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすことがあり、一方、平均気孔径が３０μｍを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能することができないことがあるからである。
【０１２０】
なお、上記気孔率及び平均気孔径は、従来公知の方法である水銀圧入法により測定することができる。
【０１２１】
上記ハニカム焼成体の断面におけるセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
また、上記ハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１〜０．４ｍｍであることが望ましい。
【０１２２】
上記ハニカム焼成体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等が挙げられる。
これらのなかで、複数のハニカム焼成体からなるハニカム構造体の場合、ハニカム焼成体の主成分は、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。
【０１２３】
上記湿潤混合物に混合される有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。上記有機バインダの配合量は、通常、上記セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
上記湿潤混合物に混合される可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
上記湿潤混合物に混合される潤滑剤は特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【０１２４】
また、上記湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。
さらに、上記湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【０１２５】
さらに、上記湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１２６】
上記ハニカム構造体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、このなかでは、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１２７】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体の製造方法における結束工程は、接着材ペーストを各ハニカム焼成体の側面に塗布する方法以外に、例えば、作製するセラミックブロック（又はハニカム焼成体の集合体）の形状と略同形状の型枠内に各ハニカム焼成体を仮固定した状態とし、接着材ペーストを各ハニカム焼成体間に注入する方法等によって行ってもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１００、２００、４００、７００ ハニカム構造体
１０１、１０１Ａ〜１０１Ｄ、２０１Ａ〜２０１Ｄ、４０１Ａ〜４０１Ｄ、７０１Ｂ〜７０１Ｄ 接着材層
１０２、２０２、４０２、７０２ コート層
１０３、２０３、４０３、７０３ セラミックブロック
１１０、２１０、３１０、４１０、７１０ 内方ハニカム焼成体
１２０、２２０、２３０、３１０、３２０、４２０、４３０、７２０ 外方ハニカム焼成体
１２８、２２８、２３８、３２８、４２８、４３８ 外周壁
１１１、１２１、１２４ｂ、２２１、２２４ｂ、２３１、２３４ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３２１ａ、３２１ｂ、３２４ａ、３２４ｂ、４２１、４２４ｂ、４３１、４３４ｂ セル
１２４ａ、２２４ａ、２３４ａ、３２４ｃ、４２４ａ、４３４ａ 変形セル
１１２、１２２、２２２、２３２、３１２、３２２、４２２、４３２ 封止材
１１３、１２３、２２３、２３３、３１３、３２３、４２３、４３３ セル壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両又は建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）及びその他の有害成分が環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。そこで、排ガス中のＰＭを捕集して排ガスを浄化するハニカムフィルタとして、多孔質セラミックからなるハニカム構造体が種々提案されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体として、従来、多数のセルを有するハニカム焼成体が複数個結束されたセラミックブロックからなるハニカム構造体が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の従来のハニカム構造体を製造する際に用いられるハニカム焼成体のうち、ハニカム構造体の最外周部に位置するハニカム焼成体の例を、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に模式的に示す。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すハニカム焼成体１１１０及びハニカム焼成体１１２０では、セラミックブロックの外周面を構成する曲面に最も近いセル１１１１及びセル１１２１のその長手方向に垂直な断面形状（以下、単に断面形状ともいう）は、それらのセルより内側に位置するセルの断面形状と異なり、略三角形又は略台形となっており、セル１１１１及びセル１１２１の一辺が上記曲面に沿って形成されている。
【０００４】
また、特許文献１には、ハニカム焼成体のセルにおいて、ハニカム焼成体の焼成体外周壁のうち、セラミックブロックの外周を構成する焼成体外周壁近傍にセルを形成せず、封止材ペーストの充填を容易にしたハニカム構造体も提案されている。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に、セラミックブロックの外周を構成する焼成体外周壁（以下、ブロック外周壁ともいう）近傍にセルが形成されていない従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の例をそれぞれ示す。ハニカム焼成体１１３０及びハニカム焼成体１１４０の形状は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示したハニカム焼成体１１１０及びハニカム焼成体１１２０の形状とそれぞれ同一である。また、ハニカム焼成体１１３０のセル１１３１、及び、ハニカム焼成体１１４０のセル１１４１の断面形状は全て略正方形状であり、セラミックブロックの外周を構成するブロック外周壁１１３４又は１１４４の近傍にはセルが形成されていない。
【０００５】
また、ハニカム焼成体のセルにおいて、ハニカム焼成体の焼成体外周壁のうち、セラミックブロックの外周を構成するブロック外周壁と接しているセル（以下、最外周部に位置するセルともいう）の断面形状と最外周部以外に位置するセルの断面形状とを同一とし、封止材ペーストの充填を容易にしたハニカム構造体が提案されている（特許文献２）。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に、最外周部に位置するセルの断面形状と最外周部以外に位置するセルの断面形状とを同一とした従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の例をそれぞれ示す。ハニカム焼成体１１５０のセル１１５１、及び、ハニカム焼成体１１６０のセル１１６１の断面形状は全て略正方形状であり、セル１１５１又はセル１１６１が等間隔に並ぶようにセル１１５１又はセル１１６１の位置が設計されている。そして、最外周部に位置するセルの断面形状と最外周部以外に位置するセルの断面形状とを同一にするために、ハニカム焼成体１１５０の焼成体外周壁１１５４、又は、ハニカム焼成体１１６０の焼成体外周壁１１６４には、最外周部に位置するセル１１５１又はセル１１６１の位置に対応した段差が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５４７１８号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１２６３３５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体１１１０のセル１１１１、及び、ハニカム焼成体１１２０のセル１１２１を封止する際には、セルの開口面積が小さいことから、封止材ペーストを充填しにくかったり、封止材の漏れ、及び／又は、はみ出しが生じやすかったりし、これによりセルの封止が不充分となることがある。
【０００８】
そして、セルの封止が不充分であるハニカム焼成体を用いて製造したハニカム構造体を排ガス浄化フィルタとして使用すると、ハニカム構造体に流入した排ガスがセル壁を通過せずに同一のセルから流出してしまい、フィルタとしての機能を果たさないという問題がある。
【０００９】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すハニカム焼成体からなる従来のハニカム構造体によると、従来では開口面積が小さくなって封止材ペーストの充填が困難であったセルが存在しない。そのため、封止材ペーストの充填が容易となり、ハニカム構造体の製造効率が向上する。
【００１０】
しかしながら、このような従来のハニカム構造体では、ハニカム構造体全体の開口率が低くなるため、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示した従来のハニカム構造体と比較してＰＭを充分に捕集することができないという問題がある。
【００１１】
図１２（ａ）、（ｂ）に記載のハニカム焼成体からなる従来のハニカム構造体によると、従来では開口面積が小さくなって封止材ペーストの充填が困難であった最外周部のセルも、最外周部のセル以外のセルの開口面積と同じ開口面積を有する。そのため、封止材ペーストの充填が容易となり、ハニカム構造体の製造効率が向上するが、ハニカム構造体の開口率が低くなるため、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示した従来のハニカム構造体と比較して、ＰＭを充分に捕集することができないという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載の従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体においては、ハニカム焼成体の外周壁に段差が設けられている。すなわち、このようなハニカム焼成体の外周壁には、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、凸部１１５５及び凹部１１５６からなる段差、又は、凸部１１６５及び凹部１１６６からなる段差が設けられている。
このような形状を有するハニカム焼成体についても、湿潤混合物を押出成形することによりハニカム成形体を作製することとなるが、押出成形後の乾燥工程、焼成工程、ハニカム構造体の組立工程等の際に、治具等の接触によりハニカム成形体の外周壁に存在する凸角部が欠けたり、ハニカム成形体及びハニカム焼成体の膨張及び収縮等により、凹角部にクラックが入ったりする等の成形不良が発生する。これにより、ハニカム構造体の製造効率の低下を招く。
【００１３】
さらに、このようなハニカム焼成体を用いてハニカム構造体を製造した場合、製造したハニカム構造体の外周部には、凸部及び凹部が依然として存在する。そのため、このハニカム構造体をハニカムフィルタとして使用する際に、高温に晒された際のハニカム焼成体の膨張及び収縮等により、ハニカム構造体の外周部に欠け及び／又はクラック等の不良が発生し易いという問題もある。
【００１４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、セルを封止するための封止材ペーストの充填が容易であり、欠け等が発生しにくく、かつ、開口率の高いハニカム構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、
上記セルは、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、上記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
上記外周セルは、上記長手方向に垂直な断面の形状が上記基本セルと異なる変形セルを含み、
上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載のハニカム構造体では、外周セルは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セルと異なる変形セルを含み、変形セルは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。
従来であれば、外方ハニカム焼成体の外周セルには、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能な開口面積が小さい変形小セルが含まれており、このため封止材ペーストを充填しにくかったり、封止材の漏れやはみ出しが生じやすかったりし、これによりセルの封止が不充分となることがある。
しかしながら、請求項１に記載のハニカム構造体では、変形セルは、全て直径０．９０ｍｍの円が挿入可能な開口面積が比較的大きい変形セルであり、その他は、基本セルより構成されているので、封止材ペーストを充填し易く、封止材の漏れやはみ出しが発生しにくく、良好に変形セルを封止することができる。従って、ＰＭの捕集等のハニカムフィルタとして機能を果たさない不良セルが発生しにくく、本発明のハニカム構造体は、ハニカムフィルタとして使用するハニカム構造体に要求されているＰＭの捕集等の機能を良好に果たすことができる。
【００１７】
また、請求項１に記載のハニカム構造体では、上記変形セルが全て充填されることはなく、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルは、フィルタを構成するセルとして機能するので、ハニカム構造体全体の開口率を高く保つことができ、ＰＭを充分に捕集することができる。
【００１８】
さらに、請求項１に記載のハニカム構造体では、セラミックブロックの外周に変形セルが存在するので、外周セルが全て基本セルからなる場合と比較してセラミックブロックの外周の形状における突部がなだらかな形状となり、高温に晒された際等の応力集中が発生しにくく、凸角部に欠けが発生しにくくなる。
【００１９】
上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径１．５７ｍｍの円が挿入不可能なセルであることが望ましい。１．５７ｍｍの円が挿入可能な大きな断面積を有する変形セルの場合には、セルの断面が大きすぎるため、機械的な強度が不充分となる。
【００２０】
本明細書において、ハニカム焼成体のセル壁とは、２つのセルの間に存在し、２つのセルを隔てている部分をいう。また、本明細書において、ハニカム焼成体の外周壁とは、ハニカム焼成体の周囲に存在し、ハニカム焼成体の外周を構成している壁の部分をいう。
【００２１】
本明細書において、基本セルとは、ハニカム焼成体を構成するセルを長手方向に垂直な断面で観察した際、１種類の形状（同一形状）のセル、又は、複数個の異なる形状の組み合わせからなるセルが、上下左右に一定の繰り返しで形成されている最小単位のセルをいう。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１２０では、外方ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面において、略正方形の図形が繰り返されている。この場合、略正方形のセルを基本セルという。また、例えば、図７（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体３１０では、セル断面積の異なる２種類のセルが繰り返されている。この場合、セル断面積の異なる２種類のセルの両方を合わせて基本セルという。ただし、便宜的に上記セル断面積の異なる２種類のセルのうち、一方のセルを基本セルという場合もある。
また、本明細書において、基本形成パターンとは、上記基本セルの形状をいう。
【００２２】
本明細書において、変形セルとは、外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルの１種であって、上記外方ハニカム焼成体を構成するセルを長手方向に垂直な断面で観察した際、上記基本セルの形状と比べて部分的に欠けた形状となっており、基本セルのセル断面積より小さいセル断面積を有するセルをいう。基本セルが１種類の形状のセルである場合には、上記基本セルよりも小さい断面積を有するセルを変形セルという。また、基本セルがセル断面積の異なる２種類以上のセルを組み合わせたパターンの繰り返しとなっている外方ハニカム焼成体においては、例えば、相対的にセル断面積の大きい形状のセルよりも小さいセル断面積を有するセル、又は、相対的にセル断面積の小さい形状のセルより小さい断面積を有するセルを変形セルという。変形セルは、不完全セルともいう。
【００２３】
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルである。
【００２４】
請求項２に記載のハニカム構造体では、変形セルは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルであり、開口面積がより大きくなるので、より良好に変形セルを封止することができ、ハニカムフィルタとして使用するハニカム構造体に要求されているＰＭの捕集等の機能をより良好に果たすことができる。
また、請求項２に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体全体の開口率をより高く保つことができ、ＰＭを充分に捕集することができる。
さらに、請求項２に記載のハニカム構造体では、セラミックブロックの外周の形状における突部がなだらかな形状となり、高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、凸角部に欠けが発生しにくくなる。
【００２５】
請求項３に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周を構成する外周壁は、上記ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面形状が、その内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能な変形小セルの内部をセル壁と同じ材料で完全に充填した外周壁を含む。
請求項３に記載のハニカム構造体では、ハニカム成形体を作製する際に、上記変形小セルの内部を完全に充填しているので、封止材ペーストを充填する必要がなく、変形小セルの充填不良が発生することを防止することができる。
【００２６】
請求項４に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックは、接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されてなる。
このように、セラミックブロックが接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されてなる場合であっても、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能な変形セルを有するので、請求項１に記載の発明の場合と同様の効果を奏する。
【００２７】
請求項５に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックは、異なる形状を有する上記ハニカム焼成体が組み合わされるとともに、上記セラミックブロックの外周を構成する外周壁を有する外方ハニカム焼成体と上記外方ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とから構成されており、外方ハニカム焼成体が上記した変形セルを含むので、請求項１に記載の発明の場合と同様の効果を奏する。
【００２８】
請求項６に記載のハニカム構造体では、変形セルが形成されていることに加え、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の上記長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられた外周壁となっており、上記凸部及び／又は上記凹部は、上記凸部及び／又は上記凹部に面取りが施された形状の曲線により構成されている。
請求項６に記載のハニカム構造体では、高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、発生する応力を緩和することができ、上記凸部及び／又は上記凹部に欠け及び／又はクラックが発生するのを、効果的に防止することができる。
【００２９】
本明細書において、外方ハニカム焼成体の外周壁に設けられている凸部に面取りが施されているとは、凸部の断面形状が、外周壁の角部が削られた形状になっていることをいう。
一方、外方ハニカム焼成体の外周壁に設けられている凹部に面取りが施されているとは、凹部の断面形状が、外周壁の角部が擬似的に面取りを施された形状と同じ形状になるように、外周壁の角部が充填されたような形状になっていることをいう。例えば、外方ハニカム焼成体の外周壁が擬似的にＲ面取り又はＣ面取りを施された形状と同じ形状になっていれば、凹部にＲ面取り又はＣ面取りが施されているという。
【００３０】
請求項７に記載のハニカム構造体では、上記凸部及び／又は上記凹部は、上記凸部及び／又は上記凹部にＲ面取りが施された形状となっており、上記Ｒ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
請求項７に記載のハニカム構造体では、高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、発生する応力をより効果的に緩和することができ、クラック等の発生をより効果的に防止することができる。Ｒ面取りの曲率半径が０．３ｍｍ未満であると、熱等により発生する応力をより効果的に緩和することが難しくなり、一方、Ｒ面取りの曲率半径が２．５ｍｍを超えると、Ｒ面取りの処理が難しくなる。
【００３１】
請求項８に記載のハニカム構造体では、上記変形セルを除いた上記外周セルの上記長手方向に垂直な断面の形状、及び、上記基本セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は、略四角形である。
【００３２】
請求項９に記載のハニカム構造体では、上記変形セルを除いた上記外周セル、及び、上記基本セルは、大容量セルと、小容量セルとからなり、
上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積は、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい。
請求項９に記載のハニカム構造体では、このハニカム構造体を排ガス浄化用フィルタとして用いた際に、大量のＰＭを捕集することができる。
【００３３】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であり、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である。
【００３４】
請求項１１に記載のハニカム構造体では、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略八角形であり、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である。
請求項１１に記載のハニカム構造体では、大容量セルの断面形状が略八角形であり、小容量セルの断面形状が略四角形であるので、大容量セルと小容量セルとを対称性よく配置し易く、そのため、セル壁の歪等が発生しにくく、機械的強度に優れたハニカム構造体となる。
【００３５】
請求項１２に記載のハニカム構造体では、上記大容量セル及び上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面においては、セルの各辺の長手方向に垂直な断面の形状が曲線により構成されている。従って、セル壁は応力集中が起こりにくく、セル壁にクラック等がより発生しにくい。
【００３６】
請求項１３に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、ハニカム焼成体の内部に位置するセル壁の厚さよりも厚い。
また、請求項１４に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの１．３〜３．０倍である。
請求項１３、１４に記載のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の外周壁の厚さが内部のセル壁よりも厚いため、外側からの圧縮力等が発生した際にハニカム焼成体の外周壁が破壊されにくく、機械的特性に優れたハニカム構造体となる。外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さが、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの１．３倍未満であると、ハニカム焼成体の外周壁の機械的強度の改善が望めず、一方、外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さが、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの３．０倍を超えると、外周壁の厚さが厚くなりすぎ、ハニカム構造体の開口率が低下する。
【００３７】
請求項１５に記載のハニカム構造体では、上記外方ハニカム焼成体の断面は、上記長手方向に垂直な断面の形状が３つの直線と上記セラミックブロックの外周の一部を構成する外周壁に囲まれた形状からなる略扇形であり、上記内方ハニカム焼成体の断面は、上記長手方向に垂直な断面の形状が略四角形からなる略四角形ユニットである。
請求項１５に記載のハニカム構造体では、上記断面略扇形ユニットと上記断面略四角形ユニットとを組み合わせることにより、少ない数のハニカム焼成体で効率よくハニカム構造体を構成することができる。そのため、ハニカム構造体の製造が容易となり、製造コスト低減につながる。
【００３８】
請求項１６に記載のハニカム構造体では、上記セルのそれぞれ一方の端部は、交互に封止されている。そのため、上記ハニカム構造体は、フィルタとして機能する。
請求項１７に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの外周面には、コート層が形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における内方ハニカム焼成体を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における外方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、図１に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図６（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図７（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第四実施形態のハニカム構造体を模式的に示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るハニカム構造体の断面図である。
【図１０】図１０は、実施例１〜４及び比較例１〜４における挿入可能な円の直径と封止不良率を図示するグラフである。
【図１１】図１１（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１１（ｂ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の他の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１２（ｂ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の他の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の他の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、
上記セルは、上記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、上記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
上記外周セルは、上記長手方向に垂直な断面の形状が上記基本セルと異なる変形セルを含み、
上記変形セルは、上記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とする。
【００４１】
上記セラミックブロックは、接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されていることが望ましく、また、上記セラミックブロックは、異なる形状を有する上記ハニカム焼成体が組み合わされるとともに、上記セラミックブロックの外周を構成する外周壁を有する外方ハニカム焼成体と上記外方ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とから構成されていることが望ましい。
以下、上記ハニカム構造体の具体的な実施形態を説明していく。
【００４２】
（第一実施形態）
本発明のハニカム構造体の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
本明細書において、単に、ハニカム構造体の断面、ハニカム焼成体の断面、又は、ハニカム成形体の断面と表記した場合、それぞれ、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面、又は、ハニカム成形体の長手方向に垂直な断面を指す。
また、本明細書において、単に、ハニカム焼成体の断面積と表記した場合、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の断面積を指す。
【００４３】
図１は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。図２（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。図４は、図１に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【００４４】
図１、図４に示すハニカム構造体１００では、図３（ａ）、（ｂ）に示すような形状の８個の外方ハニカム焼成体１２０と、その内側に配置された図２（ａ）、（ｂ）に示すような形状の４個の内方ハニカム焼成体１１０とが接着材層１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）を介して結束されてセラミックブロック１０３を構成し、さらに、このセラミックブロック１０３の外周にコート層１０２が形成されている。
内方ハニカム焼成体１１０の断面の形状は略正方形である。
外方ハニカム焼成体１２０の断面は、図４に示すように、３つの線分１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃと１つの略円弧１２０ｄとで囲まれる形状をなす略扇形であり、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分１２０ｂと線分１２０ｃとが成す角、及び、線分１２０ａと線分１２０ｂとが成す角）がそれぞれ９０°と１３５°である。なお、略円弧の形状については、後述する。
【００４５】
また、ハニカム構造体１００は、その断面において、外周部の接着材層１０１Ｃ、１０１Ｄのうち、中央部の角部からハニカム構造体１００の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層１０１Ｃと、中央部の角部以外からハニカム構造体１００の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層１０１Ｄとが４５°の角をなしている。
【００４６】
図２（ａ）、（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０には、多数のセル１１１がセル壁１１３を隔てて長手方向（図２（ａ）中、矢印ａの方向）に並設されており、セル１１１のいずれかの端部が封止材１１２で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル１１１に流入した排ガスＧ（図２（ｂ）中、矢印参照）は、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１１１から流出するようになっている。従って、セル壁１１３がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００４７】
図３（ａ）、（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１２０もまた、内方ハニカム焼成体１１０と同様、多数のセル１２１がセル壁１２３を隔てて長手方向に並設されており、セル１２１のいずれかの端部が封止材１２２で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル１２１に流入した排ガスは、必ずセル１２１を隔てるセル壁１２３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１２１から流出するようになっている。
即ち、外方ハニカム焼成体１２０は、外観形状が内方ハニカム焼成体１１０と異なるものの、その機能は内方ハニカム焼成体１１０と同一である。
【００４８】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体１２０は、セラミックブロック１０３の外周を構成する外周壁１２８を有し、外方ハニカム焼成体１２０のセル１２１、１２４（１２４ａ、１２４ｂ）は、セラミックブロック１０３の外周を構成する外周壁１２８に接する外周セル１２４ａ、１２４ｂと、外周セル１２４ａ、１２４ｂより内側に位置する基本セル１２１とからなる。外方ハニカム焼成体１２０の外周セル１２４ａ、１２４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル１２１と同じ基本セル１２４ｂのほかに基本セル１２４ｂと形状の異なる変形セル１２４ａを含み、変形セル１２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁１２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
【００４９】
なお、長手方向に垂直な断面の大きさが基本セルである内側セルの略四角形（略正方形）よりも小さいセルを変形セルという。また、セルの断面形状は、直角部があってもよいし、直角部に相当する箇所が、円弧（セルが擬似的にＲ面取りされた形状）、又は、Ｃ面取りされた形状（セルが擬似的にＣ面取りされた形状）であってもよい。
【００５０】
直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁の一部となっていてもよい。また、その部分が削除され、セルの長手方向に垂直なセラミックブロックの断面が凹部形状となっていてもよい。さらに、上記した両方の態様となっていてもよい。セルの長手方向に垂直なセラミックブロックの断面が凹部形状となっている場合、単に断面凹部ともいうこととする。
【００５１】
なお、直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルとは、実際のセルに、直径０．９０ｍｍの治具（例えば、金属性の棒、セラミック製の棒）を実際に差し込んだ場合、セルに差し込むことができるか、セルに差し込んだ場合に破損（クラック、割れ等）が発生しないかを確認して、挿入可否の判断を行ってもよく、設計図面中のセルの寸法値と挿入可能な円の寸法値との対比からセルへの挿入の可否の判断を行ってもよい。これらのなかでは、判断のし易さ、作業の容易性から設計図面から判断することが望ましい。
【００５２】
直径０．９０ｍｍの円の挿入が不可能な開口面積が小さい変形小セルが含まれていると、封止材ペーストを充填しにくかったり、封止材の漏れやはみ出しが生じやすかったりし、これによりセルの封止が不充分となることがある。
しかしながら、本実施形態に係るハニカム構造体１００では、変形セル１２４ａは、全て直径０．９０ｍｍの円が挿入可能な開口面積が比較的大きい変形セルであり、その他は、基本セル１２１、１２４ｂより構成されているので、封止材ペーストを充填し易く、封止材の漏れやはみ出しが発生しにくく、良好に変形セルを封止することができる。
【００５３】
また、外周壁１２８の長手方向に垂直な断面形状は、略円弧状と記載したが、具体的には、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面において、凸部１２８ａと凹部１２８ｂとからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部１２８ａ及び凹部１２８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍが好ましい。
【００５４】
ハニカム構造体１００を構成するハニカム焼成体１１０、１２０は、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【００５５】
次に、本実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。なお、セラミック粉末として、炭化ケイ素を用いる場合について説明することとする。
（１）セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
具体的には、まず、セラミック粉末として平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と、有機バインダと液状の可塑剤と潤滑剤と水とを湿式混合機を用いて混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入する。上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
【００５６】
ここで、断面が略正方形のハニカム成形体や、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状のハニカム成形体を作製するためには、それぞれの形状に応じた押出成形用金型を使用する。
【００５７】
（２）次に、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させた後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封じする封止工程を行う。この際、変形セルも、内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであるので、良好に封止作業を行うことができる。
なお、切断工程、乾燥工程、封止工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【００５８】
（３）次に、ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱する脱脂工程を行い、焼成炉に搬送し、焼成工程を行ってハニカム焼成体を作製する。
なお、脱脂工程及び焼成工程の条件としては、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
以上の工程によって、内方ハニカム焼成体と外方ハニカム焼成体とを製造することができる。
【００５９】
（４）次に、各セルの所定の端部が封止された内方ハニカム焼成体及び外方ハニカム焼成体のそれぞれの所定の側面に、接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成し、この接着材ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返して所定数のハニカム焼成体が結束されたセラミックブロックを作製する結束工程を行う。
ここで接着材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストはさらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００６０】
（５）次に、略円柱状としたセラミックブロックの外周に、コート材ペーストを塗布し、乾燥、固化してコート層を形成するコート層形成工程を行う。
ここでコート材ペーストとしては、上記接着材ペーストと同様のペーストを使用する。なお、コート材ペーストとして異なる組成のペーストを使用してもよい。
なお、コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
以上の工程によって、本実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【００６１】
以下、本実施形態に係るハニカム構造体の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態に係るハニカム構造体では、外方ハニカム焼成体の外周セルは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セルと異なる変形セルを含み、変形セルは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。
従って、封止材ペーストを充填し易く、封止材の漏れやはみ出しが発生しにくく、良好に変形セルを封止することができる。
また、本実施形態に係るハニカム構造体では、上記変形セルが全てセル壁と同じ材料で充填されたもの、又は、変性セルの全てが削除されたものではなく、上記変形セルは、フィルタを構成するセルとして機能するので、ハニカム構造体全体の開口率を高く保つことができ、ＰＭを充分に捕集することができる。
【００６２】
（２）本実施形態に係るハニカム構造体では、セラミックブロックの外周に変形セルが存在するので、外周セルが全て基本セルからなる場合と比較してセラミックブロックの外周の形状における突部がなだらかな形状となり、治具等の接触又は高温に晒された際等の応力集中に起因する凸角部への欠けが発生しにくくなる。
【００６３】
（３）本実施形態に係るハニカム焼成体では、各セルのいずれか一方の端部が封止材で封止されている。そのため、本実施形態に係るハニカム構造体は、ディーゼルパティキュレートフィルタとして好適に使用することができる。
（４）本実施形態に係るハニカム構造体では、外周壁の長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられ、上記凸部及び上記凹部の断面形状は、上記凸部及び上記凹部にＲ面取りが施された形状の曲線により構成されているので、治具等の接触又は高温に晒された際等に応力集中が発生しにくく、熱等により発生する応力を緩和することができ、上記凸部や上記凹部に欠け及び／又はクラックが発生するのを、効果的に防止することができる。
【００６４】
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）
（１）平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行った。
本工程では、図２（ａ）、（ｂ）に示した内方ハニカム焼成体１１０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体と、図３（ａ）、（ｂ）に示した外方ハニカム焼成体１２０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体とを作製した。
【００６６】
（２）次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記湿潤混合物と同様の組成のペーストを所定のセルに充填する充填工程を行った後、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００６７】
（３）乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂工程を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行った。
これにより、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、大きさが３４．５ｍｍ×３４．５ｍｍ×１５０ｍｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）、セルの幅が１．４２ｍｍの多孔質炭化ケイ素焼結体からなる内方ハニカム焼成体１１０と、気孔率、平均気孔径、セルの数（セル密度）、セル壁の厚さ及びセルの幅が内方ハニカム焼成体１１０と同一で、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状（線分１２０ａ＝２０．８ｍｍ、線分１２０ｂ＝３５．０ｍｍ、線分１２０ｃ＝３５．７ｍｍ）の外方ハニカム焼成体１２０とを製造した。このとき、変形セル１２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであり、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、予めセルとなる部分が湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように製造する。
【００６８】
（４）内方ハニカム焼成体１１０、及び、外方ハニカム焼成体１２０の所定の側面に接着材ペーストを塗布し、この接着材ペーストを介して内方ハニカム焼成体１１０を４個と、外方ハニカム焼成体１２０を８個とを図１に示した配置になるように接着させ、さらに、１８０℃、２０分で接着材ペーストを固化させることにより、接着材層の厚さが１ｍｍで円柱状のセラミックブロック１０３を作製した。
ここで、接着材ペーストとしては、平均粒径０．６μｍの炭化ケイ素粒子３０．０重量％、シリカゾル２１．４重量％（固形分３０重量％）、カルボキシメチルセルロース８．０重量％、及び、水４０．６重量％からなる接着材ペーストを使用した。
【００６９】
（５）上記（４）の工程で使用した接着材ペーストをコート材ペーストとして用いて、セラミックブロック１０３の外周部にコート材ペースト層を形成した。その後、このコート材ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周にコート層１０２が形成された直径１４３．８ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状のハニカム構造体１００を製造した。
【００７０】
（実施例２）
外方ハニカム焼成体１２０を製造する際、変形セル１２４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．９５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てのセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体１２０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００７１】
（比較例１）
外方ハニカム焼成体１２０を製造する際、変形セル１２４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体１２０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００７２】
（比較例２）
外方ハニカム焼成体１２０を製造する際、変形セル１２４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８０ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てのセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体１２０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００７３】
（封止不良の評価）
実施例及び比較例で作製した外方ハニカム焼成体を５０個用いて光漏れ検査を行った。該光漏れ検査は、光漏れ検査機を用い、セル開口から光を当て、封止側から光が漏れているか否かを確認する。１つの外方ハニカム焼成体のセルのうち、１つでも光漏れがあった場合には、不良とし、封止不良率を算出した。その結果を表１及び図１０に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
表１の結果より明らかなように、実施例２では、封止不良のセルの割合が０％であったのに対し、実施例１では、２％と、わずかに封止不良のものが存在したが、許容できる不良割合であった。
一方、比較例１、２では、封止不良のものが、それぞれ８％、１６％と大きく増加した。
【００７６】
（第二実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体の別の一実施形態である第二実施形態について図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の断面図である。図６（ａ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体２２０の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図６（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体２３０の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【００７７】
本実施形態に係るハニカム構造体２００では、図５に示すように、８個の外方ハニカム焼成体２２０及び８個の外方ハニカム焼成体２３０と、その内側に配置された９個の内方ハニカム焼成体２１０とが複数個ずつ接着材層２０１Ａ〜２０１Ｄを介して結束されてセラミックブロック２０３を構成し、さらに、このセラミックブロック２０３の外周にコート層２０２が形成されている。
内方ハニカム焼成体２１０の断面の形状は略正方形である。
外方ハニカム焼成体２２０の断面は、３つの線分２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃと１つの略円弧２２０ｄとで囲まれた形状をなしており、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分２２０ａと線分２２０ｂとが成す角、及び、線分２２０ｂと線分２２０ｃとが成す角）がともに９０°である。
外方ハニカム焼成体２３０の断面は、３つの線分２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃと１つの略円弧２３０ｄとで囲まれた略扇形ユニットであり、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分２３０ｂと線分２３０ｃとが成す角、及び、線分２３０ａと線分２３０ｂとが成す角）がそれぞれ９０°と１３５°である。
また、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０は、多孔質炭化ケイ素焼結体又は多孔質ケイ素含有炭化珪素からなるものであることが望ましい。
【００７８】
図６（ａ）に示すように、８個の外方ハニカム焼成体２２０は、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２２８を有し、外方ハニカム焼成体２２０のセル２２１、２２４（２２４ａ、２２４ｂ）は、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２２８に接する外周セル２２４ａ、２２４ｂと、外周セル２２４ａ、２２４ｂより内側に位置する基本セル２２１とからなる。外方ハニカム焼成体２２０の外周セル２２４ａ、２２４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル２２１と同じ基本セル２２４ｂのほかに基本セル２２４ｂと形状の異なる変形セル２２４ａを含み、変形セル２２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分が完全にセル壁と同じ材料で充填され、ハニカム焼成体の外周壁２２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。この外方ハニカム焼成体２２０の内側に配置されているのが、内方ハニカム焼成体２１０である。なお、２２２は、封止材である。
【００７９】
図６（ｂ）に示す８個の外方ハニカム焼成体２３０も、外方ハニカム焼成体２２０と同様、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２３８を有し、外方ハニカム焼成体２３０のセル２３１、２３４（２３４ａ、２３４ｂ）は、セラミックブロック２０３の外周を構成する外周壁２３８に接する外周セル２３４ａ、２３４ｂと、外周セル２３４ａ、２３４ｂより内側に位置する基本セル２３１とからなる。外方ハニカム焼成体２３０の外周セル２３４ａ、２３４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル２３１と同じ基本セル２３４ｂのほかに基本セル２３４ｂと形状の異なる変形セル２３４ａを含み、変形セル２３４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁２３８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。なお、２３２は、封止材である。
【００８０】
外周壁２２８、２３８の長手方向に垂直な断面形状は、凸部２２８ａ、２３８ａと凹部２２８ｂ、２３８ｂとからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部２２８ａ、２３８ａ及び凹部２２８ｂ、２３８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
このハニカム構造体２００においても、セルのいずれかの端部が封止材で封止されており、セル壁がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００８１】
次に、本実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。
本実施形態におけるハニカム構造体の製造方法は、下記の点で異なる以外は、本発明の第一実施形態におけるハニカム構造体の製造方法と同一である。
即ち、本発明の第一実施形態に係る製造方法の（１）の成形工程で作製するハニカム成形体の形状が、セルのいずれか一方の端部が封止されていない以外は、図５に示した内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０と略同一の形状である点、並びに、本発明の第一実施形態に係る製造方法の（４）の結束工程を行う際に、内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０が、図５に示した場所に位置するように各ハニカム焼成体を結束する点以外は、本発明の第一実施形態におけるハニカム構造体の製造方法と同一の方法を用いることにより、本発明の本実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【００８２】
本実施形態に係るハニカム構造体では、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体と同様の作用効果を享受することができる。
【００８３】
以下、本発明の第二実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００８４】
（実施例３）
（１）実施例１の（１）の成形工程と同様の方法を用いて、図５に示した内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体を作製した。
【００８５】
（２）次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記湿潤混合物と同様の組成のペーストを所定のセルに充填し、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００８６】
（３）乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂工程を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行った。
これにより、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、大きさが３４．５ｍｍ×３４．５ｍｍ×２００ｍｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）、セルの幅が１．４２ｍｍの多孔質炭化ケイ素焼結体からなる内方ハニカム焼成体２１０と、気孔率、平均気孔径、セルの数（セル密度）、セル壁の厚さ及びセルの幅が内方ハニカム焼成体２１０と同一で、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がともに９０°である形状（線分２２０ａ＝４５．６ｍｍ、線分２２０ｂ＝２６．８ｍｍ、線分２２０ｃ＝４１．８ｍｍ）の外方ハニカム焼成体２２０と、気孔率、平均気孔径、セルの数（セル密度）、セル壁の厚さ及びセルの幅が内方ハニカム焼成体２１０と同一で、断面が３つの線分と１つの略円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状（線分２３０ａ＝２４．９ｍｍ、線分２３０ｂ＝２４．５ｍｍ、線分２３０ｃ＝４１．８ｍｍ）の外方ハニカム焼成体２３０とを製造した。このとき、変形セル２２４ａ、２３４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであり、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、予めセルとなる部分がセル壁と同じ材料で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように製造する。
【００８７】
（４）内方ハニカム焼成体２１０、及び、外方ハニカム焼成体２２０、２３０の所定の側面に接着材ペーストを塗布し、この接着材ペーストを介して内方ハニカム焼成体２１０を９個と、外方ハニカム焼成体２２０を８個と、外方ハニカム焼成体２３０を８個とを図５に示した配置になるように接着させ、さらに、１８０℃、２０分で接着材ペーストを固化させることにより、接着材層の厚さが１ｍｍで円柱状のセラミックブロック２０３を作製した。
ここで、接着材ペーストとしては、実施例１と同様の接着材ペーストを使用した。
【００８８】
（５）上記（４）の工程で使用した接着材ペーストをコート材ペーストとして用いて、セラミックブロック２０３の外周部にコート材ペースト層を形成した。その後、このコート材ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周にコート層２０２が形成された直径２０３．２ｍｍ×長さ２００ｍｍの円柱状のハニカム構造体２００を製造した。
【００８９】
（実施例４）
外方ハニカム焼成体２２０、２３０を製造する際、変形セル２２４ａ、２３４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．９５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体２２０、２３０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例３と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００９０】
（比較例３）
外方ハニカム焼成体２２０、２３０を製造する際、変形セル２２４ａ、２３４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８５ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８５ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体２２０、２３０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例３と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００９１】
（比較例４）
外方ハニカム焼成体２２０、２３０を製造する際、変形セル２２４ａ、２３４ａを長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８０ｍｍの円が挿入可能なセルとし、直径が０．８０ｍｍの円が挿入不可能なセルとなる部分は、全てセルが湿潤混合物で充填されてハニカム焼成体の外周壁となるか、その部分が削除されて断面凹部となるように、押出成形用の金型の形状を変え、外方ハニカム焼成体２２０、２３０用のハニカム成形体を作製したほかは、実施例３と同様にしてハニカム構造体を製造した。
【００９２】
（封止不良の評価）
実施例３〜４及び比較例３〜４に係るハニカム構造体についても、実施例１〜２及び比較例１〜２で作製した外方ハニカム焼成体の場合と同様に封止不良が発生しているか否かを確認し、封止不良率を算出した。その結果を表２及び図１０に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】
表２の結果より明らかなように、実施例４では、封止不良のセルの割合が０％であったのに対し、実施例３では、４％と、若干封止不良のものが存在したが、許容できる不良割合であった。
一方、比較例３、４では、封止不良のものが、それぞれ１２％、１８％と大きく増加した。
【００９５】
図１０は、実施例１〜４及び比較例１〜４における挿入可能な円の直径と封止不良率を図示するグラフである。
図１０に示すように、変形セルを、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍ又は０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルとした実施例１〜実施例４の場合には、封止不良率が極めて小さく、問題がない程度の不良率であると考えられるのに対し、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．８５ｍｍ又は０．８０ｍｍの円が挿入可能なセルとした比較例１〜比較例４の場合には、封止不良率が充分に低いとは言えず、生産効率が落ちることがわかる。
【００９６】
（第三実施形態）
図７（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図７（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の端面近傍を模式的に示す断面図である。
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体では、変形セルを除いた外周セル、及び、基本セルは、大容量セルと小容量セルとからなり、大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積は、小容量セルの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きいほかは、図２、３に示した外形形状と同様の形状のハニカム焼成体３１０とハニカム焼成体３２０とからなる。また、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体３１０、３２０の組み合わせ方も図１に示すハニカム構造体と同様である。
【００９７】
すなわち、内方ハニカム焼成体３１０の断面の形状は略正方形であり、外方ハニカム焼成体３２０の断面は、３つの線分３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃと１つの略円弧３２０ｄとで囲まれる形状をなしており、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分３２０ｂと線分３２０ｃとが成す角、及び、線分３２０ａと線分３２０ｂとが成す角）がそれぞれ９０°と１３５°である。
【００９８】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体３２０は、セラミックブロックの外周を構成する外周壁３２８を有し、外方ハニカム焼成体３２０のセル３２１（３２１ａ、３２１ｂ）、３２４（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）は、セラミックブロックの外周を構成する外周壁３２８に接する外周セル３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃと、外周セル３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃより内側に位置する基本セル３２１ａ、３２１ｂとからなる。そして、基本セル３２１は、長手方向に垂直な断面の面積が小容量セル３２１ｂの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい大容量セル３２１ａと、大容量セル３２１ａより断面積の小さい小容量セル３２１ｂとからなる。
【００９９】
また、外方ハニカム焼成体３２０の外周セル３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル３２１ａ、３２１ｂと同じ基本セル３２４ａ、３２４ｂのほかに基本セル３２４ａ、３２４ｂと形状の異なる変形セル３２４ｃを含み、変形セル３２４ｃは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分が完全にセル壁と同じ材料で充填され、ハニカム焼成体の外周壁３２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
この外方ハニカム焼成体３２０の内側に配置されているのが、内方ハニカム焼成体３１０であり、大容量セル３１１ａと小容量セル３１１ｂとからなる。なお、３２２は、封止材である。
【０１００】
外周壁３２８の長手方向に垂直な断面形状は、凸部３２８ａと凹部３２８ｂとからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部３２８ａ及び凹部３２８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体においても、セルのいずれかの端部が封止材で封止されており、セル壁がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体は、本発明の第一実施形態と同様の効果を奏するほか、断面積が全て同じセルを有するハニカム構造体１００と比べて、より大量のＰＭを捕集することができる。
【０１０１】
上記ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体３１０、３２０は、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【０１０２】
（第四実施形態）
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第四実施形態に係るハニカム構造体を模式的に示す図である。図８（ａ）は、本発明の第四実施形態のハニカム構造体４００を模式的に示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体４２０の端面近傍を模式的に示す断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）に示すハニカム構造体を構成する別の外方ハニカム焼成体４３０の端面近傍を模式的に示す断面図である。
【０１０３】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すハニカム構造体４００では、図８（ｂ）に示すような形状の８個の外方ハニカム焼成体４２０及び図８（ｃ）に示すような形状の４個の外方ハニカム焼成体４３０と、その内側に配置された４個の内方ハニカム焼成体４１０とが接着材層４０１（４０１Ａ〜４０１Ｄ）を介して結束されてセラミックブロック４０３を構成し、さらに、このセラミックブロック４０３の外周にコート層４０２が形成されている。
内方ハニカム焼成体４１０の断面の形状は略正方形である。
図８（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体４２０の断面は、３つの線分４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃと１つの略円弧４２０ｄとで囲まれた形状をなしており、線分４２０ａと線分４２０ｂとの角度、及び、線分４２０ｂと線分４２０ｃの角度は、いずれも９０°であった。また、図８（ｃ）に示すように、外方ハニカム焼成体４３０の断面は、２つの線分４３０ａ、４３０ｂと１つの略円弧４３０ｃとで囲まれた形状をなしており、線分４３０ａと線分４３０ｂとの角度は、９０°であった。
【０１０４】
図８（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体４２０は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４２８を有し、外方ハニカム焼成体４２０のセル４２１、４２４（４２４ａ、４２４ｂ）は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４２８に接する外周セル４２４ａ、４２４ｂと、外周セル４２４ａ、４２４ｂより内側に位置する基本セル４２１とからなる。外方ハニカム焼成体４２０の外周セル４２４ａ、４２４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル４２１と同じ基本セル４２４ｂのほかに基本セル４２４ｂと形状の異なる変形セル４２４ａを含み、変形セル４２４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁４２８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
【０１０５】
また、図８（ｃ）に示すように、外方ハニカム焼成体４３０は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４３８を有し、外方ハニカム焼成体４３０のセル４３１、４３４（４３４ａ、４３４ｂ）は、セラミックブロック４０３の外周を構成する外周壁４３８に接する外周セル４３４ａ、４３４ｂと、外周セル４３４ａ、４３４ｂより内側に位置する基本セル４３１とからなる。外方ハニカム焼成体４３０の外周セル４３４ａ、４３４ｂは、長手方向に垂直な断面の形状が基本セル４３１と同じ基本セル４３４ｂのほかに基本セル４３４ｂと形状の異なる変形セル４３４ａを含み、変形セル４３４ａは、長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルである。すなわち、直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能なセルの場合には、セルを形成せず、その部分がセル壁と同じ材料で完全に充填され、ハニカム焼成体の外周壁４３８となるか、その部分が削除されて断面凹部となっている。
【０１０６】
ハニカム焼成体の外周壁４２８、４３８の長手方向に垂直な断面形状は、凸部４２８ａ、４３８ａと凹部４２８ｂ、４３８ｂからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部４２８ａ、４３８ａ及び凹部４２８ｂ、４３８ｂの断面の形状は、Ｒ面取りが施された形状の曲線により構成されている。このＲ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである。
このハニカム構造体４００においても、セルのいずれかの端部が封止材で封止されており、セル壁がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【０１０７】
ハニカム構造体４００を構成するハニカム焼成体４１０、４２０、４３０は、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【０１０８】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態に係るハニカム構造体の断面の形状は、略円形に限定されるものでなく、例えば、略楕円形、略長円形、又は、略レーストラック形等であってもよい。
上記本発明の実施形態においては、セラミックブロックの外周面にコート層が形成されているが、コート層は形成されていなくてもよい。
【０１０９】
また、本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、内方ハニカム焼成体の個数は、複数個に限定されず、１個であってもよい。
図９は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体の断面図である。
【０１１０】
図９に示したハニカム構造体７００の構成は、内方ハニカム焼成体の個数が１個である以外は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体１００と同一である。
即ち、図９に示したハニカム構造体７００では、図１に示したハニカム構造体１００の接着材層１０１Ａを介して結束された４個の内方ハニカム焼成体１１０に代えて、１個の内方ハニカム焼成体７１０を備えている。
内方ハニカム焼成体７１０は、内方ハニカム焼成体１１０と比べて、断面積が大きいものの、その機能は同一である。外方ハニカム焼成体７２０は、ハニカム構造体１００を構成するハニカム焼成体１２０と同様である。
【０１１１】
ハニカム焼成体の外周壁の長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられた外周壁となっており、凸部及び凹部の断面の形状は、面取りが施された形状となっていることが望ましい。
面取りの形状は、特に限定されず、Ｒ面取りであっても、Ｃ面取りであってもよいが、Ｒ面取りされた形状であることが望ましく、その曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍであることが望ましい。
【０１１２】
セラミックブロックの外周を構成する外周壁の厚さは、特に限定されるものではないが、内部に位置するハニカム焼成体（セラミックブロック）のセル壁の厚さよりも厚いことが望ましく、内部に位置するハニカム焼成体（セラミックブロック）のセル壁の厚さの１．３〜３．０倍であることがより望ましい。
【０１１３】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、内方ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面積は、９００〜２５００ｍｍ２であることが望ましい。
内方ハニカム焼成体の断面積が上記範囲にあると、ハニカム構造体に再生処理を施した際に、ハニカム焼成体にハニカム焼成体の膨張又は収縮に起因するクラックが発生しにくくなるからである。
【０１１４】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、変形セルを除いた外周セル及び基本セルは、図７に示したように、大容量セルと小容量セルとからなるものであってもよい。この場合、大容量セルと小容量セルとの断面形状は、特に限定されるものではないが、図７に示したように、大容量セルの断面形状が略八角形であり、小容量セルの断面形状が略四角形であってもよく、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であってもよい。また、セルの各辺の断面形状が曲線により構成されていてもよい。
本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、小容量セルの長手方向に垂直な断面に対する大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積比（大容量セル断面積／小容量セル断面積）は、１．０１〜９．００であることが好ましい。
【０１１５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体は、セルの端部が封止されていなくてもよい。このようなハニカム構造体は、触媒担持体として使用することが可能である。
本発明の実施形態に係るセラミックブロックは、ケーキ形状のハニカム焼成体で構成されていてもよい。ケーキ形状のハニカム焼成体の種類は、１つであっても複数種類であってもよく、その個数は特に限定されない。
なお、ケーキ形状とは、円柱を中心軸を通るように、複数に切断した際の１つの柱状体をいい、複数のケーキ形状のハニカム焼成体を組み合わせると円柱状になる。
また、セラミックブロックは、１つのハニカム焼成体より構成されていてもよい。
セラミックブロックが１つのハニカム焼成体で構成される場合には、ハニカム焼成体は、コージェライト又はチタン酸アルミニウムからなるものであることが望ましい。１つのハニカム焼成体から構成されている場合にも、同様の効果が得られると考えられる。
【０１１６】
上記接着材ペースト及びコート材ペーストに含まれる無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【０１１７】
上記接着材ペースト及びコート材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等からなる無機粒子を挙げることができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粒子等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素からなる無機粒子が望ましい。
【０１１８】
上記接着材ペースト及びコート材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【０１１９】
上記ハニカム焼成体の平均気孔径は５〜３０μｍであることが望ましい。ハニカム焼成体からなるハニカム構造体をハニカムフィルタとして使用した場合、ハニカム焼成体の平均気孔径が５μｍ未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすことがあり、一方、平均気孔径が３０μｍを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能することができないことがあるからである。
【０１２０】
なお、上記気孔率及び平均気孔径は、従来公知の方法である水銀圧入法により測定することができる。
【０１２１】
上記ハニカム焼成体の断面におけるセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
また、上記ハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１〜０．４ｍｍであることが望ましい。
【０１２２】
上記ハニカム焼成体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等が挙げられる。
これらのなかで、複数のハニカム焼成体からなるハニカム構造体の場合、ハニカム焼成体の主成分は、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。
【０１２３】
上記湿潤混合物に混合される有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。上記有機バインダの配合量は、通常、上記セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
上記湿潤混合物に混合される可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
上記湿潤混合物に混合される潤滑剤は特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【０１２４】
また、上記湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。
さらに、上記湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【０１２５】
さらに、上記湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１２６】
上記ハニカム構造体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、このなかでは、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１２７】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体の製造方法における結束工程は、接着材ペーストを各ハニカム焼成体の側面に塗布する方法以外に、例えば、作製するセラミックブロック（又はハニカム焼成体の集合体）の形状と略同形状の型枠内に各ハニカム焼成体を仮固定した状態とし、接着材ペーストを各ハニカム焼成体間に注入する方法等によって行ってもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１００、２００、４００、７００ ハニカム構造体
１０１、１０１Ａ〜１０１Ｄ、２０１Ａ〜２０１Ｄ、４０１Ａ〜４０１Ｄ、７０１Ｂ〜７０１Ｄ 接着材層
１０２、２０２、４０２、７０２ コート層
１０３、２０３、４０３、７０３ セラミックブロック
１１０、２１０、３１０、４１０、７１０ 内方ハニカム焼成体
１２０、２２０、２３０、３１０、３２０、４２０、４３０、７２０ 外方ハニカム焼成体
１２８、２２８、２３８、３２８、４２８、４３８ 外周壁
１１１、１２１、１２４ｂ、２２１、２２４ｂ、２３１、２３４ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３２１ａ、３２１ｂ、３２４ａ、３２４ｂ、４２１、４２４ｂ、４３１、４３４ｂ セル
１２４ａ、２２４ａ、２３４ａ、３２４ｃ、４２４ａ、４３４ａ 変形セル
１１２、１２２、２２２、２３２、３１２、３２２、４２２、４３２ 封止材
１１３、１２３、２２３、２３３、３１３、３２３、４２３、４３３ セル壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、
前記セルは、前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、前記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
前記外周セルは、前記長手方向に垂直な断面の形状が前記基本セルと異なる変形セルを含み、
前記変形セルは、前記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記変形セルは、前記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルである請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記セラミックブロックの外周を構成する外周壁は、前記ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面形状が、その内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能な変形小セルの内部をセル壁と同じ材料で完全に充填した外周壁を含む請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記セラミックブロックは、接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されてなる請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記セラミックブロックは、異なる形状を有する前記ハニカム焼成体が組み合わされるとともに、前記セラミックブロックの外周を構成する外周壁を有する外方ハニカム焼成体と前記外方ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とから構成されている請求項４に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の前記長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられた外周壁となっており、
前記凸部及び／又は前記凹部は、前記凸部及び／又は前記凹部に面取りが施された形状の曲線により構成されている請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記凸部及び／又は前記凹部は、前記凸部及び／又は前記凹部にＲ面取りが施された形状となっており、前記Ｒ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである請求項６に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記変形セルを除いた前記外周セルの前記長手方向に垂直な断面の形状、及び、前記基本セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は、略四角形である請求項１〜７のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記変形セルを除いた前記外周セル、及び、前記基本セルは、大容量セルと、小容量セルとからなり、
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の面積は、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい請求項１〜８のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であり、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略八角形であり、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１２】
前記大容量セル及び前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面においては、セルの各辺の長手方向に垂直な断面の形状が曲線により構成されている請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１３】
前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、ハニカム焼成体の内部に位置するセル壁の厚さよりも厚い請求項１〜１２のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１４】
前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの１．３〜３．０倍である請求項１３に記載のハニカム構造体。
【請求項１５】
前記外方ハニカム焼成体の断面は、前記長手方向に垂直な断面の形状が３つの直線と前記セラミックブロックの外周の一部を構成する外周壁に囲まれた形状からなる略扇形であり、前記内方ハニカム焼成体の断面は、前記長手方向に垂直な断面の形状が略四角形からなる略四角形ユニットである請求項５〜１４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１６】
前記セルのそれぞれ一方の端部は、交互に封止されている請求項１〜１５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１７】
前記セラミックブロックの外周面には、コート層が形成されている請求項１〜１６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、外周に外周壁が形成されたハニカム焼成体から構成されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、
前記セルは、前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、前記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
前記外周セルは、前記長手方向に垂直な断面の形状が前記基本セルと異なる変形セルを含み、
前記変形セルは、前記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入可能なセルであることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記変形セルは、前記長手方向に垂直な断面形状の内部に直径０．９５ｍｍの円が挿入可能なセルである請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記セラミックブロックの外周を構成する外周壁は、前記ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面形状が、その内部に直径０．９０ｍｍの円が挿入不可能な変形小セルの内部をセル壁と同じ材料で完全に充填した外周壁を含む請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記セラミックブロックは、接着材層を介して複数個のハニカム焼成体が結束されてなる請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記セラミックブロックは、異なる形状を有する前記ハニカム焼成体が組み合わされるとともに、前記セラミックブロックの外周を構成する外周壁を有する外方ハニカム焼成体と前記外方ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とから構成されている請求項４に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の前記長手方向に垂直な断面形状は、凸部と凹部とからなる段差が設けられた外周壁となっており、
前記凸部及び／又は前記凹部は、前記凸部及び／又は前記凹部に面取りが施された形状の曲線により構成されている請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記凸部及び／又は前記凹部は、前記凸部及び／又は前記凹部にＲ面取りが施された形状となっており、前記Ｒ面取りの曲率半径は、０．３〜２．５ｍｍである請求項６に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記変形セルを除いた前記外周セルの前記長手方向に垂直な断面の形状、及び、前記基本セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は、略四角形である請求項１〜７のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記変形セルを除いた前記外周セル、及び、前記基本セルは、大容量セルと、小容量セルとからなり、
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の面積は、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい請求項１〜８のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形であり、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略八角形であり、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は略四角形である請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１２】
前記大容量セル及び前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面においては、セルの各辺の長手方向に垂直な断面の形状が曲線により構成されている請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１３】
前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、ハニカム焼成体の内部に位置するセル壁の厚さよりも厚い請求項１〜１２のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１４】
前記セラミックブロックの外周を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、内部に位置するハニカム焼成体のセル壁の厚さの１．３〜３．０倍である請求項１３に記載のハニカム構造体。
【請求項１５】
前記外方ハニカム焼成体の断面は、前記長手方向に垂直な断面の形状が３つの直線と前記セラミックブロックの外周の一部を構成する外周壁に囲まれた形状からなる略扇形であり、前記内方ハニカム焼成体の断面は、前記長手方向に垂直な断面の形状が略四角形からなる略四角形ユニットである請求項５〜１４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１６】
前記セルのそれぞれ一方の端部は、交互に封止されている請求項１〜１５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１７】
前記セラミックブロックの外周面には、コート層が形成されている請求項１〜１６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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１０６２２２（Ｐ２０１２−１０６２２２Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２３６（Ｐ２０１１−１１２３６）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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