JP2009240864A - ハニカム構造体、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】捕集効率、目封止部の接着強度が十分維持された上で耐熱衝撃性が向上したハニカム構造体を提供する。
【解決手段】ハニカム構造体１のセル３の端部に目封止部３２を形成し、目封止部３２と隔壁２との間に２０μｍ以上の隙間３４を形成する。そして隙間３４は、軸方向の長さが、目封止部３２の軸方向の長さの５０％以上９５％未満、かつ、軸方向に垂直な面における長さが、セル３の内周面の長さの２０％以上５０％以下であり、目封止部３２の数の少なくとも１／３以上となるように形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、セルの端部に目封止部が形成されたハニカム構造体、及びその製造方法に関する。

環境への影響を考慮して、自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を、排気ガスから除去する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（パティキュレート・マター、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。このような事情から、粒子状物質を捕集し除去するためのＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）が注目を集めている。

ＤＰＦの一態様としては、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定のセルと、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセルと、が交互に配設され、上記隔壁の細孔の内表面に触媒を担持させたハニカムフィルタを挙げることができる。このようなハニカムフィルタをＤＰＦとして適用すると、所定のセルが開口する一方の端部から流入した流体（排気ガス）が、隔壁を透過し、残余のセル側へ透過流体として流出し、更に、残余のセルが開口する他方の端部から流出することによって、排気ガス中の粒子状物質が触媒で酸化分解され、且つ、細孔によって捕集除去される。

一方、隔壁と目封止部との境界には、熱衝撃の応力が集中しやすく、境界においてクラックが発生しやすい。そこで、目封止部の目封止厚さが実質的に不均一になるように構成したフィルタが知られている（特許文献１参照）。

さらに、封止部（目封止部）の隔壁近傍の断面開口率を、封止部の中心軸近傍の断面開口率よりも小さくして熱衝撃による封止部及びその近傍の破壊を生じにくくしたハニカム構造体が知られている（特許文献２参照）。

特開平８−２８１０３４号公報 特開２００６−１１６４８３号公報

しかしながら、特許文献１は、作製に工程数を要する。また、特許文献２は、封止部（目封止部）と隔壁の接着強度においては、問題は生じない。しかし、捕集効率の面で、隙間のないものに比べ、特に図３に示されるような目封止部の全長に渡って隙間がある場合は、捕集質量においては、ほとんど差は生じないが、ＰＭの捕集個数の比較においては、大きな差が生じていた。

本発明の課題は、捕集効率、目封止部の接着強度が十分維持された上で耐熱衝撃性が向上したハニカム構造体を提供することにある。

本発明者は、目封止部と隔壁との間に所定の長さの隙間が形成されるように目封止部を形成することにより、上記課題を解決しうることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下のハニカム構造体、及びその製造方法が提供される。

［１］ 多孔質の隔壁により仕切られた軸方向に貫通し流体の流路となる複数のセルを有し、所定のセルの一方の端部が当該セル内に充填された目封止材料からなる目封止部により封止され、残余のセルについては前記所定のセルとは反対側の他方の端部が同様に目封止部により封止されており、一部の前記セルには、前記目封止部と前記隔壁との間に２０μｍ以上の隙間が形成され、前記隙間は、前記軸方向の長さが、前記目封止部の前記軸方向の長さの５０％以上９５％未満、かつ、前記軸方向に垂直な面における長さが、前記セルの内周面の長さの２０％以上５０％以下であり、前記目封止部の数の少なくとも１／３以上形成されているハニカム構造体。

［２］ 前記セルの形状は、四角形、六角形、四角形と六角形、及び四角形と八角形の組み合わせのいずれかである前記［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記隙間は、前記セルの１辺または２辺に形成されている前記［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記目封止部の前記軸方向の長さは、５ｍｍ以下である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［５］ 前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法であって、前記目封止部が形成される前の前記ハニカム構造体の前記端面に、一部の前記セルの開口に対応するように開口したマスクを備え、そのマスク上またはマスクの表面と同一平面上に流動性を有する目封止材料を供給し、前記マスクの表面上にて、その表面に対して鋭角に配置されて前記目封止材料を加圧するための加圧面を有する加圧部材を移動させることにより、前記加圧面にて前記目封止材料を加圧して前記ハニカム構造体の前記セル内に前記目封止材料を充填して前記目封止部を形成するハニカム構造体の製造方法。

本発明のハニカム構造体は、目封止部と隔壁との間に２０μｍ以上の隙間が所定の長さで形成されているため、隙間が熱応力の緩衝帯として機能し、熱衝撃による破壊が生じにくくなる。また、隙間の長さが目封止部の長さの所定の割合以下とされているため、目封止部と隔壁との接着強度も十分である。つまり、捕集効率、目封止部の接着強度は十分維持された上、耐熱衝撃性が向上している。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。

ハニカム構造体１は、例えば、図１に示すように、多孔質の隔壁２を有し隔壁２によって軸方向の一方の端面８から他方の端面８まで貫通する複数のセル３が区画形成されたものであり、セラミック材料によって形成されている。そして所定のセル３の一方の端部が当該セル内に充填された目封止材料からなる目封止部３２により封止され、残余のセル３については所定のセル３とは反対側の他方の端部が同様に目封止部３２により封止されている。そして、図２に示すように、排ガスがこのような目封止ハニカム構造体１からなるフィルタの一方の端面８から内部に流入し、多孔質の隔壁７を通って他方の端面８から流出することによりガス中に含まれるパティキュレート等が除去されるように構成されている。

ハニカム構造体１の本体を形成するセラミック材料としては、強度、耐熱性等の観点から、コージェライト、ムライト、アルミナ、炭化珪素及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるセラミックであることが好ましい。

ハニカム構造体１は、上記原料にバインダ、有機造孔材、界面活性剤及び水等を添加して、可塑性の坏土を作製し、坏土を、例えば押出成形することにより、隔壁２により仕切られた軸方向に貫通する多数のセル３を有する円柱形状のハニカム構造体１として成形される。そして、目封止部３２がセル３の端部に形成される。

ハニカム構造体１のセル３の形状は、図１に示すような四角形、図３Ａに示すような六角形、及び図３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに示すような四角形と六角形の組み合わせや、四角形と八角形の組み合わせのいずれかであることが好ましい。あるいは、径の異なる円形の組み合わせ、円形と多角形、または２種類の多角形の組み合わせでも良い。四角形と六角形又は四角形と八角形の組み合わせにおいては、例えばディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として使用した場合、開口面積の大きい方を排ガス上流側にして使用することによりススやアッシュをより多く貯めることができ、使用時の圧損上昇を低減することができる。

目封止部３２を形成するための目封止材料の原料としては、コージェライト原料、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、窒化珪素、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム等のセラミックの粉末に、水等の分散媒、バインダ、造孔剤、分散剤、増粘多糖類などの材料等を加えて混練したものを好適に用いることができる。

バインダとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。造孔材としては、焼成工程により飛散消失する性質のものであればよく、コークス等の無機物質や発泡樹脂等の高分子化合物、澱粉等の有機物質等を単独で用いるか組み合わせて用いることができる。分散剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。増粘多糖材料としては、でんぷん、ブドウ糖、マルトース、水飴、オリゴ糖、キシロース、他ロース、グルコース、トレハロース、プルラン等を使用することができる。

以上のような目封止材料を用いて、後述する目封止方法により目封止部３２が形成される。図４〜図６に軸方向における目封止部３２の断面図を示す。目封止部３２の軸方向の長さ（軸方向長さ）は、５ｍｍ以下であることが好ましい。目封止部３２の目封止長さが５ｍｍを超えると、熱応力の影響を受ける部位が大きくなる。また、隙間形成時の隙間寸法制御がやりにくくなる。なお、目封止部３２の軸方向長さは、図４に示すように、端面８と目封止部３２の最先端部３５との長さである。また、図５に示すように、目封止部３２が端面８から突出している場合もセル３の端面８と目封止部３２の最先端部３５との長さである。なお、最先端部３５とは、目封止部３２の、軸方向において最も内部側のところである。つまり、図５及び図６に示すように、目封止部３２が変形している場合は、その最も内部側のところである。また、目封止部３２の軸方向長さは、１ｍｍ以上であることが好ましい。１ｍｍ未満であると、目封止部３２の強度の点で好ましくない。

本発明のハニカム構造体１の目封止部３２が形成されたセル３の一部は、図４〜６に示すように、目封止部３２と隔壁２との間の２０μｍ以上の隙間３４が形成されている。目封止部３２と隔壁２との間の２０μｍ以上の隙間３４は、軸方向長さが、目封止部３２の軸方向長さの５０％以上９５％未満になるように形成されている。なお、隙間３４の軸方向長さとは、隙間が２０μｍ以上である部分の、軸方向における最先端部３５の位置からの長さである。

図７に、隙間３４が形成されている深さ位置における軸方向に垂直な面（軸垂直面ともいう）の断面図を示す（例えば、図４のＡ−Ａの位置における断面）。目封止部３２と隔壁２との間の２０μｍ以上の隙間３４は、セル３の１辺または２辺に形成されている。図７には、１辺に形成された例と２辺に形成された例を示す。軸垂直面の隙間３４の長さは、セル３の内周面の長さの２０％以上５０％以下である。また、隙間３４は、目封止部３２の数の少なくとも１／３以上に形成されている。

次に、本発明のハニカム構造体１の製造方法について説明する。まず、前述の原材料によって形成された坏土を、例えば押出成形することにより、隔壁２により仕切られた軸方向に貫通する多数のセル３を有する円柱形状のハニカム構造体１を成形する。そして、目封止部３２が形成される前のハニカム構造体１の端面に、一部のセル３の開口に対応するように開口したマスクを備え、そのマスク上またはマスクの表面と同一平面上に流動性を有する目封止材料３１を供給し、マスクの表面上にて、その表面に対して鋭角に配置されて目封止材料３１を加圧するための加圧面２４ｓを有する加圧部材を移動させることにより、加圧面２４ｓにて目封止材料３１を加圧してハニカム構造体１のセル３内に目封止材料３１を充填する。

図８〜図１４を用いて、本発明のハニカム構造体１の目封止方法についてさらに詳しく説明する。特に、図８〜図１０を用いて、製造装置及び目封止時のおける加圧充填について、図１１〜図１４を用いて、目封止工程の流れについて説明する。

本発明の目封止方法に使用する目封止ハニカム構造体１の製造装置は、多孔質の隔壁２を有し隔壁２によって一方の端面８から他方の端面８まで貫通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体１の端部が挿入される貫通孔１１ｈを有するテーブル部１１と、端部をテーブル部１１の貫通孔１１ｈに挿入した状態にて、テーブル部１１とハニカム構造体１とを位置決めして保持する位置決め手段と、ハニカム構造体１の端面８に一部のセル３の開口に対応するように開口したマスクが配置された状態で、マスク上またはテーブル部１１上に流動性を有する目封止材料３１を供給する目封止材料供給手段と、マスクの表面に対して鋭角に配置され目封止材料３１を加圧する加圧面２４ｓとテーブル部１１上を移動する移動手段とを有する加圧手段と、を備える。

また、フィルム貼付手段として、ローラー２１を備え、ローラー２１にて、テーブル部１１及びハニカム構造体１の端面８にフィルム２５を貼付することができる。さらに、テーブル部１１とハニカム構造体１とを位置決めする位置決め手段として、テーブル部１１を上昇、下降させるためにテーブル部１１にモーター２２が接続されている。或いは、ハニカム構造体１を載置する支持台１２を上昇、下降させるために支持台１２にモーター２２が接続されている。フィルム２５に孔開けをする孔開け手段として、レーザ１６を備える。

そして、テーブル部１１に対して位置決めされたハニカム構造体１のマスク上またはテーブル部１１上に目封止材料３１を供給した後に、加圧手段がテーブル部１１上にて移動することにより、マスク上に供給された目封止材料３１を加圧面２４ｓにて加圧してハニカム構造体１のセル３内に目封止材料３１を充填する。

加圧手段は、マスクの表面に対して垂直方向に加圧面２４ｓを移動させる加圧機構と、マスク（フィルム２５）の表面に沿って加圧面２４ｓを移動させる駆動機構とを有し、具体的には、充填装置２４を備え、図８において、充填装置２４が、上下方向、左右方向に移動することにより、目封止材料３１をセル３に加圧充填する。

目封止材料供給装置２３は、図８に示すように、充填装置２４と別体として構成されてもよいが、図１０に示すように、加圧手段である充填装置２４内に備えられており、加圧手段と一体として移動するように構成することもできる。

図８に示すように、加圧面２４ｓを平面とした場合には、マスク（フィルム２５）の表面に対して加圧面２４ｓのなす角θを鋭角とする。さらに、加圧面２４ｓを、弾性部材によって形成し、マスクに押し当てられることにより湾曲し、一部がマスクに面接触するように構成するとよい。例えば、目封止装置２４が金属にて形成され、金属の上にゴム板やペットフィルムなどが張り付けられており、ゴム板やペットフィルムが加圧面２４ｓを形成するような構成とすることができる。

そして、図９に示すように、加圧面２４ｓの一部の領域を、目封止材料３１を介してマスクと面接触させてマスク上を移動させ、目封止材料３１をセル３側へ加圧するとともに過剰な目封止材料３１を移動方向へ押しだし、さらに面接触の領域を形成しながらセル３内に加圧充填するようにするとよい。

図８に示すように、加圧面２４ｓを平面として構成した場合は、マスク（フィルム２５）の表面に対して加圧面２４ｓが、鋭角、より具体的には、２度以上６０度以下となるように構成することが好ましい。このようにすることにより、目封止材料３１をセル３内に加圧充填することができる。

或いは、図１０に示すように、加圧面２４ｓは、マスク側へ凸状の曲面として構成することもできる。このように構成することにより、目封止材料３１をセル３内に加圧充填しやすくなる。

従来は、容器内に目封止材料３１を入れて、それを平準化し、その中にハニカム構造体１を浸漬することにより目封止を施していたが、上記のように目封止することにより、目封止に要する時間を短縮することができ、製造コストを低減することができる。また、面接触させながら充填するため、充填する深さのばらつきが少なくなる。また、浅い目封止であっても、加圧面２４ｓによって確実に目封止材料３１が充填されるため、充填不良が生じにくい。さらに、図８〜図１０に示すような方法により目封止材料３１を加圧充填することにより、前述の２０μｍ以上の隙間を有した目封止部３２が形成される。充填装置２４の加圧面２４ｓの加圧面角度（θ）、加圧力、充填装置２４の移動方向・速度・回数、目封止材料の粘度によって、隙間３４の幅、長さ、及び方向を調整することができる。特に、隙間３４は、充填装置２４の移動方向に沿って形成されやすい。

次に図１１〜図１４を用いて具体的な目封止工程の流れについて説明する。まず、図１１の工程１に示すように、多孔質の隔壁２を有し隔壁２によって一方の端面８から他方の端面８まで貫通する複数のセル３が区画形成されたハニカム構造体１の端面８に付着するチリをエアブローにて払い、そのチリを集塵して、端面８を清浄化する。

そして、図１１の工程２に示すように、ハニカム構造体１の一部を、テーブル部１１の貫通孔１１ｈに挿入した状態にて、ハニカム構造体１の端面８に、ハニカム構造体１の側面部１ｓが覆われない状態でフィルム２５を貼付する。このとき、具体的には、ローラー２１等にて、フィルム２５を押圧して端面８に密着させるとよい。

続いて、図１１の工程３Ａに示すように、フィルム２５が貼付されたハニカム構造体１を貫通孔１１ｈに挿入した状態にて、モーター２２によってテーブル部１１を上昇させ、端面８に貼付されているフィルム２５が平坦な状態となるように、その残余の部分をテーブル部１１に貼付するために、テーブル部１１とハニカム構造体１とを位置決めして保持する。

或いは、図１１の工程３Ｂに示すように、ハニカム構造体１を載置する支持台１２を下降させることにより、端面８に貼付されたフィルム２５が平坦な状態でテーブル部１１にも貼付されるように構成してもよい。

次に、図１２の工程４に示すように、ハニカム構造体１の端面８を撮像装置１５にて撮像して、目封止すべきセル３と目封止すべきではないセル３の形状及び位置を特定し得る画像データを取得する。ハニカム構造体１の端面８を撮像するための撮像装置１５については、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラやＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナー等を好適に用いることができる。

そして、図１２の工程５に示すように、前工程により取得された画像データに基づいて、レーザ１６によってフィルム２５に、一部のセル３の開口に対応するように開口した孔を形成することによりマスクとする。したがって、撮像装置１５及びレーザ１６は、孔開け手段を構成する。

さらに、図１２の工程６に示すように、センサー１７（例えば、赤外線センサー）を用いて、テーブル部１１の上平面とハニカム構造体１の端面８が同一平面になるように、ハニカム構造体１を所定の位置に位置合わせする。

次に、図１３の工程７に示すように、目封止材料供給手段である目封止材料供給装置２３によって、孔が形成されたマスク（フィルム２５）上またはテーブル部１１上に流動性を有する目封止材料３１（スラリー）を供給する。なお、目封止を施すために使用する目封止材料３１は、例えば、セラミック粉末、結合剤、解膠剤を混合したものに、分散媒として水を加えて混合したものである。具体的には、コージェライト、ムライト、アルミナ、炭化珪素及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるセラミックであることが好ましい。

そして、図１３の工程８に示すように、加圧手段である充填装置２４によって、マスク上またはテーブル部１１上に供給された目封止材料３１をセル３内に充填する。充填装置２４は、具体的には、マスクの表面に対して鋭角に配置され目封止材料３１を加圧する加圧面２４ｓとテーブル部１１上を移動する移動手段とを有する。テーブル部１１に対して位置決めされたハニカム構造体１のマスク上またはテーブル部１１上に目封止材料３１を供給した後に、充填装置２４がテーブル部１１上にて移動することにより、マスク上に供給された目封止材料３１を加圧面２４ｓにて加圧してハニカム構造体１のセル３内に目封止材料３１を充填する。このとき、前述のように、加圧面２４ｓの一部の領域を、目封止材料３１を介してマスクと面接触させてマスク上を移動させ、目封止材料３１をセル側へ加圧するとともに過剰な目封止材料３１を移動方向へ押しだし、さらに面接触の領域を形成しながらセル内に加圧充填するようにするとよい。加圧面２４ｓの一部の領域がマスクと面接触することにより、目封止材料３１が、セル内に確実に充填される。一方、加圧されないと、セル内に一定量以上の目封止材料３１を充填することが困難となり、不十分な目封止となる。

さらに、セル３に目封止材料３１を充填した後に、図１３の工程９に示すように、充填装置２４をテーブル部１１外まで移動させ、余分な目封止材料３１をテーブル部１１外に除去する。

次に、図１４の工程１０に示すように、テーブル部１１を下降させることにより、テーブル部１１とフィルム２５とを剥離する。そして、図１４の工程１１に示すように、剥離装置２７によって、端面８に貼付されているマスクを剥離する。図１４の工程１２に示すように、乾燥手段である乾燥装置２９によって、ハニカム構造体１を乾燥し、目封止部３２が形成されたハニカム構造体１が完成する。

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

原料として、タルク、カオリン、アルミナを主原料とするコージェライト化原料に、水とバインダを調合し、分散混合、混練した成形原料を、土練機により円柱状に押出して、それを押出し成形機により押出し成形してハニカム成形体を得た。そして、得られたハニカム成形体を乾燥させた後に、所定長さに切断して、ハニカム乾燥体を得た。実施例及び比較例において、四角形と六角形の組み合わせについては四角形が略正方形となるような形状とした（図３Ｂ）。

次に、得られたハニカム乾燥体の両端面の複数のセルを、前述の目封止工程によって、交互に目封止し、その後、焼成して、ハニカム焼成体を得た。そして、得られたハニカム焼成体の外周壁及び最外周を研削除去した後、セラミックコート材を外周に塗布し、新たに外周壁を形成して、コージェライト質のハニカム構造体を得た。

以上の方法によって、焼成後の形状・寸法等が、例えば、セルの断面形状が四角形、隔壁厚さが０．３ｍｍ、基準セル密度が３００ｃｐｓｉ（４６．５個／ｃｍ^２）、目封止深さ５ｍｍ、円柱状（外径：１６５ｍｍ、長さ：１５２ｍｍ）のハニカム構造体を製造した。実施例及び比較例は、スキージ（充填装置２４）の加圧面角度、加圧力、移動方向・回数、目封止材料の粘度によって、隙間３４の幅、長さ、及び方向を変化させた。

（隙間の測定法）
上記方法により目封止部３２を作製したハニカム構造体をカットし、ＳＥＭで観察・測定した（なお、隙間の有無だけであれば、ハニカムの一方の端面から光を当て、反対側から見ても良い。隙間があれば光が透過する。）。

（目封止部の接着強度）
封止部の接着強度は、図１５に示す構造の装置を使用して調べた。この装置は、ハニカム構造体１の端面８から目封止部３２に荷重を加える荷重伝達部材４１と、この荷重伝達部材４１をハニカム構造体１の端面８に対して平行に移動可能とする移動機構４２とを備えるものであり、移動機構４２にて荷重伝達部材４１の先端部４１ｔを、接着強度を調べようとする目封止部３２の位置に合わせ、目封止部３２に対し垂直方向（軸方向）の荷重を加えることができるように構成されている。接着強度の評価としては、本装置にて目封止部３２に加える荷重を徐々に増加していった時、接着強度が隔壁強度より弱く、目封止部３２が隔壁２から外れたものを接着不良（×）、目封止部３２が隔壁２から外れずに隔壁２が破壊したものを接着良好（○）とした。

（アイソスタティック強度）
アイソスタティック強度は、担体が破壊した時の加圧圧力値で、社団法人自動車技術会発行の自動車規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７に記載の方法で実施した。この試験は、ゴムの筒状容器に試料（ハニカム構造体）を入れ、アルミ製板で蓋をして水中で等方加圧圧縮を行う試験である。実施例は、従来のハニカム構造体（同一のセル形状、隔壁厚さ、セル数及び目封止部の流路方向（軸方向）長さであって、目封止部と隔壁の間に隙間のないハニカム構造体）と有意な差は認められず（表には、記載せず）、隙間が形成されていても強度に問題は発生しなかった。

（電気炉スポーリング試験）
耐熱衝撃性は、電気炉スポーリング試験によって評価し、自動車規格「自動車排気ガス浄化触媒用セラミックモノリス担体の試験方法」Ｍ５０５−８７（社団法人自動車技術会制定）に記載の方法で実施した。耐熱衝撃温度は、電気炉温度を２５℃ステップで上げて行き、ハニカム構造体にクラック等の破壊が生じない最高温度とした。電気炉スポーリング試験においては、従来のハニカム構造体（同一のセル形状、隔壁厚さ、セル数及び目封止部の流路方向（軸方向）長さであって、目封止部と隔壁の間に隙間のないハニカム構造体）に対し、耐熱衝撃温度に有意な差がない場合を△、２５℃アップした場合を○、５０℃以上アップを◎、逆に、低下した場合は×とした（試験個数は各水準につき３個。）。

（ＰＭ個数（捕集性能））
スス（粒子状物質）濃度１ｍｇ／ｍ^３、排ガス温度２００℃、及び排ガス流量２．４Ｎｍ^３／ｍｉｎの条件で、軽油バーナーからの排ガスをハニカム構造体に流し、ススがハニカム構造体に堆積する前の初期状態において、上流（ハニカム構造体に流入する前）及び下流（ハニカム構造体から流出した後）のスス粒子数を測定した。スス粒子数の測定は、ＴＳＩ社製、ＳＭＰＳ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を使用してスス粒子をカウントすることにより行った。初期捕集効率は、８０％以上であれば合格とした。従来のハニカム構造体（同一のセル形状、隔壁厚さ、セル数及び目封止部の流路（軸方向）方向長さであって、目封止部と隔壁の間に隙間のないハニカム構造体）に比べ、カウント数に有意な差がないものを○、増加しているもの（従来のものより多くのススが漏れ出ているもの）は×とした。以上の結果を表１及び表２に示す。

なお、表１及び表２において、＊１は、無作為にサンプリングした３０個のセルにおける平均値である。＊２の隙間の方向は、半数以上が同じ方向にあれば「同一」、半数未満が同一方向であれば「ランダム」とした。また、＊３の隙間セルの配置の外周部とは、ハニカム断面において、その中心から半径の１／２の円の外側にある領域（または、ハニカム断面の重心から最外周までの距離の１／２から外側（外周側）の領域）を指す。またランダムとは、ハニカム端面において、その規則性の有無に関わらずほぼ均等に配設されている場合を指す。

目封止部３２と隔壁２との間に２０μｍ以上の隙間３４が形成されているように作製し、隙間３４は、軸方向の長さが目封止部３２の軸方向の長さの５０％以上９５％未満、軸方向に垂直な面における長さがセルの内周面の長さの２０％以上５０％以下であり、目封止部３２の数の少なくとも１／３以上形成されているようにすることにより、接着強度、捕集性能を良好としつつ、耐熱衝撃性（電気炉スポーリング試験結果）を向上させることができた。

本発明に係るハニカム構造体は、触媒装置用の担体又はＤＰＦ等のフィルタとして用いられる目封止ハニカム構造体として好適に利用することができる。

本発明のハニカム構造体の一実施形態を示す斜視図である。 排ガスの浄化を説明するための断面図である。 六角形のセルのハニカム構造体の端面構造を示す図である。 四角形と六角形のセルの組み合わせのハニカム構造体の端面構造を示す図である。 四角形と六角形のセルの組み合わせのハニカム構造体の他の端面構造を示す図である。 四角形と八角形のセルの組み合わせのハニカム構造体の端面構造を示す図である。 目封止部の軸方向の断面図である。 他の目封止部の軸方向の断面図である。 さらに別の目封止部の軸方向の断面図である。 隙間が形成されている深さ位置における軸方向に垂直な面の断面図である。 加圧充填について概要を示す図である。 面接触による加圧充填を示す図である。 充填装置の他の実施形態を示す図である。 目封止工程を示す図である。 図１１に続く目封止工程を示す図である。 図１２に続く目封止工程を示す図である。 図１３に続く目封止工程を示す図である。 目封止部の接着強度を調べるための装置の概要図である。

符号の説明

１：ハニカム構造体、１ｓ：側面部、２：隔壁、３：セル、８：端面、１１：テーブル部、１１ｈ：貫通孔、１２：支持台、１５：撮像装置、１６：レーザ、２１：ローラー、２２：モーター、２３：目封止材料供給装置、２４：充填装置、２４ｓ：加圧面、２５：フィルム、２７：剥離装置、２９：乾燥装置、３１：目封止材料、３２：目封止部、３４：隙間、３５：最先端部、４１：荷重伝達部材、４１ｔ：先端部、４２：移動機構。

Claims (5)

1. 多孔質の隔壁により仕切られた軸方向に貫通し流体の流路となる複数のセルを有し、所定のセルの一方の端部が当該セル内に充填された目封止材料からなる目封止部により封止され、残余のセルについては前記所定のセルとは反対側の他方の端部が同様に目封止部により封止されており、
   一部の前記セルには、前記目封止部と前記隔壁との間に２０μｍ以上の隙間が形成され、前記隙間は、前記軸方向の長さが、前記目封止部の前記軸方向の長さの５０％以上９５％未満、かつ、前記軸方向に垂直な面における長さが、前記セルの内周面の長さの２０％以上５０％以下であり、前記目封止部の数の少なくとも１／３以上形成されているハニカム構造体。
2. 前記セルの形状は、四角形、六角形、四角形と六角形、及び四角形と八角形の組み合わせのいずれかである請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記隙間は、前記セルの１辺または２辺に形成されている請求項２に記載のハニカム構造体。
4. 前記目封止部の前記軸方向の長さは、５ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のハニカム構造体の製造方法であって、
   前記目封止部が形成される前の前記ハニカム構造体の前記端面に、一部の前記セルの開口に対応するように開口したマスクを備え、
   そのマスク上またはマスクの表面と同一平面上に流動性を有する目封止材料を供給し、
   前記マスクの表面上にて、その表面に対して鋭角に配置されて前記目封止材料を加圧するための加圧面を有する加圧部材を移動させることにより、前記加圧面にて前記目封止材料を加圧して前記ハニカム構造体の前記セル内に前記目封止材料を充填して前記目封止部を形成するハニカム構造体の製造方法。

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