JP2010214271A - ハニカム構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】強度及び耐熱衝撃性に優れるハニカム構造体を提供する。
【解決手段】複数のセル１を区画形成する隔壁８を有し、セル１の延びる方向に沿って延びるとともに片側の端面に開口する複数のスリット２により、複数の部分セグメント３が区画形成されたハニカム構造部４と、スリット２に配設された緩衝部５とを備え、セル１の延びる方向に直交する断面において、部分セグメント３が、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁に囲まれた第１領域１１、及び第１領域１１の外側に隣接して位置し角部１３を有する第２領域１２から形成されるとともに、部分セグメント３の第２領域１２の角部１３が形成された位置の内側に、境界壁１４の円弧状に形成された部分であるＲ部１５が配置され、境界壁のＲ部が、半径１．５〜１０ｍｍの円弧状であり、境界壁の厚さが、隔壁の厚さの１．１〜２．０倍であるハニカム構造体１００。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハニカム構造体及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、強度及び耐熱衝撃性に優れるハニカム構造体に関する。

化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒装置用の担体、又はフィルタとして、耐熱性、耐食性に優れるセラミック製のハニカム構造体が採用されている。特に、近時では、ハニカム構造体は、両端面のセル開口部を交互に目封止して目封止ハニカム構造体とし、ディーゼル機関等から排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレートマター）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として盛んに用いられている。そして、高温、腐食性ガス雰囲気下で使用されるハニカム構造体の材料として、耐熱性、化学的安定性に優れた、炭化珪素（ＳｉＣ）、コージェライト、チタン酸アルニミウム（Ａｌ_２ＴｉＯ_５）等が好適に用いられている。

炭化珪素は、熱膨張率が比較的大きいため、炭化珪素を骨材として形成されるハニカム構造体は、大きなものを形成すると使用時に熱衝撃により欠陥が生じることがある。また、捕集した粒子状物質を燃焼除去する際の熱衝撃により欠陥が生じることがある。そのため、炭化珪素を骨材として形成されるハニカム構造体については、所定の大きさ以上のものを製造する場合、通常、複数の小さな目封止ハニカム構造体のセグメントを作製し、それらセグメントを接合して一つの大きい目封止ハニカム構造体としている。セグメントの接合は接合材を用いて行い、所定のセグメントの側面に接合材を塗布して、複数のセグメントをその側面同士で接合している（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２８２４６号公報

このような方法を用いて円筒又はオーバル形状のハニカム構造体を作製する場合、通常、直方体のセグメントを接合した後に、外周をビーズソー等の装置を用いた粗加工（粗加工とは、複数の直方体のセグメントを接合して形成された四角形状のブロック体から、円筒形状等に削り出すことである。）、およびカム研削盤等の装置を用いた研削（研削とは、粗加工後に、必要な寸法精度に研磨することである。）を行うことにより円筒又はオーバル形状のハニカム構造体にする必要があった。そのため、外周粗加工工程等の余分な工程を必要とし、また、外周が粗加工されるために、原料収率も高いものではないという問題があった。また、セグメントを接合して形成したハニカム構造体であっても、粒子状物質を燃焼除去する際の内部の発熱が大きいため、ハニカム構造体内部はクラックが発生しやすいという問題があった。さらに、セグメントを接合して形成したハニカム構造体は、セグメントを接合した部分は、肉厚になるため、流体をセルに流したときの圧力損失が大きくなり易いという問題があった。

また、複数の直方体のセグメントを接合して作製したハニカム構造体は、各セグメントの、中心軸方向に直交する断面における形状が四角形であり、各セグメントの４つの頂点が角部となっているため、この角部が使用時等において破壊されることがあった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、強度及び耐熱衝撃性に優れるハニカム構造体を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、以下のハニカム構造体を提供するものである。

［１］ 流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、前記セルの延びる方向に沿って延びるとともに片側の端面に開口する複数のスリットにより、複数の部分セグメントが区画形成されたハニカム構造部と、前記スリットに配設された緩衝部とを備え、セルの延びる方向に直交する断面において、前記部分セグメントが、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁に囲まれた第１領域、及び前記第１領域に隣接して前記境界壁の外側に位置し角部を有する第２領域から形成されるとともに、前記部分セグメントの前記第２領域の前記角部が形成された位置の内側に、前記境界壁の円弧状に形成された部分であるＲ部が配置され、セルの延びる方向に直交する断面において、前記境界壁のＲ部が、半径１．５〜１０ｍｍの円弧状であり、前記境界壁の厚さが、前記隔壁の厚さの１．１〜２．０倍であるハニカム構造体。

［２］ 前記第２領域の中で、前記境界壁のＲ部に隣接しない部分の厚さが、５セル以下の厚さである［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記第２領域が、前記第１領域の外周全体を取り囲むように配設された［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記部分セグメントの最外周の一部が、前記境界壁である［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。

本発明のハニカム構造体によれば、セルの延びる方向に沿って延びるとともに片側の端面に開口する複数のスリットにより複数の部分セグメントが区画形成されたハニカム構造部と、スリットに配設された緩衝部とを備えたものであるため、ハニカム構造体全体としては大きなものであっても部分セグメントを小さく形成することができることにより、熱衝撃による部分セグメントの破損を防止することができる。そしてさらに、それぞれの部分セグメント間（スリット）を緩衝部が埋める状態になるため、ハニカム構造体全体として耐熱衝撃性が高いものとなる。また、ハニカム構造体の一方の端面に、スリット及び緩衝部が形成されない部分があるため、流体をセルに流したときの圧力損失を低減することができる。

また、本発明のハニカム構造体によれば、セルの延びる方向に直交する断面において、部分セグメントが、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁に囲まれた第１領域、及び第１領域に隣接して前記境界壁の外側に位置し角部を有する第２領域から形成されるとともに、部分セグメントの第２領域の角部が形成された位置の内側に、境界壁の円弧状に形成された部分であるＲ部が配置されたものであり、セルの延びる方向に直交する断面において、境界壁のＲ部が、半径１．５〜１０ｍｍの円弧状であり、境界壁の厚さが、隔壁の厚さの１．１〜２．０倍であるため、使用時等において部分セグメントの角部に強い応力がかかり、仮に第２領域の角部が一部破損したとしても、角部の内側に位置する境界壁のＲ部は破損し難いことより、第１領域は破損を免れることができる。

本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す、スリットが開口する端部側からみた平面図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す側面図である。 図１Ａに示されるハニカム構造体のなかの範囲Ａで囲まれる部分を拡大して示した模式図である。 本発明のハニカム構造体の他の実施形態の一方の端面の一部を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の一方の端面の一部を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態を構成する部分セグメントの第１領域のＲ部を説明するための模式図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す、スリットが開口する端部側からみた平面図である。

次に本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

（１）ハニカム構造体：
図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセル１を区画形成する隔壁８を有し、セル１の延びる方向に沿って延びるとともに片側の端面に開口する複数のスリット２により、複数の部分セグメント３が区画形成されたハニカム構造部４と、スリット２に配設された緩衝部５とを備えるものである。そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、セル１の延びる方向に直交する断面において、部分セグメント３が、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁１４に囲まれた第１領域１１、及び第１領域１１に隣接して境界壁１４の外側に位置し角部１３を有する第２領域１２から形成されるとともに、部分セグメント３の第２領域１２の角部１３が形成された位置の内側に、境界壁１４の円弧状に形成された部分であるＲ部１５が配置されたものであり、セル１の延びる方向に直交する断面において、境界壁のＲ部１５が、半径１．５〜１０ｍｍの円弧状であり、境界壁１４の厚さが、隔壁８の厚さの１．１〜２．０倍である。

ここで、「部分セグメント」とは、１つのハニカム成形体にセルの延びる方向に延びる（中心軸に平行な）スリットを入れることにより区画形成されたセグメントであり、他方の端面側にスリットが形成されずに残った部分があることにより各部分セグメントが他方の端面側で繋がった状態になったものである。また、「Ｒ部１５」とは、円弧状の部分であり、「Ｒ部１５」の範囲は、図５に示すように、第１領域１１において、Ｒ部に繋がる一方の外周線を外周線Ｌ１とし、Ｒ部に繋がるもう一方の外周線を外周線Ｌ２としたときに、円弧状のＲ部の円弧の中心Ｏから外周線Ｌ１に下ろした垂線と外周線Ｌ１との交点Ｃ１から、円弧状のＲ部の円弧の中心Ｏから外周線Ｌ２に下ろした垂線と外周線Ｌ２との交点Ｃ２までの範囲である。また、第１領域の外周形状は、直線と曲線とが滑らかに繋がって形成されているが、「滑らかに繋がる」とは、２本の線が繋がる部分において、２本の線により形成される角度が１２０〜１８０°の範囲であることを意味する。また、第２領域の「角部」は、第２領域の外周線が折れ曲がって外側に突き出るようにして形成された先端部分である。また、「角部」の角度は、１００°以下である。すなわち、角部においては、外周線は滑らかには繋がっていない。第２領域は第１領域の外側に位置するため、第２領域の角部は部分セグメントの角部でもある。図１Ａは、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す、スリットが開口する端部側からみた平面図である。図１Ｂは、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す側面図である。図２は、図１Ａに示されるハニカム構造体のなかの範囲Ａで囲まれる部分を拡大して示した模式図である。図５は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を構成する部分セグメントの第１領域のＲ部を説明するための模式図である。尚、各図面において、共通の構成要素には同一の符号を付してある。

本実施形態のハニカム構造体１００は、このように複数の部分セグメント３が区画形成されているため、部分セグメント３を小さく形成することができ、熱衝撃による部分セグメント３の破損を防止することができる。さらに、部分セグメント３が、緩衝部５を介して形成されているため、部分セグメント３の熱膨張が緩衝部５により緩衝され、部分セグメント３の破損を防止することができる。また、本実施形態のハニカム構造体１００は、セル１の延びる方向に直交する断面において、部分セグメント３が、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁に囲まれた第１領域１１、及び第１領域１１の外側に隣接して前記境界壁の外側に位置し角部１３を有する第２領域１２から形成され、更に第２領域１２の角部１３が形成された位置の内側に、境界壁１４の円弧状に形成された部分であるＲ部１５が配置されたものであるため、使用時等において部分セグメント３の角部１３に強い応力がかかり、仮に第２領域１２の角部１３が一部破損したとしても、角部１３の内側に位置する境界壁１４のＲ部１５は破損し難いことより、第１領域１１は破損を免れることができる。

また、スリット２に配設される緩衝部５は、充填材をスリット２に充填して形成されることが好ましいが、充填材をスリット２に充填するときに、高圧をかけて充填すると、セグメントの角部が一部破損することがある。これに対し、本実施形態のハニカム構造体１００は、部分セグメントに、上記のようなＲ部を有する境界壁が形成されているため、部分セグメントの角部（第２領域の角部）が一部破損したとしても、角部の内側に位置する境界壁のＲ部は破損し難いことより、第１領域は破損を免れることができる。

本実施形態のハニカム構造体１００は、第２領域１２の角部１３が形成された位置の内側に、境界壁１４の円弧状に形成された部分であるＲ部１５が配置されている。「角部１３が形成された位置の内側」というときは、角部１３からの距離（境界壁のなかの最も近い位置までの距離）が１０ｍｍ以内の範囲の位置を意味する。また、Ｒ部は、外側に凸になるように形成されたものである。また、角部１３も外側に向かって尖った形状である。

本実施形態のハニカム構造体１００は、セルの延びる方向に直交する断面において、境界壁１４のＲ部１５が、半径１．５〜１０ｍｍの円弧状であり、３〜１０ｍｍであることが好ましい。Ｒ部１５がこのような範囲であることより、境界壁１４の強度が向上し、部分セグメント３の角部１３に強い応力がかかっても、第１領域１１は破損を免れることができる。Ｒ部１５の半径が１．５ｍｍより小さいと、境界壁１４の強度が低くなり好ましくない。Ｒ部１５の半径が１０ｍｍより大きいと、第２領域が大きくなりすぎるため破損を免れる領域（第１領域）が小さくなり好ましくない。ここで、境界壁１４のＲ部１５の半径というときは、セルの延びる方向に直交する断面において、境界壁１４の内側の面により形成される円弧の半径、または、曲率半径の最小値を意味する。

本実施形態のハニカム構造体１００は、境界壁１４の厚さが、隔壁８の厚さの１．１〜２．０倍であり、１．１〜１．５倍であることが原料の使用量を低減できることより好ましい。境界壁１４の厚さがこのような範囲であることより、境界壁１４の強度が向上し、部分セグメント３の角部１３に強い応力がかかっても、第１領域１１は破損を免れることができる。境界壁１４の厚さが隔壁８の厚さの１．１より薄いと、境界壁１４の強度が低くなり好ましくない。境界壁１４の厚さが隔壁８の厚さの２．０倍より大きいと、圧力損失が増加するため好ましくない。

本実施形態のハニカム構造体１００は、第２領域１２の中で、境界壁１４のＲ部１５に隣接しない部分の厚さが、５セル以下の厚さであることが好ましく、第１領域をなるべく大きくしたいという観点から０〜３セルの厚さであることが更に好ましい。尚、「０セルの厚さ」とは、境界壁１４のＲ部１５に隣接しない部分が存在しないことを意味する。第２領域１２の中で、境界壁１４のＲ部１５に隣接しない部分の厚さがこのような範囲であることより、破損を免れる可能性の大きい第１領域を大きく出来るという利点がある。第２領域１２の中で、境界壁１４のＲ部１５に隣接しない部分の厚さが、５セルより大きいと破損を免れる可能性の大きい第１領域が小さくなることがある。ここで、「第２領域１２の中で、境界壁１４のＲ部１５に隣接しない部分」とは、第２領域１２全体から、第２領域１２の中のＲ部１５に隣接する部分を除いた範囲である。そして、「第２領域１２の中のＲ部１５に隣接する部分」とは、Ｒ部１５の両端部（図５における、交点Ｃ１及びＣ２）から外側に向かってＲ部１５に直交する直線をそれぞれ引いたときに、Ｒ部１５、Ｒ部１５の両端部から外側に向かって引いた２本の直線、及び第２領域１２の外周によって囲まれた範囲を意味する。尚、境界壁１４のＲ部１５に隣接しない部分は、必ずしも存在しなくてもよい。従って、図１Ａに示すハニカム構造体１００においては、全ての第２領域１２が「Ｒ部１５に隣接する」ことになる。また、図３に示すハニカム構造体２００及び図４に示すハニカム構造体３００においては、「第２領域１２の中のＲ部１５に隣接する部分」と「第２領域１２の中のＲ部１５に隣接しない部分」とが存在することになる。

図３に示すように、本発明のハニカム構造体の他の実施形態（ハニカム構造体２００）は、第２領域１２が、第１領域１１の外周全体を取り囲むように配設されている。これにより、緩衝層の役割をする第２領域１２により第１領域１１の外周全体が囲まれることになるため、第１領域の外周に位置する境界壁１４が破損し難くなる。図３は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態の一方の端面の一部を模式的に示す平面図である。

図１Ａに示すように、本実施形態のハニカム構造体１００は、部分セグメント３の最外周の一部が、第１領域１１の外周であることが好ましい。このような構造にすることにより、部分セグメント３の最外周と境界壁が同一部分となるので、原料使用量の減少や製品の軽量化という利点がある。また、図４に示す、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形体（ハニカム構造体３００）は、部分セグメント３の最外周の一部が、第１領域１１の外周になっている。図４は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の一方の端面の一部を模式的に示す平面図である。

本実施形態のハニカム構造体１００は、スリット２のハニカム構造部４の中心軸方向における長さ（スリット深さ）が、ハニカム構造部４の中心軸方向長さの２５％以上であることが好ましく、２５〜９９％であることが更に好ましく、２５〜７５％であることが特に好ましい。ハニカム構造体により粒子状物質を捕集した後に、粒子状物質を燃焼除去する場合、ガスの流出側の端面からハニカム構造体の中心軸方向長さの２５％の長さまでの範囲内（２５％の位置を含まない）に最も高温になる領域が存在する。従って、本実施形態のハニカム構造体１００の、スリット２の開口部が形成されない側の端面からガスを流入させ、スリット２の開口部が形成される側の端面からガスを流出させるようにした場合、スリット２が、ハニカム構造部４の端面からハニカム構造部４の中心軸方向長さの２５％以上の長さで形成されることにより、最も高温で熱衝撃の大きい領域に部分セグメント３が存在することになる。これにより、ハニカム構造体１００の破損をより効果的に防止することができる。また、スリット２が、ハニカム構造部４の中心軸方向の全体に形成される（スリット２の開口部がハニカム構造部４の両端面に形成される）と、スリット２に緩衝部５が配設されているため、ハニカム構造体１００に流体を通過させるときの圧力損失が増大することがある。これに対し、スリット２が、ハニカム構造部４の中心軸方向長さの９９％以下の長さであると、ハニカム構造部４の他方の端面側の１％以上の範囲にはスリット２及びスリット２に配設された緩衝部５が存在しないため、圧力損失の増大を抑制することが可能となる。また、図１に示すハニカム構造体１００においては、３本の平行で等間隔に形成されたスリット２と、その３本のスリットに直交するように形成された３本の平行で等間隔のスリット２が設けられている。

また、スリットは、ハニカム構造体の中心軸付近を通るものについては中心軸方向長さを長く形成し、外周付近に形成されるものについては中心軸方向長さを短く形成してもよい。ハニカム構造体で捕集した粒子状物質を燃焼除去する場合には、中心軸の周辺が外周付近より高温になるため、このように形成することにより、中心軸付近の部分セグメントの破損を効果的に防止することができる。ここで、中心軸付近を通るスリットというときは、ハニカム構造体が円筒形状の場合、中心軸に直交する断面において、中心から、外周円の半径の５０％までの範囲を通るスリットのことをいう。

部分セグメント３の大きさは、中心軸方向に直交する断面の面積が３〜１６ｃｍ^２であることが好ましく、７〜１３ｃｍ^２であることが更に好ましい。３ｃｍ^２より小さいと、ガスが流通しない又は流通し難い緩衝部が多くなるため、ハニカム構造体にガスが流通するときの圧力損失が大きくなることがあり、１６ｃｍ^２より大きいと、部分セグメント３の破損防止効果が小さくなることがある。

スリット２の厚さ（幅）は、０．３〜３．０ｍｍであることが好ましく、１．０〜１．５ｍｍであることが更に好ましい。０．３ｍｍより薄いと、部分セグメント３，３間の緩衝効果が小さくなることがあり、３．０ｍｍより厚いと、ハニカム構造体にガスが流通するときの圧力損失が大きくなることがある。

本実施形態のハニカム構造体のハニカム構造部４は、スリット２を形成する位置の隔壁が肉厚に形成され、その肉厚の隔壁（肉厚部）を切るようにスリットが形成されていることが好ましい。また、肉厚部を形成せずに、隔壁を切断するように切れ込みを形成することも好ましい態様である。

肉厚部にスリットを形成した場合の、肉厚部の厚さ（スリットが形成されていないとした場合の厚さ）は、スリットの厚さより厚いことが好ましく、１．３〜４．０ｍｍが好ましく、２．０〜２．５ｍｍが更に好ましい。４．０ｍｍより厚いと圧力損失が大きくなることがあり、１．３ｍｍより薄いとスリットを形成し難くなることがある。

また、本発明のハニカム構造体は、図６に示すように、スリット２が、ハニカム構造部４の最外周部分１７を切らずに残して形成されたもの（ハニカム構造体４００）であってもよい。最外周部分１７を切らずに残した場合、ハニカム構造体４００は、複数の部分セグメント３全体を取り囲むように、スリット２の開口部を有さない外周壁１７が形成された構造であり、最外周部分１７の外周面（外周壁１７の外周面）に緩衝部５が露出していない構造である。そのため、製造過程においては、外周研削加工及び外周コート処理を行う必要がなく、生産効率をさらに向上させることが可能である。また、外周面の凹凸を更に少なくし、更に滑らかな外周面を形成したい場合は、外周研削加工及び／又は外周コート処理を行うことが好ましい。図６は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す、スリットが開口する端部側からみた平面図である。

スリット２が形成されずに残された最外周部分１７（外周壁１６を含む）の厚さＴは０．１〜４．０ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．０ｍｍであることが更に好ましい。０．１ｍｍより薄いとスリット形成後の工程において、また、得られたハニカム構造体を使用等するときに最外周部分が割れ易くなることがある。また、４．０ｍｍより厚いと、圧力損失が上昇することがある。尚、最外周部分の厚さＴとは、セルの延びる方向に直交する断面において、スリットの端部と最外周部分の外周面（外周壁１６の外周面）との間の距離を意味する。

また、ハニカム構造体１００の熱膨張係数が、１×１０^−６／℃以上であることが好ましく、２×１０^−６〜７×１０^−６／℃であることが更に好ましい。本発明のハニカム構造体は、このように熱膨張係数が大きくても、耐熱衝撃性の高いハニカム構造体である。

本実施形態のハニカム構造体１００を構成するハニカム構造部４は、円筒形状、オーバル形状等の所望の形状とすることができる。また、ハニカム構造部４の大きさは、例えば、円筒形状の場合、底面の半径が１８〜２５０ｍｍであることが好ましく、５０〜１５０ｍｍであることが更に好ましい。また、ハニカム構造部４の中心軸方向の長さは、８０〜４００ｍｍであることが好ましく、１００〜３１０ｍｍであることが更に好ましい。ハニカム構造部４の材料としては、セラミックが好ましく、強度及び耐熱性に優れることより、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、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、鉄−クロム−アルミニウム系合金からなる群から選択される少なくとも１種であることが更に好ましい。これらの中でも、炭化珪素又は珪素−炭化珪素系複合材料が特に好ましい。炭化珪素は、熱膨張率が比較的大きいため、炭化珪素を骨材として形成されるハニカム構造体は、大きなものを形成すると使用時に熱衝撃により欠陥が生じることがあったが、本発明のハニカム構造体のように複数のスリットにより複数の部分セグメントを形成し、緩衝部を配設することにより、小さな部分セグメントを形成することができるとともに、炭化珪素の熱膨張が緩衝部により緩衝されるため、ハニカム構造体の欠陥の発生を防止できるという効果を奏する。

ハニカム構造部４は、多孔質であることが好ましい。ハニカム構造部４の気孔率は３０〜８０％であることが好ましく、４０〜６５％であることが更に好ましい。気孔率をこのような範囲とすることにより、強度を維持しながら圧力損失を小さくできるという利点がある。気孔率が３０％未満であると、圧力損失が上昇することがある。気孔率が８０％を超えると、強度が低下する、及び熱伝導率が低下することがある。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

ハニカム構造部４は、平均細孔径が５〜５０μｍであることが好ましく、７〜３５μｍであることが更に好ましい。平均細孔径をこのような範囲とすることにより、粒子状物質（ＰＭ）を効果的に捕集できるという利点がある。平均細孔径が５μｍ未満であると、粒子状物質（ＰＭ）により目詰まりを起こしやすくなることがある。平均細孔径が５０μｍを超えると、粒子状物質（ＰＭ）がフィルターに捕集されず通過することがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

ハニカム構造部４の材質が炭化珪素である場合、炭化珪素粒子の平均粒径が５〜１００μｍであることが好ましい。このような平均粒径とすることより、フィルターに好適な気孔率、気孔径に制御しやすいという利点がある。平均粒径が５μｍより小さいと、気孔径が小さくなり過ぎ、１００μｍより大きいと気孔率が小さくなり過ぎることがある。気孔径が小さ過ぎると粒子状物質（ＰＭ）により目詰まりを起こしやすく、気孔率が小さすぎると圧力損失が上昇することがある。原料の平均粒径は、ＪＩＳ Ｒ １６２９に準拠して測定した値である。

ハニカム構造部４のセル形状（ハニカム構造部４の中心軸方向（セルが延びる方向）に対して垂直な断面におけるセル形状）としては、特に制限はなく、例えば、三角形、四角形、六角形、八角形、円形、あるいはこれらの組合せ（例えば、四角形と八角形の組合せ）を挙げることができる。ハニカム構造部４の隔壁の厚さは、５０〜２０００μｍであることが好ましい。隔壁の厚さが５０μｍより薄いと、ハニカム構造体の強度が低下することがあり、２０００μｍより厚いと、圧力損失が大きくなることがある。ハニカム構造部４のセル密度は、特に制限されないが、０．９〜３１１セル／ｃｍ^２であることが好ましく、７．８〜６２セル／ｃｍ^２であることが更に好ましい。

本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム構造部４の一方の端面における所定のセルの開口部と、他方の端面における残余のセルの開口部に、目封止が施された、目封止ハニカム構造体であることが好ましい。上記所定のセルと残余のセルとは交互に並び、両端面が市松模様を呈することが好ましい。このように目封止が施されていることが好ましいが、目封止が施されていなくてもよい。

本実施形態のハニカム構造体１００を構成する緩衝部５は、ハニカム構造部４のスリット２の空間全体に（スリット全体に）充填されるように配設されていることが好ましい。この場合、緩衝部５の、ハニカム構造体１００の中心軸方向における長さ（緩衝部深さ）は、スリット深さと同じになる。緩衝部５の材質としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子、有機バインダー、発泡樹脂、及び分散剤に水を加えて混練したスラリーを、乾燥、焼成して得られるものであることが好ましい。緩衝部５は、上記スラリーを充填材としてスリットに充填して得たものであることが好ましい。

本実施形態のハニカム構造体１００は、その外周に外周コートが形成されてもよい。外周コートの材質は特に限定されないが、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子、有機バインダー、発泡樹脂、分散剤、及び水を混合したものを乾燥して得られるものを挙げることができる。

（２）ハニカム構造体の製造方法：
本発明のハニカム構造体の製造方法は、成形原料を押出成形して、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム成形体を形成し、ハニカム成形体に、複数の部分セグメントを区画形成するように、セルの延びる方向に沿って延びるとともに片側の端面に開口する複数のスリットを形成して、スリット入りハニカム構造体を形成し、スリット入りハニカム構造体のスリットに充填材を充填して、スリットを埋めるように配設された緩衝部を形成してハニカム構造体を得るものである。本発明のハニカム構造体の製造方法で作製されるハニカム構造体は、焼成されたものであることが好ましい。従って、本発明のハニカム構造体の製造方法は、ハニカム成形体を形成した後に、焼成してハニカム焼成体を作製し、ハニカム焼成体にスリットを形成してスリット入りハニカム構造体を作製することが好ましく、また、ハニカム成形体にスリットを形成した後に、焼成して、スリット入りハニカム構造体を作製することも好ましい。

（２−１）ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態；
本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、成形原料を押出成形して、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム成形体を形成し、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を形成し、ハニカム焼成体に、複数の部分セグメントを区画形成するように、一方の端面から中心軸方向に延びるとともに他方の端面に到達していない複数のスリットを形成してスリット入りハニカム構造体を形成し、スリット入りハニカム構造体のスリットに充填材を充填し、スリットを埋めるように配設された緩衝部を形成し、外周コートを施してハニカム構造体を得るものであることが好ましい。そして、ハニカム成形体を成形するときに、セルの延びる方向に直交する断面において、部分セグメントが、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁に囲まれた第１領域、及び第１領域の外側に隣接して位置し角部を有する第２領域から形成され、更に第２領域の角部が形成された位置の内側に、境界壁の円弧状に形成された部分であるＲ部が配置され、セルの延びる方向に直交する断面において、境界壁のＲ部が、半径１．５〜１０ｍｍの円弧状であり、境界壁の厚さが、隔壁の厚さの１．１〜２．０倍である構造に成形することが好ましい。また、ハニカム成形体を作製した後、両端面のセル開口部に交互に目封止を施して目封止ハニカム成形体を形成し、目封止ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を形成することが好ましい。尚、ハニカム成形体を焼成した後に目封止を施し、その後、目封止部分を焼成するために再度それを焼成してもよい。炭化珪素のような熱膨張率の高い材質で、大きな円筒形状等のハニカム構造体を作製する場合、通常、高温時の熱衝撃による破損を防止するため、直方体のセグメントを作製し、それを接合して大きな直方体形状の接合体を作製した後に、外周を粗加工および研削して円筒形状等のハニカム構造体にする必要があった。そのため、外周粗加工工程等の余分な工程を必要とし、また、外周が粗加工されるために、原料収率も高いものではなかった。これに対し、本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、所望の大きさの円筒形状のハニカム成形体を作製するため、直方体のセグメントを接合する工程及び外周部を粗加工する工程が無いことより、生産効率が高く、外周部を粗加工しないことより原料収率も高いものである。以下、工程毎に説明する。

（２−１−１）ハニカム焼成体の作製；
まず、セラミック原料にバインダ、界面活性剤及び水を添加して成形原料とする。成形原料には造孔材を添加してもよい。セラミック原料としては、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、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、鉄−クロム−アルミニウム系合金からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの中でも、炭化珪素又は珪素−炭化珪素系複合材料が好ましい。珪素−炭化珪素系複合材料とする場合、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末を混合したものをセラミック原料とする。セラミック原料の含有量は、成形原料全体に対して３５〜８１質量％であることが好ましい。

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、成形原料全体に対して１〜２０質量％であることが好ましい。

水の含有量は、成形原料全体に対して１８〜４５質量％であることが好ましい。

界面活性剤としては、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用いることができる。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。界面活性剤の含有量は、成形原料全体に対して０〜５質量％であることが好ましい。

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、成形原料全体に対して０〜１５質量％であることが好ましい。

次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。

次に、坏土を成形してハニカム成形体を形成する。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法は特に制限されず、押出成形、射出成形等の従来公知の成形法を用いることができる。所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形してハニカム成形体を形成する方法等を好適例として挙げることができる。特に、セルの延びる方向に直交する断面において、部分セグメントが、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁に囲まれた第１領域、及び第１領域の外側に隣接して位置し角部を有する第２領域から形成され、更に第２領域の角部が形成された位置の内側に、境界壁の円弧状に形成された部分であるＲ部が配置された構造になるような口金を用いることが好ましい。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。ハニカム成形体の形状としては、隔壁が均一な厚さであってもよいし、後の工程でスリットを形成する部分を肉厚に形成して肉厚部としてもよい。肉厚部の厚さは、上記本発明のハニカム構造体の一実施形態における肉厚部の厚さと同様であることが好ましい。

得られたハニカム成形体について、焼成前に乾燥を行うことが好ましい。乾燥の方法は特に限定されず、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式と、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式とを挙げることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に、クラックが生じないように乾燥することができる点で、電磁波加熱方式で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式により乾燥させることが好ましい。乾燥の条件として、電磁波加熱方式にて、乾燥前の水分量に対して、３０〜９０質量％の水分を除いた後、外部加熱方式にて、３質量％以下の水分にすることが好ましい。乾燥の条件としては、電磁波加熱方式の場合、誘電加熱乾燥が好ましく、外部加熱方式の場合、熱風乾燥が好ましい。

次に、ハニカム成形体の中心軸方向長さが、所望の長さではない場合は、両端面を切断して所望の長さとすることが好ましい。切断方法は特に限定されないが、丸鋸切断機等の方法を挙げることができる。

次に、ハニカム成形体の一方の端面における所定のセルの開口部と、他方の端面における残余のセルの開口部に、目封止を施すことが好ましい。目封止を施す方法は、特に限定されないが、例えば、以下の方法を挙げることができる。ハニカム成形体の一方の端面にシートを貼り付けた後、当該シートの目封止をしようとするセルに対応した位置に穴を開ける。そして、目封止の構成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、ハニカム成形体の当該シートを貼り付けた端面を浸漬し、シートに開けた孔を通じて、目封止しようとするセルの開口端部内に目封止用スラリーを充填する。そして、ハニカム成形体の他方の端面については、一方の端面において目封止を施さなかったセルについて、上記一方の端面に目封止を施した方法と同様の方法で目封止を施す（目封止スラリーを充填する）。目封止の構成材料としては、ハニカム成形体の材料と同じものを用いることが好ましい。

次に、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を作製する。焼成の前に、バインダ等を除去するため、仮焼成を行うことが好ましい。仮焼成は大気雰囲気において、４００〜５００℃で、０．５〜２０時間行うことが好ましい。仮焼成及び焼成の方法は特に限定されず、電気炉、ガス炉等を用いて焼成することができる。焼成条件は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１３００〜１５００℃で、１〜２０時間加熱することが好ましい。

（２−１−２）スリット入りハニカム構造体の作製；
ハニカム焼成体に、複数の部分セグメントを区画形成するように、一方の端面からセルの延びる方向に沿って延びるとともに他方の端面に到達していない（他方の端面には開口していない）複数のスリットを形成することにより、スリット入りハニカム構造体を得ることができる。ここで、「一方の端面からセルの延びる方向に沿って延びるとともに他方の端面に到達していない複数のスリット２」というときは、スリットが形成された状態、すなわちハニカム焼成体におけるスリットの配置を示し、中心軸方向に延びるスリットが一方の端面に到達する（開口する）ように形成されている（一方の端面が切られた状態になっている）ことを意味する。従って、スリット２を形成する操作として、一方の端面側に切れ込み形成装置を当接させて、他方の端面の方向に向かって切っていくということを意味するわけではない。従って、スリットを形成する操作においては、一方の端面側から切り始めてもよいし、側面から切り始めてもよい。

図１Ａ、図１Ｂに示すハニカム構造体１００を作製する場合、形成されるスリット入りハニカム構造体は、一方の端面において、直線状であり且つスリットの両端部（一方の端面におけるスリットの両端部）がともに最外周部分に到達している（側面に開口している）構造のスリット（開放構造スリット）を形成した構造とすることが好ましい。ここで、「一方の端面」というときは、図１Ａにおいて表されているハニカム構造体１００の端面であり、図１Ｂにおいては、紙面の上側の端面のことである。そして、このようなスリットを形成するときには、円盤状マルチ砥石、マルチブレードソー、マルチワイヤーソー等を用いることが好ましい。円盤状マルチ砥石は、複数枚の円盤状の砥石を、ハニカム焼成体の外周部の横に、それぞれが平行になるように並べ、それぞれを回転させながら、ハニカム焼成体の一方の端面に平行に移動させてハニカム焼成体をスリット加工するものであり、例えば、ＥＬＢ社製、商品名：高速平面研削盤を用いることができる。また、マルチブレードソーは、複数本の棒状（又は板状）の砥石を、一方の端面の上に、それぞれが平行になるように並べ、それぞれを一方の端面と平行に往復運動させながら、一方の端面から他方の端面の方向に向かってハニカム焼成体をスリット加工するものであり、例えば、野村製作所社製、商品名：ブレードソーを用いることができる。また、マルチワイヤーソーは、複数本のワイヤー状の砥石を、一方の端面の上に、それぞれが平行になるように並べ、それぞれを一方の端面と平行に往復運動あるいは一方向に連続移動させながら、一方の端面から他方の端面の方向に向かってハニカム焼成体をスリット加工するものであり、例えば、タカトリ社製、商品名：マルチワイヤーソーを用いることができる。また、スリットの内表面には、隔壁が多少残ってもよいし、残らなくてもよい。

また、一方の端面において、両端部の少なくとも一方がハニカム構造部の最外周部分（側面）に到達していない構造のスリット（閉塞構造スリット）を形成する場合、超音波振動ブレード方式、低周波振動ブレード方式等を用いることが好ましい。振動ブレード方式によるスリット加工は、長手方向に延びる棒状又は板状のブレード、あるいはスリットの中心軸方向に直交する断面と同じ断面形状をした筒状のブレードの長手方向（筒形状の中心軸方向）先端を、ハニカム焼成体の一方の端面に当接し、ブレードを超音波振動させながらハニカム焼成体にスリットを形成するものである。棒状又は板状のブレードの先端を用いてスリット加工するため、ハニカム焼成体の一方の端面のいずれの位置にもスリットを形成することが可能である。振動ブレード方式の加工装置としては、例えば、日本電子工業社製、商品名：超音波加工機を用いることができる。また、低周波振動ブレード方式によるスリット加工は、超音波振動ブレード方式の場合と同様に行うことができる。超音波振動ブレード方式と低周波ブレード方式との相違は、超音波ブレード方式は、超音波によってブレードを振動させるのに対し、低周波振動ブレード方式が偏心モーター、カム機構、偏心錘機構等によってブレードを振動させることである。

本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、ハニカム成形体に肉厚部を形成し、その肉厚部にスリットを入れることが好ましいが、肉厚部を形成せずに、隔壁を切断するようにスリットを形成することも好ましい態様である。

（２−１−３）ハニカム構造体の作製；
スリット入りハニカム構造体のスリットに充填材を充填し、スリットを埋めるように配設された緩衝部を形成して、ハニカム構造体を得ることができる。緩衝部によりスリット全体を埋める（満たす）ことが好ましい。充填材をスリット内に充填する方法としては、充填材を水等の分散媒に分散させてスラリー状にしたものを、スリット内に充填する方法が挙げられる。スラリーをスリット内に充填する際には、スリット入りハニカム構造体を、密閉容器に入れ、外周からスラリーが漏れないようにテープ等を外周に巻き付けることが好ましい。スリット入りハニカム構造体が大型の場合、複数個所からスラリーを充填することにより、高圧をかけずに充填することができる。スリット入りハニカム構造体の外周に巻きつけるテープの材質としては、ポリエステル等の透水しない材質を挙げることができる。この場合、スリット入りハニカム構造体を静止させた状態でスラリーを充填しようとすると、ハニカム構造部が多孔質である場合には、分散媒が隔壁に吸収されてスラリーがスリット内に均一に広がらないことがある。そのため、そのような場合には、スリット入りハニカム構造体を振動装置により振動させながら、スラリーを圧入することが好ましい。振動装置としては、例えば、旭製作所社製、商品名：小型振動試験機等を使用することができる。また、スラリーを、より容易にスリット内に均一に浸入させるために、スリットの内壁（部分セグメントの外周壁）を撥水処理することが好ましい。撥水処理としては、ＳｉＣ粒子を含むスラリーを噴霧する等を行うことが好ましい。スラリーをスリット内に圧入した後には、１００℃以上で乾燥を行うことが好ましい。また、緩衝部を形成する方法としては、充填材をテープ状に成形し、複数のテープ状の充填材をスリットに充填し、その後、加熱の処理をすることにより緩衝部とする方法を挙げることができる。充填材をテープ状に成形する方法は特に限定されず、例えば、充填材、バインダ、界面活性剤、水等を混合して成形原料とし、テープ成形の方法でテープ状に成形する方法を挙げることができる。また、緩衝部を形成する方法としては、粉末状の充填材を、スリットに充填し、その後、充填材がスリットから外部に出てこないように、スリットの開口部分（充填材が、スリット入りハニカム構造体の表面に露出する部分）をセメント、接着剤などで封止する処理をすることにより緩衝部とする方法を挙げることができる。粉末状の充填材は、タッピングによりスリットに充填することができる。

充填材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子、有機バインダー、発泡樹脂、及び分散剤に水を加えて混練したスラリー等を挙げることができる。充填材をテープ状に成形してスリット内に挿入する場合、充填材としは、熱処理で発泡する材料を用い、充填材をスリット内に挿入した後に、スリット入りハニカム構造体を加熱することが好ましい。熱処理で発泡する材料としては、ウレタン樹脂等を挙げることができる。

（２−１−４）外周コート処理；
ハニカム構造体を形成した後に、外周コート処理を行うことが好ましい。外周コート処理としては、外周コート材をハニカム構造体の外周に塗布して、乾燥させる方法を挙げることができる。外周コート材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子、有機バインダー、発泡樹脂、分散剤、水等を混合したものを用いることができる。また、外周コート材を塗布する方法は、特に限定されず、製品をろくろ上で回転させつつ、ゴムへらでコーティングする等の方法を挙げることができる。

スリットが、ハニカム構造部の最外周部分を切らずに残して形成されたハニカム構造体を形成する場合、最外周部分に緩衝部が露出していない状態となるため、外周コート処理を行う必要がなく、生産効率をさらに向上させることが可能である。また、外周面の凹凸を更に少なくし、更に滑らかな外周面を形成したい場合は、外周研削加工及び／又は外周コート処理を行うことが更に好ましい。

（２−２）ハニカム構造体の製造方法の他の態様；
本発明のハニカム構造体の製造方法の他の実施形態は、成形原料を押出成形して、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム成形体を形成し、ハニカム成形体に、複数の部分セグメントを区画形成するように、一方の端面から中心軸方向に延びるとともに他方の端面に到達していない複数のスリットを形成し、その後、焼成してスリット入りハニカム構造体を形成し、スリット入りハニカム構造体のスリットに充填材を充填し、スリットを埋めるように配設された緩衝部を形成し、外周コートを施してハニカム構造体を得るものである。すなわち、本発明のハニカム構造体の製造方法の他の態様は、上述した、本発明のハニカム構造体の製造方法において、ハニカム成形体を形成した後に、焼成してからスリットを形成するのではなく、スリットを形成した後に焼成するものである。このように、ハニカム成形体を焼成する前にスリットを形成することにより、スリット形成時に発生する切断粉を再利用することが可能となる。尚、焼成した後にスリットを形成した場合には、焼成により切断粉の組成が当初の成形原料とは異なる組成となっているため、再利用することができない。また、スリットを形成した後に焼成することにより、焼成時にハニカム成形体に生じる応力が、スリットにより緩和され、焼成による割れを抑制することができる。

本発明のハニカム構造体の製造方法の他の態様は、焼成とスリット形成の順序が逆になるだけで、それ以外の各工程の操作等の条件は、上述した、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態と同様である。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
セラミックス原料として、ＳｉＣ粉、金属Ｓｉ粉を８０：２０の質量割合で混合し、これに、成形助材としてメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシメチルセルロース、造孔材として澱粉と吸水性樹脂、界面活性剤及び水を添加して混練し、真空土練機により坏土を作製した。

得られた円柱状の坏土を押出成形機を用いてハニカム形状に成形し、高周波誘電加熱乾燥をした後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥し、両端面を所定量切断して、焼成後に隔壁の厚さが３０５μｍ、セル密度が約５４．３セル／ｃｍ^２（３５０セル／平方インチ）、底面の直径１４５ｍｍ、長さ１７５ｍｍの円筒状となるようなハニカム成形体を得た。ハニカム成形体には、図１Ａに示すハニカム構造体１００に形成された境界壁１４に相当する構造を設けた。尚、ハニカム成形体の隔壁厚さは、全体が均一な厚さになるようにし、肉厚部を形成しないものとした。また、セルの延びる方向は、ハニカム成形体の中心軸方向とした。

得られたハニカム成形体について、隣接するセルが互いに反対側の端部で封じられ、両端面が市松模様状を呈するように、各セルの端部を目封止した。目封止用の充填材には、ハニカム成形体と同様の材料を用いた。

目封止後、目封止ハニカム成形体を、熱風乾燥機を用いて１２０℃で５時間乾燥し、その後、大気雰囲気にて脱臭装置付き大気炉を用いて約４５０℃で５時間かけて脱脂し、その後、Ａｒ不活性雰囲気にて約１４５０℃で５時間焼成して、ＳｉＣ結晶粒子がＳｉで結合された、目封止された多孔質のハニカム焼成体を得た。ハニカム焼成体の平均細孔径は１３μｍであり、気孔率は４１％であった。平均細孔径および気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した。

得られたハニカム焼成体について、スリット加工を行いスリット入りハニカム構造体を形成した。スリット加工は、円盤状マルチ砥石（ＥＬＢ社製、商品名：高速平面研削盤）を用いて行った。図１Ａに示すハニカム構造体１００のように、ハニカム焼成体の一方の端面において、３本の平行なスリットと、その３本のスリットに直交する３本の平行スリットを形成し、１６本の部分セグメントを形成した（スリットパターン：３×３）。各平行なスリット間の間隔を３６ｍｍとした。各スリットの、ハニカム焼成体（構造部）の中心軸方向における長さ（スリット深さ）は、ハニカム焼成体の中心軸方向長さの２５％とした。スリット深さは、いずれのスリットも同じ深さとした。スリットの幅は１ｍｍとした。

スリット入りハニカム構造体のスリット全体に充填材をスラリー状にして充填し、緩衝部５を形成して、ハニカム構造体を得た。スリット全体に充填材を充填したため、充填材深さとスリット深さとは同じである。充填材としては、アルミノシリケート無機繊維とＳｉＣ粒子の混合物を用いた。充填材を含有するスラリーとしては、充填材１００質量部に対して、水を３０質量部、アルミノシリケートを３０質量部、ＳｉＣ粒子を３０質量部含有するものを用いた。当該スラリーをスリットに充填する際には、スリット入りハニカム構造体を、密閉容器に入れ、外周からスラリーが漏れないようにスコッチ製ポリエステル基材のテープを外周に巻き付けた後、スラリーをスリット内に圧入した。得られたハニカム構造体の境界壁の厚さは３４０μｍであり、境界壁のＲ部の半径が１．５ｍｍであった。また、得られたハニカム構造体は、図３に示すような、第２領域が、境界壁のＲ部に隣接しない部分を有する構造であった。第２領域の中の境界壁のＲ部に隣接しない部分の厚さ（第２領域の厚さ）は２セルの厚さであった。得られたハニカム構造体について、以下の方法で、再生限界値（ｇ／リットル）、圧力損失（％）、アイソスタティック強度（％）、及び不具合率（％）を測定した。結果を表１に示す。表１において、「境界壁厚さ／隔壁厚さ比（倍）」の欄は、「境界壁厚さ」を「隔壁厚さ」で除した値である。

（再生限界値）
ハニカム構造体をＤＰＦとして用い、順次、煤の堆積量を増加させて、再生（煤の燃焼）を行い、クラックが発生する限界を確認する。先ず、得られたハニカム構造体の外周に、保持材としてセラミック製非熱膨張性マットを巻き、ＳＵＳ４０９製のキャニング用缶体に押し込んで、キャニング構造体とする。その後、ディーゼル燃料（軽油）の燃焼により発生させた煤を含む燃焼ガスを、ハニカム構造体の一の端面（スリットが形成されていない側の端面）より流入させ、他の端面より流出させることによって、煤をハニカム構造体内に堆積させる。そして、一旦、室温まで冷却した後、ハニカム構造体の上記一の端面より、６８０℃で一定割合の酸素を含む燃焼ガスを流入させ、ハニカム構造体の圧力損失が低下したときに燃焼ガスの流量を減少させることによって、煤を急燃焼させ、その後の目封止ハニカム構造体におけるクラックの発生の有無を確認する。この試験は、煤の堆積量がハニカム構造体の容積１リットル当り４ｇ（以下４ｇ／リットル等と表記）から始め、クラックの発生が認められるまで、０．５（ｇ／リットル）ずつ増加して、繰り返し行う。表１に示す再生限界値の測定結果は、比較例１のハニカム構造体（境界壁を設けていないハニカム構造体）の測定結果を基準にした値を示している。つまり、各ハニカム構造体についての再生限界値（初期クラック発生時の煤量）（ｇ／リットル）の測定結果（各ハニカム構造体をそれぞれ５個について（Ｎ＝５）測定した時の平均値）から、比較例１のハニカム構造体についての再生限界値（ｇ／リットル）の測定結果を差し引いた値を示している。

（圧力損失）
ハニカム構造体の圧力損失は、評価基準風洞（特開２００５−１７２６５２号公報に記載されたフィルターの圧力損失測定装置）を用いて測定した。この測定における流体の流量は１０Ｎｍ^３／分とし、実験時温度は２５℃とした。表１に示す圧力損失の測定結果は、比較例１のハニカム構造体（境界壁を設けていないハニカム構造体）の測定結果を基準にした値を示している。つまり、各ハニカム構造体についての圧力損失の測定結果（各ハニカム構造体をそれぞれ５個について（Ｎ＝５）測定した時の平均値）から、比較例１のハニカム構造体についての圧力損失の測定結果を差し引いた値を、比較例１のハニカム構造体についての圧力損失の測定結果に対する比率で表している。

（アイソスタティック強度）
社団法人自動車技術会発行の自動車規格であるＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７に規定されているアイソスタティック破壊強度の測定方法に従い測定した。表１に示すアイソスタティック強度の測定結果は、比較例１のハニカム構造体（境界壁を設けていないハニカム構造体）の測定結果を基準にした値を示している。つまり、各ハニカム構造体についてのアイソスタティック強度の測定結果（各ハニカム構造体をそれぞれ５個について（Ｎ＝５）測定した時の平均値）から、比較例１のハニカム構造体についての測定結果を差し引いた値を、比較例１のハニカム構造体についての測定結果に対する比率で表している。

（不具合率）
表１に示す不具合率の結果は、比較例１のハニカム構造体（境界壁を設けていないハニカム構造体）の結果を基準にした値を示している。つまり、各ハニカム構造体についての不具合の発生率（各ハニカム構造体をそれぞれ２００個（Ｎ＝２００）製作した時の、例えば充填層の形成時におけるクラック発生等の不具合の発生率）から、比較例１のハニカム構造体についての不具合の発生率を差し引いた値を表している。

（実施例２〜１６、比較例１〜７）
「スリットパターン」、「スリット深さ」、「境界壁の厚さ」、「Ｒ部の半径」、「第２領域の厚さ」を表１に示すような値とした以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した（実施例２〜１６、比較例１〜７）。実施例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）、圧力損失（％）、アイソスタティック強度（％）、及び不具合率（％）を測定した。結果を表１に示す。尚、実施例１〜１２、実施例１５，１６及び比較例３〜７のハニカム構造体は、実施例１の場合と同様に、図３に示すハニカム構造体のように、第２領域が、境界壁のＲ部に隣接しない部分を有する構造であった。また、実施例１３，１４のハニカム構造体は、図１に示すハニカム構造体のように、第２領域が、境界壁のＲ部に隣接しない部分を有さない構造であった。また、比較例１，２のハニカム構造体は、部分セグメントが、境界壁を有さず、第１領域と第２領域との区別がない構造であった。また、比較例３において、Ｒ部の半径が０．０ｍｍであるとは、Ｒ部が円弧状ではなく、角部になっていることを示す。

表１より、実施例１〜１５のハニカム構造体はいずれも、再生限界値（ｇ／リットル）、圧力損失（％）、アイソスタティック強度（％）、及び不具合率（％）が良好であることがわかる。比較例３のハニカム構造体は、Ｒ部の半径が０．０ｍｍ（Ｒ部が、角部になっている）であるため、再生限界値が低く、アイソスタティック強度が低く、不具合率が高いことがわかる。比較例４のハニカム構造体は、Ｒ部の半径が小さいため、アイソスタティック強度が低く、不具合率が高いことがわかる。比較例５のハニカム構造体は、Ｒ部の半径が大きいため、アイソスタティック強度が低く、不具合率が高いことがわかる。比較例６のハニカム構造体は、境界壁が薄いため、再生限界値が低く、アイソスタティック強度が低く、不具合率が高いことがわかる。比較例７のハニカム構造体は、境界壁が厚いため、圧力損失が大きいことがわかる。

本発明のハニカム構造体は、化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒装置用等の担体、又はフィルタとして好適に利用することができる。

１：セル、２：スリット、３：部分セグメント、４：ハニカム構造部、５：緩衝部、８：隔壁、１１：第１領域、１２：第２領域、１３：角部、１４：境界壁、１５：Ｒ部、１６：最外周部分、１７：外周壁、１００，２００，３００，４００：ハニカム構造体、Ａ：範囲、Ｌ１，Ｌ２：外周線、Ｃ１，Ｃ２：交点、Ｔ：厚さ。

Claims (4)

1. 流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、前記セルの延びる方向に沿って延びるとともに片側の端面に開口する複数のスリットにより、複数の部分セグメントが区画形成されたハニカム構造部と、
   前記スリットに配設された緩衝部とを備え、
   セルの延びる方向に直交する断面において、前記部分セグメントが、外周が直線と曲線とが滑らかに繋がって形成された境界壁に囲まれた第１領域、及び前記第１領域に隣接して前記境界壁の外側に位置し角部を有する第２領域から形成されるとともに、前記部分セグメントの前記第２領域の前記角部が形成された位置の内側に、前記境界壁の円弧状に形成された部分であるＲ部が配置され、
   セルの延びる方向に直交する断面において、前記境界壁のＲ部が、半径１．５〜１０ｍｍの円弧状であり、前記境界壁の厚さが、前記隔壁の厚さの１．１〜２．０倍であるハニカム構造体。
2. 前記第２領域の中で、前記境界壁のＲ部に隣接しない部分の厚さが、５セル以下の厚さである請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記第２領域が、前記第１領域の外周全体を取り囲むように配設された請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
4. 前記部分セグメントの最外周の一部が、前記境界壁である請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。

Images