JP2019177313A - ハニカム構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】浄化性能の向上が期待されるハニカム構造体を提供する。【解決手段】第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセル２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁１、及び隔壁１を囲繞するように配設された外周壁を有する、柱状のハニカム構造部を備え、隔壁１は、セル２を挟んで対向する２辺を構成する隔壁１のそれぞれに、セル２内に延びるように突出した突起部２１を有し、セル２内に突出する２つの突起部２１，２１の先端同士を仮想的に結ぶ仮想線により分断される２つの領域の面積Ｓ１，Ｓ２が、下記式（１）を満たすように構成されている。式（１）：７０％≦Ｓ１／Ｓ２×１００％（但し、上記式（１）において、Ｓ１≦Ｓ２の関係を示す。）【選択図】図４

Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、排ガス浄化用の触媒を担持する触媒担体として特に好適に利用することが可能なハニカム構造体に関する。

近年では、社会全体で環境問題に対する意識が高まっている。そのため、燃料を燃焼して動力を生成する技術の分野では、燃料の燃焼時に発生する排ガスから、窒素酸化物等の有害成分を除去する様々な技術が開発されている。例えば、自動車のエンジンから排出される排ガスから、窒素酸化物等の有害成分を除去する様々な技術が開発されている。こうした排ガス中の有害成分の除去の際には、触媒を用いて有害成分に化学反応を起こさせて比較的無害な別の成分に変化させることが一般的である。そして、排ガス浄化用の触媒を担持するための触媒担体としては、ハニカム構造体が用いられている。

従来、このハニカム構造体としては、流体の流路となる複数のセルを区画する多孔質の隔壁を有するハニカム構造部を備えたものが提案されている。このようなハニカム構造体として、隔壁の幾何学的表面積を増大させることを目的として、隔壁より内方に突出するフィン（ｆｉｎ）を設けたハニカム構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−２６６２９８号公報

特許文献１のようなハニカム構造体は、隔壁に設けられたフィンにより、隔壁の幾何学的表面積を増大させることができる。しかしながら、特許文献１に開示されたようなフィンの配置では、フィンによってセル内の流路として活用される空間に対して閉塞された部分が多く存在し、ガス流れの淀みが生じ易くなってしまう。したがって、１つのセル内でガス流れの局所的な集中が起こり、特に、自動車のモード走行（Ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｏｄｅ）時の高負荷時に、エミッション（Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ）の悪化を招いてしまうという問題があった。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。本発明によれば、排ガス浄化用の触媒を担持する触媒担体として特に好適に利用することが可能なハニカム構造体が提供される。特に、エミッションの悪化を抑制し、浄化性能の向上が期待されるハニカム構造体が提供される。

本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体が提供される。

［１］ 第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを取り囲むように配設された多孔質の隔壁、及び前記隔壁を囲繞するように配設された外周壁を有する、柱状のハニカム構造部を備え、
一の前記セルを取り囲む前記隔壁のうち、当該セルを挟んで対向する２辺を構成する前記隔壁のそれぞれに、当該セル内に延びるように突出し、且つ、当該セルの延びる方向に連続して設けられた、突起部を有し、
前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記セル内に突出する２つの前記突起部は、それぞれの先端同士を仮想的に結ぶ仮想線により、当該セル内を２つに分断する位置に配置されており、
前記仮想線によって分断される前記セルの一の領域の面積をＳ１とし、前記セルの他方の領域の面積をＳ２とした場合に、下記式（１）を満たすように構成されている、ハニカム構造体。
式（１）：７０％≦Ｓ１／Ｓ２×１００％
（但し、上記式（１）において、Ｓ１≦Ｓ２の関係を示す。）

［２］ 前記突起部は、当該突起部の側面が、前記隔壁の表面に対して、５０〜９０°の角度となるにように配置されている、前記［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記隔壁の厚さが、０．０５〜０．１５３ｍｍである、前記［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記突起部の高さＨ１と、前記ハニカム構造部のセルピッチＨ２とが、下記式（２）の関係を満たす、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
式（２）：１５％≦Ｈ１／Ｈ２×１００％≦４０％

［５］ 前記突起部の幅Ｗ１が、０．０１２７〜０．２０３ｍｍである、前記［１］〜［４］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は、セル内に突出するように設けられた突起部を有するものであるため、突起部によって隔壁の幾何学的表面積を増大させることができる。更に、突起部は、１つのセルを取り囲む隔壁に対して、当該セルを挟んで対向する２辺を構成する隔壁にのみ配設されていればよいため、突起部の個数の過剰な増加を抑制し、ガス流れの淀みの発生を有効に抑制することができる。本発明のハニカム構造体は、エミッションの悪化を抑制し、浄化性能の向上が期待されるという効果を奏するものである。

本発明のハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。 本発明のハニカム構造体の一実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。 図２のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。 図２に示す流入端面の一部（領域Ｐ）を拡大して模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の他の実施形態の流入端面の一部を拡大して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流入端面の一部を拡大して模式的に示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

（１）ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体の一実施形態は、図１〜図４に示すハニカム構造体１００である。ハニカム構造体１００は、柱状のハニカム構造部１０を備えている。ここで、図１は、本発明のハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の一実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。図４は、図２に示す流入端面の一部（領域Ｐ）を拡大して模式的に示す平面図である。

ハニカム構造部１０は、第一端面１１から第二端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を取り囲むように配設された多孔質の隔壁１、及びこの隔壁１を囲繞するように配設された外周壁２０を有している。そして、図４に示すように、隔壁１は、セル２内に延びるように突出し、且つ、セル２の延びる方向に連続して設けられた、突起部２１，２１を有している。特に、本実施形態のハニカム構造体１００において、一のセル２を取り囲む隔壁１のうち、セル２を挟んで対向する２辺を構成する隔壁１のそれぞれに、各１つずつ突起部２１を有している。なお、本明細書において、「対向する２辺」とは、平行な位置関係にある２辺、及び２辺のなす角度が１０°以下となる位置関係にある２辺のことを意味する。

ハニカム構造部１０のセル２の延びる方向に直交する断面において、セル２内に突出する２つの突起部２１，２１は、それぞれの先端同士を仮想的に結ぶ仮想線により、このセル２内を２つに分断する位置に配置されている。そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、この仮想線によって分断されるセル２の一の領域の面積をＳ１とし、セル２の他方の領域の面積をＳ２とした場合に、下記式（１）を満たすように構成されている。即ち、本実施形態のハニカム構造体１００は、「Ｓ１／Ｓ２×１００％」によって求まる値が、７０〜１００％の範囲である。なお、セル２のうち、セル２内に突起部２１が突出しているものを、以下、「特定セル」と記す場合がある。

式（１）：７０％≦Ｓ１／Ｓ２×１００％
（但し、上記式（１）において、Ｓ１≦Ｓ２の関係を示す。）

ハニカム構造体１００は、特定セル２内に突出するように設けられた所定の条件を満たす突起部２１を有するものである。そのため、ハニカム構造体１００は、隔壁１の幾何学的表面積を増大させることができる。更に、突起部２１は、１つのセル２を取り囲む隔壁１に対して、特定セル２を挟んで対向する２辺を構成する隔壁１にのみ配設されていればよいため、突起部２１の個数の過剰な増加を抑制し、ガス流れの淀みの発生を有効に抑制することができる。したがって、ハニカム構造体１００は、エミッションの悪化を抑制し、浄化性能の向上が期待されるという効果を奏するものである。

「Ｓ１／Ｓ２×１００％」の値が７０％未満であると、セル２内にガス流れの淀みが生じ易くなる。このようなセル内では、ガス流れの局所的な集中が起こり、特に、自動車のモード走行時の高負荷時に、エミッションの悪化を招いてしまう。「Ｓ１／Ｓ２×１００％」の値は、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが更に好ましく、９５％以上であることが特に好ましい。

ハニカム構造体１００は、上記の通り隔壁１が突起部２１を有している。そのため、ハニカム構造体１００に触媒を担持させると、ハニカム構造体１００は、突起部２１が設けられている分だけ、突起部２１が設けられていないハニカム構造体に比べて触媒の担持面積が増える。その結果、触媒と排ガスとの接触性が高まり、排ガスの浄化性能が向上することになる。

セル２内に突出する２つの突起部２１，２１の先端同士を仮想的に結ぶ仮想線により分断される２つの領域の面積Ｓ１，Ｓ２は、以下の方法で求めることができる。まず、ハニカム構造体１００の第一端面１１を、投影機（例えば、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社製のプロファイルプロジェクタ；Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）を用いて撮像する。次に、得られた画像を、画像解析ソフト（例えば、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社製の画像解析ソフト）によって画像解析し、上述した仮想線により分断される２つの領域の面積Ｓ１，Ｓ２を求める。面積Ｓ１，Ｓ２を求める際には、セル２内に突出する２つの突起部２１，２１の面積は含めないものとする。なお、上述した仮想線により分断される２つの領域の面積が異なる場合には、面積の大きい方の領域を、面積Ｓ１の領域とする。突起部２１の先端（頂点）は、セル２の延びる方向に直交する断面において、突起部２１の底辺から突起部２１の延びる方向に最も遠い位置とする。後述する、突起部２１の高さＨ１ａ，Ｈ１ｂ、突起部２１の側面のなす角度θ、突起部２１の幅Ｗ１についても、上述した投影機によって撮像した画像を用いて測定することができる。各測定に際しては、適宜、撮像した画像を所望の倍率に拡大して測定を行うことが好ましい。

ハニカム構造体１００は、総セル中、特定セル２を５０％以上含むことが好ましい。例えば、全セル２中の特定セル２の割合（式：（特定セル２の数／セル２の全数）×１００％で算出される値）は、６５〜９９％であることが好ましく、８０〜９９％であることが特に好ましい。全セル２中の特定セル２の割合が上記範囲であることにより、より良好な排ガス浄化性能が発揮される。全セル２中の特定セル２の割合は１００％としてもよいが、上記下限値未満であると、接触面積低下及びフィンによる昇温性の効果が得られず、浄化性能が悪化するおそれがある。

突起部２１は、この突起部２１の側面が、隔壁１の表面に対して、４０〜１００°の角度θとなるにように配置されていることが好ましい。以下、隔壁１の表面に対する、突起部２１の側面のなす角度θのことを、単に、「突起部２１の側面のなす角度θ」ということがある。突起部２１の側面のなす角度θは、７５〜９０°であることが特に好ましい。突起部２１の側面のなす角度θが上記範囲内であると、触媒を塗布する時（触媒コート時）に、触媒が突起部２１の根元に厚くたまり難くなる。このため、触媒を塗布した後（触媒コート後）の表面積を広くすることができ、排ガスの浄化性能が向上する。なお、突起部２１の側面のなす角度θが上記範囲の下限値未満であると、角度θを変えつつ突起部２１の高さを同じにしようとする場合、突起部２１の容積が増えることになる。そのため、ハニカム構造体１００の熱容量が増大し、触媒が活性温度に到達するまでに時間がかかり、排ガスの浄化性能が悪化するおそれがある。突起部２１の側面のなす角度θが上記範囲の上限値超であると、触媒コート時に、触媒が突起部２１の根元に多く溜まるおそれがある。つまり、突起部２１の根元に触媒の厚い層（触媒層）が形成される傾向がある。そのため、この触媒層の下層部（隔壁に近い部分）の触媒は有効に使われないおそれがある。ここで、突起部２１の側面のなす角度θは、セル２の延びる方向に直交する断面において、突起部２１の高さの１／２の位置における突起部２１の側面の接線と、突起部２１の底辺の延長線とのなす角度とする。なお、突起部２１の側面のなす角度θは、隔壁１の表面と突起部２１の側面とのなす角度のうち、流入端面側から見た場合に、時計回りの角度をいう。なお、突起部２１の側面のなす角度θは、隔壁１の表面と突起部２１の側面とのなす角度のうち、流入端面側から見た場合に、セル２内の空間側の角度のこととする。なお、突起部２１の一方の側面のなす角度θと、突起部２１のもう一方の側面のなす角度θとは、同じ角度であってもよいし、異なる角度であってもよい。突起部２１の一方の側面のなす角度θと、突起部２１のもう一方の側面のなす角度θとが異なる場合には、その双方のなす角度θが、上記した数値範囲を満たすことが好ましい。

突起部２１の高さＨ１（図４においては、高さＨ１ａ，高さＨ１ｂ）と、ハニカム構造部１０のセルピッチＨ２とが、下記式（２）の関係を満たすことが好ましい。なお、下記式（２）は、突起部２１の高さをＨ１とした一般式である。したがって、図４に示すように、対向配置された隔壁１のそれぞれに設けられた突起部２１，２１の各高さが、高さＨ１ａ及び高さＨ１ｂである場合には、下記式（２）のＨ１に、Ｈ１ａ，Ｈ１ｂの各値を代入し、下記式（２）を満たすか否かの判断を行う。

式（２）：１５％≦Ｈ１／Ｈ２×１００％≦４０％

式（２）の「Ｈ１／Ｈ２×１００％」の値が１５％未満であると、突起部２１によってセル２内の空間が十分に分断されず、１つのセル内でガス流れの局所的な集中が起こり、特に、自動車のモード走行時の高負荷時に、エミッションの悪化を招くことがある。式（２）の「Ｈ１／Ｈ２×１００％」の値が４０％を超えると、圧力損失悪化の点で好ましくない。なお、「Ｈ１／Ｈ２×１００％」の値は、１５〜３０％であることが特に好ましい。なお、突起部２１の高さＨ１ａ，Ｈ１ｂは、セル２の延びる方向に直交する断面において、突起部２１の頂点（突起部２１の最も高い点）から、突起部２１の底辺までの最短距離のことをいう。また、ハニカム構造部１０のセルピッチＨ２は、対向配置された隔壁１相互間の距離に、各隔壁１の厚さの半分の値を加算した距離のことをいう。

突起部２１の幅Ｗ１が、０．０１２７〜０．２０３ｍｍであることが好ましく、０．０３８１〜〜０．１５２４ｍｍであることが特に好ましい。なお、突起部２１の幅Ｗ１が、上記範囲の下限値未満であると、口金の加工コストおよび製造難易度が上がる点の好ましくない。突起部２１の幅Ｗ１が、上記範囲の上限値を超えると、浄化効率が下がり圧損が増加する点で好ましくない。なお、突起部２１の幅Ｗ１は、突起部２１の根元の位置で測定した値とする。

突起部２１は、セル２の延びる方向に直交する断面における形状について特に制限はない。例えば、図４に示すように、突起部２１の形状が、隔壁１の表面から垂直に延びる矩形状であってもよいし、例えば、図５に示すように、突起部２１の形状が、隔壁１の表面側を底辺とする台形形状であってもよい。また、図示は省略するが、例えば、突起部の形状が、三角形、半円形状、半楕円形状であってもよい。更に、例えば、図６に示すように、突起部２１の形状が、隔壁１の表面側を底辺とする台形形状としつつ、その突起部２１が円弧状に形成されたものであってもよい。ここで、図５は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態の流入端面の一部を拡大して模式的に示す平面図である。図６は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の流入端面の一部を拡大して模式的に示す平面図である。

隔壁１の厚さは、０．０５〜０．１５３ｍｍであることが好ましく、０．０５〜０．１１０ｍｍであることが特に好ましい。隔壁１の厚さが下限値未満であると、機械的強度が不足するおそれがある。隔壁１の厚さが上限値超であると、ハニカム構造体１００の圧力損失が上昇するおそれがある。なお、隔壁１の厚さは、突起部２１が設けられていない部分の厚さのことである。

隔壁１の材料としては、特に制限はない。例えば、セラミックを主成分とすることが好ましい。具体的には、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、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料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。

セル２の形状としては、対向する２辺を有する多角形であれば特に制限はない。例えば、セル２の形状としては、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形を挙げることができる。ハニカム構造部１０において、異なる形状のセル２が混在していてもよい。例えば、四角形のセル２と、六角形又は八角形のセル２とは、１つのハニカム構造部１０において混在していてもよい。なお、本明細書において「セル２の形状」とは、突起部２１が無いとした場合のセルの形状のことを意味する。また、「セル２の形状が多角形」とは、セル２の形状が多角形に準ずる形状を含む概念である。

外周壁２０は、隔壁１を囲繞するように配設された壁である。外周壁２０は、隔壁１と一体に形成したものであってもよい。

外周壁２０の厚さは、０．１〜０．６ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．３ｍｍであることが特に好ましい。外周壁２０の厚さが下限値未満であると、機械的強度が低下することがある。上限値超であると、ハニカム構造体を収容するために、大きなスペースを確保しなければならないことがある。

ハニカム構造体１００のセル密度は、３１〜１５５個／ｃｍ^２であることが好ましく、４３〜１４８個／ｃｍ^２であることが特に好ましい。セル密度が下限値未満であると、強度が保てないおそれがある。上限値超であると、ハニカム構造体１００の圧力損失が上昇するおそれがある。

（２）ハニカム構造体の製造方法：
本発明のハニカム構造体は、ハニカム成形工程と、焼成工程と、を有する方法により製造できる。以下に各工程について説明する。

（２−１）ハニカム成形工程：
本工程においては、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを取り囲むように配設された隔壁を有するハニカム成形体を形成する。

セラミック成形原料に含有されるセラミック原料としては、コージェライト化原料、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、チタン酸アルミニウム、からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。なお、コージェライト化原料とは、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミック原料である。そして、コージェライト化原料は、焼成されてコージェライトになるものである。

また、セラミック成形原料は、上記セラミック原料に、分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して調製することができる。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造体の構造、材質等に合わせた組成比とすることが好ましい。

セラミック成形原料を成形する際には、まず、セラミック成形原料を混練して坏土とし、得られた坏土をハニカム形状に成形する。セラミック成形原料を混練して坏土を形成する方法としては、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。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法としては、例えば、押出成形、射出成形等の公知の成形方法を用いることができる。

具体的には、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。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。

口金は、以下のようにして作製したものを用いることが好ましい。まず、突起部を有さない従来公知のハニカム構造体を作製する際に使用される口金（従来型口金）を用意する。次に、従来型口金のスリット（隔壁を形成するための隙間）から、従来型口金の口金本体側に向かって、突起部と相補的な領域（坏土が入り込むことによって突起部となる領域）を形成する。上述した「突起部と相補的な領域」は、例えば、従来型口金の口金本体に対して、放電加工等を行うことにより形成することができる。以上のようにして、所定の口金を作製することができる。

このような口金を用いることで、本発明のハニカム構造体の条件を満たす突起部を有するハニカム成形体を簡便に作製することができる。

ハニカム成形体の形状としては、特に制限はなく、円柱状、楕円柱状、端面が「正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の多角柱状等を挙げることができる。

また、上記成形後に、得られたハニカム成形体を乾燥することができる。乾燥方法については特に制限はない。例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等を挙げることができる。これらの中でも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥または熱風乾燥を単独でまたは組合せて行うことが好ましい。

（２−２）焼成工程：
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。ハニカム成形体の焼成は、ハニカム成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われる。焼成条件（温度、時間、雰囲気等）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。例えば、コージェライト化原料を使用している場合には、焼成温度は、１４１０〜１４４０℃が好ましい。また、焼成時間は、最高温度での保持時間として、４〜８時間が好ましい。焼成を行う装置としては、電気炉、ガス炉等を用いることができる。以上のようにして得られたハニカム焼成体を、本発明のハニカム構造体とすることができる。なお、ハニカム構造体の製造方法においては、以下に示すような外周コート工程を更に有していてもよい。

（２−３）外周コート工程：
本工程では、得られたハニカム焼成体の外周に、外周コート材を塗布して外周壁を形成する。なお、外周壁は、ハニカム成形体の作製時に、隔壁と一体となるように形成してもよい。外周コート工程によって更に外周壁を形成することにより、ハニカム構造体に外力が加わった際にハニカム構造体が欠けてしまうことを防止できる。

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粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したものなどを挙げることができる。外周コート材を塗布する方法は、「切削されたハニカム焼成体」をろくろ上で回転させながらゴムへらなどでコーティングする方法等を挙げることができる。

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）
実施例１においては、まず、ハニカム構造体を作製するための成形原料を調製した。具体的には、セラミック原料に、バインダ、界面活性剤、造孔材、水を添加して成形原料とした。なお、セラミック原料としては、コージェライト化原料である、カオリン、タルク、アルミナを用いた。

次に、得られた成形原料をニーダーで混練し、次に、真空土練機で土練して、坏土を形成した。次に、得られた坏土を、口金を用いて、押出成形して、ハニカム成形体を作製した。口金は、突起部と相補的な領域（坏土が入り込むことによって突起部となる領域）が形成されたものを用いた。ハニカム成形体は、焼成後において、隔壁の厚さが０．０９ｍｍとなり、セル密度が６２個／ｃｍ^２となるものとした。ハニカム成形体のセルの形状は、四角形となるようにした。ハニカム成形体は、円柱状のものとした。円柱状のハニカム成形体の夫々の端面の直径は、焼成後において、１０３ｍｍとなるようにした。また、ハニカム成形体のセルの延びる方向の長さは、焼成後において、８４ｍｍとなるようにした。なお、上記口金は、作製されるハニカム構造体が表１に示す各条件を満たすように設計したものを用いた。

次に、ハニカム成形体を乾燥させて、ハニカム乾燥体を得た。乾燥は、まず、マイクロ波乾燥を行い、その後、熱風の温度１２０℃において、２時間の熱風乾燥を行った。次に、ハニカム乾燥体の両端部を切断した。

次に、得られたハニカム乾燥体を脱脂した。脱脂は、４５０℃で５時間行った。次に、脱脂したハニカム乾燥体を焼成して、ハニカム焼成体を得た。焼成は、大気中、１４２５℃で７時間行った。なお、１２００〜１４２５℃までの昇温は５時間とした。このようにして、実施例１のハニカム構造体を作製した。

実施例１のハニカム構造体は、図４に示すように、断面形状が四角形のセル２を挟んで対向する２辺を構成する隔壁１のそれぞれに、突起部２１が形成されていた。即ち、実施例１のハニカム構造体は、１つのセル２当たりの突起部２１の数が、２個／セルであった。表１の「突起部の数（個／セル）」の欄に、１つのセル当たりの突起部の数を示す。

実施例１のハニカム構造体において、突起部の高さＨ１は０．２８ｍｍであった。突起部の側面のなす角度θは９０°であった。突起部の幅Ｗ１は０．１２７ｍｍであった。また、実施例１のハニカム構造体において、ハニカム構造部のセルピッチＨ２は１．２７ｍｍであった。したがって、「Ｈ１／Ｈ２×１００％」の値は２２％であった。突起部の高さＨ１、突起部の側面のなす角度θ、突起部の幅Ｗ１、セルピッチＨ２は、ハニカム構造体の第一端面を、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社製のプロファイルプロジェクタを用いて撮像し、得られた画像を、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社製の画像解析ソフトによって画像解析することによって求めた。なお、各測定に際しては、適宜、撮像した画像を所望の倍率に拡大して測定を行った。画像解析においては、プロフィルプロジェクタで撮影して画像を二値化処理し、画像解析ソフトの計測機能を使用することで、各測定とその測定結果の確認を行った。各結果を表１に示す。

また、上述したプロファイルプロジェクタを用いて撮像した画像を用いて、セル内に突出する２つの突起部の先端同士を仮想的に結ぶ仮想線により分断される２つの領域の面積Ｓ１，Ｓ２を求めた。そして、求めたＳ１，Ｓ２の値に基づいて、「Ｓ１／Ｓ２×１００％（但し、Ｓ１≦Ｓ２）」の値を算出した。実施例１のハニカム構造体は、「Ｓ１／Ｓ２×１００％」の値が７０％であった。結果を表１に示す。

更に、作製したハニカム構造体について、上記プロフィルプロジェクタと画像解析ソフトを用いて、隔壁の厚さ（ｍｍ）、セル密度（個／ｃｍ^２）を測定した。結果を表１に示す。

実施例１のハニカム構造体について、以下の方法で、圧力損失の測定、及びバッグエミッション（Ｂａｇ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の測定を行った。圧力損失の測定結果、及びその判定結果、並びに、バッグエミッションの測定結果、及びその判定結果を、表１に示す。また、各判定結果を元に、下記の総合判定を行った。判定を表１に示す。

［圧力損失］
作製したハニカム構造体について、大型風洞試験機を用いて圧力損失を測定した。このとき、ガス温度は２５℃とし、ガス流量は１０Ｎｍ^３／分とした。評価基準は、２．００ｋＰａ以下を「ＯＫ」とし、２．００ｋＰａ超を「ＮＧ」とした。これは、圧力損失が２．００ｋＰａ超となると、出力が悪化するためである。

［バッグエミッション］
まず、以下の方法で、作製したハニカム構造体について、米国Ｆｅｄｒａｌ Ｔｅｓｔ ＰｒｏｃｅｄｕｒｅのＬＡ−４モードに基づく試験（以下、「ＬＡ−４試験」ともいう）を行った。まず、ハニカム構造体の隔壁に、触媒（三元触媒）を１９０ｇ／Ｌ担持させた。なお、触媒を担持させたハニカム構造体は、電気炉を用いて、９５０℃で１２時間エージング処理を行った。次に、触媒を担持させたハニカム構造体を、排気量が２４００ｃｃの車両の床下位置に搭載し、ＬＡ−４試験を行った。ＬＡ−４試験においては、排ガス測定装置（ＨＯＲＩＢＡ社製、型番「ＭＥＸＡ−７４００」）を用いて排ガス成分ごとのダイレクトモーダルマス（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｏｄａｌ Ｍａｓｓ）を測定した。また、代表的な排ガス成分としてＨＣの排出量を測定した。ＬＡ−４試験による排ガスの空間速度は、約１００００（１／時間）（高流量）であった。そして、バッグエミッションで、ＨＣの排出量が、０．０２０ｇ／ｍｉｌｅ以下となる場合「ＯＫ」とし、０．０２０ｇ／ｍｉｌｅ超となる場合を「ＮＧ」とした。なお、本評価が「ＯＫ」であると、触媒が均一に塗布されていることから排ガスの浄化に有効に利用されるため、浄化性能が上がると考えられる。

［総合判定］
圧力損失の判定とバッグエミッションの判定に基づいて、以下の判断基準により総合判定を行った。圧力損失の判定とバッグエミッションの判定が共に「ＯＫ」である場合を「ＯＫ」とし、それ以外の場合を「ＮＧ」とした。

（実施例２〜１４、比較例１）
隔壁の厚さ、及び突起部の構成を、表１及び表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法でハニカム構造体を作製した。実施例２〜１４、比較例１のハニカム構造体についても、実施例１と同様の方法で、圧力損失の測定、及びバッグエミッションの測定を行った。各結果を、表１及び表２に示す。

（結果）
表１及び表２に示すように、実施例１〜１４のハニカム構造体は、比較例１のハニカム構造体に比べて、圧力損失が低く、また、バッグエミッションでのＨＣの排出量が低いものであった。このため、実施例１〜１４のハニカム構造体は、圧力損失の増加を抑制しつつ、エミッションの悪化を抑制することができることが分かった。

本発明のハニカム構造体は、排ガスを浄化する排ガス浄化用の触媒担体として利用することができる。

１：隔壁、２：セル、１０：ハニカム構造部、１１：第一端面、１２：第二端面、２０：外周壁、２１：突起部、１００：ハニカム構造体、Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ：高さ（突起部の高さ）、Ｈ２：セルピッチ、Ｓ１，Ｓ２：面積、Ｗ１：幅（突起部の幅）、θ：角度（突起部の側面のなす角度）。

Claims (5)

1. 第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを取り囲むように配設された多孔質の隔壁、及び前記隔壁を囲繞するように配設された外周壁を有する、柱状のハニカム構造部を備え、
   一の前記セルを取り囲む前記隔壁のうち、当該セルを挟んで対向する２辺を構成する前記隔壁のそれぞれに、当該セル内に延びるように突出し、且つ、当該セルの延びる方向に連続して設けられた、突起部を有し、
   前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記セル内に突出する２つの前記突起部は、それぞれの先端同士を仮想的に結ぶ仮想線により、当該セル内を２つに分断する位置に配置されており、
   前記仮想線によって分断される前記セルの一の領域の面積をＳ１とし、前記セルの他方の領域の面積をＳ２とした場合に、下記式（１）を満たすように構成されている、ハニカム構造体。
   式（１）：７０％≦Ｓ１／Ｓ２×１００％
   （但し、上記式（１）において、Ｓ１≦Ｓ２の関係を示す。）
2. 前記突起部は、当該突起部の側面が、前記隔壁の表面に対して、５０〜９０°の角度となるにように配置されている、請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記隔壁の厚さが、０．０５〜０．１５３ｍｍである、請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
4. 前記突起部の高さＨ１と、前記ハニカム構造部のセルピッチＨ２とが、下記式（２）の関係を満たす、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
   式（２）：１５％≦Ｈ１／Ｈ２×１００％≦４０％
5. 前記突起部の幅Ｗ１が、０．０１２７〜０．２０３ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。

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