JP5409053B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

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、耐熱衝撃性に優れるハニカム構造体、及びそのハニカム構造体を効率的かつ良好な原料収率で製造することが可能なハニカム構造体の製造方法に関する。

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。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、耐熱衝撃性に優れるハニカム構造体、及びそのハニカム構造体を効率的かつ良好な原料収率で製造することが可能なハニカム構造体の製造方法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及びその製造方法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、前記一方の端面から前記セルの延びる方向に沿って延びるとともに前記他方の端面に到達していない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、前記スリットに充填材が充填されて形成され、スリット全体を埋める緩衝部とを備え、前記スリットの、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向における長さが、前記ハニカム構造部の中心軸方向長さの２５〜９９％であり、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面において、ハニカム構造部の外周を構成する部分セグメントの中で最も大きな面積のものは、ハニカム構造部の中央部に位置する残りの部分セグメントの中で最も小さな面積のものよりも、面積が大きいハニカム構造体。

［２］ 前記スリットが、前記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ものである［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 熱膨張係数が１×１０^−６／℃以上である［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 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［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少なくとも片側の端面に到達していない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、スリット全体に充填されるよう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、ハニカム構造体の少なくとも一方の端面側に、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。

本発明のハニカム構造体の製造方法によれば、１つのハニカム成形体を押出成形し、それに、部分セグメントを区画形成するようにスリットを形成し、スリットに充填されるように緩衝部を形成してハニカム構造体を作製するため、粗加工工程を必要とせず、原料収率を大幅に向上させることができる。

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斜視図である。 本発明のハニカム構造体の他の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更に他の実施形態を模式的に示す、一方の端面側からみた平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す、一方の端面側からみた平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す、一方の端面側からみた平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す、一方の端面側からみた平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す、一方の端面側からみた平面図である。 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製造方法の一の実施形態において、ハニカム構造体が形成される過程を模式的に示した斜視図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の一方の端面の一部を示し、隔壁がスリットで切られる状態を模式的に示した平面図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の一方の端面の一部を示し、隔壁がスリットで切られる状態を模式的に示した平面図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の一方の端面の一部を示し、隔壁がスリットで切られる状態を模式的に示した平面図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の一方の端面の一部を示し、隔壁がスリットで切られる状態を模式的に示した平面図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の一方の端面の一部を示し、隔壁がスリットで切られる状態を模式的に示した平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。 参考例１で作製したハニカム構造体を模式的に示す、一方の端面側からみた平面図である。 比較例５で作製したハニカム構造体を示し、中心軸に平行な断面を示す模式図である。 比較例９で作製したハニカム構造体を示し、中心軸に平行な断面を示す模式図である。

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１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６から他方の端面７まで延びる複数のセル１を区画形成する隔壁を有し、一方の端面６からセルの延びる方向に沿って（中心軸方向に）延びるとともに他方の端面７に到達していない複数のスリット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に充填材が充填されて形成された緩衝部５とを備えるものである。本実施形態のハニカム構造体は、スリット２が、一方の端面６に到達（一方の端面６を切断）し、他方の端面７に到達していないものであるが、スリット２は、少なくとも片側の端面に到達していないものであればよい。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と、両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両端面側（両端部）で繋がった状態になったものとを含む。図１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斜視図である。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の熱膨張を緩衝部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。

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の他方の端面７からガスを流入させ、一方の端面６からガスを流出させるようにした場合、スリット２が、一方の端面６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ため、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（一方の端面６から他方の端面７まで）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、４本の平行で等間隔に形成されたスリット２と、その４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、図２に示すように、スリット２は、ハニカム構造体１１０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。尚、図２に示すハニカム構造体１１０においては、中心軸を通るスリットについては中心軸方向長さを長く形成している。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３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。図２は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。

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。例えば、図１０Ａに示すように、１列のセル２２を形成する隔壁２１をその１列のセル２２に沿って切るようにスリット２を形成してもよい。また、図１０Ｂに示すように、２列のセル２２を形成する隔壁２１をその２列のセル２２に沿って切るようにスリット２を形成してもよい。また、図１０Ｃに示すように、セル２２を形成する隔壁２１をジグザグに切るようにスリット２を形成してもよい。図１１Ａに示すように、隔壁２１の交点をセルの対角線に沿って切るようにスリット２を形成してもよい。また、図１１Ｂに示すように、幅を広く形成した１列のセル２２を形成する隔壁２１をその１列のセル２２に沿って切るようにスリット２を形成してもよい。図１０Ａ〜１０Ｃ及び図１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ本発明のハニカム構造体の一の実施形態の一方の端面の一部を示し、隔壁２１がスリット２で切られる状態を模式的に示した平面図である。尚、図１０Ａ〜１０Ｃ及び図１１Ａ，１１Ｂにおいては、目封止をしていないハニカム成形体を表しているが、目封止を施した目封止ハニカム構造体に切れ込みを形成する場合も、同様の隔壁の切り方をすることが好ましい。

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、図３〜図７に示すハニカム構造体のように、ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面において（スリットが一方の端面に形成されている場合は、スリットが形成された一方の端面において）、ハニカム構造部の外周を構成する部分セグメントの中で最も大きな面積のものは、ハニカム構造部の中央部に位置する残りの部分セグメントの中で最も小さな面積のものよりも、面積が大きいことが好ましい。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、外周を構成する部分セグメント３ａより、中央部に位置する残りの部分セグメント（中央部に位置する部分セグメント）３ｂのほうがより高温になるため、このように中央部に面積の小さな部分セグメントを配置することにより、中央部に位置する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、「中央部に位置する部分セグメント」というときは、部分セグメント全体の中から、ハニカム構造部の外周を構成する部分セグメントを除いた部分セグメントのことをいう。このように、中央部に位置する部分セグメントの、一方の端面における面積が小さいと、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなる傾向にあるため、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が、ハニカム構造部４のセルの延びる方向（中心軸方向）における長さの２５〜７５％であることが特に好ましい。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を７５％以下とすることにより、圧力損失の増大を大幅に低減することが可能になる。図３に示すハニカム構造体１２０は、一方の端面６の中央部に位置する部分セグメント３ｂが、細かく正方形に区画された形状であることにより外周を構成する部分セグメント３ａより小さくなっている。逆に言うと、部分セグメント３ａは、部分セグメント３ｂより大きい。図４に示すハニカム構造体１３０は、一方の端面６の中央部に位置する部分セグメント３ｂが、小さな扇形に区画された形状であることにより外周を構成する部分セグメント３ａより小さくなっている。逆に言うと、部分セグメント３ａは、部分セグメント３ｂより大きい。図５に示すハニカム構造体１４０は、一方の端面６の中央部に位置する部分セグメント３ｂが、細かく長方形に区画された形状であることにより外周を構成する部分セグメント３ａより小さくなっている。逆に言うと、部分セグメント３ａは、部分セグメント３ｂより大きい。図６に示すハニカム構造体１５０は、一方の端面６の中央部に位置する部分セグメント３ｂが、細かく正方形に区画された形状であることにより外周を構成する部分セグメント３ａより小さくなっている。逆に言うと、部分セグメント３ａは、部分セグメント３ｂより大きい。図７に示すハニカム構造体１６０は、一方の端面６の中央部に位置する部分セグメント３ｂが、小さな円形に区画された形状であることにより外周を構成する部分セグメント３ａより小さくなっている。逆に言うと、部分セグメント３ａは、部分セグメント３ｂより大きい。図３〜７は、それぞれ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、一方の端面側からみた平面図である。

また、本発明のハニカム構造体は、図８に示すハニカム構造体１７０のように、スリット２が、ハニカム構造部４の最外周部分１２を切らずに残して形成されたものであってもよい。図８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斜視図である。最外周部分１２が切らずに残されたているため、ハニカム構造体１７０は、複数の部分セグメント全体を取り囲むように、スリット２のない外周壁が形成された構造であり、最外周部分に緩衝部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。スリット２の形成パターン（構造）は、図８に示すように、最も外側に位置する部分セグメント３が最外周部分１２と繋がった形状であってもよいし、最外周部分に沿って内部（最外周部分の内側）に円形のスリット２が形成され、最も外側に位置する部分セグメント３と最外周部分１２とが、切り離された形状であってもよい。尚、図８に示すハニカム構造体１７０は、一方の端面６におけるスリットの形成パターン（構造）が、図１に示すハニカム構造体１００と同様のパターンであるが、図３〜７に示すハニカム構造体１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，又は１８０のようなスリットの形成パターンであってもよいし、その他のスリットの形成パターンであってもよい。スリットの形成パターンは、部分セグメントの区画のし方である。

切らずに（スリットが形成されずに）残された最外周部分１２の厚さは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。

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の開気孔率は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。開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。開気孔率が３０％未満であると、圧力損失が上昇することがある。開気孔率が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。開気孔率は、アルキメデス法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全体を埋めるように（スリット全体を満たすように）配設されている（緩衝部５によりスリット２全体が埋められている）。ここで、「緩衝部５によりスリット２全体を埋める」とは、緩衝部によってスリットの空間全体を満たすことであり、空間領域が存在しない状態をいう。また、「空間領域が存在しない」というときは、細かい気泡等が存在してもよいが、大きな空間（空間領域）が存在しないことを意味し、大きな空間とは、スリットの厚さ方向に直交する断面における最大長さが５ｍｍを超える空間をいう。「最大長さ」とは、当該断面において、その空間の最も長くなる方向における長さである。例えば、長方形の場合は対角線の長さであり、楕円形の場合は長径の長さである。換言すれば、本実施形態のハニカム構造体１００は、緩衝部５がスリット２全体を埋めることにより、スリット２内に、スリット２の厚さ方向に直交する断面における最大長さが５ｍｍを超える空間が、存在しないのである。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挙げることができる。

本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態は、図１２に示すように、上記本発明のハニカム構造体の一の実施形態において、ハニカム構造部３４が、一方の端面３６及び他方の端面３７の両方に到達していない中心軸方向に延びる複数のスリット３２により複数の部分セグメント３３が区画形成されたものであり、スリット３２に緩衝部３５が配設されたものである。また、スリット３２は、中心軸に直交する方向においては、最外周部分に到達しており、ハニカム構造部３４は、外周面にスリットの開口部分が形成された構造である。本実施形態のハニカム構造体３３０は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態（ハニカム構造体１００）（図１参照）に対して、スリットが形成される位置が異なるだけで、他の条件は同様であることが好ましい。図１２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斜視図である。

本実施形態のハニカム構造体３３０において、スリット３２のハニカム構造部３４の中心軸方向長さは、７０〜９８％が好ましい。７０％より小さいと使用時の熱衝撃により破損し易くなることがある。９８％より大きいと圧力損失が大きくなり易くなることがある。また、スリット３２の一方の端面３６からスリット３２までの距離は、ハニカム構造部３４の中心軸方向長さの１〜１５％であることが好ましい。１％より短いと圧力損失の増大を抑制する効果が低くなることがあり、１５％より長いと耐熱衝撃性が低下することがある。

（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少なくとも片側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（本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態）、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（本発明のハニカム構造体の製造方法の他の実施形態）。

（２−１）ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態；
図９に示すように、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態は、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２００を形成し、ハニカム成形体２００を焼成してハニカム焼成体２１０を形成し、ハニカム焼成体に、複数の部分セグメント３を区画形成するように、一方の端面６から中心軸方向に延びるとともに他方の端面７に到達していない複数のスリット２を形成してスリット入りハニカム構造体２２０を形成し、スリット入りハニカム構造体２２０のスリット２に充填材を充填し、スリット２を埋めるように配設された緩衝部５を形成し、外周コートを施してハニカム構造体２３０を得るものである。また、図９に示すように、ハニカム成形体２００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２１０を形成することが好ましい。尚、ハニカム成形体２００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。図９は、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態において、ハニカム構造体が形成される過程を模式的に示した斜視図である。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。

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。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２００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もよい。例えば、図９に示すハニカム成形体２００は、隔壁よりも肉厚の肉厚部１１が、スリットを形成する部分に設けられている。この場合、この肉厚部１１を削ることによりスリットを形成することが好ましい。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２００を焼成してハニカム焼成体２１０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２１０に、複数の部分セグメント３を区画形成するように、一方の端面６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７に到達していない複数のスリット２を形成することにより、図９に示すような、スリット入りハニカム構造体２２０を得ることができる。ここで、「一方の端面６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７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２が形成された状態、すなわちハニカム焼成体２１０におけるスリット２の配置を示し、中心軸方向に延びるスリット２が一方の端面６に到達するように形成されている（一方の端面１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６側に切れ込み形成装置を当接させて、他方の端面７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２を形成する操作においては、一方の端面６側から切り始めてもよいし、側面から切り始めてもよいし、他の方向から切り始めてもよい。また、「スリットが端面に到達している」とは、端面がスリットにより切断された状態であり、端面を観たときにスリットが視認できる（端面にスリットの開口部分が形成されている）状態をいう。本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、スリット２を、一方の端面６に到達（一方の端面６を切断）し、他方の端面７に到達しないように形成しているが、スリット２は、少なくとも片側の端面に到達しないように形成されればよい。

図９に示すスリット入りハニカム構造体２２０に形成されるような、一方の端面６において、直線状であり且つスリット２の両端部（一方の端面６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構造のスリット２（開放構造スリット）を形成する場合、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２１０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２１０の一方の端面６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６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６と平行に往復運動させながら、一方の端面６から他方の端面７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６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６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６から他方の端面７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２の内表面には、隔壁が多少あってもよいし、なくてもよい。

また、図３に示すハニカム構造体１２０のハニカム構造部４に形成されるような、一方の端面６において、両端部の少なくとも一方がハニカム構造部４の最外周部分に到達していない構造のスリット２（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２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６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６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。

また、図８に示すような、スリット２が、ハニカム構造部４の最外周部分１２を切らずに残して形成されたハニカム構造体１７０を形成する場合も、上記、ハニカム構造体１２０の閉塞構造スリットを形成する場合と同様に、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。ハニカム構造体１７０のスリット２は全て閉塞構造スリットである。

本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、図９に示すように、ハニカム成形体２００（目封止ハニカム成形体２１０）の肉厚部１１にスリット２を形成している。このように、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。隔壁を切断するようにスリットを形成する態様としては、上記本発明ハニカム構造体における、図１０Ａ〜１０Ｃ、図１１Ａ、及び図１１Ｂに示すようなスリットの形成態様と同様にすることができる。

（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２２０のスリット２に充填材を充填し、スリット２全体を埋める（満たす）ように配設された緩衝部５を形成して、ハニカム構造体２３０を得ることができる。充填材をスリット２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２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２２０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２２０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２２０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２２０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２内に均一に広がらないことがあり、緩衝部がスリット全体を埋めた状態を作り難くなることがある。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２２０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（緩衝部がスリット全体を埋め易くする）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５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５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５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５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。

図８に示すような、スリット２が、ハニカム構造部４の最外周部分１２を切らずに残して形成されたハニカム構造体１７０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実施形態；
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。

（２−３）ハニカム構造体の製造方法の更に他の実施形態；
本発明のハニカム構造体の製造方法の更に他の実施形態は、上記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の方法で、ハニカム成形体２００（又は、ハニカム焼成体２１０）（図９参照）を作製し、得られたハニカム成形体に、一方の端面及び他方の端面の両方に到達していないセルの延びる方向（中心軸方向）に延びる複数のスリットをハニカム構造部に形成して、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、図１２に示されるような、スリット３２を埋めるように配設された緩衝部３５を形成してハニカム構造体３３０を得るものである。本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、このように一方の端面３６付近、及び他方の端面３７付近にスリットが形成されていないため、スリットを形成した後にスリット入りハニカム構造体が変形することを防止でき、スリットの形成から緩衝部の形成までを安定して行うことができ、生産効率を向上させることが可能となる。スリット３２の中心軸方向の長さ、配置は、上記図１２に示すハニカム構造体３３０の場合と同様にすることが好ましい。

本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、ハニカム成形体の側面から切れ込みを形成する必要がある。切れ込みの形成方法は、上述した、図３に示すハニカム構造体１２０のハニカム構造部４に閉塞構造切れ込みを形成する場合に用いた、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。本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態（図９参照）に対して、スリットが形成される位置が異なるだけで、他の条件は同様であることが好ましい。

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。

（参考例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、隔壁の厚さが３１０μｍ、セル密度が約４６．５セル／ｃｍ^２（３００セル／平方インチ）、底面の半径１４５ｍｍ、長さ１５５ｍｍの円筒状のハニカム成形体を得た。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。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定したあたいであり、気孔率は、アルキメデス法により測定した値である。

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１３に示すハニカム構造体１８０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。図１３は、参考例１で作製したハニカム構造体を模式的に示す、一方の端面側からみた平面図である。

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について、以下の方法で、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（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無膨張マットを巻き、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４（ｇ／リットル）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（スリット深さがハニカム構造体の中心軸方向長さと同じ場合（部分セグメントがそれぞれ完全に分離している状態））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回（Ｎ＝５）測定し時の平均値）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（スリット深さがハニカム構造体の中心軸方向長さと同じ場合（部分セグメントがそれぞれ完全に分離している状態））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回（Ｎ＝５）測定し時の平均値）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。

（参考例２）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの５０％とした以外は、参考例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（参考例３）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの７５％とした以外は、参考例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（参考例４）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの９９％とした以外は、参考例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（実施例１）
スリットの形成パターンを、図３に示すハニカム構造体のようにした以外は、参考例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。外周部まで到達する６つのスリット（一方の端面において、平行に並ぶ３つのスリットと、その３つのスリットに直交する３つのスリット）については、円盤状マルチ砥石（ＥＬＢ社製、商品名：高速平面研削盤）を用いてスリット加工を行った。そして、一方の端面において、上記６つのスリットにより区画形成される、外周を含まない４つの正方形の部分セグメントのそれぞれを、更に４等分する（細分化する）ように形成されるスリット（スリットパターン：中央部細分化）については、超音波ブレードソー（日本電子工業社製、商品名：超音波加工機）を用いてスリット加工を行った。細分化された部分セグメントの一方の端面における最小の面積が、ハニカム構造部の外周を構成する部分セグメントの一方の端面における最大の面積より、小さくなるように形成した。尚、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。得られたハニカム構造体について、参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（実施例２）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの５０％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。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（実施例３）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの７５％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。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（実施例４）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの９９％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。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（比較例１）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの１００％とした以外は、参考例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（比較例２）
スリット深さをハニカム焼成体の中心軸方向長さの１００％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。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（比較例３）
スリットを形成せず、緩衝部５を設けなかった以外は、参考例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。結果を表１に示す。

（比較例４）
参考例１と同様の方法により、３６ｍｍ角、長さが１５５ｍｍの直方体のハニカムセグメント（隔壁の厚さが３１０μｍ、セル密度が４６．５セル／ｃｍ^２（３００セル／平方インチ））を１６個作製した。得られたハニカムセグメントを接合機を用いて接合し、１つの大きな直方体（１４４ｍｍ角×長さ１５５ｍｍ）の接合体を作製した。得られた接合体の外周を粗加工、研削して、底面の半径１４５ｍｍ、長さ１５５ｍｍの円筒状のハニカム構造体を得た。得られたハニカム構造体の端面のパターンは、図１３に示すハニカム構造体の端面のパターンと同じとした。参考例１の場合と同様にして、上記、再生限界値（ｇ／リットル）及び圧力損失（％）を測定した。また、原料収率を求めた。結果を表１に示す。

表１より、再生限界値は、スリット深さが２５％以上である場合に良好な値（比較例１と同じ又は比較例１より大）であることがわかる。また、参考例１〜４のハニカム構造体の評価結果より、スリット深さを２５〜９９％としたハニカム構造体は、スリット深さを１００％としたハニカム構造体より、圧力損失が低いことがわかる。また、実施例１〜４のハニカム構造体の評価結果より、外周を含まない部分セグメントを細分化し、一方の端面において、ハニカム構造部の外周を構成する部分セグメントの最大の面積よりも、細分化された部分セグメントの最小の面積が小さくなるようにすることにより、再生限界値が、比較例１のハニカム構造体より高い値になっていることがわかる。また、外周を含まない部分セグメントを細分化した場合には、圧力損失が全体的に大きくなる傾向があるため、圧力損失が高くなり過ぎないようにするため、セグメント深さを２５〜７５％とすることが好ましいことがわかる。

参考例３のハニカム構造体について、以下に示す方法によって、アイソスタティック破壊強度（以下、アイソ強度とする）を測定した。結果を表２に示す。

（アイソ強度）
ハニカム構造体の外周に、厚さ０．５ｍｍのウレタンゴム製のシート（仕様：ウレタン９０°ナチュラル）を巻き付け、更に、両端面に、円形のウレタンゴム製のシートを挟んで、厚さ２０ｍｍのアルミニウム製の円板を配置し、アルミニウム製の円板の外周とウレタンゴム製のシートとの間をアルミニウム製の円板の外周に沿ってビニールテープで巻くことにより封止して、試験用サンプルとする。アルミニウム製の円板の半径及び端面に配置するウレタンゴム製のシートは、ハニカム構造体の端面の半径と同じとする。作製した試験用サンプルを圧力容器に入れ、０．３〜３．０ＭＰａ／分の速度で圧力を上昇させ、圧力が下降し始めるまで圧力を記録する。最大圧力をアイソ強度（ＭＰａ）とする。この試験においては、サンプルを圧力容器に入れ、圧力を上昇させると、所定の圧力でハニカム構造体が破壊され、ハニカム構造体が破壊されると圧力が下降する。そのため、圧力上昇させたときの最大圧力を測定することにより、アイソ強度を得ることができる。

（比較例５）
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緩衝部５を形成するときに、一方の端面から５ｍｍの深さまで、スリット内に厚さ１ｍｍの紙を挿入し、緩衝部５を形成した後に６００℃で熱処理して紙を焼き、紙が存在していた部分に空間を形成した以外は、参考例３と同様にしてハニカム構造体を作製した。得られたハニカム構造体は、図１４で示されるような、スリット２内に空間２１が形成された構造である。図１４は、比較例５で作製したハニカム構造体４１０を示し、中心軸に平行な断面を示す模式図である。空間２１の深さＤは５ｍｍとなる。参考例３と同様にしてアイソ強度を測定した。結果を表２に示す。

（比較例６〜８）
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緩衝部５を形成するときに、一方の端面から、それぞれ１０ｍｍ、２０ｍｍ及び５０ｍｍの深さまで、紙を挿入した以外は、比較例５と同様にしてハニカム構造体を作製した（比較例６、７及び８）。参考例３と同様にしてアイソ強度を測定した。結果を表２に示す。

（比較例９）
紙を挿入する位置を、ハニカム構造体の中心軸方向における中央部２２から、スリットが形成されている側の端面である一方の端面に向かって５ｍｍの範囲とした以外は比較例５と同様にしてハニカム構造体を作製した。得られたハニカム構造体は、図１５で示されるような構造であり、スリット２内に形成される空間２１の深さＤは５ｍｍである。図１５は、比較例９で作製したハニカム構造体４２０を示し、中心軸に平行な断面を示す模式図である。参考例３と同様にしてアイソ強度を測定した。結果を表２に示す。

（比較例１０〜１２）
紙を挿入する位置を、ハニカム構造体の中心軸方向における中央部から、スリットが形成されている側の端面である一方の端面に向かって、それぞれ１０ｍｍ、２０ｍｍ及び５０ｍｍの範囲とした以外は比較例９と同様にしてハニカム構造体を作製した（比較例１０、１１及び１２）。参考例３と同様にしてアイソ強度を測定した。結果を表２に示す。

表２より、参考例３のハニカム構造体は、スリット内に空間が形成されていないため、比較例５〜１２のハニカム構造体よりアイソ強度が高いことがわかる。アイソ強度が高いと、キャニング耐性において有利である。

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。また、本発明のハニカム構造体の製造方法は、このような本発明のハニカム構造体を効率的に製造するため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、３ａ：外周を構成する部分セグメント、３ｂ：中央部に位置する部分セグメント、４：ハニカム構造部、５：緩衝部、６：一方の端面、７：他方の端面、１１：肉厚部、１２：最外周部分、２１：空間、２２：中央部、１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０：ハニカム構造体、２００：ハニカム成形体、２１０：ハニカム焼成体、２２０：スリット入りハニカム構造体、２３０，３３０，４１０，４２０：ハニカム構造体、Ｄ：空間の深さ。

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、前記一方の端面から前記セルの延びる方向に沿って延びるとともに前記他方の端面に到達していない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、前記スリットに充填材が充填されて形成され、スリット全体を埋める緩衝部とを備え、前記スリットの、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向における長さが、前記ハニカム構造部の中心軸方向長さの２５〜９９％であり、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面において、ハニカム構造部の外周を構成する部分セグメントの中で最も大きな面積のものは、ハニカム構造部の中央部に位置する残りの部分セグメントの中で最も小さな面積のものよりも、面積が大きいハニカム構造体。
2. 前記スリットが、前記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ものである請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 熱膨張係数が１×１０^−６／℃以上である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
4. 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請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。

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