JP5894577B2 - 目封止ハニカム構造体 - Google Patents

Description

本発明は、目封止ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、圧力損失の増加を抑制することができるとともに、その耐久性を良好に向上させることが可能な目封止ハニカム構造体に関する。

ディーゼルエンジン等の内燃機関や各種の燃焼装置等から排出されるガスには、煤（ｓｏｏｔ）を主体とする粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））が、多量に含まれている。このＰＭがそのまま大気中に放出されると、環境汚染を引き起こすため、排出ガスの排気系には、ＰＭを捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が搭載されている。

このようなＤＰＦとしては、例えば、流体（排ガス、浄化ガス）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有するハニカム構造体が用いられている。このようにハニカム構造体は、流体（浄化ガス）の流出側の端面における所定のセル（流入セル）の開口部と、流体（排ガス）の流入側端面における残余のセル（流出セル）の開口部とに、セルの開口部を封止するための目封止部が配設され、目封止ハニカム構造体（ハニカムフィルタ）として利用される。

上記目封止ハニカム構造体では、流入セルから排ガスを流入させると、排ガスが隔壁を通過する際に排ガス中のパティキュレートが隔壁に捕集され、パティキュレートが除去された浄化ガスが流出セルから流出する。

従来、ハニカム構造体の隔壁の交差点に生じる過大な熱衝撃や機械的衝撃による破損を防止するために、少なくとも一部の流路（セル）の軸方向に直交する断面形状が、一方の対向する隅角部に略円弧状のＲ部を有するセラミック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）。また、多孔質の隔壁により区画形成されたセルの角部に隅肉を形成し、セルの補強を行ったハニカム構造体も提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなハニカム構造体によれば、隔壁の交差部分の厚さが厚くなり、機械的強度（即ち、耐久性）を向上させることができる。

特開２００３−２６９１３１号公報 特表２００９−５３２１９７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたハニカム構造体は、全てのセルの角部に円弧状のＲ部を形成するため、流体が通過する流路の容積が著しく減少してしまう。この結果、排ガスに含まれる灰（Ａｓｈ）の堆積の観点から、目封止ハニカム構造体の耐久性が低下してしまうこととなる。

また、特許文献１及び２に記載されたハニカム構造体においては、流体が流入する流入セルにも補強が行われるため、流路の容積（特に、流体が流入する側の容積）が減少する。このため、フィルタとして実質的に機能する濾過面の面積が減少し、目封止ハニカム構造体の圧力損失が増大してしまう。

更に、補強部を形成することにより、目封止ハニカム構造体の質量も当然増加するため、過剰に補強部を形成することは、目封止ハニカム構造体の性能面において不利益を生じることがある。例えば、目封止ハニカム構造体の質量が増加すれば、排気ガス等の浄化に必要な温度に達するまでの時間が増大し、排気ガスの浄化性能を損なうこととなる。また、上記浄化性能を維持するために、排気ガスの温度を上昇させることも考えられるが、このような場合には、自動車等の内燃機関の燃料消費量（燃費）が悪化してしまう。

即ち、従来のハニカム構造体においては、単にハニカム構造体の強度を向上させることを目的として、上述したような補強部を形成することは行われていたが、補強部を形成して耐久性を向上させることにより、圧力損失や浄化性能等のフィルタとしての他の特性が犠牲となっていた。特に、ハニカム構造体の強度の向上と、圧力損失の増加抑制とは、従来、二律背反の関係にあるとされ、両者を同時に解決することは極めて困難であるとされていた。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、流体が流入するセル（流入セル）の容積を十分に確保することにより、圧力損失の増加を抑制することができるとともに、その耐久性を良好に向上させることが可能な目封止ハニカム構造体を提供する。

本発明によれば、以下に示す、目封止ハニカム構造体が提供される。

［１］ 流入側端面から流出側端面まで延びる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有するハニカム構造体と、前記流出側端面における所定のセルの開口部に配設されて、前記流入側端面が開口し且つ前記流出側端面が封止された流入セルを形成する流出側目封止部と、前記流入側端面における残余のセルの開口部に配設されて、前記流出側端面が開口し且つ前記流入側端面が封止された流出セルを形成する流入側目封止部と、を備え、前記流出セルのうちの少なくとも一のセルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流出セルを補強する補強部が形成された補強セルであり、且つ、前記流入セルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流入セルを補強する補強部が形成され、且つ、前記流入セルの補強された角部の数が、前記流出セルの補強された角部の数より少なく、前記流出セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の一部に形成されたものであり、前記流入セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流入側端面から、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の一部に形成されたものである目封止ハニカム構造体であって、前記流入セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記流出側目封止部の前記セルの延びる方向の長さ以上で、且つ前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の長さの１／３以下までの範囲に亘って形成されたものである、目封止ハニカム構造体。

［２］ 流入側端面から流出側端面まで延びる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有するハニカム構造体と、前記流出側端面における所定のセルの開口部に配設されて、前記流入側端面が開口し且つ前記流出側端面が封止された流入セルを形成する流出側目封止部と、前記流入側端面における残余のセルの開口部に配設されて、前記流出側端面が開口し且つ前記流入側端面が封止された流出セルを形成する流入側目封止部と、を備え、前記流出セルのうちの少なくとも一のセルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流出セルを補強する補強部が形成された補強セルであり、且つ、前記流入セルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する全ての角部に、前記補強部が形成されていない非補強セルであり、前記補強セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の一部に形成されたものである目封止ハニカム構造体であって、前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記流出側目封止部の前記セルの延びる方向の長さ以上で、且つ前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の長さの１／３以下までの範囲に亘って形成されたものである、目封止ハニカム構造体。

［３］ 前記補強セルは、前記補強部が形成された補強角部と、前記補強部が形成されていない非補強角度部とを含むものである前記［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体。

［４］ 前記補強セルは、前記ハニカム構造体の前記流出側端面において、前記補強セルを構成する全ての角部に、前記補強部が形成されたものである前記［１］〜［３］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。

［５］ 前記流入セルと前記流出セルとが、前記隔壁を隔てて交互に配置されている前記［１］〜［４］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。

［６］ 前記補強部を除く前記隔壁の平均厚さに対する、前記補強セルの前記補強部の表面から、前記補強セルを区画形成する前記隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離の比の値が、１．５〜９．３である前記［１］〜［５］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。

［７］ 各前記補強部は、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記補強部が除かれた開口部分の面積の０．０５〜２０％に相当する範囲を占める大きさのものである前記［１］〜［６］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。

本発明の目封止ハニカム構造体は、「流出側端面が開口し且つ流入側端面が封止された流出セル」のうちの少なくとも一のセルが、セルの延びる方向に垂直な断面における隔壁が交差する少なくとも一の角部に、流出セルを補強する補強部が形成された補強セルであり、且つ、「流入側端面が開口し且つ流出側端面が封止された流入セル」が、セルの延びる方向に垂直な断面における隔壁が交差する少なくとも一の角部に、流入セルを補強する補強部が形成され、且つ、流入セルの補強された角部の数が、流出セルの補強された角部の数より少ないか、あるいは、セルの延びる方向に垂直な断面における隔壁が交差する全ての角部に、上記補強部が形成されていない非補強セルである。このため、補強部が形成されていない流入セル（即ち、非補強セル）の容積、及びこの流入セルの開口部の面積を十分に確保することができる。これにより、圧力損失の増加を抑制することができる。一方、圧力損失に対する影響が、上記流入セルに比して少ない流出セルには、隔壁が交差する少なくとも一の角部に補強部が形成されている。上記補強部を形成することにより、目封止ハニカム構造体の耐久性を良好に向上させることができる。これにより、目封止ハニカム構造体を機械的強度に優れたものとすることができる。そして、上記強部セルの補強部は、ハニカム構造体の流出側端面から、ハニカム構造体のセルの延びる方向の一部に部分的に形成されたものである。このため、目封止ハニカム構造体をＤＰＦ等のフィルタ等として使用した場合に、経時的な温度変化が生じ易い流出側端面側を良好に補強することができる。これにより、熱衝撃等による破損をより有効に防止することができる。

本発明の目封止ハニカム構造体は、流入セルと流出セルとの両方に補強部を形成した従来のハニカム構造体に比して、補強部が流路に占める容積が少なくなるが、ハニカム構造体の耐久性は、上記補強部の容積比率以上の割合で向上させることができる。また、目封止ハニカム構造体に生じる熱応力が最大となる流出セルの補強部を流入セルの補強部より多く形成するか、または流出セルのみを補強することで、目封止ハニカム構造体の質量の過剰な増加を抑制することができる。このため、目封止ハニカム構造体を内燃機関の排ガス流路に設置して用いた場合に、目封止ハニカム構造体が加熱され易く、排気ガスに対する浄化性能の劣化を良好に抑制することができる。なお、排気ガスの温度によって目封止ハニカム構造体の温度を調整する場合であっても、目封止ハニカム構造体が加熱され易いため、自動車等の内燃機関の燃費の悪化を抑制することができる。このように、本発明の目封止ハニカム構造体によれば、従来、二律背反の関係にあるとされた、ハニカム構造体の耐久性向上と、圧力損失の増加抑制とを両立させることができる。更に、浄化性能の劣化や内燃機関の燃費の悪化も抑制することができる。また、本発明の目封止ハニカム構造体は、灰（Ａｓｈ）の堆積容量の悪化が一切なく、灰（Ａｓｈ）が堆積した後の圧力損失上昇、及び灰（Ａｓｈ）の洗浄や排ガス浄化フィルタ（例えば、ＤＰＦ）の取替え間隔に対して影響を与えずに、ハニカム構造体の強度を向上することができる。

本発明の目封止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。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、流入側端面を拡大して示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、流出側端面を拡大して示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、セルの延びる方向に垂直な断面を拡大して示す模式図である。 目封止ハニカム構造体の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の他の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。 本発明の目封止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。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、セルの延びる方向に垂直な断面を拡大して示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態の、流出側端面を示す模式図である。

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が、本発明は以下の実施の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、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）目封止ハニカム構造体：
図１〜図５に示すように、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態（目封止ハニカム構造体１００）は、「流入側端面１１から流出側端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１を有するハニカム構造体４」と、「流出側端面１２における所定のセルの開口部に配設されて、流入側端面１１が開口し且つ流出側端面１２が封止された流入セル２ａを形成する流出側目封止部５ｂ」と、「流入側端面１１における残余のセルの開口部に配設されて、流出側端面１２が開口し且つ流入側端面１１が封止された流出セル２ｂを形成する流入側目封止部５ａ」と、を備えた目封止ハニカム構造体１００である。

流出セル２ｂのうちの少なくとも一のセルは、セル２の延びる方向に垂直な断面における隔壁１が交差する少なくとも一の角部２１ａに、流出セル２ｂを補強する補強部６が形成された強セル２２である。また、流入セル２ａは、セル２の延びる方向に垂直な断面における隔壁１が交差する全ての角部２１に、上記補強部６が形成されていない非補強セル２３である。

そして、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００の強部セル２２の補強部６は、ハニカム構造体４の流出側端面１２から、ハニカム構造体４のセル２の延びる方向の一部に部分的に形成されたものである。即ち、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、上記補強部６が、ハニカム構造体４のセル２の延びる方向全域に亘って形成されてはおらず、ハニカム構造体４の流出側端面１２から、セル２の延びる方向の所定の範囲に形成されている。

換言すれば、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、流体が流入する流入セル２ａには、上記補強部６が形成されていない。このため、流入セル２ａは、例えば、比較的に均一な隔壁厚さの隔壁１によって区画形成されたものである。目封止ハニカム構造体１００に形成される流入セル２ａの全てが、このような非補強セル２３である。

一方、流体が流出する流出セル２ｂのうちの少なくとも一のセルには、隔壁１が交差する少なくとも一の角部２１ａに、流出側端面１２からハニカム構造体４のセル２の延びる方向の一部にかけて補強部６が形成されており、流出セル２ｂのうちの少なくとも一部のセルが、角部２１ａが補強された補強セル２２となっている。本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、流出セル２ｂの全てが、上記補強セル２２であってもよいし、流出セル２ｂのうちの一部のセルが上記補強セル２２であり、且つ、補強セル２２以外の流出セル２ｂが、流入セル２ａと同様に補強部６が形成されていない非補強セルであってもよい。

ここで、図１は、本発明の目封止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、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、流入側端面を拡大して示す模式図である。図３は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、流出側端面を拡大して示す模式図である。図４は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、セルの延びる方向に垂直な断面を拡大して示す模式図である。図５は、目封止ハニカム構造体の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。

本実施形態の目封止ハニカム構造体１００によれば、補強部６が形成されていない流入セル２ａ（即ち、非補強セル２３）の容積、及びこの流入セル２ａの開口部の面積（濾過面積）を十分に確保することができる。このため、目封止ハニカム構造体の圧力損失の増加を良好に抑制することができる。一方、圧力損失に対する影響が、流入セル２ａに比して少ない流出セル２ｂには、隔壁１が交差する少なくとも一の角部２１ａに補強部６を形成することで、目封止ハニカム構造体１００の耐久性を良好に向上させることができる。これにより、目封止ハニカム構造体１００を機械的強度に優れたものとすることができる。

特に、目封止ハニカム構造体１００は、流入セルと流出セルとの両方に補強部を形成した従来のハニカム構造体に比して、補強部６が流路（セル２）に占める容積が半分以下であるが、ハニカム構造体の耐久性は、上記補強部６の容積比率以上の割合で向上させることができる。

また、目封止ハニカム構造体１００に生じる熱応力が最大となる流出セル２ｂのみを補強することで、目封止ハニカム構造体１００の質量の過剰な増加を抑制することができる。このため、目封止ハニカム構造体１００を内燃機関の排ガス流路に設置して用いた場合に、目封止ハニカム構造体１００が加熱され易くなり、排気ガスに対する浄化性能の劣化を良好に抑制することができる。なお、排気ガスの温度によって目封止ハニカム構造体１００の温度を調整する場合であっても、目封止ハニカム構造体１００が加熱され易いため、自動車等の内燃機関の燃費の悪化を抑制することができる。更に、目封止ハニカム構造体１００をＤＰＦ等のフィルタとして使用した場合に、経時的な温度変化が生じ易い流出側端面１２側を良好に補強することができ、熱衝撃等による破損をより有効に防止することができる。また、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００は、灰（Ａｓｈ）の堆積容量の悪化が一切なく、灰（Ａｓｈ）が堆積した後の圧力損失上昇、及び灰（Ａｓｈ）の洗浄や排ガス浄化フィルタ（例えば、ＤＰＦ）の取替え間隔に対して影響を与えずに、ハニカム構造体４の強度を向上することができる。

「補強部」とは、セルを区画形成する隔壁が交差する角部に配置され、ハニカム構造体の実体部分である隔壁の強度（耐久性）を補強する部位のことをいう。例えば、「補強部」は、隔壁が交差する角部に対して、当該角部を補強するために別途配設された別部材からなるものを好適例として挙げることができる。補強部を形成するための部材としては、例えば、凹部や梁等の補強部材を挙げることができる。このような補強部材を、補強セルの角部に配設することによって、補強部を形成することができる。また、補強部は、目封止ハニカム構造体の流出側の端部を、補強部を形成する材料からなるスラリーに浸漬し、補強セルの角部に、上記スラリーを付着させて形成されたものであってもよい。上記スラリーを乾燥或いは焼成することにより、補強セルの角部がＲ形状やＣ形状を呈するように肉盛された補強部を形成することができる。

「補強セル」は、セルの外周部分に形成される角部のうちの少なくとも一の角部が、上記「補強部」によって補強されたセルである。即ち、「補強セル」は、補強部が形成された補強角部と、補強部が形成されていない非補強角度部とを含むものであってもよい。また、「補強セル」は、ハニカム構造体の流出側端面において、この補強セルを構成する全ての角部に、補強部が形成されたもの（即ち、流出側端面における補強セルの全ての角部が補強角部であるもの）であってもよい。

例えば、補強角部と非補強角度部とを含む補強セルは、流出セルの容積の減少を抑制することができ、圧力損失の上昇を更に抑制することができる。一方、全ての角部が補強角部である補強セルは、目封止ハニカム構造体の耐久性を良好に向上させることができる。例えば、補強セルが補強角部と非補強角度部とを有するものである場合には、ハニカム構造体の重心（セルの延びる方向に垂直な断面の重心）から外周方向へ向かう径方向に、セルの角部の頂点を通過する仮想線を引いた際に、「当該角部を構成する二つの辺が、上記仮想線を挟んで配置される角部」を補強角部とし、それ以外の角部（換言すれば、角部を構成する二つの辺が、上記仮想線の跨ぐことなく配置される角部）を非補強角部とすることが好ましい。

補強セルの補強部は、ハニカム構造体の流出側端面から、ハニカム構造体のセルの延びる方向の一部に形成されたものであれば、この補強部のセルの延びる方向の長さについては特に制限はない。本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、補強部のセルの延びる方向の長さ（以下、「補強部の長さ」ということがある）が、流出側目封止部のセルの延びる方向の長さ（以下、「目封止長さ」或いは「目封止深さ」ともいう）以上である。このように構成することによって、ハニカム構造体の流出側端面における耐久性を良好に向上させることができる。即ち、補強部の長さを、少なくとも目封止部の目封止深さ以上とすることにより、耐久性を向上させる効果を良好に発現させることができる。例えば、図６に示すハニカム構造体１００Ａは、補強部６が、流出側目封止部５ｂの目封止長さと同じ長さになるように形成された目封止ハニカム構造体１００Ａである。このような目封止ハニカム構造体１００Ａによれば、ハニカム構造体４の長さ全域に亘って補強部が形成された目封止ハニカム構造体に比して、耐久性が多少減少するものの、全く補強部を配設しない目封止ハニカム構造体に比して、格段に耐久性を向上させることができる。ここで、図６は、本発明の目封止ハニカム構造体の他の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。なお、図６に示す目封止ハニカム構造体１００Ａにおいて、図５に示す目封止ハニカム構造体１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

また、補強セルの補強部は、ハニカム構造体の流出側端面から、ハニカム構造体のセルの延びる方向の長さの１／３以下の範囲に亘って形成されたものである。即ち、補強セルの流入側端面から２／３の範囲には、角部を補強する補強部を形成しないことで、耐久性を向上させつつ、補強セルを含む流出セルの容積を大きくし、圧力損失の増大を有効に抑制することができる。また、補強セルの補強部のセルの延びる方向の長さ（以下、単に「補強部の長さ」ともいう）は、目封止部の長さ以上であることが好ましい。補強部が形成される範囲は、ハニカム構造体の流出側端面から、目封止長さ以上で、且つハニカム構造体の約１／３．５以下の範囲であることが更に好ましく、目封止長さ以上で、且つハニカム構造体の約１／４以下の範囲であることが特に好ましい。

本実施形態の目封止ハニカム構造体１００において、ハニカム構造体４の形状は、特に限定されないが、円筒形状、端面が楕円形の筒形状、端面が「正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の多角形の角柱状等が好ましい。図１〜図５に示すハニカム構造体４は、円筒形状の場合の例を示している。また、図１〜図５に示すハニカム構造体４は、外周壁３を有しているが、外周壁３を有さなくてもよい。外周壁３は、ハニカム構造体を作製する過程において、ハニカム成形体を押出成形する際に、隔壁とともに形成されることが好ましい。また、外周壁３は、セラミック材料をハニカム構造体の外周に塗工して形成したものであってもよい。

本実施形態の目封止ハニカム構造体に用いられるハニカム構造体は、例えば、図７に示すように、流入側端面１１から流出側端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１及び隔壁１を取り囲むように配設された外周壁７を有するハニカムセグメント８を、複数個備え、複数個のハニカムセグメント８が、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合されたハニカム構造体４ａであってもよい。

図７に示す目封止ハニカム構造体１１０は、各ハニカムセグメント８の流出側端面１２における所定のセルの開口部に配設されて、流入側端面１１が開口し且つ流出側端面１２が封止された流入セル２ａを形成する流出側目封止部５ｂと、各ハニカムセグメント８の流入側端面１１における残余のセルの開口部に配設されて、流出側端面１２が開口し且つ流入側端面１１が封止された流出セルを形成する流入側目封止部５ａと、を備えている。ここで、図７は、本発明の目封止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。

図７に示すような、所謂、セグメント構造のハニカム構造体４ａを用いた目封止ハニカム構造体１１０であっても、図１〜図５に示すような、所謂、一体構造のハニカム構造体４を用いた目封止ハニカム構造体１００と同様の効果を得ることができる。即ち、図７に示す目封止ハニカム構造体１１０においても、流出セル２ｂのうちの少なくとも一のセルを、隔壁１が交差する少なくとも一の角部２１ａに、この流出セル２ｂを補強する補強部６が形成された補強セルとし、且つ、流入セル２ａを、隔壁１が交差する全ての角部２１に、上記補強部６が形成されていない非補強セル２３とすることで（図４参照）、図１〜図５に示す目封止ハニカム構造体１００と同様の作用効果を得ることができる。なお、図示は省略するが、図７に示す目封止ハニカム構造体１１０においても、補強セルの補強部は、ハニカム構造体の流出側端面から、ハニカム構造体のセルの延びる方向の一部に形成されたものである。

セグメント構造のハニカム構造体を用いる場合には、少なくとも１個のハニカムセグメント８の流出セルに、上記補強セルを形成してもよいし、全てのハニカムセグメント８の流出セルに、上記補強セルを形成してもよい。図７においては、全てのハニカムセグメント８の流出セルに、補強セルを形成した場合の例を示している。

また、図７に示す目封止ハニカム構造体１１０の補強部としては、図１〜図５に示す目封止ハニカム構造体１００の補強部６と同様に構成されたものを好適に用いることができる。

なお、上記においては、流入セル２ａの全てが非補強セル２３である場合について説明してきたが、流入セル２ａとしては、セル２の延びる方向に垂直な断面における隔壁１が交差する少なくとも一の角部２１に、前記流入セル２ａを補強する補強部が形成され、且つ、前記流入セル２ａの補強された角部の数が、前記流出セル２ｂの補強された角部の数より少なくなるように構成し、さらに、前記流入セル２ａの補強部が、ハニカム構造体１００の流入側端面から、ハニカム構造体のセルの延びる方向の一部に形成されたものとすることもできる。この場合においても、流入セル２ａの全てが非補強セル２３の場合とほぼ同様の作用効果を奏することができる。

「流入セル」は、流出側端面におけるセルの開口部に流出側目封止部が配設されたセルである。この流入セルの流入側端面の開口部から、排ガス等の流体が流入する。一方、「流出セル」は、流入側端面におけるセルの開口部に流入側目封止部が配設されたセルである。この流出セルには、排ガス等の流体が直接流入することはできず、流入セルに流入した流体が、隔壁を通過して流出セル内に流入し、流出セルの流出側端面の開口部から流出される。流入セルから流出セルに流体が移動する際に、多孔質の隔壁によって流体中の粒子状物質が捕集される。

流入セルと流出セルとの配置、換言すれば、流出側目封止部と流入側目封止部との配置については、特に制限はない。例えば、流入セルと流出セルとが、隔壁を隔てて交互に配置されるものであってもよい。また、流入セルの一部、或いは流出セルの一部が、ハニカム構造体の端面の一ヶ所に集合するように配置されたものであってもよい。但し、流体中の粒子状物質を隔壁によって良好に捕集するという観点からは、流入セルと流出セルと隔壁を隔てて交互に配置されていることが好ましい。

セルの形状（セルの延びる方向に垂直な断面における開口形状）は、特に制限はない。例えば、セルの形状は、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形形状が好ましい。なお、上記セルの形状は、補強部が形成されたセルについては、補強部が除かれた状態の形状のことである。更に、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、流入セルの、セルの延びる方向に垂直な断面における開口形状（以下、単に、「流入セルの開口形状」ということがある）と、流出セルの、セルの延びる方向に垂直な断面における補強部が除かれた開口形状（以下、単に、「流出セルの開口形状」ということがある）とが、同一形状でであってもよいし、異なる形状であってもよい。

流入セルの開口形状と流出セルの開口形状とが同一形状の場合には、この開口形状は、四角形、六角形、八角形等を挙げることができる。

なお、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、ハニカム構造体を構成する隔壁の、セルの延びる方向に垂直な断面における厚さ（以下、単に、「隔壁の厚さ」ということがある）は、基本的に均一なものとする。「基本的に均一」とは、成形時の変形等により、僅かに隔壁の厚さに差異が生じた場合を除き、隔壁の厚さが均一であることを意味する。即ち、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、意図的に隔壁の厚さに差異を生じさせることはなく、上記断面において、隔壁の厚さは均一なものとする。例えば、ハニカム構造体を押出成形する口金（金型）のスリットを、スライサー加工により製造した場合に、上記均一な厚さの隔壁が実現される。そして、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、本来、均一な厚さであるはずの隔壁において、その隔壁の一部（特に角部）が、他部分に比べ厚く形成されている部位を、補強部が形成された部位とみなすことができる。

隔壁の厚さは、１２７〜５０８μｍであることが好ましく、１５２〜４８３μｍであることが更に好ましく、１５２〜４４５μｍであることが特に好ましい。１２７μｍより薄いと、目封止ハニカム構造体の強度が低くなることがある。５０８μｍより厚いと、目封止ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。

隔壁の気孔率は、２５〜７５％であることが好ましく、３０〜６５％であることが更に好ましく、３５〜６５％であることが特に好ましい。気孔率が２５％より小さいと、目封止ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。気孔率が７５％より大きいと、目封止ハニカム構造体の強度が低くなることがある。気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。

隔壁の平均細孔径は、６〜３５μｍであることが好ましく、７〜３０μｍであることが更に好ましく、７〜２５μｍであることが特に好ましい。平均細孔径６μｍより小さいと、目封止ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。平均細孔径３５μｍより大きいと、目封止ハニカム構造体の強度が低くなることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータによって測定した値である。

ハニカム構造体のセル密度は、特に制限されないが、１５〜８０個／ｃｍ^２であることが好ましく、１５〜６２個／ｃｍ^２であることが更に好ましい。セル密度が、１５個／ｃｍ^２より小さいと、目封止ハニカム構造体の強度が低くなることがある。セル密度が、８０個／ｃｍ^２より大きいと、セルの断面積（セルの延びる方向に直交する断面の面積）が小さくなるため、圧力損失が高くなる。

隔壁の材料としては、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、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、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種が更に好ましい。これらの中でも、コージェライトが特に好ましい。

補強部の材料については特に制限はないが、セラミックが好ましく、上記隔壁の好ましい材料として挙げられた材料を好適に用いることができる。本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、隔壁の熱膨張係数と、補強部の熱膨張係数とが同じ値又は近い値になることがより好ましい。更に、隔壁の材料と補強部の材料とが同じ材料であることがより好ましい。このように構成することによって、目封止ハニカム構造体に熱応力がかかっても、補強部がハニカム構造体から剥れたり、補強部と隔壁との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。また、隔壁の材料と補強部の材料とが同じ材料であっても、補強部の熱容量や熱伝導率等を高めるように、例えば、その気孔率が低くなるような材料（隔壁と同一の材料）を用いることもできる。これにより、補強部が緻密化し、強度も増しＳＭＬを良好に向上させることができる。

補強部の大きさは、流出セルを区画形成する隔壁の少なくとも一の角部に配設され、実質的に流出セルの開口部分を完全に塞がない程度の大きさであれば特に制限はない。但し、流出セルの開口部分が、補強部によって大きく塞がれてしまうと圧力損失が増大してしまう。このため、図８に示すように、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、「補強部６を除く隔壁１の平均厚さＴ（以下、「隔壁１の平均厚さＴ」ということがある）」に対する、「補強セル２２（流出セル２ｂ）の補強部６の表面から、補強セル２２を区画形成する隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセル（図８においては、紙面の対角線上に配設された補強セル２２）の表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（Ｌ／Ｔ）が、１．５〜９．３であることが好ましい。このように構成することによって、圧力損失の増加抑制と、耐久性向上とをバランスよく実現することができる。図８は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、セルの延びる方向に垂直な断面を拡大して示す模式図である。

ここで、「補強部６を除く隔壁１の平均厚さＴ（以下、「隔壁１の平均厚さＴ」ということがある）」に対する、「補強セル２２の補強部６の表面から、補強セル２２を区画形成する隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ（以下、「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」ということがある）」の比の値（Ｌ／Ｔ）について説明する。図８に示すように、まず、補強部６が形成されていない部分の隔壁１に沿って平行線ＡＢ及びＣＤを引き、その平均距離を「隔壁１の平均厚さＴ」とする。また、平行線ＡＢ及びＣＤの交点をそれぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈとする。ここで、測定対象の補強部６ｘに最も近い交点（交点Ｅ）と、隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセル（図８においては、他のセルも補強セル２２である）に最も近い交点（交点Ｆ）とを通るように、両セル間の距離を測定した長さを、「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」と定義する。上記方法により測定される「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の値を、「隔壁１の平均厚さＴ」の値で除算した値が、上記「比の値（Ｌ／Ｔ）」である。

図８においては、測定対象の補強部６ｘを有する補強セル２２と、隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセルとの両方が、共に補強セル２２の場合を示しているが、例えば、補強部６ｘの配置によっては、隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセルが、非補強セル２３の場合や、補強セル２２であっても隔壁の角部に補強部を有していない場合もある。このような場合でも、上述した方法により、「比の値（Ｌ／Ｔ）」を求めることができる。

「隔壁１の平均厚さＴ」に対する「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（Ｌ／Ｔ）が１．５未満であると、補強部による耐久性向上の効果が十分に得られないことがある。一方、「隔壁１の平均厚さＴ」に対する「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（Ｌ／Ｔ）が９．３を超えると、補強セル２２の開口面積が減少し過ぎて、圧力損失が過剰に増加してしまうことがある。また、９．３を超えても、耐久性が更に向上し難く、圧力損失の増加する比率が増大してしまうことがある。なお、上記比の値（Ｌ／Ｔ）は、１．５〜８．０であることが更に好ましく、１．５〜７．０であることが特に好ましい。

なお、本実施形態のハニカム構造体における非補強セルは、隔壁が交差する角部に補強部が形成されていないものである。但し、意図して−補強部を形成しない非補強セルであっても、ハニカム構造体を押出成形する口金の磨耗等により、補強部を形成していないはずの角部に、極めて僅かな肉厚部分が生じることがある。そこで、本実施形態のハニカム構造体においては、上記比の値（Ｌ／Ｔ）を測定した際に、その値が、１．５未満の場合については、補強部が形成されていない角部とする。なお、例えば、開口部分の形状が正方形のセルにおいて、角部に全く補強部が形成されず、意図しない肉厚部分も形成されていない場合には、上記比の値（Ｌ／Ｔ）は、１．４１となる。

また、各補強部（１個の補強部）は、セルの延びる方向に垂直な断面における補強部が除かれた開口部分の面積の０．０５〜２０％に相当する範囲を占める大きさのものであることが好ましい。補強部が占める面積が、開口部分の面積の０．０５％未満であると、補強部による補強効果が十分に発現しないことがある。また、補強部が占める面積が、開口部分の面積の２０％を超えると、例えば、四角形のセルの四個の角部全てに補強部が形成された場合、補強セルの開口面積が小さくなり過ぎて、目封止ハニカム構造体の圧力損失が増大してしまうことがある。なお、各補強部の大きさは、セルの延びる方向に垂直な断面における補強部が除かれた開口部分の面積の０．１〜１２％に相当する範囲を占める大きさのものであることが更に好ましく、０．４〜５％に相当する範囲を占める大きさのものであることが特に好ましい。

これまでに説明した補強部は、流出セルのうちの少なくとも一のセルに形成され、更に、この一のセルのうち少なくとも一の角部に形成されていればよいが、例えば、流出セルの全開口面積（総和面積）に対する、補強部の総占有面積（総和面積）の比率が、０．１〜２２％であることが好ましく、０．１〜１５％が更に好ましく、０．１〜１１％が特に好ましい。なお、「流出セルの全開口面積」とは、補強セル及び非補強セルに関わらず、全ての流出セルの開口面積の総和のことを意味し、「補強部の総占有面積」とは、本実施形態の目封止ハニカム構造体に形成された全ての補強部の占有面積の総和のことを意味する。

また、例えば、図９に示す目封止ハニカム構造体１２０のように、セル２の断面形状が正方形であり、ハニカム構造体の外周面に直交するセルの対角線Ｐ（具体的には、対角線の延長線）を中心として、１０〜６０°の夾角内（例えば、図９における線Ｑと線Ｒとに挟まれる範囲内）の流出セル２ｂが、補強セル２２となっていることが好ましい。このように構成することによって、目封止ハニカム構造体１２０の耐久性を良好に向上させることができる。図９は、本発明の目封止ハニカム構造体の更に他の実施形態の、流出側端面を示す模式図である。なお、図９に示す目封止ハニカム構造体１２０において、図１〜図５に示す目封止ハニカム構造体１００と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

（２）目封止ハニカム構造体の製造方法：
本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法について説明する。まず、ハニカム構造体を作製するための坏土を調整し、この坏土を成形して、ハニカム成形体を作製する（成形工程）。本実施形態の目封止ハニカム構造体を製造する際には、ハニカム成形体を得た後に、ハニカム成形体、ハニカム成形体を乾燥したハニカム乾燥体、又は、ハニカム乾燥体を焼成したハニカム構造体のいずれかに、補強部を形成することとなる。なお、補強部の形成は、ハニカム成形体又はハニカム乾燥体の状態で行うことが好ましい。ハニカム成形体又はハニカム乾燥体の状態で補強部を形成することにより、補強部と隔壁との境界部がよりでき難くなり、隔壁から補強部が剥離し難くなる。また、ハニカム成形体に補強部を形成することは、乾燥工程も兼ねることができるのでコストの観点からもより好ましい。

ハニカム成形体を製造する時点において、目封止ハニカム構造体として用いる際の、流入側端面と、流出側端面とを決定しておくことが好ましい。即ち、本実施形態の目封止ハニカム構造体は、流入側端面と流出側端面とで（換言すれば、流入セルと流出セルとで）、セルの形状（即ち、補強部の有無）が異なるため、予め、柱状のハニカム成形体の方向性を決定しておくことが好ましい。

次に、得られたハニカム成形体（或いは、必要に応じて行われた乾燥後のハニカム乾燥体）を焼成してハニカム構造体を作製する（ハニカム構造体作製工程）。成形時に補強部を形成していない場合には、焼成の前後のいずれかにおいて、流出セルとなるセルの少なくとも一部、または、流出セル及び流入セルとなるセルの少なくとも一部に、補強部を形成する。

次に、ハニカム成形体の流入側端面における所定のセルの開口部、及び流出側端面における残余のセルの開口部に目封止を施して、流入側目封止部及び流出側目封止部を形成する（目封止工程）。

次に、流入側端面に流入側目封止部を形成したセル（即ち、流出セル）のうちの少なくとも一のセルの角部、または、流出セル及び流入セルとなるセルの少なくとも一部の角部に、流出側端面又は流入側端面からセルの延びる方向の一部にかけて補強部を形成する（補強部作製工程）。このようにして本実施形態の目封止ハニカム構造体を製造することができる。なお、上述したように、補強部の作製は、ハニカム成形体の焼成前、或いは、目封止部の形成前に行うこともできる。以下、各製造工程について更に詳細に説明する。

（２−１）成形工程：
まず、成形工程においては、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区画形成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、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種を含むものであることが好ましく、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種であることが更に好ましく、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された１種であることが特に好ましい。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って、焼成されてコージェライトになるものである。

また、この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好ましい。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ことが好ましい。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。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特に制限はなく、押出成形、射出成形等の従来公知の成形方法を用いることができる。例えば、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。

ハニカム成形体の形状は、特に限定されず、円筒形状（円柱状）、中心軸に直交する断面が楕円形、レーストラック形状、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形の筒形状（柱状）等を挙げることができる。作製しようとするハニカム構造体が、複数のハニカムセグメントが接合されて形成されたものである場合には、ハニカム成形体の形状は、中心軸に直交する断面が三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形の筒形状（柱状）であることが好ましい。

また、上記成形後に、得られたハニカム成形体を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に限定されるものではないが、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、なかでも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又は組合せて行うことが好ましい。

（２−２）ハニカム構造体作製工程：
次に、得られたハニカム成形体を焼成してハニカム構造体を得ることが好ましい。なお、ハニカム成形体の焼成は、ハニカム成形体に目封止部を配設した後に行ってもよい。

また、ハニカム成形体を焼成（本焼成）する前には、そのハニカム成形体を仮焼することが好ましい。仮焼は、脱脂のために行うものである。仮焼の方法は、特に制限はなく、成形体中の有機物（有機バインダ、分散剤、造孔材等）を除去することができればよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼の条件としては、酸化雰囲気において、２００〜１０００℃程度で、３〜１００時間程度加熱することが好ましい。

ハニカム成形体の焼成（本焼成）は、仮焼した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）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、最高温度でのキープ時間として、４〜６時間が好ましい。

焼成の前後において、凹状や梁状の補強材を、流出セルとなるセル、または、流出セル及び流入セルとなるセルの少なくとも一部の角部に塗布することにより、補強部を形成することもできる。即ち、後述する補強部作製工程を、この時点を行ってもよい。

（２−３）目封止工程：
次に、ハニカム構造体の、流体の流入側端面における流出セルの開口部と、流体の流出側の端面における流入セルの開口部とに、目封止材料を充填して、流入側端面における流出セルの開口部と、流出側端面における流入セルの開口部とに、目封止部を形成する。

ハニカム構造体に目封止材料を充填する際には、まず、一方の端部側に目封止材料を充填し、その後、他方の端部側に目封止材料を充填する。一方の端部側に目封止材料を充填する方法としては、ハニカム構造体の一方の端面（例えば、流入側端面）にシートを貼り付け、シートにおける、「目封止部を形成しようとするセル」と重なる位置に孔を開けるマスキング工程と、「ハニカム構造体の、シートが貼り付けられた側の端部」を目封止材料が貯留された容器内に圧入して、目封止材料をハニカム構造体のセル内に圧入する圧入工程と、を有する方法を挙げることができる。目封止材料をハニカム構造体のセル内に圧入する際には、目封止材料は、シートに形成された孔を通過し、シートに形成された孔と連通するセルのみに充填される。

また、ハニカム構造体の他方の端部（例えば、流出側端面）側に目封止材料を充填する方法も、上記、ハニカム構造体の一方の端部側に目封止材料を充填する方法と同様の方法とすることが好ましい。また、ハニカム構造体の両端部に、目封止材料を同時に充填してもよい。

次に、ハニカム構造体に充填された目封止材料を乾燥させて、目封止部を形成し、目封止ハニカム構造体を得ることが好ましい。なお、ハニカム構造体の両端部に目封止材料を充填した後に、目封止材料を乾燥させてもよいし、ハニカム構造体の一方の端部に充填した目封止材料を乾燥させた後に、他方の端部に目封止材料を充填し、その後、他方の端部に充填した目封止材料を乾燥させてもよい。更に、目封止材料を、より確実に固定化する目的で、焼成してもよい。また、乾燥前のハニカム成形体又は乾燥後のハニカム成形体に目封止材料を充填し、乾燥前のハニカム成形体又は乾燥後のハニカム成形体と共に、目封止材料を焼成してもよい。

（２−４）補強部作製工程：
次に、目封止部を形成したハニカム構造体の流出セルのうちの少なくとも一のセルの角部、または、流出セル及び流入セルのうちの少なくとも一のセルの角部に、流出側端面又は流入側端面からセルの延びる方向の一部にかけて補強部を形成する。具体的な方法としては、補強部を形成するための材料を選択し、この材料を含む補強部用スラリーを調製する。次に、このスラリーに、ハニカム構造体を、流出側端面側から、または、流出側端面及び流入側端面から浸漬（ディッピング：Ｄｉｐｐｉｎｇ）させる。浸漬させる深さは、形成する補強部の長さとすることが好ましい。このようにハニカム構造体を流出側端面側から浸漬させることにより、上記補強部用スラリーが、流出セルの角部に付着する。ハニカム構造体を、補強部用スラリーから引出した後、補強部用スラリーを乾燥し、更に必要に応じて焼成することにより、流出セルの角部に補強部を形成することができる。

補強部用スラリーを用いて補強部を形成する方法としては、流出セルの角部に補強部を形成する場合を例にとって説明すると、ある容器にスラリー状で準備された補強材に、焼成前又は焼成後の目封止ハニカム構造体を、その流出側端面側から浸漬させるディッピング方式を用いて補強部を形成する方法を挙げることができる。また、同様のスラリー状の補強材に、目封止ハニカム構造体の流出側端面を接触させ、この状態から、目封止ハニカム構造体の流入側端面より上記補強材を吸引するサッキング方式を挙げることができる。更に、同様のスラリーの補強材を目封止ハニカム構造体の流出側端面より注入するインジェクション方式を挙げることができる。この際、補強材が流入セル側に含浸してしまうことを避けるため、補強材成分の粒子径が、ハニカム構造体の隔壁の平均細孔径より大きく調整されていることが好ましい。なお、流出セル及び流入セルの角部に補強部を形成する場合についても、流出セルの角部に補強部を形成する場合に準じて実施することができる。また、実使用下での補強材又はハニカム構造体の破損を避けるため、補強材の熱膨張係数は、目封止ハニカム構造体のそれと同等に調整することが好ましい。

また、流出セルのうち、特性の流出セルのみに選択的に補強部を形成する場合には、目封止部の形成と同様に、ハニカム構造体の流出側端面にシートを貼り付け、シートにおける、「補強部を形成しようとする流出セル」と重なる位置に孔を開けるマスキング工程を行ってもよい。

また、補強部を形成する方法としては、上述した方法に限定されることはない。例えば、その外周の一部が流出セルの角部に嵌るような形状の補強部材を別途作製して、当該補強部材を、流出セルの角部に貼り付けることにより補強部を形成することもできる。補強部材としては、作製する補強部の長さに形成された棒状部材や、角部を形成する２つの面に架け渡された梁状の部材等を挙げることができる。上記棒状部材としては、流出セルの角部に配置した際に、セルの中心軸に向かう面が、角部側に窪んだ凹状の棒状部材を挙げることができる。

以上のようにして、本実施形態の目封止ハニカム構造体を製造することができる。但し、本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、上述した製造方法に限定されることはない。

以下、本発明の目封止ハニカム構造体を実施例により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）
セラミック原料として、コージェライト化原料（アルミナ、タルク、カオリン）を用いた。アルミナ、タルク、カオリンの質量比は、焼成後、コージェライトが得られる質量比とした。セラミック原料に、バインダ（メチルセルロース）、水を混合してセラミック成形原料を得た。得られたセラミック成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。

次に、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体は、このハニカム成形体を焼成した後のハニカム構造体において、隔壁厚さが０．３０５ｍｍとなり、セル密度が４６．５個／ｃｍ^２となり、セルピッチが１．４７ｍｍとなるような形状のものとした。また、ハニカム成形体の全体形状は、円筒形（端面の直径が１４３．８ｍｍ、セルの延びる方向における長さが１５２．４ｍｍ）であった。ハニカム成形体は、その全体形状を一体的に形成したもの（一体構造）であり、表１における「ハニカム構造体の構造」の欄において「モノリス」と示す。

次に、ハニカム成形体の端面（流入側及び流出側の端面）における複数のセル開口部の中の一部に、マスクを施した。このとき、マスクを施したセルとマスクを施さないセルとが交互に並ぶようにした。そして、マスクを施した側の端部を、コージェライト化原料を含有する目封止スラリーに浸漬して、マスクが施されていないセルの開口部に目封止スラリーを充填した。これにより、流入側端面における流出セルの開口部及び流出側端面における流入セルの開口部に目封止部が配設された目封止ハニカム成形体を得た。

次に、流出セルの角部に補強部を形成した。具体的には、まず、ハニカム成形体に用いたセラミック成形原料（コージェライト化原料）と同じ材料を用い、スラリー状の補強材を調製した。なお、この補強材は、ハニカム成形体に用いたセラミック成形原料よりも水分量が多くなるように調製した。次に、この補強材を容器に入れ、目封止ハニカム成形体を、その流出側端面より浸漬させて補強部を形成した。

補強部は、全ての流出セルの各角部（正方形のセルの四つ角）に形成した。参考例１においては、「流出側端面からの補強部の長さ」を２ｍｍとした。即ち、ハニカム構造体の長さ１５２ｍｍのうち、流出側端面から２ｍｍの範囲に補強部を形成し、残りの１５０ｍｍについては、補強部を形成しなかった。

次に、目封止ハニカム成形体について、４５０℃で５時間加熱することにより脱脂を行い、更に、１４２５℃で７時間加熱することにより焼成を行い、目封止ハニカム焼成体を得た。流入側目封止部及び流出側目封止部の「目封止長さ」は、それぞれ４ｍｍであった。

補強部が形成された流出セルは、「補強部を除く隔壁の平均厚さＴ」に対する、「流出セルの補強部の表面から、この流出セルを区画形成する隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（以下、「流出セルの交点比（Ｌ／Ｔ）」という）が、２．０であった。

一方、補強部が形成されていない流入セルは、「補強部を除く隔壁の平均厚さＴ」に対する、「流入セルの表面から、この流入セルを区画形成する隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（以下、「流入セルの交点比（Ｌ／Ｔ）」という）が、１．４であった。交点比（Ｌ／Ｔ）の測定は、図８を用いて説明した上述の測定方法に従って測定した。

得られた目封止ハニカム構造体について、以下に示す方法で、「最大主応力（ＭＰａ）」、「スートマスリミット（ＳＭＬ）」、「入口開口率（％）」、「圧力損失（ｋＰａ）」、「フィルタ質量（ｇ）」、「６５０℃到達時間（秒）」の測定を行った。測定結果を表２に示す。

［最大主応力（ＭＰａ）］
目封止ハニカム構造体の幾何学構造をＣＡＤモデルより構築し、アンシス・ジャパン社製の有限要素法解析ソフト（商品名：ＡＮＳＹＳ Ｒｅｌｅａｓｅ １１．０）にて、モデル構築した構造体に発生する最大主応力を求める。その際、構造体の幾何学構造パラメータとしては、「隔壁の厚さ」、「セル密度」、「セルピッチ」、「底面の直径」、「セルの延びる方向における長さ」、「流入セル又は流出セルの交点比」、「目封じ長さ」、「外壁の厚さ」をそれぞれ与え、また有限要素法解析においては事前に測定されたハニカム構造体の「ヤング率」、「ポアソン比」、「熱膨張係数」を与えると同時に、事前に実施した煤の燃焼試験にて得られた目封じハニカム構造体内で発生する温度分布を適宜与えることで目的とする最大主応力を得ることができる。

［スートマスリミット（ＳＭＬ）］
目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用い、順次、煤（スート）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、得られた目封止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、ステンレス鋼（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方の端面（短尺セグメントの片側の端面を含む端面）より流入させ、他方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（２５℃）まで冷却した後、ハニカム構造体の上記一方の端面より、６８０℃の燃焼ガスを流入させ、煤が燃焼することにより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。クラック発生時の煤量（ｇ／リットル）を、ＳＭＬの値とした。各実施例、参考例、比較例のハニカム構造体を５個ずつ作製し、当該５個の（Ｎ＝５）測定結果のうち、全５個がＳＭＬ値として６ｇ／Ｌを達成できた場合を「合格」、全５個のうち１個でもＳＭＬ値が６ｇ／Ｌを達成できなかった場合を「不合格」とした。

［入口開口率（％）］
目封止ハニカム構造体の断面の面積に対して流入側端部の流入セルが占める面積比率を測定する。この面積比率（％）を、入口開口率（％）とする。

［圧力損失（ｋＰａ）］
特開２００５−１７２６５２号公報に記載の「フィルタの圧力損失測定装置」を用いて、目封止ハニカム構造体の圧力損失を測定した。測定条件としては、流体の流量を１０Ｎｍ^３／分とし、実験時の流体温度を２５℃とした。

［フィルタ質量（ｇ）］
各実施例の目封止ハニカム構造体の質量を測定した。この質量を、フィルタ質量（ｇ）とした。

［６５０℃到達時間（秒）］
目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用い、６８０℃の燃焼ガスを流入させ、ＤＰＦの流出側端部が６５０℃に到達する時間を計測する。具体的には、まず、得られた目封止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、ステンレス鋼（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。更にキャニング構造体の流出側端部にＫタイプ・シース熱電対を設置する。その後、ディーゼル燃料（軽油）の燃焼により６８０℃の燃焼ガスを流入させ、事前に設置した熱電対の温度をモニターし、それが６５０℃に到達する時間（６５０℃到達時間（秒））を測定する。

（実施例２〜９、１１〜１４、参考例１５、比較例１〜３、７）
目封止部の目封止長さ、補強部を形成するセル（補強部の有無）、補強部の長さ、ハニカム構造体の隔壁厚さ、セルピッチを表１に示すように変更し、且つ、流入セルの交点比（Ｌ／Ｔ）及び流出セルの交点比（Ｌ／Ｔ）を表１に示すように変更した以外は、参考例１と同様の方法で目封止ハニカム構造体を製造した。なお、参考例１５は、流出セル及び流入セルの一部に補強部が形成された例を示す。得られた目封止ハニカム構造体について、参考例１の場合と同様の評価を行った。結果を表２に示す。なお、「スートマスリミット（ＳＭＬ）」の測定については、実施例２、１０、１１、１４、参考例１、１５、比較例１、４、７、８について行った。

（実施例１０）
セラミック原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いて、ハニカムセグメントを作製し、１６個のハニカムセグメントを接合してセグメント構造のハニカム構造体を作製した。具体的には、ＳｉＣ粉、金属Ｓｉ粉を８０：２０の質量割合で混合し、これに、バインダ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混合してセラミック成形原料を得た。得られたセラミック成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。

得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体は、セグメント構造のハニカム構造体において、隔壁厚さが０．３０５ｍｍとなり、セル密度が４６．５個／ｃｍ^２となり、セルピッチが１．４７ｍｍとなるような形状のものとした。また、ハニカム成形体の全体形状は、セルの延びる方向に直交する断面の形状が一辺３６ｍｍの正方形であり、セルの延びる方向における長さが１５２．４ｍｍであった。

以下、このハニカム成形体に、参考例１と同様の方法で目封止部を形成し、その後、目封止ハニカム成形体について、脱脂を行い、更に、１４１０〜１４４０℃で１５時間加熱することにより焼成を行って目封止ハニカム焼成体（ハニカムセグメント）を得た。目封止ハニカム焼成体は、流入セルと流出セルとが隔壁を隔てて交互に配置されるものである。

次に、１６個の目封止ハニカム焼成体について、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で、接合材によって接合して接合体を形成した。このとき、各目封止ハニカム焼成体の、流入側端面と流入側端面とを一方向に揃うようにして接合を行った。接合体を形成するための接合材としては、ＳｉＣ粒子、コロイダルシリカを混合したものを用いた。

次に、流出セルの角部に補強部を形成した。具体的には、ハニカム成形体に用いたセラミック成形原料（炭化珪素（ＳｉＣ））と同じ材料を用い、スラリー状で準備された補強材を調製した。なお、この補強材は、ハニカム成形体に用いたセラミック成形原料よりも水分量が多くなるように調製した。次に、この補強材を容器に入れ、接合体を、その流出側端面より浸漬させて補強部を形成した。

次に、得られた接合体を、外形が円筒状になるように研削加工した。そして、次に、研削加工された接合体の最外周に、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間の条件で、乾燥、硬化させることによって、目封止ハニカム構造体を得た。外周コート用スラリーは、接合材と同じものを用いた。得られたハニカム構造体の底面の直径は１４３．８ｍｍであり、セルの延びる方向における長さは１５２ｍｍであった。実施例１０のセグメント構造の目封止ハニカム構造体については、表１における「ハニカム構造体の構造」の欄において「セグメント」と示す。

補強部が形成された流出セルは、「補強部を除く隔壁の平均厚さＴ」に対する、「流出セルの補強部の表面から、この流出セルを区画形成する隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（以下、「流出セルの交点比（Ｌ／Ｔ）」という）が、２．０であった。

一方、補強部が形成されていない流入セルは、「補強部を除く隔壁の平均厚さＴ」に対する、「流入セルの表面から、この流入セルを区画形成する隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（以下、「流入セルの交点比（Ｌ／Ｔ）」という）が、１．４であった。

得られた目封止ハニカム構造体について、参考例１の場合と同様の評価を行った。結果を表２に示す。

（比較例４〜６、８）
目封止部の目封止長さ、補強部を形成するセル（補強部の有無）、補強部の長さ、ハニカム構造体の隔壁厚さ、セルピッチを表１に示すように変更し、且つ、流入セルの交点比（Ｌ／Ｔ）及び流出セルの交点比（Ｌ／Ｔ）を表１に示すように変更した以外は、実施例１０と同様の方法で目封止ハニカム構造体を製造した。得られた目封止ハニカム構造体について、参考例１の場合と同様の評価を行った。結果を表２に示す。なお、表１において、特段の数値の記載がなく、「あり」とのみ記載されている実施例、参考例、比較例においては、全てのコーナーに補強部があり、「なし」とのみ記載されている実施例、参考例、比較例においては、全てのコーナーに補強部がないことを示す。

表２に示すように、実施例２〜１４、参考例１、１５の目封止ハニカム構造体は、最大主応力が小さく、耐久性に優れるものであった。特に、実施例２の目封止ハニカム構造体のように、目封止部の長さを、流出側目封止部の目封止長さ以上とすることにより、最大主応力を大幅に減少させることができる。一方、流入セルの角部に補強部を形成した比較例２では、最大主応力が比較例１に比して低減されておらず、耐久性があまり向上していなかった。

また、流出セルの交点比（Ｌ／Ｔ）が、１．５〜９．３の範囲（例えば、実施例１２の流出セルの交点比（Ｌ／Ｔ）は９．３）であると、耐久性向上と圧力損失の増加抑制の効果のバランスに優れたものとなる。上記範囲を超えると、若干、圧力損失の増加抑制の効果が減少する傾向が確認された。特に、流出セルの交点比（Ｌ／Ｔ）が９．３以下であれば、耐久性向上の効果を十分に得ることができ、圧力損失の増加も良好に抑制することができる。

また、セグメント構造の目封止ハニカム構造体についても、一体構造（モノリス）の目封止ハニカム構造体と同様の効果を得ることが確認された。

本発明の目封止ハニカム構造体は、ディーゼルエンジン等の内燃機関や各種の燃焼装置等から排出されるガスを浄化するためのフィルタとして好適に利用することができる。

１：隔壁、２：セル、２ａ：流入セル、２ｂ：流出セル、３：外周壁、４：ハニカム構造体、５ａ：流入側目封止部、５ｂ：流出側目封止部、６，６ｘ：補強部、７：外周壁、８：ハニカムセグメント、１１：流入側端面、１２：流出側端面、２１，２１ａ：角部、２２：補強セル、２３：非補強セル、１００，１００Ａ，１１０，１２０：目封止ハニカム構造体、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：線（平行線）、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ：交点、Ｌ：隔壁交差部分の交差距離、Ｔ：隔壁の平均厚さ、Ｐ：対角線（対角線の延長線）、Ｑ，Ｒ：線。

Claims (7)

1. 流入側端面から流出側端面まで延びる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有するハニカム構造体と、
   前記流出側端面における所定のセルの開口部に配設されて、前記流入側端面が開口し且つ前記流出側端面が封止された流入セルを形成する流出側目封止部と、
   前記流入側端面における残余のセルの開口部に配設されて、前記流出側端面が開口し且つ前記流入側端面が封止された流出セルを形成する流入側目封止部と、を備え、
   前記流出セルのうちの少なくとも一のセルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流出セルを補強する補強部が形成された補強セルであり、且つ、
   前記流入セルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流入セルを補強する補強部が形成され、且つ、前記流入セルの補強された角部の数が、前記流出セルの補強された角部の数より少なく、
   前記流出セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の一部に形成されたものであり、
   前記流入セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流入側端面から、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の一部に形成されたものである目封止ハニカム構造体であって、
   前記流入セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記流出側目封止部の前記セルの延びる方向の長さ以上で、且つ前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の長さの１／３以下までの範囲に亘って形成されたものである、目封止ハニカム構造体。
2. 流入側端面から流出側端面まで延びる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有するハニカム構造体と、
   前記流出側端面における所定のセルの開口部に配設されて、前記流入側端面が開口し且つ前記流出側端面が封止された流入セルを形成する流出側目封止部と、
   前記流入側端面における残余のセルの開口部に配設されて、前記流出側端面が開口し且つ前記流入側端面が封止された流出セルを形成する流入側目封止部と、を備え、
   前記流出セルのうちの少なくとも一のセルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流出セルを補強する補強部が形成された補強セルであり、且つ、
   前記流入セルは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記隔壁が交差する全ての角部に、前記補強部が形成されていない非補強セルであり、
   前記補強セルの前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の一部に形成されたものである目封止ハニカム構造体であって、
   前記補強部は、前記ハニカム構造体の前記流出側端面から、前記流出側目封止部の前記セルの延びる方向の長さ以上で、且つ前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向の長さの１／３以下までの範囲に亘って形成されたものである、目封止ハニカム構造体。
3. 前記補強セルは、前記補強部が形成された補強角部と、前記補強部が形成されていない非補強角度部とを含むものである請求項１又は２に記載の目封止ハニカム構造体。
4. 前記補強セルは、前記ハニカム構造体の前記流出側端面又は前記流入側端面において、前記補強セルを構成する全ての角部に、前記補強部が形成されたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
5. 前記流入セルと前記流出セルとが、前記隔壁を隔てて交互に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
6. 前記補強部を除く前記隔壁の平均厚さに対する、前記補強セルの前記補強部の表面から、前記補強セルを区画形成する前記隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離の比の値が、１．５〜９．３である請求項１〜５のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
7. 各前記補強部は、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記補強部が除かれた開口部分の面積の０．０５〜２０％に相当する範囲を占める大きさのものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。

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