JP6174517B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出を有効に抑制することが可能なハニカム構造体に関する。

近年、自動車、鉄道、建設機械、農業用機械、等の内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出される、「炭素を主成分とする粒子状物質」を捕集することが求められている。以下、粒子状物質のことを、「ＰＭ」又は「パティキュレートマター」ということがある。また、ＧＤＩ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）エンジン等のガソリンエンジンから排出されるＰＭを捕集することも求められている。これに対して、近時では、所定のセルの一方の端部と残余のセルの他方の端部とが目封止され、当該所定のセルと当該残余のセルとが交互に配置された目封止ハニカム構造体を、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として使用している。そして、このようなＤＰＦによって、ディーゼル機関等から排出されるＰＭを捕集する方法が盛んに用いられている（例えば、特許文献１を参照）。

このようなＤＰＦによれば、排ガスの入口側の端面からセル内に排ガスが流入し、セル内に流入した排ガスが隔壁を通過し、隔壁を通過した排ガス（別言すれば、浄化ガス）が排ガスの出口側の端面から排出される。そして、排ガスが隔壁を通過するときに、排ガス中に含有されるＰＭが隔壁により捕集され、排ガスが浄化される。

しかし、従来の、「両端面に目封止部が形成されたハニカム構造体」においては、流入した排ガスの全てが隔壁を通過し、排ガス中の粒子状物質のほとんどが、隔壁で捕集されるため、圧力損失が増大し易いものであった。また、エンジンオイルや燃料中に微量に含まれる不純物（Ｓ、Ｃａ等）により、灰分（Ａｓｈ）が生成し、長時間の運転により、当該灰分がＤＰＦのセル内に堆積し、圧力損失が増大するという問題があった。

このような問題点を解決するために、排ガスが流出する側の端面のみに目封止部を形成するハニカム構造体（ハニカムフィルタ）が提案されている（例えば、特許文献２〜４を参照）。また、排ガスが流入する側の端面のみに目封止部を形成するハニカム構造体も提案されている（例えば、特許文献５を参照）。

特開２００３−２５４０３４号公報 特表２００２−５３７９６５号公報 特許第３９４２０８６号公報 特開２００４−２５１１３７号公報 国際公開第２０１２／０４６４８４号

しかし、特許文献２〜４に記載されたハニカムフィルタは、目封止部が形成されたセル内に灰分が堆積し、セル内の空間が灰分によって埋められていくため、ハニカムフィルタの使用に伴い圧力損失が上昇してしまうという問題があった。また、特許文献２〜４に記載されたハニカムフィルタは、目封止部が形成されたセルの流出端面側に、排ガス中のＰＭが順次堆積していく。そのため、例えば、流出端面側に堆積したＰＭが一度に燃焼した場合などには、ハニカムフィルタが局所的に極めて高温となり、ハニカムフィルタの流出端面側近傍にてクラック等の破損を生じることがある。

また、特許文献５に記載されたハニカム構造体は、図９Ａに示すように、ハニカム構造体８００の流入端面８１１側の開口部に、粒子状物質８１３が堆積しやすい傾向がある。ここで、図９Ａは、従来の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。図９Ａに示すハニカム構造体８００は、流入端面８１１のみに目封止部８０５が設けられたハニカム構造体８００である。このようなハニカム構造体８００においては、流入端面８１１側の目封止部８０５が途切れる箇所から、貫通セル８０２ａと入口目封止セル８０２ｂとに差圧が生じることとなる。そして、このハニカム構造体８００では、流入端面８１１側の目封止部８０５が途切れる箇所の近傍に、排ガスＧに含まれる粒子状物質８１３が多く堆積する。したがって、上述した粒子状物質８１３の堆積が一定の量を超えた場合に、図９Ｂに示すように、流入端面８１１側に局所的に堆積した粒子状物質８１３が隔壁８０１から剥がれ落ちてしまうことがある。また、流入端面８１１から流入する排ガスＧの流量が多くなった場合にも、流入端面８１１側に局所的に堆積した粒子状物質８１３が隔壁８０１から剥がれ落ちてしまうことがある。更に、粒子状物質８１３により貫通セル８０２ａの流路が閉塞し易いため、閉塞箇所にて排ガスＧの流速が上がり、上述した粒子状物質８１３の剥がれ落ちがより起こり易くなることもある。そして、隔壁８０１から剥がれ落ちた粒子状物質８１３は、貫通セル８０２ａ内を通過し、ハニカム構造体８００の流出端面８１２から流出してしまう。このように、隔壁８０１から剥がれ落ちた粒子状物質８１３が、ハニカム構造体８００の流出端面８１２から流出してしまうことを、以下、「ブローオフ」ということがある。このようなブローオフの問題は、貫通セル８０２ａを有し、この貫通セル８０２ａを区画する隔壁８０１にて粒子状物質８１３を捕集するハニカム構造体８００に特有の問題である。そして、現在、このようなブローオフの抑制されたハニカム構造体の開発が要望されている。図９Ｂは、図９Ａに示すハニカム構造体が、ブローオフを生じている状態を示す模式図である。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、符号８０３は外周壁を示し、符号８０４はハニカム基材を示す。

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り、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出を有効に抑制することが可能なハニカム構造体を提供する。

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］ 排ガスが流入する側の端面である流入端面から排ガスが流出する側の端面である流出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、を有するハニカム基材を備え、前記セルが、前記流入端面側から前記流出端面側まで実質的に貫通する貫通セルと、前記ハニカム基材の前記流入端面側において前記セルの端部が目封止部によって実質的に塞がれた入口目封止セルと、を含み、前記貫通セルの個数が、全ての前記セルの個数に対して、５０〜８５％であり、前記貫通セルが、少なくとも２つの前記入口目封止セルと前記隔壁を隔てて隣接するように配置され、且つ、当該少なくとも２つの前記入口目封止セルのうちの２つ以上の前記入口目封止セルの前記目封止部の長さが異なっている、特定貫通セルを含み、前記特定貫通セルの個数が、全ての前記貫通セルの個数に対して、５０％以上である、ハニカム構造体。

［２］ 前記特定貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する、前記少なくとも２つの前記入口目封止セルのうちの２つ以上の前記入口目封止セルの前記目封止部の長さの差の最大値が、５ｍｍ以上、１７ｍｍ以下である、前記［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記入口目封止セルの前記目封止部の長さが、３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である、前記［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記セルが、前記貫通セルと、前記ハニカム基材の前記流入端面側においてのみ前記セルの端部が前記目封止部によって実質的に塞がれた前記入口目封止セルとのいずれか一方のセルである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［５］ 前記特定貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルを２つ以上有し、当該特定貫通セルの一の角部を形成する２つ隔壁を第一隔壁及び第二隔壁とした場合に、当該特定貫通セルと前記第一隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルの前記目封止部の長さと、当該特定貫通セルと前記第二隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルの前記目封止部の長さとが、異なっている、前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［６］ 前記特定貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルのうち、当該特定貫通セルを挟んで対向する２つの前記入口目封止セルの前記目封止部の長さが異なっている、前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［７］ 前記貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する全ての前記入口目封止セルが、それぞれの前記目封止部の長さが異なるものである、前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［８］ 前記隔壁の厚さが、１５０〜３６０μｍである、前記［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［９］ 前記ハニカム基材のセル密度が、２０〜１００セル／ｃｍ^２である、前記［１］〜［８］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、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出を有効に抑制することができる。すなわち、目封止部が配設されていない貫通セルに排ガスが流入すると、当該貫通セル内の圧力が上昇し、貫通セルに隣接する入口目封止セル内の圧力が貫通セル内の圧力に対して相対的に低くなる。このため、排ガスの一部が貫通セルから隔壁を透過して入口目封止セルに流入し、入口目封止セルの、目封止部が配設されていない側（ハニカム基材における流出端面側）の端部から、隔壁を透過した排ガスが排出される。そして、このように、排ガスの一部が隔壁を透過することにより、貫通セル内の隔壁に、排ガスに含有される粒子状物質が堆積するため、粒子状物質を良好に捕集することができる。

そして、本発明においては、「貫通セル」が、少なくとも２つの入口目封止セルと隣接するように配置され、且つ、当該少なくとも２つの入口目封止セルのうちの２つ以上の入口目封止セルの目封止部の長さが異なっている「特定貫通セル」を含んでいる。このため、特定貫通セル内の隔壁において、粒子状物質が堆積し始める流入端面側からの開始点に差異を設けることができる。すなわち、通常、特定貫通セルでは、目封止部が配設された部分の隔壁では排ガスが殆ど透過せず、隔壁における目封止部が配設されていない部分（別言すれば、目封止部が途切れた箇所）から、粒子状物質が堆積し始めることとなる。したがって、本発明のハニカム構造体においては、特定貫通セルと一の入口目封止セルとを隔てて配置されている隔壁と、特定貫通セルと他の入口目封止セルとを隔てて配置されている隔壁とで、粒子状物質が堆積し始める位置が異なることとなる。このため、ハニカム構造体の流入端面近傍における、粒子状物質の堆積箇所がずれることとなり、排ガスの流路（別言すれば、特定貫通セル内）が、粒子状物質の堆積により狭くなることを有効に抑制することができる。そして、セル内の流路を広く確保することができれば、排ガスの流量が増大しても、堆積した粒子状物質にかかる圧力を抑制することができ、粒子状物質の隔壁からの剥がれ落ちを防止することができる。したがって、本発明のハニカム構造体は、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出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の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。 本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流出端面側からみた斜視図である。 本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入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第一実施形態を模式的に示す、流出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第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。 本発明のハニカム構造体の第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。 図６Ａの符号Ｘに示す破線で囲われた範囲を拡大して示す、拡大図である。 特定貫通セルと入口目封止セルの配列の一例を示す模式図である。 特定貫通セルと入口目封止セルの配列の他の例を示す模式図である。 特定貫通セルと入口目封止セルの配列の更に他の例を示す模式図である。 特定貫通セルと入口目封止セルの配列の更に他の例を示す模式図である。 特定貫通セルと入口目封止セルの配列の更に他の例を示す模式図である。 特定貫通セルと入口目封止セルの配列の更に他の例を示す模式図である。 従来の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。 図９Ａに示すハニカム構造体が、ブローオフを生じている状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。したがって、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：
図１〜図５に示すように、本発明のハニカム構造体の第一実施形態は、流体（すなわち、排ガスＧ）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を有するハニカム基材４を備えたハニカム構造体１００である。この隔壁１によって、排ガスＧが流入する側の端面である流入端面１１から排ガスＧが流出する側の端面である流出端面１２まで延びる複数のセル２が区画形成されている。本実施形態のハニカム構造体１００においては、複数のセル２が、貫通セル２ａと、入口目封止セル２ｂと、を含んでいる。貫通セル２ａとは、流入端面１１側から流出端面１２側まで実質的に貫通するセル２のことである。入口目封止セル２ｂとは、ハニカム基材４の流入端面１１側において当該セル２の端部が目封止部５によって実質的に塞がれたセル２のことである。本実施形態のハニカム構造体１００においては、貫通セル２ａの個数が、全てのセル２の個数に対して、５０〜８５％である。また、本実施形態のハニカム構造体１００は、貫通セル２ａが、特定貫通セル２ａａを含む。特定貫通セル２ａａとは、少なくとも２つの入口目封止セル２ｂと隔壁１を隔てて隣接するように配置され、且つ、当該少なくとも２つの入口目封止セル２ｂのうちの２つ以上の入口目封止セル２ｂの目封止部５の長さが異なっているセル２のことである。すなわち、「特定貫通セル２ａａ」とは、目封止部５の長さがそれぞれ異なる２つ以上の入口目封止セル２ｂと、隔壁１を隔てて隣接するように配置された貫通セル２ａのことをいう。以下、貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとが「隔壁１を隔てて隣接して配置される」ことを、貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとが「隣接して配置される」、或いは、単に「隣接する」ということがある。隣接して配置される２つのセル２を隔てる隔壁１とは、ハニカム基材４のセル２の延びる方向に垂直な断面において、セル２の形状が多角形の場合に、以下のような位置に配置される隔壁１のことである。すなわち、隣接して配置される２つのセル２を隔てる隔壁１とは、上記断面において、１つのセル２における多角形の一辺と、もう１つのセル２における多角形の一辺とに挟まれた位置に配置される隔壁１のことである。例えば、「隔壁１を隔てて隣接して配置される２つのセル」は、それぞれの重心間の距離が最も短くなるように配置された状態となっている。図５においては、特定貫通セル２ａａが、目封止部５の長さがＴ１の第一入口目封止セル２ｂａ、及び目封止部５の長さがＴ２（ここで、Ｔ１≠Ｔ２）の第二入口目封止セル２ｂｂの、２種類の入口目封止セル２ｂと隣接している。そして、本実施形態のハニカム構造体１００においては、特定貫通セル２ａａの個数が、全ての貫通セル２ａの個数に対して、５０％以上である。

ここで、「セルの端部が目封止部によって「実質的」に塞がれる」とは、セルの端部が目封止部によって塞がれ、それにより排ガスが当該セルを通過し難い状態であることを意味する。目封じ形成時にできるわずかな隙間や、目封止部５が多孔体であることにより、目封止部を通過する微量のガス流れがあってもよい。また、「セルが「実質的」に貫通する」とは、排ガスが当該セルを通過することができる状態を意味する。これは、目封止部等がセル内に配設されていても、当該目封止部等に孔が開いている等の状態により、排ガスが当該セルを通過できるような場合も含むものである。また、図１に示すような円柱形のハニカム構造体１００において、「セルの延びる方向」とは、円柱形のハニカム構造体１００の中心軸方向のことを意味する。「目封止部５の長さ」とは、目封止部５の、セルの延びる方向の長さのことを意味する。

図１は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流出端面側からみた斜視図である。図３は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。図４は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流出端面側からみた平面図である。図５は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。

本実施形態のハニカム構造体１００によれば、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出を有効に抑制することができる。すなわち、図６Ａに示すように、本実施形態のハニカム構造体１００によれば、ハニカム基材４の流入端面１１から排ガスＧを流入させたときに、排ガスＧ中に含まれる粒子状物質を、貫通セル２ａを区画形成する隔壁１によって捕集することができる。すなわち、ハニカム構造体１００は、ハニカム基材４の流入端面１１における、入口目封止セル２ｂの端部に目封止部５が配設されている。この構造により、目封止部５が配設されていないセル（すなわち、貫通セル２ａ）に排ガスＧが流入すると、当該貫通セル２ａ内の圧力が上昇し、貫通セル２ａに隣接する入口目封止セル２ｂ内の圧力が貫通セル２ａ内の圧力に対して相対的に低くなる。このため、排ガスＧの一部が、貫通セル２ａから多孔質の隔壁１を透過して入口目封止セル２ｂに流入し、この入口目封止セル２ｂに流入した排ガスＧが、入口目封止セル２ｂの、目封止部５が配設されていない側（ハニカム基材４における流出端面１２側）の端部から排出される。貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとが隣接することにより、貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとの間に位置する多孔質の隔壁１を透過して、排ガスＧが「貫通セル２ａから入口目封止セル２ｂへと」移動することができる。そして、このように、排ガスＧの一部が隔壁１を透過することにより、貫通セル２ａ内の隔壁１に、排ガスＧに含有される粒子状物質が堆積するため、粒子状物質を捕集することができる。図６Ａは、本発明のハニカム構造体の第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。

そして、本実施形態のハニカム構造体１００においては、上述したように、特定貫通セル２ａａが、それぞれの目封止部５の長さが異なっている２つ以上の入口目封止セル２ｂと隣接するように構成されている。このように構成することによって、図６Ｂに示すように、特定貫通セル２ａａ内の隔壁１において、粒子状物質１３が堆積し始める流入端面１１側からの開始点に差異を設けることができる。すなわち、特定貫通セル２ａａにおいて、目封止部５が配設された部分の隔壁１では排ガスＧが殆ど透過できず、隔壁１の目封止部５が配設されていない部分（別言すれば、目封止部５が途切れた箇所）から、粒子状物質１３が堆積し始めることとなる。ここで、目封止部５の長さが異なっている２つの入口目封止セル２ｂを、第一入口目封止セル２ｂａ及び第二入口目封止セル２ｂｂとする。本実施形態のハニカム構造体１００によれば、特定貫通セル２ａａと第一入口目封止セル２ｂａとを隔てている隔壁１と、特定貫通セル２ａａと第二入口目封止セル２ｂｂとを隔てている隔壁１とで、粒子状物質１３の堆積し始める位置に差異を設けることができる。このため、ハニカム構造体１００の流入端面１１近傍における、粒子状物質１３の堆積開始位置がずれることとなり、特定貫通セル２ａａの流入端面１１側が、粒子状物質１３の堆積によって狭くなり難くなる。そして、特定貫通セル２ａａ内の流路を広く確保することができれば、排ガスＧの流量が増大しても、堆積した粒子状物質１３にかかる圧力を抑制することができ、粒子状物質１３の隔壁１からの剥がれ落ちを防止することができる。したがって、本実施形態のハニカム構造体１００によれば、一旦捕集した粒子状物質１３の外部への流出（別言すれば、ブローオフ）を有効に抑制することができる。このようなブローオフを有効に抑制するという効果は、貫通セル２ａを有し、この貫通セル２ａを区画する隔壁１にて粒子状物質１３を捕集するハニカム構造体１００に特有の顕著な効果である。

尚、図示は省略するが、本実施形態のハニカム構造体においては、特定貫通セルが、３つの入口目封止セルと隣接するように配置され、且つ、当該３つの入口目封止セルのうちの少なくとも２つの目封止部の長さが異なっていてもよい。また、特定貫通セルが、３つの入口目封止セルと隣接するように配置され、且つ、当該３つの入口目封止セルの目封止部の長さがそれぞれ異なっていてもよい。更に、特定貫通セルが、４つの入口目封止セルと隣接するように配置され、且つ、当該４つの入口目封止セルのうちの少なくとも２つの目封止部の長さが異なっていてもよい。このように、特定貫通セルに隣接する入口目封止セルの数は、２つ以上であれば、特定貫通セルと隣接し得るセルの個数まで増やすことができる。また、特定貫通セルに隣接する入口目封止セルにおいて、２つの入口目封止セルにおける目封止部の長さが異なっていれば、目封止部の長さが同じ入口目封止セルが複数存在してもよい。もちろん、特定貫通セルに隣接する入口目封止セルの全てにおいて、目封止部の長さが異なっていてもよい。

本実施形態のハニカム構造体においては、貫通セルの個数が、全てのセルの個数に対して、５０〜８５％である。以下、「全てのセルの個数に対する貫通セルの個数の割合」を、単に、「貫通セルの個数割合」又は「貫通セルの割合」ということがある。貫通セルの割合が、５０％未満であると、ハニカム構造体の圧力損失が大きく増加してしまう。貫通セルの割合が、８５％を超えると、ハニカム構造体の粒子状物質を捕集する捕集効率が低下してしまう。貫通セルの割合は、５０〜８３％であることが好ましく、５０〜６７％であることが更に好ましい。

また、上述した、一旦捕集した粒子状物質の隔壁からの剥がれ落ちを有効に防止するためには、特定貫通セルの個数が、全ての貫通セルの個数に対して、５０％以上であることが重要である。以下、「全ての貫通セルの個数に対する特定貫通セルの個数の割合」を、単に、「特定貫通セルの個数割合」又は「特定貫通セルの割合」ということがある。特定貫通セルの割合が、５０％未満であると、一旦捕集した粒子状物質の流出を抑制する効果が十分に発現しないことがある。特定貫通セルの割合は、５０〜１００％であることが好ましく、５０〜７５％であることが更に好ましい。特定貫通セルの割合を上記のような数値範囲とすることで、粒子状物質の外部への流出を特に有効に抑制することができる。

本実施形態のハニカム構造体においては、特定貫通セルと隔壁を隔てて隣接する、少なくとも２つの入口目封止セルのうちの２つ以上の入口目封止セルの目封止部の長さの差が、粒子状物質の堆積開始点の差となる。上記目封止部の長さの差の最大値が、５ｍｍ以上、１７ｍｍ以下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、粒子状物質の堆積開始点の差を十分に確保することができるとともに、ハニカム構造体の捕集効率の過度な低下を抑制することができる。例えば、目封止部の長さの差の最大値が、５ｍｍ未満であると、粒子状物質の堆積開始点の差を十分に確保することができず、特定貫通セル内の流路が閉塞し易くなることがある。一方、目封止部の長さの差の最大値が、１７ｍｍを超えると、目封止部によってフィルタ機能の発現しない部分の長さが長くなり過ぎて、ハニカム構造体の捕集効率が低下したり、ハニカム構造体の圧力損失が増大したりすることがある。例えば、図５に示すハニカム構造体１００においては、第一入口目封止セル２ｂａの目封止部５の長さＴ１と、第二入口目封止セル２ｂｂの目封止部５の長さＴ２との差Ｔ１−Ｔ２が、５ｍｍ以上、１７ｍｍ以下であることが好ましい。目封止部の長さの差の最大値は、５ｍｍ以上であることが更に好ましく、１０ｍｍ以上であることが特に好ましい。また、目封止部の長さの差の最大値は、１５ｍｍ以下であることが更に好ましい。また、目封止部の長さの差の最大値は、２０ｍｍ以下であってもよい。

本実施形態のハニカム構造体においては、入口目封止セルの目封止部の長さが、３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上、１７ｍｍ以下であることが更に好ましく、５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることが特に好ましい。入口目封止セルの目封止部の長さが、３ｍｍ未満であると、煤が入口近くに堆積しガスに流されやすく、また目封じ深さが浅いと目封じが外れ易くなるのであり好ましくない。入口目封止セルの目封止部の長さが、２０ｍｍを超えると、目封止部によってフィルタ機能の発現しない部分の長さが長くなり過ぎて、ハニカム構造体の捕集効率が低下したり、ハニカム構造体の圧力損失が増大したりすることがある。

本実施形態のハニカム構造体においては、ハニカム基材に形成されたセルが、貫通セルと、ハニカム基材の流入端面側においてのみ目封止部によって実質的に塞がれた入口目封止セルとのいずれか一方のセル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、本実施形態のハニカム構造体を、粒子状物質を捕集するフィルタとして有効に使用することができる。もちろん、本実施形態のハニカム構造体においては、ハニカム基材に形成されたセルの一部のセルが、ハニカム基材の流出端面側が目封止部によって塞がれたものであってもよい。

また、特定貫通セルと隔壁を隔てて隣接する入口目封止セルの態様として、以下のような第一の態様、及び第二の態様を挙げることができる。第一の態様においては、特定貫通セルと隔壁を隔てて隣接する入口目封止セルを２つ以上有することとする。そして、この第一の態様において、上記特定貫通セルの一の角部を形成する２つ隔壁を、第一隔壁及び第二隔壁とする。第一の態様では、特定貫通セルと第一隔壁を隔てて隣接する入口目封止セルの目封止部の長さと、特定貫通セルと第二隔壁を隔てて隣接する入口目封止セルの目封止部の長さとが、異なっていることが好ましい。第二の態様においては、特定貫通セルと隔壁を隔てて隣接する入口目封止セルのうち、当該特定貫通セルを挟んで対向する２つの入口目封止セルの目封止部の長さが異なっていることが好ましい。

上述した第一の態様及び第二の態様の構成を採用することによって、特定貫通セル内の流路がより閉塞し難くなる。第一の態様においては、特定貫通セルの一の角部を形成する第一隔壁及び第二隔壁と隣接する第一入口目封止セル及び第二入口目封止セルにて、上記構成が満たされていればよい。例えば、第一の態様においては、特定貫通セルの二つ以上の角部において、上記構成が満たされていてもよい。また、特定貫通セルを挟んで対向する２つの入口目封止セルの目封止部の長さが異なっている場合、当該対向する２つの入口目封止セル以外の入口目封止セルの目封止部の長さが更に異なっていてもよい。例えば、貫通セルと隔壁を隔てて隣接する全ての入口目封止セルが、それぞれの目封止部の長さが異なるものであってもよい。ここで、特定貫通セルと、入口目封止セルの配列について、図７Ａ〜図７Ｄに参照しつつ説明する。ここで、図７Ａは、特定貫通セルと入口目封止セルの配列の一例を示す模式図である。図７Ｂは、特定貫通セルと入口目封止セルの配列の他の例を示す模式図である。図７Ｃは、特定貫通セルと入口目封止セルの配列の更に他の例を示す模式図である。図７Ｄは、特定貫通セルと入口目封止セルの配列の更に他の例を示す模式図である。

図７Ａにおいては、貫通セル２ａとしての特定貫通セル２ａａが、４つの入口目封止セル２ｂと隔壁１を隔てて隣接するように配置されている。図７Ａにおいて、一の特定貫通セル２ａａに対して、紙面の左右に隣接する２つの入口目封止セル２ｂが、第一入口目封止セル２ｂａであり、紙面の上下に隣接する２つの入口目封止セル２ｂが、第二入口目封止セル２ｂｂである。第一入口目封止セル２ｂａと第二入口目封止セル２ｂｂとは、目封止部の長さが異なっている。図７Ａにおいては、例えば、特定貫通セル２ａａと第一隔壁を隔てて隣接する入口目封止セル２ｂが、第一入口目封止セル２ｂａであり、特定貫通セル２ａａと第二隔壁を隔てて隣接する入口目封止セル２ｂが、第二入口目封止セル２ｂｂとなる。

図７Ｂにおいては、貫通セル２ａとしての特定貫通セル２ａａが、４つの入口目封止セル２ｂと隔壁１を隔てて隣接するように配置されている。図７Ｂにおいて、一の特定貫通セル２ａａに対して、紙面の上側と右側に隣接する２つの入口目封止セル２ｂが、第一入口目封止セル２ｂａであり、紙面の下側と左側に隣接する２つの入口目封止セル２ｂが、第二入口目封止セル２ｂｂである。第一入口目封止セル２ｂａと第二入口目封止セル２ｂｂとは、目封止部の長さが異なっている。図７Ｂにおいては、特定貫通セル２ａａと隔壁１を隔てて隣接する入口目封止セル２ｂのうち、当該特定貫通セル２ａａを挟んで対向する２つの入口目封止セル２ｂが、第一入口目封止セル２ｂａ及び第二入口目封止セル２ｂｂとなる。すなわち、「特定貫通セル２ａａを挟んで対向する２つの入口目封止セル２ｂ」は、以下のように配置されたセルのことをいう。まず、特定貫通セル２ａａを区画形成する隔壁１のうち、互いに向かい合うように配置された２つの隔壁１が存在する。そして、互いに向かい合うように配置された一の隔壁１を挟んで隣接する入口目封止セル２ｂと、互いに向かい合うように配置された他の隔壁１を挟んで隣接する入口目封止セル２ｂとが、「特定貫通セル２ａａを挟んで対向する２つの入口目封止セル２ｂ」となる。

図７Ｃにおいては、貫通セル２ａとしての特定貫通セル２ａａが、４つの入口目封止セル２ｂと隔壁１を隔てて隣接するように配置されている。図７Ｃにおいて、一の特定貫通セル２ａａに対して、紙面の左右に隣接する２つの入口目封止セル２ｂが、第一入口目封止セル２ｂａとなっている。そして、一の特定貫通セル２ａａに対して、紙面の上側に隣接する１つ入口目封止セル２ｂが、第二入口目封止セル２ｂｂであり、紙面の下側に隣接する１つ入口目封止セル２ｂが、第三入口目封止セル２ｂｃである。第一入口目封止セル２ｂａと第二入口目封止セル２ｂｂと第三入口目封止セル２ｂｃとは、目封止部の長さが異なっている。

図７Ｄにおいては、貫通セル２ａとしての特定貫通セル２ａａが、４つの入口目封止セル２ｂと隔壁１を隔てて隣接するように配置されている。図７Ｄにおいて、一の特定貫通セル２ａａに対して、隣接する４つの入口目封止セル２ｂの全てにおいて、目封止部の長さが異なっている。すなわち、図７Ｄにおいて、符号２ａａにて示す一の特定貫通セル２ａａに対して、紙面の上側に隣接する入口目封止セル２ｂが、第一入口目封止セル２ｂａである。また、この一の特定貫通セル２ａａに対して、紙面の右側に隣接する入口目封止セル２ｂが、第二入口目封止セル２ｂｂであり、紙面の左側に隣接する入口目封止セル２ｂが、第三入口目封止セル２ｂｃである。そして、この一の特定貫通セル２ａａに対して、紙面の下側に隣接する入口目封止セル２ｂが、第四入口目封止セル２ｂｄである。第一入口目封止セル２ｂａ、第二入口目封止セル２ｂｂ、第三入口目封止セル２ｂｃ、及び第四入口目封止セル２ｂｄは、目封止部の長さがそれぞれ異なっている。

ハニカム基材のセルの形状は、特に限定されないが、セルの延びる方向に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、又は楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。

例えば、セルの形状が六角形の場合には、特定貫通セルと入口目封止セルの配列として、図８Ａ及び図８Ｂに示すような態様を挙げることができる。図８Ａ及び図８Ｂは、特定貫通セルと入口目封止セルの配列の更に他の例を示す模式図である。図８Ａ及び図８Ｂにおいては、貫通セル３２ａとしての特定貫通セル３２ａａが、６つのセル３２と隔壁３１を隔てて配置されている。そして、図８Ａ及び図８Ｂに示す態様では、一の特定貫通セル３２ａａと隣接する６つのセル３２が、当該特定貫通セル３２ａａの周囲を、貫通セル３２ａと入口目封止セル３２ｂとが交互に配列するように配置されている。そして、図８Ａにおいて、一の特定貫通セル３２ａａに対して、紙面の上側に隣接する入口目封止セル３２ｂが、第一入口目封止セル３２ｂａである。また、図８Ａにおいて、一の特定貫通セル３２ａａに対して、紙面の右下側及び左下側に隣接する入口目封止セル３２ｂが、第二入口目封止セル３２ｂｂである。図８Ａにおいて、第一入口目封止セル３２ｂａ、及び第二入口目封止セル３２ｂｂは、目封止部の長さがそれぞれ異なっている。また、図８Ｂにおいて、一の特定貫通セル３２ａａに対して、紙面の上側に隣接する入口目封止セル３２ｂが、第一入口目封止セル３２ｂａである。図８Ｂにおいて、一の特定貫通セル３２ａａに対して、紙面の右下側に隣接する入口目封止セル３２ｂが、第二入口目封止セル３２ｂｂである。図８Ｂにおいて、一の特定貫通セル３２ａａに対して、紙面の左下側に隣接する入口目封止セル３２ｂが、第三入口目封止セル３２ｂｃである。図８Ｂにおいて、第一入口目封止セル３２ｂａ、第二入口目封止セル３２ｂｂ、及び第三入口目封止セル３２ｂｃは、目封止部の長さがそれぞれ異なっている。

隔壁の気孔率は、５０〜８０％であることが好ましく、５５〜６７％であることが更に好ましい。５０％より小さいと、捕集性能が著しく低下することがあり、８０％より大きいと、ハニカム基材の強度が低くなるため、キャニングが難しくなる（収納容器に収納する際に破損したりする）ことがある。更に、気孔率が５５〜６７％であると、ハニカム構造体の捕集効率（１００×［捕集した粒子状物質の質量］／［流入した粒子状物質の質量］）を、フィルタとして良好な値とすることができる。また、気孔率が５５〜６７％であると、ハニカム構造体の強度も向上し、キャニングも、し易くなる。隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

隔壁の厚さは、１５０〜３６０μｍであることが好ましく、１８０〜３６０μｍであることが更に好ましい。１５０μｍより薄いと、ハニカム基材の強度が低下することがある。３６０μｍより厚いと、捕集性能が低下し、圧力損失が増大することがある。また、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のＰＭ量が比較的多いため、通常、セル数を少なくする（セル密度を小さくする）傾向がある。そのため、隔壁１の厚さを２００〜３６０μｍとすることが、強度と捕集性能のバランスをよくするために好ましい。また、ガソリンエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、ガソリンエンジンから排出される排ガス中のＰＭ量が比較的少ないため、通常、セル数を多くする（セル密度を大きくする）傾向がある。そのため、隔壁の厚さを１５０〜２５０μｍとすることが、強度と捕集性能のバランスをよくするために好ましい。隔壁の厚さは、ハニカム基材の軸方向の断面を顕微鏡観察する方法で測定した値である。

ハニカム基材は、隔壁の気孔率が５０〜８０％であり、且つ、隔壁の厚さが１００〜４００μｍである場合に、より効果的に、圧力損失の増大を抑制しながら、排ガス中の粒子状物質を捕集することができる。また、上記のような気孔率及び隔壁の厚さを採用することにより、ハニカム基材の強度を低下させることもない。

ハニカム基材のセル密度（ハニカム基材のセルの延びる方向に直交する断面における、単位面積当たりのセルの個数）は、２０〜１００セル／ｃｍ^２であることが好ましい。２０セル／ｃｍ^２より小さいと、捕集性能が低下することがある。１００セル／ｃｍ^２より大きいと、ハニカム基材の流入端面付近にＰＭが堆積し、セルがＰＭによって閉塞していくため、圧力損失が大きくなることがある。また、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、３０〜７０セル／ｃｍ^２であることが更に好ましい。３０セル／ｃｍ^２より小さいと、捕集性能が低くなることがある。７０セル／ｃｍ^２より大きいと、圧力損失が大きくなることがある。また、ガソリンエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、４５〜１００セル／ｃｍ^２であることが更に好ましい。ガソリンエンジンから排出される排ガスは、ＰＭ量が少ないため、セルが閉塞するリスクが低いため、セル密度を高くすることが可能であり、セル密度を高くすることにより捕集性能を高くすることができる。また、セルが閉塞し難いため、連続再生も行い易い。４５セル／ｃｍ^２より小さいと、捕集性能が低くなることがあり、１００セル／ｃｍ^２より大きいと、ＰＭ捕集時の圧力損失が大きくなることがある。

隔壁の平均細孔径は、８０μｍ以下であることが好ましく、０．１〜８０μｍであることが更に好ましく、１〜８０μｍであることがより更に好ましく、５〜２５μｍであることが特に好ましい。８０μｍより大きいと、ハニカム基材が脆くなり欠落し易くなり、また、隔壁内に粒子状物質が入り込み、深層ろ過となることがある。そして、このような平均細孔径の大きな隔壁は、ＰＭ捕集に伴って、粒子状物質捕集性能が低下しやすいため好ましくない。また、隔壁の平均細孔径が、０．１μｍより小さいと、粒子状物質の堆積が少ない場合でも圧力損失が増大するため好ましくない。更に、隔壁の平均細孔径が、５μｍよりも小さいと、酸化触媒を担持した場合の壁透過抵抗（排ガスが隔壁を透過する際の抵抗）が大きくなることがある。また、隔壁の平均細孔径が、２５μｍよりも大きいと、隔壁内部に灰分（Ａｓｈ）が堆積し、長期間の使用の後、捕集性能が悪化する可能性が高くなることがある。隔壁の平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。

ハニカム基材４の外周壁３の厚さは、特に限定されないが、０．５〜６ｍｍが好ましい。０．５ｍｍより薄いと、外周近傍のセルが欠けやすく、強度が低下することがある。６ｍｍより厚いと、圧力損失が増大することがある。

ハニカム基材の形状（別言すれば、ハニカム構造体の形状）は、特に限定されないが、円柱形状、底面が楕円形の柱状、底面が四角形、五角形、六角形等の多角形の柱形状等が好ましい。ハニカム構造体は、セルの延びる方向を中心軸方向とする柱形状であることが好ましい。また、ハニカム基材（別言すれば、ハニカム構造体）の大きさは、特に限定されないが、セルの延びる方向における長さが１５〜２００ｍｍであることが好ましい。ハニカム基材の長さがこのような範囲であるため、ハニカム構造体によって、圧力損失を増大させずに、優れた捕集性能で排ガスを処理することができる。１５ｍｍより短いと、捕集性能が悪化することがある。また、２００ｍｍより長いと、捕集性能向上はあまり期待できず、むしろ、圧力損失が増大することがある。捕集性能と圧力損失のバランスを考えると、ハニカム基材の長さは、５０〜１２０ｍｍが更に好ましい。特に複数個のハニカム構造体を、収納容器内に直列に配置する場合において、効果的である。また、例えば、ハニカム基材（別言すれば、ハニカム構造体）の外形が円柱形の場合、その底面（端面）の直径は、８０〜４００ｍｍであることが好ましい。ハニカム基材の底面の直径は、上記範囲内において、エンジン排気量や出力に合わせて、適宜選定される。

ハニカム基材の隔壁及び外周壁は、セラミックを主成分とするものであることが好ましい。隔壁及び外周壁の材質としては、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、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、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、熱伝導率に優れた炭化珪素、及び、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライトが好ましい。通常のＤＰＦでは、ＰＭ堆積量を増やし、再生間隔を長くすることが必要であるため、炭化珪素のように熱容量の大きい材質が好ましいが、本発明においては、連続再生しやすい熱容量の比較的小さいコージェライトが特に好ましい。隔壁と外周壁の材質は、同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。また、「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の９０質量％以上含有することを意味する。

図１〜図５に示すように、本実施形態のハニカム構造体１００においては、ハニカム基材４の流入端面１１側における、一部のセル２の端部を塞ぐように目封止部５が配設されている。本実施形態のハニカム構造体１００においては、目封止部５が配設される一部のセル（入口目封止セル２ｂ）と、目封止部が配設されない残余のセル（貫通セル２ａ）とは、隣接して配置されている。更に、入口目封止セル２ｂと、貫通セル２ａとが交互に並び、ハニカム基材４の流入端面１１において、貫通セル２ａの開口部と、入口目封止セル２ｂの端部に配設された目封止部とにより市松模様が形成されることが好ましい。

目封止部５の材質は、ハニカム基材４の隔壁１の材質と同じであることが好ましい。

本実施形態のハニカム構造体は、隔壁の少なくとも一部に酸化触媒が担持されたものであってもよい。更に詳細には、ハニカム構造体を構成するハニカム基材の隔壁に触媒が担持されていることが好ましい。触媒の、単位体積当りの担持量は、０．１〜１５０ｇ／リットルであることが好ましく、１０〜８０ｇ／リットルであることが更に好ましい。「ｇ／リットル」は、ハニカム構造体１リットル当たりの触媒のグラム数（ｇ）を示す。０．１ｇ／リットルより少ないと、触媒効果が発揮され難くなることがある。１５０ｇ／リットルより多いと、隔壁の細孔が閉塞することにより、圧力損失が大きくなり、捕集効率が著しく低下することがある。また、ウォッシュコート層を形成する酸化触媒の場合、触媒の単位体積当たりの担持量は、１０〜１５０ｇ／リットルであることが好ましい。触媒担持量が１０ｇ／リットルより少ないと、ウォッシュコート層を形成し難くなることがある。

酸化触媒としては貴金属を含有するものを挙げることができ、具体的には、Ｐｔ、Ｒｈ及びＰｄからなる群より選択される少なくとも一種を含有するものが好ましい。貴金属の合計量は、ハニカム構造体の単位体積当り、０．１〜５ｇ／リットルであることが好ましい。

（２）ハニカム構造体の製造方法：
本発明のハニカム構造体を製造する方法について、以下に説明する。

まず、多孔質の隔壁を有するハニカム基材を作製する。具体的には、まず、成形原料を混練して坏土とする。次に、得られた坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得る。

成形原料は、セラミック原料に分散媒及び添加剤を加えたものであることが好ましい。添加剤としては、有機バインダ、造孔材、界面活性剤等を挙げることができる。分散媒としては、水等を挙げることができる。

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、コージェライト化原料、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、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライト化原料が好ましい。

有機バインダとしては、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。有機バインダの含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、５〜２５質量部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、セラミック原料１００質量部に対して、１０〜２０質量部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、二種以上を組合せて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、３〜２０質量部であることが好ましい。

分散媒の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、１０〜３０質量部であることが好ましい。

使用するセラミック原料（骨材粒子）の粒子径及び配合量、並びに添加する造孔材の粒子径及び配合量を調整することにより、所望の気孔率、平均細孔径の多孔質基材（ハニカム基材）を得ることができる。

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。押出成形は、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行うことができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。

次に、得られたハニカム成形体の一方の端面（流入端面）における一部のセルの開口部を目封止する。セルの開口部を目封止する方法としては、セルの開口部に目封止材を充填する方法を挙げることができる。目封止材を充填する方法としては、まず、ハニカム成形体の一方の端面に、貫通セルとなるセルの開口部を塞ぐようにマスクを施す。ここで、マスクの施し方には、特に制限はないが、ハニカム構造体の一方の端面（流入端面）において、端部が目封止された所定のセルと端部が目封止されない残余のセルとが交互に配置されて、市松模様を形成するようにマスクを施すことが好ましい。本実施形態のハニカム構造体を作製する際には、以下の方法で、貫通セルとなるセルの開口部を塞ぐようにマスクを施すことが好ましい。まず、ハニカム成形体の一方の端面全域を覆うようにマスクとなるシートを被せる。この状態では、貫通セルとなるセル、及び入口目封止セルとなるセルの双方の開口部が、シートにより塞がれている。次に、このシートの、入口目封止セルとなるセルの開口部分に該当する箇所に、孔を開ける。このようにシートに孔を開けたものが、マスクとなる。この際、貫通セルと隣接する２つの入口目封止セルとなるセルについて、シートに開ける孔の大きさを変えることが好ましい。シートに開ける孔の大きさを変えると、以下に説明する目封止材を充填して目封止部を形成する工程において、それぞれの孔から充填される目封止材の量が変化する。このため、シートに開ける孔の大きさにより、入口目封止セルの目封止部の長さを、各セル毎に調節することができる。尚、目封止材を充填する方法については、上述した方法に限定されることはなく、例えば、目封止部の長さが異なる入口目封止セル毎に、目封止材を数回に分けて、セルの開口部に充填する方法などを用いてもよい。

また、別途、セラミック原料、水又はアルコール、及び有機バインダを含むスラリー状の目封止材を、貯留容器に貯留しておく。セラミック原料としては、ハニカム成形体の原料として用いられるセラミック原料と同じであることが好ましい。セラミック原料は、目封止材全体の６８〜９０質量％であることが好ましい。また、水又はアルコールは、目封止材全体の８〜３０質量％であることが好ましく、有機バインダは、目封止材全体の０．１〜２．０質量％であることが好ましい。有機バインダとしては、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、メチルセルロース等が挙げられる。

そして、上記マスクを施した方の端部を、貯留容器中に浸漬して、マスクが施されていないセルの開口部に目封止材を充填して目封止部を形成する。マスクに開ける孔の大きさを変えた場合には、浸入する目封止材の量が、各孔毎に変化し、目封止材の充填深さを調節することができる。目封止材の粘度は、６００〜１２００Ｐａ・ｓであることが好ましい。尚、目封止材の粘度は、温度３０℃において回転式粘度計で３０ｒｐｍの回転数で測定した値である。

次に、目封止材をセルの開口部に充填したハニカム成形体を焼成する。焼成温度は、ハニカム成形体の材質よって適宜決定することができる。例えば、ハニカム成形体の材質がコージェライトの場合、焼成温度は、１３８０〜１４５０℃が好ましく、１４００〜１４４０℃が更に好ましい。また、焼成時間は、３〜１０時間程度とすることが好ましい。

ハニカム成形体を焼成する前に乾燥させてもよい。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、これらの中でも、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。また、乾燥条件としては、乾燥温度３０〜１５０℃、乾燥時間１分〜２時間とすることが好ましい。

また、ハニカム成形体に目封止部を形成する前に、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を得、得られたハニカム焼成体の一方の端面における一部のセルの開口部に目封止部を形成した後、更に焼成することによってハニカム構造体を得ることもできる。以上のようにして、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（ハニカム構造体）
まず、コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を１３質量部、分散媒を３５質量部、有機バインダを６質量部、分散剤を０．５質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては平均粒子径１〜１０μｍのコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。造孔材の粒子径と量をコントロールすることにより、隔壁の細孔径及び気孔率をコントロールした。

次に、所定の金型を用いて坏土を押出成形し、セル形状が四角形で、全体形状が円柱形のハニカム成形体を得た。

次に、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。次に、ハニカム成形体の一方の端面全域を覆うようにシートを被せ、当該シートの、入口目封止セルとなるセルの開口部分に該当する箇所に孔を開ける方法にて、ハニカム成形体の一方の端面（流入端面）の一部のセルの開口部にマスクを施した。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することによって、流入端面における所定のセル（マスクが施されていないセル）に目封止スラリーを充填した。

実施例１においては、貫通セルの割合が５０％となり、特定貫通セルの割合が１００％となるように、目封止スラリーの充填深さを調整した。目封止スラリーの充填深さの調整は、シートに開けた孔の大きさによって調節した。目封止のパターン、すなわち、特定貫通セルと入口目封止セルの配列は、図７Ａに示すような態様とした。具体的には、図７Ａに示すように、一の特定貫通セル２ａａに対して、左右に隣接する２つの入口目封止セル２ｂが、第一入口目封止セル２ｂａとなり、且つ、上下に隣接する２つの入口目封止セル２ｂが、第二入口目封止セル２ｂｂとなるように目封止スラリーの充填深さを調整した。ここで、「左右に隣接する」及び「上下に隣接する」とは、目封止スラリーを充填したハニカム成形体の流入端面を、例えば、図７Ａの紙面と同じ状態からみた場合の、左右又は上下に隣接することを意味する。

次に、目封止部を形成したハニカム成形体を熱風乾燥機で乾燥し、更に、１４１０〜１４４０℃で、５時間、焼成した。このようにして、複数のセルが多孔質の隔壁１によって区画形成されたハニカム基材を備え、貫通セルと入口目封止セルとが隔壁を挟んで隣接したハニカム構造体を得た。

得られたハニカム構造体のハニカム基材は、中心軸に直交する断面の直径が２２８．６ｍｍであり、中心軸方向の長さが７６．２ｍｍの円筒形であった。隔壁の厚さは、０．３ｍｍであり、セル密度は、４６．５セル／ｃｍ^２であった。セルの形状は、四角形であった。表１に、ハニカム基材の直径（ｍｍ）及び長さ（ｍｍ）、隔壁の厚さ（ｍｍ）、セル密度（セル／ｃｍ^２）、及びセルの形状を示す。

また、実施例１のハニカム構造体は、貫通セルの割合が５０％であり、特定貫通セルの割合が１００％であった。表２に、貫通セルの割合（％）、及び特定貫通セルの割合（％）を示す。また、表２の「目封止のパターン」の欄に、ハニカム構造体の流入端面及び流出端面における態様を示す。表２の「流入端面」の「割合（％）」の欄に、全てのセルに対する、流入端面にて目封止が施されているセルの割合を記す。表２の「流入端面」の「パターン」の欄に、この目封止が施されているセル（ここでは、入口目封止セル）の配列を、１〜６の６個のパターンに分類し、該当するパターンを記す。上記「パターン」の欄の「１」で示されるパターンは、図７Ａに示すようなセルの配列である。上記「パターン」の欄の「２」で示されるパターンは、図７Ｂに示すようなセルの配列である。上記「パターン」の欄の「３」で示されるパターンは、図７Ｃに示すようなセルの配列である。上記「パターン」の欄の「４」で示されるパターンは、図７Ｄに示すようなセルの配列である。上記「パターン」の欄の「５」で示されるパターンは、目封止が施された全てのセルにおいて、目封止部の長さが全て同じ場合の配列である。上記「パターン」の欄の「６」で示されるパターンは、図８Ａに示すようなセルの配列である。表２の「流出端面」の「割合（％）」の欄に、全てのセルに対する、流出端面にて目封止が施されているセルの割合を記す。表２の「流出端面」の「パターン」の欄に、流出端面にて目封止が施されているセルの配列のパターンを記す。上記「パターン」の欄の「なし」で示される場合は、流出端面にて目封止が施されていないことを意味する。上記「パターン」の欄の「５」で示されるパターンは、目封止が施された全てのセルにおいて、目封止部の長さが全て同じ場合の配列である。上記「パターン」の欄の「均一分散」で示されるパターンは、流出端面にて目封止が施されたセルが、流出端面にて、「流出端面」の「割合（％）」の欄に記載された値を満たすように、均一に分散した配列である。

また、表２に、流入端面の目封止部の長さを示す。「流入端面の目封止部の長さ」とは、流入端面側にて、セルの開口部を封止している目封止部の長さのことである。「流入端面の目封止部の長さ」の欄の「第一」、「第二」、「第三」及び「第四」は、図７Ａ〜図７Ｄ、図８Ａ及び図８Ｂに示された「入口目封止セル」に対応するものである。すなわち、「流入端面の目封止部の長さ」の欄の「第一」とは、図７Ａ〜図７Ｄ等に示す、第一入口目封止セルの目封止部のことを意味する。同様に、「流入端面の目封止部の長さ」の欄の「第二」とは、図７Ａ〜図７Ｄ等に示す、第二入口目封止セルの目封止部のことを意味する。「流入端面の目封止部の長さ」の欄の「第三」とは、図７Ｂ及び図７Ｄ等に示す、第三入口目封止セルの目封止部のことを意味する。「流入端面の目封止部の長さ」の欄の「第四」とは、図７Ｄに示す、第四入口目封止セルの目封止部のことを意味する。また、表２に、目封止部の長さの差の最大値（ｍｍ）を示す。

得られたハニカム構造体について、以下の方法で、「圧力損失」、「捕集効率」、及び「ブローオフ」の評価を行った。結果を、表３に示す。

（圧力損失）
ディーゼルエンジン（３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒）から排出される排気ガスをハニカム構造体に流入させて、ハニカム構造体の体積に対する煤の堆積量が４ｇ／Ｌとなるように、ハニカム構造体の隔壁にて煤を捕集する。そして、煤の堆積量が４ｇ／Ｌとなった状態で、２００℃のエンジン排ガスを３．０Ｎｍ^３／ｍｉｎの流量で流入させてハニカム構造体の流入端面側と流出端面側との圧力を測定し、その圧力差を算出することにより、圧力損失（ｋＰａ）を求める。
評価Ａ：圧力損失が４ｋＰａ以上、５ｋＰａ以下の場合を評価Ａとする。
評価Ｂ：圧力損失が５ｋＰａを超え、６ｋＰａ以下の場合を評価Ｂとする。
評価Ｃ：圧力損失が６ｋＰａを超え、７ｋＰａ以下の場合を評価Ｃとする。
評価Ｄ：圧力損失が７ｋＰａを超え、８ｋＰａ以下の場合を評価Ｄとする。
評価Ｅ：圧力損失が８ｋＰａを超え、９ｋＰａ以下の場合を評価Ｅとする。評価Ｅの場合は、圧力損失の評価について不合格（ＮＧ）とする。

（捕集効率）
軽油を燃料とするバーナーを用いて煤を発生させる。ガス全体の流量が１．５Ｎｍ^３／分となるように、燃焼ガスに所定量の空気を混合し、得られた混合ガスをハニカム構造体に導入する。混合ガスの温度は、２００℃とする。また、混合ガス中の粒子状物質の濃度が、４ｇ／時間となるように設定する。ハニカム構造体の上流側及び下流側に設けたサンプリング用の配管から、真空ポンプにより排ガスを約２分間サンプリングする。そして、排ガスをサンプリングする際に、排ガスを、ろ紙をセットしたホルダーに通すことにより、ＰＭをろ紙に捕集する。尚、予め、ろ紙の質量を測定しておく。ハニカム構造体の上流側からサンプリングした排ガス中のＰＭの質量（ろ紙に捕集されたＰＭの質量）と、ハニカム構造体の下流側からサンプリングした排ガス中のＰＭの質量（ろ紙に捕集されたＰＭの質量）とから、捕集効率（％）を算出する。具体的には、下記式（１）により、測定開始から１２０分の時の捕集効率（％）を求める。
捕集効率（％）＝{（ＰＭ質量Ａ−ＰＭ質量Ｂ）／ＰＭ質量Ａ}×１００ ・・・ （１）
（ただし、上記式（１）において、「ＰＭ質量Ａ」は、ハニカム構造体の上流側からろ紙に捕集されたＰＭの質量（ｇ）を示す。「ＰＭ質量Ｂ」は、ハニカム構造体の下流側からろ紙に捕集されたＰＭの質量（ｇ）を示す。）

上述した方法にて測定された捕集効率（％）の値から、以下の基準で、捕集効率の評価を行った。
評価ＡＡ：捕集効率が５５％を超え、６５％以下の場合を評価ＡＡとする。
評価Ａ：捕集効率が４５％を超え、５５％以下の場合を評価Ａとする。
評価Ｂ：捕集効率が３５％を超え、４５％以下の場合を評価Ｂとする。
評価Ｃ：捕集効率が２５％を超え、３５％以下の場合を評価Ｃとする。
評価Ｄ：捕集効率が１５％を超え、２５％以下の場合を評価Ｄとする。
評価Ｅ：捕集効率が０％以上、１５％以下の場合を評価Ｅとする。評価Ｅの場合は、捕集効率の評価について不合格（ＮＧ）とする。

（ブローオフ）
ディーゼルエンジン（３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒）から排出される排気ガスをハニカム構造体に流入させて、ハニカム構造体に１０．０ｇ／Ｌの煤を堆積させる。次に、エンジン始動後アイドリング運転を行い、５秒後に回転数２０００ｒｐｍ、トルク１７８Ｎ・ｍとし２分間運転した。運転開始後、ＡＶＬ社製のスートセンサーにて、ハニカム構造体の流出端面から排出されるガス中の煤の量を測定する。スートセンサーに計測された最大値を、ブローオフ量（ｍｇ／ｍ^３）とする。ブローオフの計測結果から、以下の基準で、ブローオフの評価を行った。
評価ＡＡ：煤の漏れ量が２００ｍｇ／ｍ^３以下の場合を評価ＡＡとする。
評価Ａ：煤の漏れ量が２００ｍｇ／ｍ^３を超え、３００ｍｇ／ｍ^３以下の場合を評価Ａとする。
評価Ｂ：煤の漏れ量が３００ｍｇ／ｍ^３を超え、５００ｍｇ／ｍ^３以下の場合を評価Ｂとする。
評価Ｃ：煤の漏れ量が５００ｍｇ／ｍ^３を超え、７００ｍｇ／ｍ^３以下の場合を評価Ｃとする。
評価Ｄ：煤の漏れ量が７００ｍｇ／ｍ^３を超え、１０００ｍｇ／ｍ^３以下の場合を評価Ｄとする。
評価Ｅ：煤の漏れ量が１０００ｍｇ／ｍ^３を超える場合を評価Ｅとする。評価Ｅの場合は、ブローオフの評価について不合格（ＮＧ）とする。

（実施例２〜１６、比較例１〜８）
ハニカム基材の構成、及び目封止を施すセルの配列等を、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。得られたハニカム構造体について、実施例１と同様の方法で、「圧力損失」、「捕集効率」、及び「ブローオフ」の評価を行った。結果を、表３に示す。

（結果）
表３に示すように、実施例１〜１６のハニカム構造体は、「圧力損失」、「捕集効率」、及び「ブローオフ」の評価において、全て良好な結果を得ることができた。比較例１のハニカム構造体は、貫通セルが存在せず、流入端面と流出端面とに５０％ずつ目封止部が配設されたものであったため、圧力損失が大きく、「圧力損失」の評価が不合格であった。比較例２，８のハニカム構造体は、特定貫通セルが存在しないため、流入端面側の目封止部が途切れる箇所にて、粒子状物質が集中して堆積し、ブローオフが起こり易いものであった。このため、比較例２，８のハニカム構造体は、「ブローオフ」の評価が不合格であった。また、比較例３のハニカム構造体は、貫通セルの割合が４０％であるため、「圧力損失」の評価もあまり好ましくない結果となった。

比較例４のハニカム構造体は、貫通セルの割合が４０％であり、更に、流出端面側にも１０％の割合で目封止が施されていたため、圧力損失が大きくなり、「圧力損失」の評価が不合格であった。比較例５のハニカム構造体は、貫通セルの割合が８８％であり、貫通セルの数に対して、極端に入口目封止セルの数が少なかったため、フィルタとしての機能が十分発現せず、「捕集効率」の評価が不合格であった。比較例６，７のハニカム構造体は、特定貫通セルの割合が４５％であるためブローオフが起こり易く、「ブローオフ」の評価が不合格であった。

本発明のハニカム構造体は、排ガスの浄化用のフィルタとして利用することができる。

１，３１：隔壁、２，３２：セル、２ａ，３２ａ：貫通セル、２ａａ，３２ａａ：特定貫通セル、２ｂ，３２ｂ：入口目封止セル、２ｂａ，３２ｂａ：入口目封止セル（第一入口目封止セル）、２ｂｂ，３２ｂｂ：入口目封止セル（第二入口目封止セル）、２ｂｃ，３２ｂｃ：入口目封止セル（第三入口目封止セル）、２ｂｄ：入口目封止セル（第四入口目封止セル）、３：外周壁、４：ハニカム基材、５：目封止部、１１：流入端面、１２：流出端面、１３：粒子状物質、１００，８００：ハニカム構造体、８０１：隔壁、８０２：セル、８０２ａ：貫通セル、８０２ｂ：入口目封止セル、８０３：外周壁、８０４：ハニカム基材、８０５：目封止部、８１１：流入端面、８１２：流出端面、８１３：粒子状物質、Ｇ：排ガス。

Claims (9)

1. 排ガスが流入する側の端面である流入端面から排ガスが流出する側の端面である流出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、を有するハニカム基材を備え、
   前記セルが、前記流入端面側から前記流出端面側まで実質的に貫通する貫通セルと、前記ハニカム基材の前記流入端面側において前記セルの端部が目封止部によって実質的に塞がれた入口目封止セルと、を含み、
   前記貫通セルの個数が、全ての前記セルの個数に対して、５０〜８５％であり、
   前記貫通セルが、少なくとも２つの前記入口目封止セルと前記隔壁を隔てて隣接するように配置され、且つ、当該少なくとも２つの前記入口目封止セルのうちの２つ以上の前記入口目封止セルの前記目封止部の長さが異なっている、特定貫通セルを含み、
   前記特定貫通セルの個数が、全ての前記貫通セルの個数に対して、５０％以上である、ハニカム構造体。
2. 前記特定貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する、前記少なくとも２つの前記入口目封止セルのうちの２つ以上の前記入口目封止セルの前記目封止部の長さの差の最大値が、５ｍｍ以上、１７ｍｍ以下である、請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記入口目封止セルの前記目封止部の長さが、３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
4. 前記セルが、前記貫通セルと、前記ハニカム基材の前記流入端面側においてのみ前記セルの端部が前記目封止部によって実質的に塞がれた前記入口目封止セルとのいずれか一方のセルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
5. 前記特定貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルを２つ以上有し、当該特定貫通セルの一の角部を形成する２つ隔壁を第一隔壁及び第二隔壁とした場合に、当該特定貫通セルと前記第一隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルの前記目封止部の長さと、当該特定貫通セルと前記第二隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルの前記目封止部の長さとが、異なっている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
6. 前記特定貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する前記入口目封止セルのうち、当該特定貫通セルを挟んで対向する２つの前記入口目封止セルの前記目封止部の長さが異なっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
7. 前記貫通セルと前記隔壁を隔てて隣接する全ての前記入口目封止セルが、それぞれの前記目封止部の長さが異なるものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
8. 前記隔壁の厚さが、１５０〜３６０μｍである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
9. 前記ハニカム基材のセル密度が、２０〜１００セル／ｃｍ^２である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のハニカム構造体。

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