JPWO2006126507A1 - ハニカム構造体 - Google Patents

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Abstract

排ガス用の捕集フィルタ、中でも、ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質（パティキュレート）等を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として有用な、使用時及び再生時に発生する熱応力の影響を緩和して、熱応力に起因するクラック等の欠陥の発生を有効に防止することが可能なハニカム構造体を提供する。複数のハニカムセグメント２が接合材層９を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカムセグメント接合体１０と、外周コート層４とを備えたハニカム構造体１であって、接合材層９の厚さが、ハニカムセグメント２の中心軸方向の両端部に位置する箇所（Ｘ１）、（Ｘ２）における平均厚さ（Ｔ１）と、ハニカムセグメント２の両端部からそれぞれ全長の３〜４０％だけ離れた地点（Ｙ１）、（Ｙ２）の相互間における最大厚さ（Ｔ２）との間に、（Ｔ２）＝（１．２〜１０．０）×（Ｔ１）の関係を満たすように構成する。

Description

本発明は、ハニカムセグメントの複数が接合材層によって一体的に接合されたハニカム構造体に関する。さらに詳しくは、排ガス用の捕集フィルタ、中でも、ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質（パティキュレート）（以下「ＰＭ」ということがある）等を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として有用な、使用時及び再生時に発生する熱応力の影響を緩和して、熱応力に起因するクラック等の欠陥の発生を有効に防止することが可能なハニカム構造体に関する。
ハニカム構造体が、排ガス用の捕集フィルタとして、例えば、ディーゼルエンジン等からの排ガスに含まれているＰＭを捕捉して除去するために、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として、ディーゼルエンジンの排気系等に組み込まれて用いられている。このようなハニカム構造体は、使用時（ＰＭを捕捉して除去する時）及び再生時（フィルタ内部に経時的に堆積したＰＭによる圧力損失の増大を取り除くためフィルタ内部に堆積したＰＭを燃焼させて除去する時）において、排ガス流れの不均一性等の理由から温度上昇が場所によって不均一になり易く、熱膨張の場所による相違に伴って発生した熱応力に起因してクラック等の欠陥が発生するという不都合があった。
特に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を原料の１つとするハニカム構造体は、耐熱性に優れる一方、熱膨張係数がコージェライト製ハニカム構造体に比べて大きく（発生する熱応力が大きく）、耐熱衝撃性に劣ることに鑑み、複数のハニカムセグメントが接合材層を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカムセグメント接合体として構成することにより熱応力の影響を低減させることを企図したハニカム構造体や、さらに、ハニカム構造体の最外周面を構成しないハニカムセグメントの少なくとも１つが、最外周面を構成するハニカムセグメントの少なくとも１つよりも平均壁厚が厚く、且つセル密度が小さいか又は等しいハニカム構造体（特許文献１参照）、ハニカムセグメントの外周側部分における単位体積当たりの熱容量が、ハニカムセグメントの中央側部分における単位体積当たりの熱容量よりも大きいハニカムセグメントを含むハニカム構造体（特許文献２参照）、及びハニカムフィルタの軸方向に垂直な断面において、中央部の熱容量を周辺部の熱容量に比して高くしたハニカムフィルタ（特許文献３参照）が提案されているが、局所的かつ急激な発熱に伴うハニカム構造体の局所的な昇温を熱容量に関する対策だけで解決するのは困難であり、上述の不都合を必ずしも十分に防止することができないという問題があった。特に、近年のフィルタの大型化に伴い、使用時及び再生時に発生する熱応力が従来よりも著しく増大したことによって、クラック等の欠陥の発生の、頻度及びその程度が深刻化しているのが現状である。
特開２００２−３０１３２５号公報 特開２００３−１０６１６号公報 特開２００３−２５４０３４号公報
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、排ガス用の捕集フィルタ、中でも、ディーゼルエンジンの排ガス中のＰＭ等を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として有用な、使用時及び再生時に発生する熱応力の影響を緩和して、熱応力に起因するクラック等の欠陥の発生を有効に防止することが可能なハニカム構造体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明によって、下記のハニカム構造体が提供される。
［１］複数のハニカムセグメントが接合材層を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカムセグメント接合体と、前記ハニカムセグメント接合体の外周面を被覆する外周コート層とを備え、流体の流路となる複数のセルが中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有するハニカム構造体であって、前記接合材層の厚さが、前記ハニカムセグメントの中心軸方向の両端部に位置する箇所における平均厚さ（Ｔ１）と、前記ハニカムセグメントの両端部からそれぞれ全長の３〜４０％だけ離れた地点の相互間における最大厚さ（Ｔ２）との間に、（Ｔ２）＝（１．２〜１０．０）×（Ｔ１）の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体。
［２］前記ハニカムセグメントの断面形状が、四角形である前記［１］に記載のハニカム構造体。
［３］前記ハニカムセグメント接合体の、前記中心軸方向に垂直な方向の断面形状が、円形、楕円形又はレーストラック形である前記［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。
［４］前記ハニカムセグメントの熱膨張係数が、１×１０-6／℃以上である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
以上説明したように、本発明によって、排ガス用の捕集フィルタ、中でも、ディーゼルエンジンの排ガス中のＰＭ等を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として有用な、使用時及び再生時に発生する熱応力の影響を緩和して、熱応力に起因するクラック等の欠陥の発生を有効に防止することが可能なハニカム構造体が提供される。
本発明のハニカム構造体の一の実施の形態（中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が円形）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の形態（中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が正方形）の一部を端面側から見た正面図である。 本発明のハニカム構造体の他の実施の形態に用いられるハニカムセグメントを模式的に示す斜視図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 実施例１における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 実施例２における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 実施例３における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 実施例４における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 使用時及び再生時、温度上昇が最も大きくなる蓋然性が高い部分を模式的に示す説明図である。 実施例におけるハニカム構造体の全体の形状を模式的に示す説明図である。 比較例１における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 比較例２における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 ［（Ｔ２）／（Ｔ１）］（倍）と、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量（ｇ／Ｌ）及び圧力損失（ｋＰａ）との関係を模式的に示すグラフである。 実施例５における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 実施例６における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 実施例７における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 実施例８における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 比較例３における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 比較例４における接合材層の厚さを模式的に示す説明図である。 全長に対する「端面から（Ｔ２）部まで」の割合（％）及び端面から（Ｔ２）部までの距離（ｍｍ）と、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量（ｇ／Ｌ）との関係を模式的に示すグラフである。 （ａ）（ｂ）はハニカムセグメントの側面部に所定幅の窪みを形成する方法の一実施形態を説明する説明図である。 ハニカムセグメントの側面部に所定幅の窪みを形成する方法の他の実施形態を説明する説明図である。 本発明のハニカム構造体における接合材層の他の形状を模式的に示す説明図である。 本発明のハニカム構造体における接合材層のさらに他の形状を模式的に示す説明図である。 本発明のハニカム構造体における接合材層のさらに他の形状を模式的に示す説明図である。
符号の説明
１：ハニカム構造体、２：ハニカムセグメント、２ａ：一方のハニカムセグメント、２ｂ：他方のハニカムセグメント、４：外周コート層、５：セル、６：隔壁、７：充填材、９：接合材層、９ａ：両端近傍部の接合材層、９ｂ：中央部の接合材層、９ａ１：一端近傍部の薄い接合材層、９ａ２：他端近傍部の薄い接合材層、１０：ハニカムセグメント接合体、１００：ハニカムセグメント、１０２：ローラー又は切削ドリル、１０４：窪み（凹み）、１０６：型枠、１０８：突状部。
図１〜４に示すように、本発明の実施の形態におけるハニカム構造体１は、複数のハニカムセグメント２が接合材層９を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカムセグメント接合体１０と、ハニカムセグメント接合体１０の外周面を被覆する外周コート層４とを備え、流体の流路となる複数のセル５が中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有するハニカム構造体１であって、図５〜８に示すように、接合材層９の厚さが、ハニカムセグメント２の中心軸方向の両端部に位置する箇所（Ｘ１）、（Ｘ２）における平均厚さ（Ｔ１）と、ハニカムセグメント２の両端部からそれぞれ全長の３〜４０％だけ離れた地点（Ｙ１）、（Ｙ２）の相互間における最大厚さ（Ｔ２）との間に、（Ｔ２）＝（１．２〜１０．０）×（Ｔ１）の関係を満たすことを特徴とするものである。ここで、平均厚さ（Ｔ１）とは、ハニカムセグメント２の中心軸方向の両端部に現われる接合材層９の厚さのうち、異なる任意の２箇所以上の厚さを測定した値の平均値を意味し、最大厚さ（Ｔ２）とは、接合材層９の［（Ｙ１）〜（Ｙ２）］に相当する箇所をハニカムセグメント２の中心軸方向に垂直な任意の平面で切断した場合に現われる接合材層９の厚さのうち、最大の厚さを意味する。
本発明においては、上述の（Ｔ１）と（Ｔ２）との間に、（Ｔ２）＝（１．５〜８.０）×（Ｔ１）の関係を満たすことが好ましく、（Ｔ２）＝（２.０〜５.０）×（Ｔ１）の関係を満たすことがさらに好ましい。（Ｔ２）が（Ｔ１）の１．２倍未満であると、所期の効果を期待することができず、１０．０倍を超えると、流路の曲がりが大きすぎて通気抵抗が著しく増加してしまう。
本発明においては、ハニカムセグメント２の両端部からそれぞれ全長の３〜４０％（好ましくは１０〜２０％）だけ離れた地点（Ｙ１）、（Ｙ２）までにおいて接合材層が最大厚さ（Ｔ２）を有するように構成している。これは、排ガス流れが中央に集まりやすいこと、外周部は放熱の影響を受けやすいこと等の理由から、使用時及び再生時、この部分Ｈで（図９参照）温度上昇が最も大きくなる蓋然性が高いからであり、この温度上昇によって発生する熱応力の影響を接合材層によって緩和して、熱応力に起因するクラック等の欠陥の発生を有効に防止しようとするものである。この意味で、接合材層は熱応力の影響を緩和する機能を有するように構成されている。
本発明の実施の形態におけるハニカム構造体１の構造をさらに具体的に説明する。本発明の実施の形態におけるハニカム構造体１は、多孔質の隔壁６によって区画、形成された流体の流路となる複数のセル５がハニカム構造体１の中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有し、それぞれが全体構造の一部を構成する形状を有するとともに、ハニカム構造体１の中心軸に対して垂直な方向に組み付けられることによって全体構造を構成することになる形状を有する複数のハニカムセグメント２が、接合材層９によって一体的に接合されたハニカムセグメント接合体１０と、ハニカムセグメント接合体１０の外周面を被覆する外周コート層４とを備えたものとして構成されてなるものである。接合材層９によるハニカムセグメント２の接合の後、ハニカム構造体１の中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が、円形、楕円形、レーストラック形又はそれらが一部変形した形状となるように研削加工され、外周面が外周コート層４によって被覆される。このハニカム構造体１をＤＰＦとして用いる場合、ディーゼルエンジンの排気系等に配置することにより、ディーゼルエンジンから排出されるスートを含むＰＭを捕捉することができる。なお、図１においては、一つのハニカムセグメント２においてのみ、セル５及び隔壁６を示している。それぞれのハニカムセグメント２は、図３、４に示すように、ハニカム構造体１（ハニカムセグメント接合体１０）（図１参照）の全体構造の一部を構成する形状を有するとともに、ハニカム構造体１（図１参照）の中心軸に対して垂直な方向に組み付けられることによって全体構造を構成することになる形状を有している。セル５はハニカム構造体１の中心軸方向に互いに並行するように配設されており、隣接しているセル５におけるそれぞれの端部が交互に充填材７によって目封じされている。
所定のセル５（流入セル）においては、図３、４における左端部側が開口している一方、右端部側が充填材７によって目封じされており、これと隣接する他のセル５（流出セル）においては、左端部側が充填材７によって目封じされるが、右端部側が開口している。このような目封じにより、図２に示すように、ハニカムセグメント２の端面が市松模様状を呈するようになる。このような複数のハニカムセグメント２が接合されたハニカム構造体１を排ガスの排気系内に配置した場合、排ガスは図４における左側から各ハニカムセグメント２のセル５内に流入して右側に移動する。
図４においては、ハニカムセグメント２の左側が排ガスの入口となる場合を示し、排ガスは、目封じされることなく開口しているセル５（流入セル）からハニカムセグメント２内に流入する。セル５（流入セル）に流入した排ガスは、多孔質の隔壁６を通過して他のセル５（流出セル）から流出する。そして、隔壁６を通過する際に排ガス中のスートを含むＰＭが隔壁６に捕捉される。このようにして、排ガスの浄化を行うことができる。このような捕捉によって、ハニカムセグメント２の内部にはスートを含むＰＭが経時的に堆積して圧力損失が大きくなるため、スート等を燃焼させる再生が行われる。なお、図２〜４には、全体の断面形状が正方形のハニカムセグメント２を示すが、四角形又はそれが一部変形した形状であっても、三角形、六角形等の形状であってもよい。また、セル５の断面形状も、多角形、円形、楕円形、レーストラック形又はそれらが一部変形した形状であってもよい。
ハニカムセグメント２の材料としては強度、耐熱性の観点から、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、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、珪素−炭化珪素複合材、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、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属からなる群から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。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。
ハニカムセグメント２の作製は、例えば、上述の材料から適宜選択したものに、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のバインダー、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、可塑性の坏土とし、この坏土を上述の形状となるように押出成形し、次いで、マイクロ波、熱風等によって乾燥した後、焼結することにより行うことができる。本発明においては、ハニカムセグメント２の熱膨張係数は、１×１０-6／℃以上であることが好ましく、２×１０-6／℃以上であることがさらに好ましい。１×１０-6／℃未満であると、接合材層に応力緩和の機能を求める必要性が著しく減少することがある。
セル５の目封じに用いる充填材７としては、ハニカムセグメント２と同様な材料を用いることができる。充填材７による目封じは、目封じをしないセル５をマスキングした状態で、ハニカムセグメント２の端面をスラリー状の充填材７に浸漬することにより開口しているセル５に充填することにより行うことができる。充填材７の充填は、ハニカムセグメント２の成形後における焼成前に行っても、焼成後に行ってもよいが、焼成前に行うことの方が、焼成工程が１回で終了するため好ましい。
以上のようなハニカムセグメント２の作製の後、ハニカムセグメント２の外周面にスラリー状の接合材層９を塗布し、所定の立体形状（ハニカム構造体１の全体構造）となるように複数のハニカムセグメント２を組み付け、この組み付けた状態で圧着した後、加熱乾燥する。このようにして、複数のハニカムセグメント２が一体的に接合された接合体が作製される。その後、この接合体を上述の形状に研削加工し、外周面を外周コート層４によって被覆し、加熱乾燥する。このようにして、図１に示すハニカム構造体１が作製される。
本発明に用いられる接合材層９は、ハニカムセグメント２の外周面に塗布されて、ハニカムセグメント２を接合するとともに熱応力を緩和するように機能する。接合材層９の塗布は、隣接しているそれぞれのハニカムセグメント２の外周面に行ってもよいが、隣接したハニカムセグメント２の相互間においては、対応した外周面の一方に対してだけ行ってもよい。
このような対応面の片側だけへの塗布は、接合材層９の使用量を節約できる点で好ましい。接合材層９の厚さは、ハニカムセグメント２の相互間の接合力を勘案して決定され、例えば、０．２〜４．０ｍｍの範囲で適宜選択される。
本発明に用いられる接合材層９は、主成分としてセラミックスを含有するとともに粒状のフィラーを含有するものであることが好ましい。接合材層９及び外周コート層４としては、同じ材料を用いることができる。本実施の形態において、接合材層９及び外周コート層４に主成分として含有されるセラミックスとしては、例えば、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等のセラミックスを挙げることができる。これに、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等のコロイダルゾル、必要に応じて金属繊維や造孔材を配合したものであってもよい。
外周コート層４は、ハニカムセグメント２の接合体の外周面に塗布されて、ハニカムセグメント２の接合体の外周面を保護するように機能する。外周コート層４の厚さは、例えば、０．１〜１．５ｍｍの範囲で適宜選択される。
接合材層９及び外周コート層４に含有される粒状のフィラーとしては、例えば、無機材料又は有機材料からなるものを挙げることができる。無機材料の具体例としては、ガラスビーズ、フライアッシュバルーン等を挙げることができ、有機材料の具体例としては、澱粉、発泡樹脂等を挙げることができる。
粒状のフィラーは、平均１０〜３００μｍの直径を有することが好ましく、平均１５〜２５０μｍがさらに好ましく、平均２０〜２００μｍが特に好ましい。粒状のフィラーは、長中心軸／短中心軸比が１．０〜４．０の範囲にあることが好ましく、真球であることがさらに好ましい。粒状のフィラーは、接合材層９及び外周コート層４に、２０〜７０体積％の割合で含有されることが好ましい。２５〜６５体積％であることがさらに好ましく、３０〜６０体積％であることが特に好ましい。また、粒状のフィラーは、中空構造を有することが好ましい。中空構造を有する粒子（中空粒子）を用いることにより、接合材層９及び外周コート層４が硬化して形成される接合部及び外周面の密度が低下し、ヤング率を低減することが可能となる。これにより、接合部及び外周面の耐熱衝撃性が向上し、使用時のクラック発生を抑制することができる。
接合材層９及び外周コート層４は、上述のセラミックス及び粒状のフィラーに加えて、無機粒子、酸化物繊維及びコロイド状酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種を５〜６０質量％の割合でさらに含有してもよい。これらを含有させることにより、接合材層９及び外周コート層４としての特性を向上させることができる。無機粒子としては、例えば、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、燐酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート及びチタニアからなる群から選ばれる少なくとも一種のセラミックス；Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属；ニッケル系金属；金属Ｓｉ；ＳｉＣ等を挙げることができる。酸化物繊維としては、例えば、アルミノシリケート質繊維、その他の繊維を挙げることができる。コロイド状酸化物としては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。
接合材層９及び外周コート層４の熱伝導率は、０．１〜５．０Ｗ／ｍ・ｋであることが好ましく、接合材層９及び外周コート層４の熱膨張率は、熱衝撃等によってクラックが発生するのを防止するため、比較的低いことが好ましく、１×１０-6〜８×１０-6／℃の範囲であることが好ましい。
次に、ハニカムセグメントの側面部に所定幅の窪みを形成する方法について説明する。
図２１（ａ）（ｂ）に示す実施形態においては、焼成前又は焼成後のハニカムセグメント１００に、ローラー又は切削ドリル１０２を用いて窪み１０４を形成する。
また、図２２に示す実施形態では、焼成時に窪みをつけるための型枠１０６を用意する。この型枠１０６は、焼成時にハニカムセグメント１００の側面部に所望の窪み１０４を形成するための突状部１０８を、その中央部に備えている。そして、この型枠１０６の突状部１０８の上に焼成前のハニカムセグメント１００を載置して焼成することにより、焼成後のハニカムセグメントを所定の窪みを有する形状とすることができる。
以上のようにして、ハニカムセグメントの側面部（断面が四角形の場合、４側面それぞれ）に所定の窪み形状を備えたものを製造することができる。
上記のようにして得られたハニカムセグメントを用い各側面部に接合材を塗布してハニカムセグメント接合体を作製し、次いで、このハニカムセグメント接合体を切削して、外周コート材を塗布することにより、図１０に示すようなハニカム構造体を作製する。
このハニカム構造体において、ハニカムセグメントを接合する接合材層の形状としては、図５〜８、図１４〜１７に示すような両端近傍部の接合材層９ａが薄く、中央部の接合材層９ｂが平均的に厚くなっているもののほか、図２３のように、両端近傍部の接合材層９ａが薄く、中央部の接合材層９ｂは中央に向かって厚くなる凸レンズ型形状や、図２４のように、両端の接合材層のうち一端近傍部の薄い接合材層９ａ１が長く、他端近傍部の薄い接合材層９ａ２が短く形成され、中央部の接合材層９ｂは凸レンズ型形状とすることもできる。さらに、図２５のように、一方のハニカムセグメント２ａには窪みが形成されておらず、他のハニカムセグメント２ｂを全体に反った形状とし、ハニカムセグメント２ｂの窪み側を接合材層９になるように接合して、ハニカム構造体を作製することができる。
以下、本発明を実施例によってさら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いかなる制限を受けるものではない。
（実施例１）
炭化珪素原料としての炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と、コーディエライト原料としてのコーディエライト焼成体を粉砕したセルベン粉末（結晶相としてはコーディエライト）又は生原料であるタルク、カオリン粘土、アルミナとを配合し、これらの粉末１００質量部に対して、有機バインダとしてメチルセルロース６質量部、界面活性剤２．５質量部、及び水２４質量部を加え、均一に混合及び混練して成形用の坏土を得た。この坏土を押し出し成形して、寸法が３５ｍｍ×３５ｍｍ×２５４ｍｍＬ、隔壁厚さ約３００μｍ（１２ｍｉｌ）、セル密度約４７セル／ｃｍ2（３００セル／平方インチ）のハニカムセグメントを作製した。これらのハニカムセグメントに対し、図２１（ａ）（ｂ）に示す方法で、ローラーを用いて側面部に所定の窪みを形成した。これらのハニカムセグメントを酸化雰囲気において５５０℃で３時間、脱脂のための仮焼を行った後、非酸化雰囲気において１４００℃の焼成温度にて２時間の焼成を行った後、スラリー状の接合材を塗布して接合して乾燥硬化してハニカムセグメント接合体を作製した。このハニカムセグメント接合体を切削し、次いでスラリー状の外周コート材を塗布して外周コート層を形成し、図１０に示すような直径１４３．８ｍｍ×長さ２５４ｍｍの多孔質でハニカム構造の炭化珪素焼結体（ハニカム構造体）を作製した。この場合、図５に示すように、接合材層の平均厚さ（Ｔ１）を１ｍｍとし、ハニカムセグメントの両端部から全長の９．８％だけ離れた地点の相互間における最大厚さ（Ｔ２）を１．３ｍｍ（平均厚さ（Ｔ１）の１．３倍）とした。
（実施例２〜４、比較例１〜２）
図６〜８及び図１０〜１１に示すように、実施例１において、接合材層の最大厚さ（Ｔ２）を、平均厚さ（Ｔ１）の２倍、５倍、１０倍、１．０倍、１１倍に変えたこと以外は実施例１と同様にした。平均厚さ（Ｔ１）、最大厚さ（Ｔ２）、（Ｔ２）／（Ｔ１）の値をまとめて表１に示す。
（［（Ｔ２）／（Ｔ１）］の評価）
エンジンでハニカム構造体にＰＭを堆積させ、その後約６５０℃に排ガス温度を上昇させて、ＰＭが急速燃焼することでハニカム構造体に熱衝撃を与え、またＰＭが除去された後に１０ｍ3／ｍｉｎ、２５℃の空気を流すことで、接合材層の厚さに関する［（Ｔ２）／（Ｔ１）］（倍）の値が実施例１〜４、比較例１〜２のそれぞれの値となる場合における、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量（ｇ／Ｌ）及び圧力損失（ｋＰａ）をそれぞれ測定した。その結果、実施例１（１．３倍）の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は８（ｇ／Ｌ）、圧力損失は４（ｋＰａ）であり、実施例２（２倍）の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は１０（ｇ／Ｌ）、圧力損失は４（ｋＰａ）であり、実施例３（５倍）の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は１１（ｇ／Ｌ）、圧力損失は４．５（ｋＰａ）であり、実施例４（１０倍）の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は１２（ｇ／Ｌ）、圧力損失は７（ｋＰａ）であり、比較例１（１．０倍）の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は６（ｇ／Ｌ）、圧力損失は４（ｋＰａ）であり、比較例２（１１倍）の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は１２．２（ｇ／Ｌ）、圧力損失は９（ｋＰａ）であった。以上をまとめて表１及び図１３に示す。
（実施例５〜８、比較例３〜４）
図１４〜１７及び図１８〜１９に示すように、実施例２において、最大厚さ（Ｔ２）の測定地点（ハニカムセグメントの端部からの距離）を、ハニカムセグメントの両端部からそれぞれ全長の３．９％（１０ｍｍ）、９．８％（２５ｍｍ）、１９％（５０ｍｍ）、３９％（１００ｍｍ）、２．０％（５ｍｍ）、４３％（１１０ｍｍ）だけ離れた地点の相互間に変えたこと以外は実施例２と同様にした。最大厚さ（Ｔ２）の測定地点をまとめて表１に示す。
（（Ｔ２）の測定地点の評価）
エンジンでハニカム構造体にＰＭを堆積させ、その後約６５０℃に排ガス温度を上昇させて、ＰＭが急速燃焼することでハニカム構造体に熱衝撃を与えることで、全長に対する「端面から（Ｔ２）部（最大厚さ（Ｔ２）を含む拡大部分）まで」の割合（％）及び端面から（Ｔ２）部までの距離（ｍｍ）の値が実施例５〜８、比較例３〜４の値となる場合における、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量（ｇ／Ｌ）を測定した。その結果、実施例５（３．９％（１０ｍｍ））の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は９（ｇ／Ｌであり、実施例６（９．８％（２５ｍｍ））の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は１０（ｇ／Ｌ）であり、実施例７（１９％（５０ｍｍ））の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は９.５（ｇ／Ｌ）であり、実施例８（３９％（１００ｍｍ））の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は７（ｇ／Ｌ）であり、比較例３（２．０％（５ｍｍ））の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は７（ｇ／Ｌ）であり、比較例４（４３％（１１０ｍｍ））の場合、クラックが発生しない限界ＰＭ堆積量は６．２（ｇ／Ｌ）であった。以上をまとめて表１及び図２０に示す。
表１、図１３及び図２０から、本発明により圧力損失の悪化を最小限に押さえて限界ＰＭ堆積量を飛躍的に向上させることができることが分かる。
本発明のハニカム構造体は、排ガス用の捕集フィルタとして、例えば、ディーゼルエンジン等からの排ガスに含まれているＰＭを捕捉して除去するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として有用である。

Claims (4)

  1. 複数のハニカムセグメントが接合材層を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカムセグメント接合体と、前記ハニカムセグメント接合体の外周面を被覆する外周コート層とを備え、流体の流路となる複数のセルが中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有するハニカム構造体であって、
    前記接合材層の厚さが、前記ハニカムセグメントの中心軸方向の両端部に位置する箇所における平均厚さ（Ｔ１）と、前記ハニカムセグメントの両端部からそれぞれ全長の３〜４０％だけ離れた地点の相互間における最大厚さ（Ｔ２）との間に、（Ｔ２）＝（１．２〜１０．０）×（Ｔ１）の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体。
  2. 前記ハニカムセグメントの断面形状が、四角形である請求項１に記載のハニカム構造体。
  3. 前記ハニカムセグメント接合体の、前記中心軸方向に垂直な方向の断面形状が、円形、楕円形又はレーストラック形である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
  4. 前記ハニカムセグメントの熱膨張係数が、１×１０-6／℃以上である請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
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