KR20070080588A - 플러그드 허니컴 구조체 - Google Patents

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KR20070080588A
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sealing
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다카시 미즈타니
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니뽄 가이시 가부시키가이샤
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Abstract

압력 손실의 발생을 억제할 수 있는 플러그드 허니컴 구조체가 개시되어 있다. 본 발명의 플러그드 허니컴 구조체(1)는 다공질 격벽(4) 및 이 다공질 격벽(4)에 의해 형성되며 일단면(7a)으로부터 타단면(7b)으로 관통 연장되는 복수 개의 셀(5)을 갖는 컬럼 형상의 허니컴 구조체(2)와, 일단면(7a)측에서 소정 셀(5a)의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제1 밀봉 부재(3a), 및 타단면(7b)측에서 나머지 셀(5b)의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제2 밀봉 부재(3b)를 포함하고 있다. 본 발명의 플러그드 허니컴 구조체(1)에 있어서, 제1 밀봉 부재(3a)는 밀봉될 셀(5a)이 개구되어 있는 단면(7a)의 반대측에서 상기 제1 밀봉 부재의 일단부 상에 축방향으로 셀(5)의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부(6)를 포함하고 있다.

Description

플러그드 허니컴 구조체{PLUGGED HONEYCOMB STRUCTURE}
도 1은 본 발명의 플러그드 허니컴 구조체의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 투시도.
도 2는 도 1에 나타낸 플러그드 허니컴 구조체의 일 평면(D)을 따라 절단한 단면도.
도 3은 도 2에 나타낸 플러그드 허니컴 구조체의 일단부의 단면 확대도.
도 4는 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체에서 유체가 허니컴 구조체의 격벽을 통과하여 셀 내로 유동하는 경우에서의 유속 분포를 나타내는 그래프.
도 5는 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체의 셀 내에서의 유체의 압력 분포를 나타내는 그래프.
도 6은 필터로 사용되는 플러그드 허니컴 구조체의 구성을 나타내고 있는 개략적인 설명도로서며, 플러그드 허니컴 구조체의 일단면의 일측면으로부터 본 평면도.
도 7은 도 6에 나타낸 플러그드 허니컴 구조체의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 플러그드 허니컴 구조체
2 : 허니컴 구조체
3 : 밀봉 부재
3a : 제1 밀봉 부재
3b : 제2 밀봉 부재
4 : 격벽
5 : 셀(cell)
5a : 소정 셀
5b : 나머지 셀
6 : 볼록부
7a : 일단면(단면)
7b : 타단면(단면)
8 : 정상부(vertex portion)
9 : 헴부(hem portion)
11 : 플러그드 허니컴 구조체
12 : 허니컴 구조체
13 : 단면(유입측 단면)
15 : 단면(유출측 단면)
19 : 셀
19a : 셀(소정 셀)
19b : 셀(나머지 셀)
21 : 밀봉부
A : 입구측의 셀의 개구 내에 밀봉 부재가 배열되어 있는 영역
B : 밀봉 부재가 전혀 배열되어 있지 않은 영역
C : 출구측의 셀의 개구 내에 밀봉 부재가 배열되어 있는 영역
P : 입구측의 셀의 개구가 개방되어 있고, 출구측의 셀의 개구에 밀봉 부재가 설치되어 있는 경우에 셀 내의 압력을 나타내는 선분
Q : 입구측의 셀의 개구에 밀봉 부재가 마련되어 있고, 출구측의 셀의 개구가 개방되어 있는 경우에 셀 내의 압력을 나타내는 선분
X : 밀봉 부재의 볼록부의 헴부로부터 정상부까지의 길이
Y : 밀봉 깊이
본 발명은 플러그드 허니컴 구조체에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 압력 손실의 증가를 억제할 수 있으며, 디젤 엔진의 배기 가스 내의 입자상 물질(미립자) 등을 포획하기 위한 배기 가스용 여과 장치, 특히 디젤 미립자 필터(DPF, diesel particulate filter)로서 유용한 플러그드 허니컴 구조체에 관한 것이다.
다공질 격벽을 갖는 허니컴 구조체는 필터(filter), 촉매 담지체 등으로서 광범위하게 사용되고 있으며, 특히, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진과 같은 내연 기관, 또는 연소 장치의 배기 가스를 정화하거나 처리하기 위한 촉매 담지체, 필터 등으 로서 광범위하게 사용되고 있다.
디젤 엔진과 같은 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스는, 주성분으로서, 환경 오염의 원인이 되는 탄소(carbon)를 포함하고 있는 입자상 물질(미립자)을 상당량 포함하고 있다. 따라서, 디젤 미립자 필터(DPF)와 같은 입자상 물질(미립자)을 포획하기 위한 필터가 엔진의 배기 시스템에 장착되는 경우가 많다.
일반적으로, 그러한 목적을 위해 사용되는 허니컴 구조체의 예로는, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 다공질 격벽(17)에 의해 구획되고, 축방향으로 구조체를 관통 연장하는 복수 개의 셀(순환 구멍)(19)을 갖는 허니컴 구조체(12)와, 각각의 소정 셀(19a)의 일단부가 상기 셀(19) 내에 충전되는 밀봉 소재로 구성되는 밀봉부(21)로 밀봉되고 또한 소정 셀(19a)의 밀봉된 단부의 반대측에서 각각의 나머지 셀(19b)의 일단부가 밀봉부(21)로 밀봉된 플러그드 허니컴 구조체(11)가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
배기 가스는 일단면(13)으로부터 상기한 허니컴 구조체[플러그드 허니컴 구조체(11)]로 구성된 필터 내로 유입되고, 배기 가스 내에 포함되어 있는 입자상 물질 등이 제거된 이후에 타단면(15)으로부터 유출된다.
구체적으로, 배기 가스는 상기 필터의 유입측 단면(13)에서의 단부는 밀봉되어 있지 않고 또한 유출측 단면(15)에서의 단부는 밀봉되어 있는 셀(19b) 내로 유입되고, 다공질 격벽(17)을 통해 유동하고, 유입측 단면(13)에서의 단부는 밀봉되어 있고 또한 유출측 단면(15)은 밀봉되어 있지 않은 셀(19a) 내로 이동하여, 셀(19a)로부터 배출된다.
또한, 이 경우에, 격벽(17)은 필터층을 구성하고 있으며, 배기 가스 내의 입자상 물질은 상기 격벽(17)에 의해서 포획되어 상기 격벽(17) 상에 퇴적된다.
최근에, 허니컴 구조체에 의해 배기 가스를 처리할 때의 압력 손실을 감소시키고, 배기 가스를 더욱 효율적으로 처리하기 위해서 허니컴 구조체 격벽의 다공의 증가 및 격벽의 박벽화가 진행되었다.
또한, 퇴적된 입자상 물질에 의한 압력 손실의 급격한 증가를 피하기 위한 방법으로서, 밀봉 부재에 셀의 단면으로부터 상류측을 향해서 테이퍼 형상으로 돌출하고 있는 돌출부를 마련한 플러그드 허니컴 구조체가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2001-269585호
[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2002-309922호
그러나, 이와 같은 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체에서조차, 압력 손실의 증가를 억제하는 효과가 충분하게 나타났다고는 할 수 없다. 또한, 처리 특성, 내충격성 등의 개선과 관련한 문제도 있었다.
또한, 엔진의 연료 소모를 감소시키고 배기 가스를 효율적으로 처리하기 위해서, 초기 상태, 즉, 입자상 물질 등이 부착되지 않은 상태에서의 플러그드 허니컴 구조체의 압력 손실을 감소시킬 필요가 있으며, 초기 상태에서의 압력 손실이 이와 같은 방식으로 감소된 플러그드 허니컴 구조체의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 개발된 것으로, 유체가 통 과하는 경우에 압력 손실의 증가를 억제할 수 있는 플러그드 허니컴 구조체를 제공한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해서 심사 숙고한 결과, 본 발명의 발명자들은 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 셀이 개방된 단면의 반대측에서 밀봉 부재의 단부(축방향으로 셀 중심측 단부)가 평탄한 형상 또는 밀봉 부재의 내측을 향해서 오목한 형상을 가지고 있었고, 이와 같은 밀봉 부재의 단부 형상이 플러그드 허니컴 구조체의 압력 손실의 급격한 증가를 초래하는 원인이라는 사실을 알 수 있었다.
따라서, 상술한 문제점은 셀의 개구를 밀봉하는 밀봉 부재가 밀봉될 셀의 단면의 반대측에서 상기 부재의 단부(축방향으로 셀의 중심측 단부)에서 축방향으로 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함하는 경우에 해결될 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명에 따르면, 다음의 플러그드 허니컴 구조체가 제공된다.
[1] 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 다공질 격벽 및 상기 다공질 격벽에 의해서 구획되고 일단면으로부터 타단면으로 관통 연장되는 복수 개의 셀을 갖는 컬럼 형상의 허니컴 구조체와, 상기 일단면측에서 소정 셀의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제1 밀봉 부재, 및 상기 타단면측에서 나머지 셀의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제2 밀봉 부재를 구비하고, 상기 일단면측의 제1 밀봉 부재는 밀봉될 셀이 개방되어 있는 단면의 반대측에서 상기 제1 밀봉 부재의 일단부 상에 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함한다.
[2] 상기 [1]에 따른 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 상기 제1 밀봉 부재의 볼록부는 소정 곡률을 갖는 곡면으로 구성되어 있으며, 상기 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖고 있다.
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 따른 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 상기 타단면측의 제2 밀봉 부재는 밀봉될 셀이 개방되어 있는 상기 단면의 반대측에서 제2 밀봉 부재의 일단부 상에 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함하고 있다.
[4] 상기 [3]에 따른 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 상기 제2 밀봉 부재의 볼록부는 소정 곡률을 갖는 곡면으로 구성되어 있으며, 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖고 있다.
[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 따른 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 상기 볼록부의 헴부(hem portion)로부터 정상부(vertex portion)까지의 길이는 0 mm보다 크고, 3 mm보다 작다.
[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 따른 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 상기 볼록부의 헴부로부터 정상부까지의 길이는 0 mm보다 크고, 1 mm보다 작다.
본 발명의 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 셀의 개구를 밀봉하는 각각의 밀봉 부재는 밀봉될 셀이 개방되어 있는 단면의 반대측에서 밀봉 부재의 단부 상에 축방향으로 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함하고 있다. 따라서, 유체가 셀을 통과하는 경우에 압력 손실의 증가를 억제할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 플러그드 허니컴 구조체의 일 실시예에 대해서 설명하겠지만, 본 발명은 후술하는 실시예로 제한되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 적절한 변경 또는 변형 역시 본 발명의 범위 내에 포함된다.
도 1은 본 발명의 플러그드 허니컴 구조체의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 투시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 플러그드 허니컴 구조체의 일 평면(D)을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 플러그드 허니컴 구조체의 일단부의 단면 확대도이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 플러그드 허니컴 구조체(1)는 다공질 격벽(4) 및 상기 다공질 격벽(4)에 의해서 구획되고 또한 일단면(7a)으로부터 타단면(7b)으로 관통 연장되는 복수 개의 셀(5)을 갖는 컬럼 형상의 허니컴 구조체(2)와, 상기 일단면(7a)측에서 소정 셀(5a)의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제1 밀봉 부재(3a), 및 상기 타단면(7b)측에서 나머지 셀(5b)의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제2 밀봉 부재(3b)를 포함하고 있다. 상기 플러그드 허니컴 구조체(1)에 있어서, 각각의 제1 밀봉 부재(3a)는 밀봉될 셀(5a)이 개방되어 있는 상기 단면(7a)의 반대측에서 상기 부재의 일단부 상에 축방향으로 상기 셀(5)의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부(6)를 포함하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 유체가 셀(5)을 통과하는 경우에 압력 손실의 증가를 억제할 수 있게 된다.
전술한 셀(5)의 축방향은 셀(5)이 일단면(7a)으로부터 타단면(7b)으로 컬럼 형상의 허니컴 구조체(2)를 관통하여 연장되는 방향을 의미한다.
또한, 본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체(1)에 있어서, 적어도 상기 제1 밀봉 부재(3a)가 볼록부(6)를 가질 수도 있다. 그러나, 예를 들어, 타단면(7b)측의 각각의 제2 밀봉 부재(3b)가 밀봉될 셀(5b)이 개방되어 있는 상기 단면(7b)의 반대측에서 상기 부재의 일단부 상에 축방향으로 상기 셀(5)의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부(6)를 가질 수도 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 유체가 일단면(7a) 또는 타단면(7b) 중 어느 한쪽으로부터 통과하더라도 압력 손실의 증가를 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
여기에서, 유체가 플러그드 허니컴 구조체(1)의 셀(5)을 통과하는 경우에 각 셀(5) 내의 압력 변화에 대해서 설명한다.
도 4는 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체에 있어서, 유체가 허니컴 구조체의 격벽을 통과하여 셀 내로 유동하는 경우에 있어서의 유속 분포를 나타내는 그래프이다. 가로축은 입구측으로부터 출구측으로의 셀의 위치를 나타내고 있으며, 세로축은 유체가 상기 셀을 통과하는 경우에 유속(전달 유속)을 나타내고 있다.
세로축은 그래프의 하단측으로 갈수록 전달 유속이 증가하는 것을 나타내고 있다.
또한, 도 5는 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체의 셀 내로 유동하는 유체의 압력 분포를 나타내는 그래프이다. 가로축은 입구측으로부터 출구측으로의 셀의 위치를 나타내고 있으며, 세로축은 유체의 압력 변화를 나타내고 있다.
세로축은 그래프의 상단측으로 갈수록 압력이 증가하는 것을 나타내고 있다.
도 4 및 5의 그래프에 있어서, 가로축을 따라 A로 표시된 범위는 입구측에서 셀의 개구 내에 밀봉 부재가 배열된 영역을 나타내고 있고, C로 표시된 범위는 출구측에서 셀의 개구 내로 밀봉 부재가 배열된 영역을 나타내고 있으며, B로 표시된 범위는 밀봉 부재가 전혀 배열되지 않은 영역을 나타내고 있다.
또한, 도 5의 그래프에 있어서, P로 표시된 선분은, 입구측의 셀의 개구는 개방되어 있고 출구측의 셀의 개구에는 밀봉 부재가 마련되어 있는 경우에 셀 내의 압력을 나타내고 있으며, Q로 표시된 선분은, 입구측의 셀의 개구에는 밀봉 부재가 마련되어 있고 출구측의 셀의 개구는 개방되어 있는 경우에 셀 내의 압력을 나타내고 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체에서의 셀의 출구측 부근에서의 유체의 전달 유속은 매우 빠르다는 것을 알 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 셀의 출구측 부근에서의 유체의 압력은 상기한 유속 분포의 영향으로 인해서 크게 하강하며, 이는 입구측과 출구측 사이에서의 압력 차이(즉, 압력 손실)의 원인이 된다.
전술한 바와 같이, 도 1 내지 도 3에 나타낸 본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체에 있어서는, 적어도 제1 밀봉 부재(3a), 바람직하게는 제1 밀봉 부재(3a)와 제2 밀봉 부재(3b) 모두가 밀봉될 셀(5)이 개방되어 있는 단면의 반대측에서 상기 부재들의 단부에 축방향으로 셀(5)의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부(6)를 각각 갖고 있다. 플러그드 허니컴 구조체(1)는, 예를 들면, 일단면(7a)이 유체 의 출구측에 위치하도록 배열된다. 이 경우에, 셀(5)의 출구측 부근에서 축방향에 대해서 수직인 셀(5)의 단면에서의 면적(이하, "셀 단면적"이라 함)이 감소하게 되어 출구측 부근에서의 유체의 유속이 감소되며, 상기 출구측 부근에서의 전달 유속이 지연될 수 있게 된다.
그 결과, 출구측 부근에서의 유체의 압력이 상승하게 되며, 셀의 입구측과 출구측 사이에서의 압력 차이가 감소하게 되어 압력 손실의 증가를 억제하게 된다.
또한, 제2 밀봉 부재(3b)가 또한 볼록부(6)를 갖는 경우에는, 필터의 재생 등에서 수행되는 역세정(counter cleaning) 등의 도중에서의 압력 손실의 증가를 억제할 수 있게 된다.
더욱이, 본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체(1)에 있어서는, 각각의 밀봉 부재(3)[제1 밀봉 부재(3a) 및/또는 제2 밀봉 부재(3b)]의 볼록부(6)가 소정 곡률을 갖는 곡면으로 구성되어 있고, 또한, 축방향으로 셀(5)의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 밀봉 부재(3)의 볼록부(6)가 소정 곡률을 갖는 곡면으로 구성되는 형상을 가지고 있기 때문에, 볼록부(6)가 설치된 위치로 유체가 유동하는 경우에 유체의 유동에서 교란(disturbance)이 쉽게 발생하지 않게 된다. 따라서, 유체의 변류(current transformation)에 기인하는 압력 상승이 억제될 수 있다.
볼록부(6)가 비교적 매끄러운 곡면으로 구성되어 있어서, 전술한 바와 같이 소정 곡률을 갖는 형상으로 볼록부(6)가 형성되어 있는 경우에 유체가 더욱 규칙적으로 유동되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 곡률의 구체적인 값은 전체 플러그드 허니컴 구조체(1)의 크기, 셀(5)의 길이, 개구의 크기, 플러그드 허니컴 구조체(1)의 사용 목적 등에 따라서 적절하게 정해질 수 있다.
밀봉 부재(3)의 볼록부(6)의 헴부(hem portion)(9)로부터 정상부(vertex portin)(8)까지의 길이(X)(도 3 참조)는 0 mm보다 크고, 3 mm보다 작은 것이 바람직하며, 0 mm보다 크고, 1 mm보다 작은 것이 더욱 바람직하다.
길이(X)가 3 mm 이상인 경우에는, 셀의 유효 체적이 감소하기 때문에, 파이프라인 통과 손실(하겐 쁘와쥐 손실; Hagen Poiseuille loss)이 증가한다. 따라서, 압력 손실이 증가하는 경우가 생긴다.
또한, 밀봉 부재(3)의 볼록부(6)의 헴부(9)로부터 정상부(8)까지의 길이(X)를 3 mm 이상으로 설정하기 위해서는, 밀봉 부재(3)의 소재인 반죽된 밀봉용 슬러리의 수분 함량을 증가시켜야 하므로, 밀봉 부재(3)의 다공도(porosity)가 과도하게 낮아지게 되어, 밀봉 부재(3)의 강도가 증가하게 된다. 따라서, 재생 중에, 밀봉 부재에 균열이 발생하는 경우가 있다.
또한, 특별하게 제한적이지는 않지만, 밀봉 부재(3)의 볼록부(6)의 헴부(9)로부터 정상부(8)까지의 길이(X)의 실질적인 최소값은, 예를 들어, 0.01 mm이다. 길이가 상기 값보다 작은 경우에는, 전술한 효과가 충분하게 얻어지지 않는다. 특별하게 제한적이지는 않지만, 상기한 길이(X)는 0.1 mm 이상인 것이 바람직하다. 도 3에서, Y는 밀봉 깊이이다.
본 실시예에서의 플러그드 허니컴 구조체(1)의 허니컴 구조체(2)는 다공질 격벽(4)과, 상기 다공질 격벽(4)에 의해서 구획되고 일단면(7a)으로부터 타단면(7b)으로 관통 연장되는 복수 개의 셀(5)을 갖는 컬럼 형상의 허니컴 구조체(2)이다. 바람직하게는, 공지된 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체에서 사용되는 허니컴 구조체에서와 동일한 방식으로 구성되어 있는 허니컴 구조체를 사용할 수도 있다.
허니컴 구조체(2)의 소재로서는, 강도와 내열성의 관점에서, 탄화 규소(silicone carbide), 탄화 규소계 복합 소재, 질화 규소(silicon nitride), 근청석(cordierite), 멀라이트(mullite), 알루미나(alumina), 첨정석(spinel), 탄화 규소-근청석계 복합 소재, 규소-탄화 규소 복합 소재, 리튬·규산 알루미늄(lithium aluminum silicate), 티탄산 알루미나(aluminum titanate), 및 Fe-Cr-Al계 금속으로 이루어지는 군(群)으로부터 적어도 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
허니컴 구조체(2)의 형상에 대해서는 어떠한 특별한 제한도 없다. 컬럼 형상 구조의 중앙축에 대해서 수직인 허니컴 구조체의 단면 형상의 예에는 사각형 형상과 같은 다각형 형상, 원형 형상, 타원형 형상, 장방형 형상, 및 부정형 형상 등이 포함될 수도 있다.
또한, 축방향에 대해서 수직인 셀(5)의 단면 형상에 대한 어떠한 특별한 제한도 없으며, 이 형상의 예에는, 삼각형 형상, 사각형 형상, 육각형 형상, 팔각형 형상, 원형 형상 및 이들 형상들을 조합한 형상 등이 포함될 수도 있다.
전체 셀(5)이 동일한 면적의 셀(5) 개구를 가질 필요는 없으며, 서로 다른 개구 면적을 가진 셀(5)이 혼합되어 있을 수도 있다.
또한, 허니컴 구조체(2)의 셀 밀도에도 어떠한 특별한 제한이 없다. 그러나, 셀 밀도가 과도하게 작은 경우에는, 필터로서의 구조 강도 및 유효 GSA(기하학적 표면적; geometric surface area)가 충분하지 않게 된다. 셀 밀도가 과도하게 큰 경우에는, 처리될 유체가 유동하는 경우에 압력 손실이 증가한다.
셀 밀도는 0.9 내지 311 셀/cm2 (6 내지 2000 셀/in2)의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 7.8 내지 155 셀/cm2 (50 내지 1000 셀/in2)의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하며, 15.5 내지 93.0 셀/cm2 (100 내지 600 셀/in2)의 범위 내에 있는 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체(1)에 사용되는 밀봉 부재(3)는 밀봉될 셀(5)이 개방되어 있는 단면의 반대측 단부 상에 볼록부(6)를 가지고 있으며, 다른 구성은 공지된 종래 기술의 플러그드 허니컴 구조체에서 사용되는 밀봉 부재와 유사한 것이 바람직하다.
밀봉 부재(3)의 소재로서는, 허니컴 구조체(2)의 소재로서 바람직한 예를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 탄화 규소, 규소-탄화 규소계 복합 소재, 질화 규소, 근청석, 멀라이트, 알루미나, 첨정석, 탄화 규소-근청석계 복합 소재, 규소-탄화 규소 복합 소재, 리튬·규산 알루미늄, 티탄산 알루미나, 및 Fe-Cr-Al계 금속으로 이루어지는 군(群)으로부터 적어도 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 구조를 이상의 방식으로 구성하는 경우, 허니컴 구조체(2)와 밀봉 부 재(3)의 열팽창 계수가 정합될 수 있으며, 또한, 열팽창의 차이로 인한 균열의 발생을 효과적으로 피할 수 있게 된다.
상기한 밀봉 부재(3)를 사용하여 셀(5)의 개구를 밀봉하는 경우, 상기 부재는 지그재그 방식으로 셀의 개구를 밀봉하도록 배열되지만, 셀(5)을 밀봉하는 패턴은 이것으로 제한되지 않는다.
예를 들면, 도면에 나타내지는 않았지만, 복수 개의 밀봉된 셀을 조합할 수도 있고, 일단면이 밀봉되지 않은 복수 개의 셀을 조합할 수도 있다. 별법으로서, 밀봉된 셀을 열(row)로 조합할 수도 있고, 일단면이 밀봉되지 않은 복수 개의 셀을 열로 조합할 수도 있다.
별법으로서, 개구는 동심원형 패턴 또는 방사 방향 패턴이 되도록 밀봉될 수도 있으며, 셀의 형상에 따라서 다양한 패턴을 형성할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는, 셀을 구획하는 격벽이 외벽에 일체로 형성된 일체형 허니컴 구조체, 또는 외벽이 격벽의 외주부에 독립적으로 형성된 허니컴 구조체를 설명하고 있지만, 본 발명은 세그먼트 구조(허니컴 세그먼트)를 갖는 허니컴 구조체에 대해서도 적용할 수 있다.
여기에서, 본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체의 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다.
본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체를 제조하기 위해서는, 먼저, 허니컴 구조체를 마련하기 위한 압분체(green body)를 형성하는 점토를 준비한다.
압분체를 형성하기 위한 상기 점토는, 허니컴 구조체의 바람직한 소재로서 상술한 소재의 분말(소재 분말)에, 예를 들면, 결합제(binder), 분산제(dispersant), 포어 형성제(pore former) 또는 계면 활성제(surfactant), 용매(solvent) 등과 같은 첨가제(additive)를 첨가하는 단계와, 상기 소재를 혼합하고 반죽하는 단계에 의해서 얻어질 수 있다.
결합제의 예로는, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오즈(hydroxypropyl methyl cellulose), 메틸 셀룰로오즈(methyl cellulose), 하이드록시에틸 셀룰로오즈(hydroxyethyl cellulose), 카르복실 메틸 셀룰로오즈(carboxyl methyl cellulose), 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol), 및 폴리에틸렌 테레프탈산(polyethylene terephthalate) 등을 포함할 수 있다. 분산제의 예로는, 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 덱스트린(dextrin), 지방산 비누(fatty acid soap), 및 폴리알코올(polyalcohol) 등을 포함할 수 있다. 포어 형성제의 예로는, 그래파이트(graphite), 코크스(cokes), 소맥분(flour), 전분(starch), 발포 수지(foaming resin), 고분자 흡수체(water absorbing resin), 페놀 수지(phenol resin), 폴리에틸렌 테레프탈산, 플라이 애쉬 벌룬(fly ash balloon), 실리카 겔(silica gel), 유기 섬유(organic fiber), 무기 섬유(inorganic fiber), 및 중공 섬유(hollow fiber) 등을 포함할 수 있다.
목적에 따라서, 이들 첨가제 중의 하나를 단독으로 또는 두 개 이상의 첨가제를 조합하여 사용할 수도 있다.
압분체를 형성하기 위한 상기 점토에 대해서는, 일반적으로, 전술한 소재 분말 및 필요하다면 추가된 첨가제를 포함하는 혼합 소재 분말의 100 질량부에 대해 서 대략 10 내지 40 질량부의 물을 도입하는 것이 바람직하다.
이어서, 이렇게 형성된 압분체 성형용 점토를 성형하여 성형된 허니컴 압분체[미소성(non-fired) 허니컴 구조체]를 얻었다.
성형 방법의 예로는, 압출 성형법을 포함할 수 있으며, 성형은 진공 반죽기(vacuum kneader), 램(ram)형 압출 성형기(extrusion molder), 이축 스크류형 연속 압출 성형기 등을 사용하여 수행될 수도 있다.
성형된 허니컴 압분체의 외형은 제조될 허니컴 구조체의 형상에 따라서 결정될 수 있다. 중앙축에 대해서 수직인 단면 형상의 예에는, 사각형 형상과 같은 다각형 형상, 원형 형상, 타원형 형상, 장방형 형상, 및 부정형 형상 등이 포함될 수도 있다.
다음으로, 이렇게 성형된 허니컴 구조 압분체를 건조한다.
건조 수단으로서는, 다양한 방법을 수행할 수 있으며, 이 방법의 예로는, 열풍 건조법(hot air drying), 극초단파 건조법(microwave drying), 유전 건조법(dielectric drying), 감압 건조법(pressure reduction drying), 및 동결 건조법(freeze drying) 등을 포함할 수 있다.
특히, 유전 건조법, 극초단파 건조법, 및 열풍 건조법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 건조 조건으로서는, 30 내지 150 ℃에서 일 분 내지 두 시간 동안 허니컴 압분체를 건조하는 것이 바람직하다.
여기에서, 건조되어 성형된 허니컴 압분체의 양단면을, 필요하다면, 소정 길 이로 절단한다.
다음에, 밀봉 부재의 원료인 밀봉 슬러리를 준비한다.
밀봉 슬러리는 필요에 따라서 밀봉 부재의 바람직한 소재로서 상술한 원료 분말(소재 분말)에 결합제, 분산제, 포어 형성제 또는 계면 활성제와 같은 첨가제를 첨가하는 단계와, 이 혼합물에 용매로서 물을 첨가하여 슬러리 형태를 얻는 단계, 및 이후에 믹서(mixer) 등을 사용하는 것에 의해서 소재를 반죽하는 단계에 의해서 얻어질 수 있다.
본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체를 제조하는 경우, 상기 밀봉 슬러리는 슬러리의 수분 함량이 종래에 사용되었던 밀봉 슬러리에 비해서 작아지도록 준비되며, 따라서 밀봉 슬러리의 표면 장력이 감소하게 된다.
이렇게 성형된 허니컴 압분체가 상술한 방식으로 구성되는 경우에 있어서, 상기 성형된 허니컴 압분체의 셀 개구가 밀봉 슬러리로 충전되면, 밀봉 슬러리의 정점인 단부(즉, 밀봉될 셀이 개방되어 있는 단면의 반대측에서의 밀봉 부재의 단부)는 축방향으로 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 가지게 된다.
밀봉 슬러리를 준비함에 있어, 압분체를 성형하여 성형된 허니컴 압분체를 성형하기 위한 점토에 사용된 첨가제와 유사한 첨가제를 사용할 수도 있다. 결합제의 예에는, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오즈, 메틸 셀룰로오즈, 하이드록시에틸 셀룰로오즈, 카르복실 메틸 셀룰로오즈, 폴리비닐 알콜, 및 폴리에틸렌 테레프탈산 등을 포함한다. 분산제의 예에는, 에틸렌 글리콜, 덱스트린, 지방산 비누, 및 폴리알코올 등을 포함한다. 포어 형성제의 예에는, 그래파이트, 코크스, 소맥 분, 전분, 발포 수지, 고분자 흡수체, 페놀 수지, 폴리에틸렌 테레프탈산, 플라이 애쉬 벌룬, 실리카 겔, 유기 섬유, 무기 섬유, 및 중공 섬유 등을 포함할 수 있다.
목적에 따라서, 이들 첨가제 중의 하나를 단독으로 또는 두 개 이상의 첨가제를 조합하여 사용할 수도 있다.
다음으로, 성형된 허니컴 압분체의 일단면[즉, 도 1에 나타낸 허니컴 구조체(2)의 일단면(7a)]에 있어서, 개구가 밀봉될 셀[즉, 도 1에 나타낸 허니컴 구조체(2)의 소정 셀(5a)] 이외의 셀[즉, 도 1에 나타낸 허니컴 구조체(2)의 나머지 셀(5b)]의 개구를 마스킹(mask)한다. 상기한 밀봉 슬러리가 저장되어 있는 저장 탱크 내로 허니컴 압분체의 단면을 침지시켜서, 상기 일단면의 소정 셀의 개구를 밀봉 슬러리로 충전한다.
이어서, 성형된 허니컴 압분체의 타단면[즉, 도 1에 나타낸 허니컴 구조체(2)의 타단면(7b)]에 있어서, 일단면이 마스킹되지 않은 셀[즉, 도 1에 나타낸 허니컴 구조체(2)의 나머지 셀(5b)]을 마스킹한다. 상기한 밀봉 슬러리가 저장되어 있는 저장 탱크 내로 허니컴 압분체의 상기 단면을 침지시켜서, 상기 타단면 내의 나머지 셀을 밀봉 슬러리로 충전한다.
성형된 허니컴 압분체의 소정 셀과 나머지 셀의 개구가 밀봉 슬러리로 충전되어 있는 밀봉된 성형된 허니컴 압분체는 이상의 방식으로 얻어진다.
전술한 바와 같이, 상기 밀봉 슬러리는 수분 함량이 종래에 사용되었던 밀봉 슬러리에 비해서 작아지도록 준비된다. 따라서, 셀의 개구가 밀봉 슬러리로 충전되어 있는 경우, 밀봉 슬러리의 정점인 단부(즉, 밀봉될 셀이 개방되어 있는 단면 의 반대측에서의 밀봉 부재의 단부)는 축방향으로 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖게 된다.
상기 볼록한 형상은 밀봉 부재의 볼록부를 형성한다.
셀의 개구를 마스킹하는 방법에는 어떠한 특별한 제한이 없다. 마스킹 방법의 예로는, 성형된 허니컴 압분체의 전체 단면에 접착 필름을 부착하고, 상기 부착된 접착 필름의 소정 부분에 구멍(hole)을 내어 마스크(mask)를 형성하는 방법을 포함할 수도 있다.
더욱 구체적으로는, 가능하게는, 허니컴 구조체의 전체 단면에 접착 필름을 부착하고, 이후에, 밀봉될 개구를 갖는 셀에 대응하는 부분에만 레이저 등을 사용하여 구멍을 내는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
접착 필름으로서는, 가능하게는, 폴리에스터(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene), 또는 열경화성 수지와 같은 수지로 형성된 필름, 및 한쪽 표면에 접착제 등이 도포된 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 밀봉 부재를 성형하는 방법은 전술한 밀봉 슬러리로 셀의 개구를 충전하는 방법에만 제한되지 않는다. 예를 들면, 셀의 개구 크기에 따라서 세라믹(ceramic)과 같은 소재를 사용하는 것에 의해서 일단부 상에 형성된 볼록부를 갖는 각각의 밀봉 부재를 미리 마련하고, 성형된 허니컴 압분체에 소정 셀과 나머지 셀의 개구에 상기 밀봉 부재를 배열하고 고정하는 방법을 사용할 수도 있다.
전술한 밀봉 부재를 미리 마련하여 셀의 개구에 배열하는 경우에 있어서, 성형된 허니컴 압분체가 점착성이 있는 점토로 형성되어 있기 때문에, 밀봉 부재는 셀의 개구 내로 이 밀봉 부재를 단순히 끼우는 것에 의해서 셀의 개구에 고정될 수 있다.
다음으로, 상기한 방식으로 얻어진 밀봉 성형된 허니컴 압분체를 건조한다.
본 건조 공정에 대해서는 어떠한 특별한 제한도 없지만, 종래 기술의 제조 방법과 비교하였을 때, 온도 상승 속도를 증가시켜서 충전된 밀봉 슬러리의 건조에 의한 변형(수축)이 발생하기 전에 건조를 완료하도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 충전된 밀봉 슬러리 등을 건조시키는 동안에 상기 부재의 단부의 볼록한 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 만족스런 형상을 갖는 볼록부를 포함하는 밀봉 부재를 형성할 수 있게 된다.
이와 같은 방식으로 밀봉 성형된 허니컴 압분체를 건조한 이후에, 소정 온도에서 허니컴 압분체를 가열하여 소성한다. 따라서, 본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체가 제조된다.
소성의 조건으로서는, 압분체를 성형하기 위한 점토에 사용된 소재 분말의 종류에 따라서 최적의 조건을 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들면, 허니컴 압분체는 1350 내지 1450 ℃의 외부 대기에서 20 시간 정도 소성되는 것이 바람직하다.
본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체를 제조하기 위해서는, 예를 들면, 성형된 허니컴 압분체의 셀의 개구를 밀봉 슬러리로 충전하기 전에 일단 상기 성형된 허니컴 압분체를 소성할 수도 있다. 미리 소성한 성형된 허니컴 압분체의 셀의 개구가 밀봉 슬러리로 충전되어 있을 수도 있으며, 이 충전된 밀봉 슬러리를 건조시키고 재차 소성하여 플러그드 허니컴 구조체를 제조할 수도 있다.
또한, 밀봉 성형된 허니컴 압분체가 얻어진 단계에서, 허니컴 압분체를 하소(calcine)하여 탈지할 수도 있다. 하소 이후에, 소성이 수행될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 밀봉 부재(제1 밀봉 부재)가 밀봉될 셀이 개방된 단면의 반대측 단부 상에 축방향으로 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함할 수 있는 플러그드 허니컴 구조체를 제조할 수 있게 된다.
당연하게도, 전술한 제조 방법에 있어서는, 제1 밀봉 부재와 제2 밀봉 부재 모두가, 밀봉될 셀이 개방된 단면의 반대측에서 상기 부재의 단부 상에 축방향으로 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함하고 있는 플러그드 허니컴 구조체를 제조할 수도 있다.
본 실시예의 플러그드 허니컴 구조체의 제조 방법은 전술한 제조 방법으로 제한되지 않는다.
예를 들면, 상기한 허니컴 구조체(또는 성형된 허니컴 압분체)를 얻기 위해서, 셀을 구획하는 격벽이 외벽에 일체로 형성된 일체형 허니컴 구조체, 또는 외벽이 격벽의 외주부에 독립적으로 형성된 허니컴 구조체를 마련하는 대신에, 예를 들면, 세그먼트 구조를 갖는 허니컴 구조체(허니컴 세그먼트)를 준비할 수도 있다. 상기 구조의 셀의 개구를 밀봉 슬러리로 충전하여 플러그드 허니컴 구조체를 제조할 수도 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 따라서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예로 제한되지는 않는다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 허니컴 세그먼트를 갖는 허니컴 구조체 물품의 셀의 개구 내에 밀봉 부재가 배열된 플러그드 허니컴 구조체를 제조하였다.
(허니컴 세그먼트의 준비)
허니컴 세그먼트의 원료로서, SiC 분말과 금속 Si 분말을 80:20의 질량비로 혼합하고, 이 혼합된 소재에 포어 형성제로서 전분과 발포 수지를 첨가하였으며, 추가적으로 메틸 셀룰로오즈, 하이드록시에틸 셀룰로오즈, 계면 활성제, 및 물을 첨가하여 가소성을 갖는 압분체를 성형하기 위한 점토를 준비하였다.
다음으로, 압분체 성형용의 상기 점토를 압출하고, 극초단파 및 고온 열풍 건조시켜, 각 격벽의 두께는 310 ㎛이고, 셀 밀도는 대략 46.5 셀/cm2 (300 셀/in2)이며, 한 변이 35 mm이고 길이가 152 mm인 성형된 허니컴 세그먼트 압분체를 얻었다.
이렇게 성형된 허니컴 세그먼트 압분체의 일단면측의 소정 셀의 개구와 타단면측의 나머지 셀의 개구가 체크 무늬 패턴을 형성하도록 셀의 양단면에 밀봉 부재를 배열하였다.
각각의 밀봉 부재는 성형된 허니컴 세그먼트 압분체와 동일한 소재를 사용하여 성형되며, 면적이 셀의 개방 면적과 대략 일치하고 또한 셀의 개구 크기에 따라서 일단부 상에 볼록부를 갖는 외주를 갖는 컬럼 형상으로 미리 성형한다. 이렇게 형성된 밀봉 부재를 펜치를 사용하여 셀의 대응하는 개구 내에 배열하고 고정하였다.
본 실시예에서, 밀봉 부재의 볼록부의 저부로부터 정상부까지의 길이[도 3에서의 길이(X)]는 0.5 mm로 설정하였다.
성형된 허니컴 세그먼트 압분체가 점착성이 있는 점토로 형성되어 있기 때문에, 밀봉 부재는 셀의 개구 내로 상기 밀봉 부재를 배열하는 것만으로 셀의 개구에 견고하게 고정되고, 상기 부재가 개구로부터 이탈되지 않는다.
다음으로, 밀봉 부재를 구비한 성형된 허니컴 세그먼트 압분체를 건조시킨 이후에, 상기 허니컴 세그먼트 압분체를 대략 400 ℃의 외부 대기에서 탈지하고, 대략 1450 ℃에서 Ar 비활성 분위기에서 소성하여 SiC 결정 입자가 Si와 접합되는 다공질 구조를 갖는 허니컴 세그먼트를 얻었다.
(접합 소재의 준비)
무기 섬유로서 알루미나 실리카 섬유(alimino silicate fiber)를, 무기 결합제로서 콜로이드상 실리카 및 점토를, 또한 무기 입자로서 SiC를 혼합하고, 추가적으로 상기 혼합된 소재에 물을 첨가하였다. 필요하면, 유기 결합제(CMC, PVA), 발포 수지 또는 분산제를 첨가하여 믹서 내에서 30 분간 상기 소재를 반죽하여, 반죽된 접합 소재를 얻었다.
(플러그드 허니컴 구조체의 준비)
두께가 대략 1 mm가 되도록 허니컴 세그먼트의 외벽면을 접합 소재로 도포하고, 접착제층을 형성하였다.
이어서, 상기 도포된 표면 상에 다른 허니컴 세그먼트를 적층하는 단계를 반복하여, 16 개의 허니컴 세그먼트로 구성되는 적층된 허니컴 세그먼트체를 준비하였으며, 외부로부터 압력을 가하여 전체 세그먼트체를 접합하였다. 이어서, 상기 세그먼트체를 140 ℃에서 2 시간 동안 건조하여 접합된 허니컴 세그먼트체를 얻었다.
이어서, 접합된 허니컴 세그먼트체의 외주를 원통 형상으로 묶어서, 도포재를 도포하고, 700 ℃에서 2 시간 동안 건조 및 경화시켜서 플러그드 허니컴 구조체를 얻었다.
이와 같은 방식으로 얻은 플러그드 허니컴 구조체는 압력 손실을 측정하기 위해서 평가 기준의 에어 채널(air channel)을 사용하는 에어 채널 실험을 행하였다. 측정 결과는 표 1에 나타내었다.
에어 채널 실험시에, 측정은 일본 특허 출원 공개 제2005-172652호에 개시되어 있는 필터의 압력 손실 측정 장치를 사용하여 수행하였다.
에어 채널 실험에서, 유체의 유속은 10 Nm3/min으로 설정하였고, 실험 도중의 온도는 25 ℃로 설정하였다.
Figure 112007011546132-PAT00001
(실시예 2 내지 5)
실시예 2에서는 밀봉 부재의 볼록부의 헴부(hem portion)로부터 정상부(vertex portion)까지의 길이를 1.0 mm(볼록부의 곡률은 전혀 없음)로 설정하였고, 실시예 3에서는 상기 길이를 2.5 mm(볼록부의 곡률은 전혀 없음)로 설정하였고, 실시예 4에서는 0.5 mm(볼록부의 곡률이 있음)로 설정하였으며, 실시예 5에서는 상기 길이를 1.0 mm(볼록부의 곡률이 있음)로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 1의 것과 유사한 소재와 방법에 의해서 플러그드 허니컴 구조체를 제조하였다. 실시예 1과 유사한 방법에 의해서 플러그드 허니컴 구조체의 압력 손실을 측정하였다.
측정 결과는 표 1에 나타내었다.
(비교예 1 및 2)
비교예 1에서는 밀봉될 셀이 개방된 단면의 반대측에서 밀봉 부재의 단부가 평평하다는 점과, 실시예 1과는 달리 단부가 내측으로 오목한 (헴부로부터 정상부까지의 길이가 -0.5 mm임) 오목부로 형성되어 있다는 점을 제외하고는, 실시예 1의 것과 유사한 소재 및 방법에 의해서 플러그드 허니컴 구조체를 제조하였다. 실시예 1과 유사한 방법에 의해서 플러그드 허니컴 구조체의 압력 손실을 측정하였다.
측정 결과는 표 1에 나타내었다.
또한, 비교예 1의 압력 손실을 100 %로 간주한 경우에 비교예 1의 압력 손실값으로부터 실시예 1 내지 5, 및 비교예 2의 압력 손실값을 빼서 얻어진 값의 비율(감소 비율)을 계산하였다. 결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 1 내지 5의 플러그드 허니컴 구조체에서는, 종래 기술의 비교예 1의 플러그드 허니컴 구조체와 비교하였을 때, 압력 손실의 증가가 억제되었으며, 감소 비율은 양(陽)의 값으로 표시되어 있다.
또한, 볼록부의 곡률의 존재를 비교하였을 때, 압력 손실의 증가는 곡률을 갖는 밀봉 부재를 포함하는 플러그드 허니컴 구조체(실시예 4 및 5)에서 더욱 억제되었다.
또한, 내측으로 오목한 오목부를 갖는 밀봉 부재를 포함하는 비교예 2의 플러그드 허니컴 구조체에서는, 압력 손실의 증가가 상승하였으며, 감소율은 음(陰)의 값으로 표시되어 있다.
본 발명의 플러그드 허니컴 구조체는 배기 가스용의 포획 필터, 예를 들면, 디젤 엔진 등으로부터의 배기 가스 내에 포함되어 있는 입자상 물질(미립자)을 포 획하고 제거하기 위한 디젤 미립자 필터(DPF)로서 유용하다.

Claims (8)

  1. 플러그드 허니컴 구조체에 있어서,
    다공질 격벽과, 상기 다공질 격벽에 의해 구획되고 일단면으로부터 타단면으로 관통 연장되는 복수 개의 셀을 갖는 컬럼 형상의 허니컴 구조체와,
    상기 일단면측에서 소정 셀의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제1 밀봉 부재와,
    상기 타단면측에서 나머지 셀의 개구를 밀봉하는 복수 개의 제2 밀봉 부재
    를 구비하고, 상기 일단면측의 제1 밀봉 부재는 밀봉될 셀이 개방되어 있는 단면의 반대측에서 상기 제1 밀봉 부재의 일단부 상에 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함하는 것인 플러그드 허니컴 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 밀봉 부재의 볼록부는 소정 곡률을 갖는 곡면으로 구성되어 있으며, 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖고 있는 것인 플러그드 허니컴 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 타단면측의 제2 밀봉 부재는 밀봉될 셀이 개방되어 있는 상기 단면의 반대측에서 제2 밀봉 부재의 일단부 상에 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖는 볼록부를 포함하고 있는 것인 플러그드 허니컴 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 밀봉 부재의 볼록부는 소정 곡률을 갖는 곡면으로 구성되어 있으며, 축방향으로 상기 셀의 중심을 향해서 볼록한 형상을 갖고 있는 것인 플러그드 허니컴 구조체.
  5. 제2항에 있어서, 상기 볼록부의 헴부(hem portion)로부터 정상부(vertex portion)까지의 길이는 0 mm보다 크고, 3 mm보다 작은 것인 플러그드 허니컴 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 볼록부의 헴부로부터 정상부까지의 길이는 0 mm보다 크고, 1 mm보다 작은 것인 플러그드 허니컴 구조체.
  7. 제4항에 있어서, 상기 볼록부의 헴부로부터 정상부까지의 길이는 0 mm보다 크고, 3 mm보다 작은 것인 플러그드 허니컴 구조체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 볼록부의 헴부로부터 정상부까지의 길이는 0 mm보다 크고, 1 mm보다 작은 것인 플러그드 허니컴 구조체.
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