KR20100014262A

KR20100014262A - 밀봉 허니컴 구조체

Info

Publication number: KR20100014262A
Application number: KR1020097011786A
Authority: KR
Inventors: 유키히토 이치카와; 고이치 이토; 다케시 도쿠나가
Original assignee: 니뽄 가이시 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2010-02-10
Also published as: EP2145661B1; US20090239032A1; US8048508B2; EP2145661A1; EP2145661A4; WO2008126692A1; CN101583407A; JPWO2008126692A1; CN101583407B

Abstract

본 발명은 2개의 단부면 사이를 연통(連通)하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽과, 이 격벽과 일체적으로 형성된 외주벽을 갖는 허니컴 구조체를 제공한다. 상기 셀은, 상기 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 상기 외주벽과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀(partial cell)과, 이 최외주부 파셜 셀 이외의 완전한 셀 단면의 완전 셀을 포함한다. 상기 완전 셀은, 상기 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 그 일단부에 밀봉부가 형성되어 있다. 상기 최외주부 파셜 셀은, 상기 밀봉 패턴에 따라 밀봉해야 할 최외주부 파셜 셀 중, 일부의 셀이 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 나머지 셀이 그 일단부에만 밀봉부가 형성되어 있다.

Description

밀봉 허니컴 구조체{PLUGGED HONEYCOMB STRUCTURE}

본 발명은 디젤 파티큘레이트 필터 등에 사용되며, 각 셀의 일단부가 밀봉된 허니컴 구조체에 관한 것이다.

종래, 자동차의 배기 가스 중의 미립자, 특히 디젤 미립자를 포집하기 위한 디젤 파티큘레이트 필터(DPF)로서, 세라믹으로 이루어지는 허니컴 구조체가 이용되고 있다.

일반적으로, 이러한 허니컴 구조체는, 2개의 단부면 사이를 연통(連通)하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽과, 이 격벽과 일체적으로 형성된 외주벽을 갖는 허니컴 구조체로서, 상기 허니컴 구조체의 일단부면과 타단부면이 상보적인 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 각 셀의 단부(端部)에 밀봉부가 형성된 구조로 되어 있다.

도 5는 이러한 밀봉부가 형성된 허니컴 구조체(밀봉 허니컴 구조체)의 단부면을 부분적으로 도시하는 평면도이고, 도 6은 도 5의 c-c 단면 구조의 일례를 도시하는 부분 단면도이다. 이들 도면에 도시하는 바와 같이, 종래의 밀봉 허니컴 구조체(21)에서는, 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 외주벽(4)과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀(partial cell; 5)도, 최외주부 파셜 셀(5) 이외의 완전한 셀 단면의 완전 셀(6)도, 그 일단부에 밀봉부(8)가 형성되어, 허니컴 구조체의 단부면이 완전한 체크 무늬(지그재그 형상)를 나타내고 있는 것이 일반적이다.

이와 같이 최외주부 파셜 셀(5)을 포함한 모든 셀에 있어서, 밀봉이 필요한 셀에는 밀봉부가 형성되고, 밀봉이 불필요한 셀에는 밀봉부가 형성되지 않는 상태로 되어 있으면, DPF 등에 이용하는 경우에, 필터로서의 유효 면적을 최대한으로 확보할 수 있어 이상적이지만, 최외주부 파셜 셀(5)은, 허니컴 구조체의 외주벽(4)과 접하고 있기 때문에, 완전 셀(6)에 비하여, 그 형상의 일부가 결핍된 부정형 상태로 되어 있고, 면적도 작기 때문에, 밀봉부(8)를 형성하기가 곤란하다. 특히, 최외주부 파셜 셀(5) 중에서도, 그 면적이 완전 셀(6)의 5%에 못 미치는 것과 같이 작은 것에 대해서는 밀봉부(8)의 형성에 많은 수고와 노동력이 필요하다.

이러한 노동력을 경감하고, 허니컴 구조체의 기계적 강도를 향상시킬 목적으로, 최외주부 파셜 셀에 대해서는, 내열성 재료 또는 허니컴 구조체와 동일한 재료로 막거나, 또는 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 외주벽과 일체적으로 형성한 것도 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 및 2 참조). 또한, 최외주부 파셜 셀 뿐만 아니라, 그 내측의 일부의 완전 셀까지도 폐색시킨 것도 알려져 있으나(예컨대, 특허 문헌 3 참조), 그와 같이 최외주부 파셜 셀, 나아가서는 그 내측의 일부의 완전 셀을 폐색하여, 외주벽과 일체화하면, DPF 등에 이용하는 경우에, 필터로서의 유효 면적이 크게 감소하고, 압력 손실도 증대해 버린다는 문제가 있었다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공고 소화 제63-12658호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 평성 제07-246341호 공보

특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2004-154768호 공보

본 발명은, 이러한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 필터로서의 유효 면적을 크게 감소시키거나, 압력 손실을 과도하게 증대시키지 않으면서, 최외주부 파셜 셀(partial cell)에 밀봉부를 형성하는 수고와 노동력을 경감할 수 있는 생산성이 우수한 밀봉 허니컴 구조체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, 이하의 밀봉 허니컴 구조체가 제공된다.

[1] 2개의 단부면 사이를 연통하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽과, 이 격벽과 일체적으로 형성된 외주벽을 갖는 허니컴 구조체로서, 상기 셀은, 상기 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 상기 외주벽과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀과, 이 최외주부 파셜 셀 이외의 완전한 셀 단면의 완전 셀을 포함하고, 상기 완전 셀은, 상기 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 그 일단부에 밀봉부가 형성되며, 상기 최외주부 파셜 셀은, 상기 밀봉 패턴에 따라 밀봉해야 할 최외주부 파셜 셀 중, 일부의 셀이 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 나머지 셀이 그 일단부에만 밀봉부가 형성된 밀봉 허니컴 구조체(제1 밀봉 허니컴 구조체).

[2] 상기 최외주부 파셜 셀 중, 하기 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 S₁ 미만인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 상기 셀 면적률이 S₂(단, S₁＜S₂)를 초과하는 것은, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성되며, 상기 셀 면적률이 S₁ 이상 S₂ 이하인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성된 것과, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성된 것이 혼재된 상태로 되어 있는 [1]에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

셀 면적률(%)=최외주부 파셜 셀의 면적/완전 셀의 면적×100

[3] 상기 S₁은 30% 이하의 범위 내의 값(단, 0%는 제외)이고, 상기 S₂는 2%∼30%의 범위 내의 값인 [2]에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

[4] 상기 S₁은 5%이고, 상기 S₂는 30%인 [2]에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

[5] 2개의 단부면 사이를 연통하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽과, 이 격벽과 일체적으로 형성된 외주벽을 갖는 허니컴 구조체로서, 상기 셀은, 상기 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 상기 외주벽과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀과, 이 최외주부 파셜 셀 이외의 완전한 셀 단면의 완전 셀을 포함하고, 상기 완전 셀은, 상기 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 그 일단부에 밀봉부가 형성되며, 상기 최외주부 파셜 셀 중, 하기 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 S₃ 미만인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 상기 셀 면적률이 S₃ 이상인 것은, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성된 밀봉 허니컴 구조체(제2 밀봉 허니컴 구조체).

셀 면적률(%)=최외주부 파셜 셀의 면적/완전 셀의 면적×100

[6] 상기 S₃는 30%인 [5]에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

[7] 상기 밀봉부의 강성이 상기 격벽의 강성보다도 낮고, 상기 밀봉부의 열용량이 상기 격벽의 열용량보다도 큰 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

[8] 상기 밀봉부의 재질이 티탄산알루미늄 또는 그 복합재이고, 상기 격벽의 재질이 코디어라이트 또는 그 복합재인 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

[9] 상기 밀봉부의 열전도율이 상기 격벽의 열전도율보다도 낮은 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

[10] 상기 밀봉부의 열팽창 계수가 상기 격벽의 열팽창 계수보다도 낮은 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 밀봉 허니컴 구조체.

<발명의 효과>

본 발명에 따르면, 필터로서의 유효 면적을 크게 감소시키거나, 압력 손실을 과도하게 증대시키지 않으면서, 최외주부 파셜 셀에 밀봉부를 형성하는 수고와 노동력을 경감할 수 있는 생산성이 우수한 밀봉 허니컴 구조체가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 밀봉 허니컴 구조체의 단부면을 부분적으로 도시하는 평면도이다.

도 2는 도 1의 a-a 단면 구조를 도시하는 부분 단면도이다.

도 3은 도 1의 b-b 단면 구조를 도시하는 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 제2 밀봉 허니컴 구조체의 단부면을 부분적으로 도시하는 평면도이다.

도 5는 종래의 밀봉 허니컴 구조체의 단부면을 부분적으로 도시하는 평면도이다.

도 6은 도 5의 c-c 단면 구조의 일례를 도시하는 부분 단면도이다.

<부호의 설명>

1: 밀봉 허니컴 구조체(제1 밀봉 허니컴 구조체)

3: 격벽 4: 외주벽

5: 최외주부 파셜 셀 6: 완전 셀

8: 밀봉부

11: 밀봉 허니컴 구조체(제2 밀봉 허니컴 구조체)

21: 밀봉 허니컴 구조체(종래의 밀봉 허니컴 구조체)

이하, 본 발명의 대표적인 실시형태에 대해서 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 당업자의 통상의 지식에 기초하여, 적절하게 설계의 변경, 개량 등이 가해질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 밀봉 허니컴 구조체의 단부면을 부분적으로 도시하는 평면도이고, 도 2는 도 1의 a-a 단면 구조를 도시하는 부분 단면도이며, 도 3은 도 1의 b-b 단면 구조를 도시하는 부분 단면도이다.

본 발명에 따른 제1 밀봉 허니컴 구조체(1)는, 2개의 단부면 사이를 연통하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽(3)과, 격벽(3)과 일체적으로 형성된 외주벽(4)을 갖는다. 셀은, 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 외주벽(4)과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀(5)과, 최외주부 파셜 셀(5) 이외의 완전한 셀 단면의 완전 셀(6)을 포함한다.

완전 셀(6)은, 종래, DPF 등의 필터에 이용되고 있는 밀봉 허니컴 구조체와 마찬가지로, 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 그 일단부에 밀봉부(8)가 형성되어 있다.

한편, 최외주부 파셜 셀(5)에 있어서는, 상기 밀봉 패턴에 의해 밀봉해야 할 최외주부 파셜 셀(5) 중, 일부의 최외주부 파셜 셀(5)은 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 외주벽(4)과 일체적으로 형성되고(도 3 참조), 나머지 최외주부 파셜 셀(5)은 그 일단부에만 밀봉부(8)가 형성되어 있다(도 2 참조).

본 발명에 따른 밀봉 허니컴 구조체에 있어서는, 이와 같이, 최외주부 파셜 셀을 전부 폐색하여 외주벽과 일체화하는 것이 아니라, 일부의 최외주부 파셜 셀만 폐색하여 외주벽과 일체화함으로써, 필터로서의 유효 면적을 크게 감소시키거나, 압력 손실을 과도하게 증대시키는 것을 방지하면서, 밀봉부를 형성하는 최외주부 파셜 셀의 개수를 어느 정도까지 감소시켜, 최외주부 파셜 셀에 밀봉부를 형성하는 수고와 노동력을 경감할 수 있어서, 생산성과 기능성의 양립을 가능하게 하고 있다.

본 발명에 따른 허니컴 구조체에 있어서, 외주벽과 일체적으로 형성되는 최외주부 파셜 셀과, 일단부에만 밀봉부가 형성되는 최외주부 파셜 셀의 분류는, 하기 식에 의해 구해지는 셀 면적률의 값에 의해 행하는 것이 바람직하다.

셀 면적률(%)=최외주부 파셜 셀의 면적/완전 셀의 면적×100

즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, 허니컴 구조체(1)의 단부면이 체크 무늬를 나타내는 것과 같은 밀봉 패턴에 따라 밀봉해야 할 최외주부 파셜 셀(5) 중, 상기 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 일정한 값(S₁) 미만인 최외주부 파셜 셀(5)에 대해서는, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 외주벽(4)과 일체적으로 형성된 상태로 한다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 셀 면적률이 일정한 값(S₂)(단, S₁＜S₂)을 초과하는 최외주부 파셜 셀(5)에 대해서는, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부(8)가 형성된 상태로 한다.

또한, 상기 셀 면적률이 S₁ 이상 S₂ 이하인 최외주부 파셜 셀(5)에 대해서는, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 외주벽(4)과 일체적으로 형성된 것과, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부(8)가 형성된 것이 혼재된 상태로 한다.

이와 같이 셀 면적률에 따라서 분류를 행하는 것이 바람직한 이유는, 최외주부 파셜 셀이, 완전 셀에 비하여, 그 형상의 일부가 결핍된 부정형 형상이고, 특히 셀 면적률이 작은 것은, 그 단부에 밀봉부를 형성하기가 곤란하여, 밀봉부의 형성에 수고와 노동력을 필요로 하기 때문이다.

단순히, DPF 등의 필터에 이용한 경우의 성능만을 고려하면, 밀봉을 필요로 하는 모든 최외주부 파셜 셀에 대해서, 그 일단부에 밀봉부를 형성하는 것이 바람직하지만, 생산성도 고려한 경우에는, 밀봉부의 형성이 곤란한 셀 면적률이 작은 최외주부 파셜 셀에 대해서는, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 외주벽과 일체적으로 형성하는 것이 유리하다. 이러한 외주벽과의 일체화는, 허니컴 구조체를 압출 성형할 때에 사용하는 다이의 구조를 조정하는 것 등에 의해, 비교적 용이하게 행할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 밀봉 허니컴 구조체에 있어서는, 셀 면적률이 비교적 커서 밀봉부의 형성을 어느 정도 용이하게 행할 수 있는 최외주부 파셜 셀에 대해서는, 밀봉부를 형성하여, 필터 성능에 대한 기여를 도모하고, 셀 면적률이 비교적 작아 밀봉부의 형성이 곤란한 최외주부 파셜 셀에 대해서는, 폐색하더라도 필터의 유효 면적이나 압력 손실에 끼치는 악영향이 작으므로, 외주벽과 일체화하여 생산성의 향상을 도모하며, 또한, 밀봉부 형성의 곤란성이 중간 정도인 셀 면적률을 갖는 최외주부 파셜 셀에 대해서는, 밀봉부를 형성한 것과, 외주벽과 일체화한 것이 혼재하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제1 허니컴 구조체에 있어서, 상기 셀 면적률(S₁)은, 30% 이하의 범위 내의 값인 것이 바람직하고, 10% 이하의 범위 내의 값인 것이 보다 바람직하며, 5%의 범위 내의 값인 것이 더 바람직하다(단, 0%는 제외). 셀 면적률(S₁)이 30%를 초과하는 값이면, 비교적 큰 최외주부 파셜 셀까지 외주벽과 일체화되는 경우가 있어, 필터의 유효 면적이나 압력 손실에 끼치는 악영향이 커질 가능성이 있다.

또한, 상기 셀 면적률(S₂)은, 2%∼30%의 범위 내의 값인 것이 바람직하고, 2%∼10%의 범위 내의 값인 것이 보다 바람직하며, 2%∼5%의 범위 내의 값인 것이 더 바람직하다. 셀 면적률(S₂)이 2% 미만의 값이면, 밀봉부의 형성이 상당히 곤란한 최외주부 파셜 셀에까지 밀봉부를 형성해야 하는 경우가 있어, 생산성을 저하시킬 가능성이 있다. 한편, 셀 면적률(S₂)이 30%를 초과하는 값이면, 비교적 큰 최외주부 파셜 셀까지 외주벽과 일체화되는 경우가 있어, 필터의 유효 면적이나 압력 손실에 끼치는 악영향이 커질 가능성이 있다.

필터로서의 성능과 생산성의 밸런스를 도모하는 관점에서 특히 적합한 실시형태의 일례로서, 상기 셀 면적률(S₁)을 5%로 하고, 상기 셀 면적률(S₂)을 30%로 한 구성을 들 수 있다.

본 발명에 따른 제2 밀봉 허니컴 구조체(11)도, 상기 제1 밀봉 허니컴 구조체와 마찬가지로, 2개의 단부면 사이를 연통하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽(3)과, 격벽(3)과 일체적으로 형성된 외주벽(4)을 갖는다. 셀은, 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 외주벽(4)과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀(5)과, 최외주부 파셜 셀(5) 이외의 완전한 셀 단면의 완전 셀(6)을 포함한다.

한편, 최외주부 파셜 셀(5) 중, 하기 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 소정값(S₃) 미만인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 상기 셀 면적률이 소정값(S₃) 이상인 것은, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성되어 있다.

셀 면적률(%)=최외주부 파셜 셀의 면적/완전 셀의 면적×100

이 제2 밀봉 허니컴 구조체에 있어서, 외주벽과 일체적으로 형성되는 최외주부 파셜 셀(5)은, 밀봉 패턴과는 무관하다. 즉, 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬를 나타내는 것과 같은 밀봉 패턴에 따라서 밀봉되는 경우에는 밀봉할 필요가 없는 최외주부 파셜 셀(5)이라도, 그 셀 면적률이 소정값(S₃) 미만이면, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 외주벽(4)과 일체적으로 형성되게 된다.

이와 같이 최외주부 파셜 셀(5) 중, 그 셀 면적률이 소정값(S₃) 미만인 것을, 통합하여 외주벽과 일체화함으로써, 밀봉부를 형성하는 최외주부 파셜 셀의 개수를 어느 정도까지 감소시켜, 최외주부 파셜 셀에 밀봉부를 형성하는 수고와 노동력을 경감할 수 있다.

또한, 제2 밀봉 허니컴 구조체에 있어서는, 상기한 바와 같이, 체크 무늬를 나타내는 것과 같은 밀봉 패턴에 따라 밀봉하는 경우에, 원래 밀봉할 필요가 없는 최외주부 파셜 셀도, 그 중의 일부가 외주벽과 일체화되어 버리기 때문에, 상기 밀봉 패턴에 따라 밀봉해야 할 최외주부 파셜 셀의 일부에 대해서만 외주벽과 일체화되는 제1 밀봉 허니컴 구조체에 비하여, 필터로서의 유효 면적이나 압력 손실의 관점에서는 약간 불리해지지만, S₃의 값을 어느 정도 작게 함으로써, 그와 같은 불이익을 최소한으로 억제할 수 있다.

제2 밀봉 허니컴 구조체에 있어서, 구체적인 S₃의 값은, 30%로 하는 것이 바람직하고, 10%로 하는 것이 보다 바람직하며, 5%로 하는 것이 더 바람직하다. 이 S₃의 값을 30%보다 크게 하면, 비교적 큰 최외주부 파셜 셀까지 외주벽과 일체화되어, 필터의 유효 면적이나 압력 손실에 끼치는 악영향이 커질 가능성이 있다.

본 발명에 따른 밀봉 허니컴 구조체를 제조할 때에, 소정의 최외주부 파셜 셀을 외주벽과 일체적으로 형성하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 다음과 같은 방법을 들 수 있다. 일반적으로, 허니컴 구조체는, 셀을 형성하기 위한 다수의 셀 블록을 갖는 압출 성형용 다이를 이용하여, 압출 성형에 의해 형성 되는데, 그 압출 성형용 다이에서의 최외주부 파셜 셀을 형성하는 셀 블록을 제거함으로써, 압출 시에 상기 제거 부분에 배토가 들어가, 최외주부 파셜 셀을 외주벽과 일체적으로 형성할 수 있다.

또한, 소정의 셀의 일단부에 밀봉부를 형성하는 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 허니컴 구조체의 단부면에 시트를 부착시킨 후, 상기 시트의 밀봉하고자 하는 셀에 대응한 부분에 구멍을 뚫고, 상기 시트를 부착시킨 허니컴 구조체의 단부면을, 밀봉 재료를 슬러리화한 밀봉 슬러리 내에 침지함으로써, 상기 구멍을 통해 밀봉하고자 하는 셀의 단부에 밀봉 슬러리를 충전한 후, 건조 및/또는 소성하여, 충전한 밀봉 슬러리를 경화시켜 밀봉부로 한다.

본 발명에 따른 밀봉 허니컴 구조체에 있어서, 밀봉부를 제외한 허니컴 구조체 본체의 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 DPF와 같이 고열에 노출되는 환경하에서 사용하는 경우에는, 코디어라이트와 같이 내열성이 우수한 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 밀봉부의 재질은, 허니컴 구조체 본체와의 열팽창 차를 억제하기 위해서, 허니컴 구조체 본체와 동일한 재질로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 제1 밀봉 허니컴 구조체 및 제2 밀봉 허니컴 구조체에 있어서는, 밀봉부의 강성이 격벽의 강성보다도 낮고, 또한, 밀봉부의 열용량이 격벽의 열용량보다도 커지도록 하거나, 밀봉부의 열전도율이 격벽의 열전도율보다도 낮아지도록 하거나, 밀봉부의 열팽창 계수가 격벽의 열팽창 계수보다도 낮아지도록 하는 것도 바람직하며, 이러한 관계가 얻어지도록 격벽과 밀봉부에서 다른 재질을 선택해도 좋다.

밀봉 허니컴 구조체를 DPF 등의 용도로 사용하는 경우에는, 밀봉 허니컴 구조체의 외주벽 둘레에 세라믹 섬유 매트 등으로 이루어지는 유지재를 감은 상태에서 통 형상의 관체 내에 압축 고정[캐닝(canning)]하는 것이 일반적이다. 이 캐닝 시에는, 밀봉 허니컴 구조체의 외주면에 파지 압력이 부여되고, 상기 압력에 의해, 밀봉부와 격벽의 접촉부에 응력이 집중되어 파괴가 발생하기 쉬우나, 밀봉부의 강성을 격벽의 강성보다 낮게 하면, 압력이 부여되어 격벽이 변형되었을 때에, 그에 추종하여 밀봉부도 마찬가지로 변형되기 때문에, 부분적인 응력 집중이 완화되어 파괴가 발생하기 어려워진다.

또한, 밀봉 허니컴 구조체를 DPF로서 장기간 계속적으로 사용하기 위해서는, 정기적으로 재생 처리를 실시할 필요가 있다. 즉, 필터 내부에 경시적으로 퇴적된 파티큘레이트에 의해 증대된 압력 손실을 저감시켜 필터 성능을 초기 상태로 복귀시키기 위해서, 필터 내부에 퇴적된 파티큘레이트를 연소시켜 제거할 필요가 있다. 이러한 필터 재생 시에는, 밀봉부가 형성된 허니컴 구조체의 단부에 큰 열응력이 발생하고, 이 열응력이 허니컴 구조체에 크랙이나 파괴 등의 결함을 발생시키는 경우가 있으나, 밀봉부의 강성을 격벽의 강성보다 낮게 하면, 이 열응력을 완화하여 결함의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 밀봉부의 열용량이 격벽의 열용량보다도 커지도록 하면, 재생 처리 시의 파티큘레이트의 연소에 의한 온도 상승을, 밀봉부의 축열(蓄熱) 효과에 의해 억제할 수 있어, 과도한 온도 상승에 의한 격벽의 용손(溶損)이나 크랙의 발생을 효 과적으로 방지할 수 있다.

또한, 밀봉부의 열전도율을 격벽의 열전도율보다도 작게 하면, 파티큘레이트의 연소 시의 발생열이 밀봉부에 축열되고, 이에 따라, 허니컴 구조체 단부의 온도 변화가 완화되어 서멀 크랙(thermal crack)의 발생이 억제된다.

또한, 밀봉부의 열팽창 계수를 격벽의 열팽창 계수보다도 작게 하면, 밀봉부가 그 축열 효과로 고온화되어도, 밀봉부와 격벽의 열팽창 차에 의해, 격벽에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 밀봉부의 열팽창 계수는, 셀 통로 방향과 그에 수직인 단면 방향 모두에서 격벽의 열팽창 계수보다 작게 하는 것이 적합하다.

밀봉부와 격벽에 대해서, 상기한 바와 같이, 강성, 열용량, 열전도율, 열팽창 계수의 관계를 만족시키고자 하는 경우에는, 격벽의 재질을 코디어라이트 또는 그 복합재로 하고, 밀봉부의 재질을 티탄산알루미늄[알루미늄티타네이트(이하, 「AT」라고 함)] 또는 그 복합재로 하는 것이 바람직하다.

밀봉부의 재질로서는, 특히, 결정상으로서 AT를 60% 이상 함유하고, 그 이외의 결정상이 루틸, 코런덤, 멀라이트 중 적어도 1종으로 구성되어 있으며, 유리상이 5% 이하인 AT인 것이 바람직하다.

AT의 영률은, 코디어라이트의 영률의 대략 1/10이다. AT의 영률은, AT 결정량이 증가함에 따라서 감소하기 때문에, AT 결정량이 많을수록 바람직하다. 또한, AT의 영률은 AT 평균 결정 입경이 커짐에 따라서 감소하기 때문에, AT 평균 결정 입경이 클수록 바람직하다. AT의 영률은 AT 결정량과 AT 평균 결정 입경, 그리고 기공률에 의해 변화하며, 대략 0.1 ㎬ 내지 50 ㎬ 전후이다. 히트 사이클 내구성의 관점에서는 평균 결정 입경이 10 ㎛ 미만인 것이 바람직하지만, 통상, 밀봉부는 격벽에 비하여 충분한 두께를 갖고 있고, 반드시 히트 사이클 내구성에 중점이 두어지는 것은 아니기 때문에, 밀봉부에 AT재를 이용하는 경우에는, AT 평균 결정 입경은 10 ㎛ 이상이어도 좋으며, 오히려 밀봉부의 영률을 감소시킬 수 있어 적절하다. 단, 재료 압축 강도 저하의 관점에서 평균 결정 입경은 100 ㎛ 미만인 것이 바람직하다.

또한, 코디어라이트의 비열(比熱)과 AT의 비열은 대체로 동등하며, 대략 500 J/㎏K 내지 1000 J/㎏K이다. 열용량〔J/K〕은 질량〔㎏〕과 비열〔J/㎏K〕의 곱이기 때문에, 단위 체적당의 열용량〔J/㎥K〕은 실제 비중(밀도)〔㎏/㎥〕과 비열〔J/㎏K〕의 곱으로 나타낼 수 있다. 코디어라이트의 실제 비중이 약 2.5인 데 대하여, AT의 실제 비중은 약 3.6이기 때문에, 기공률이 동등하다고 가정하면, AT의 열용량은 코디어라이트의 1.44배가 된다.

일반적으로, 기공률이 증가하면, 강도와 영률은 감소하는 경향이 있기 때문에, AT의 기공률을 코디어라이트보다도 작게 함으로써, AT의 영률은 증가하지만, 원래 AT의 기공률이 코디어라이트의 1/10 정도로 작기 때문에, AT는 기공률을 저감해도 코디어라이트보다도 충분히 작은 영률을 나타낸다. 이에 따라, AT의 기공률을 코디어라이트보다도 작게 함으로써, 코디어라이트보다도 큰 열용량과 작은 영률의 특성을 발현할 수 있다.

또한, AT의 열팽창 계수와 열전도율은, AT 결정량이 증가함에 따라서 감소하기 때문에, AT 결정량이 많을수록 바람직하고, AT 결정량은 60% 이상이 바람직하 다. AT의 열팽창 계수(40℃∼800℃)는 대략 -2.0×10^-6/℃∼4.0×10^-6/℃의 범위 내이다. AT의 열전도율은 대략 3.0 W/mK 이하이다. 또한, 코디어라이트의 열전도율은 대략 1.0 W/mK 이하이지만, AT의 AT 결정량을 많게 함으로써 코디어라이트보다도 열전도율을 작게 할 수 있다. 코디어라이트로 이루어지는 허니컴 구조체의 경우, 40℃∼800℃의 열팽창 계수(A축)는 통상 1.5×10^-6/℃ 이하이다. 티탄산알루미늄은 코디어라이트보다도 저영률이기 때문에, 격벽의 코디어라이트보다도 밀봉부의 AT 쪽이 고열팽창이어도 좋으나, AT 쪽을 저열팽창화함으로써, 격벽과 밀봉부의 경계에서의 응력을 보다 한층 저감할 수 있으므로 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 허니컴 구조체의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 허니컴 구조체의 기둥 형상 구조의 중심축에 수직인 단면 형상으로서는, 사각형 등의 다각형, 원형, 타원형, 장원형 등의 임의의 형상으로 할 수 있다. 또한, 셀의 단면 형상도 특별히 한정되는 것은 아니며, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형, 원형, 또는 이들 형상의 조합이어도 좋다.

DPF 등의 필터로서 사용하는 경우, 허니컴 구조체의 격벽의 두께는, 100 ㎛∼2000 ㎛가 적합하고, 200 ㎛∼1000 ㎛인 것이 보다 바람직하며, 300 ㎛∼700 ㎛인 것이 더 바람직하다. 그 이유는, 격벽의 두께가 100 ㎛ 미만이면, 강도가 부족하여 내열충격성이 저하되는 경우가 있고, 이와 반대로 격벽의 두께가 2000 ㎛를 초과하면, 압력 손실이 증대하는 경향이 있기 때문이다.

허니컴 구조체의 셀 밀도는, 20∼600 셀/in²(cpsi)이 적합하고, 50 cpsi∼ 400 cpsi인 것이 보다 바람직하며, 100 cpsi∼300 cpsi인 것이 더 바람직하다. 셀 밀도가 20 cpsi 미만이면, 배기 가스와의 접촉 효율이 부족한 경향이 있고, 한편, 셀 밀도가 600 cpsi를 초과하면, 압력 손실이 증대하는 경향이 있다. 또한, 「cpsi」는 「cells per square inch」의 약칭이며, 1평방인치당의 셀수를 나타내는 단위이다. 예컨대 10 cpsi는 약 1.55 셀/㎠이다.

허니컴 구조체의 기공률은 30%∼90%가 적합하고, 45%∼80%인 것이 보다 바람직하며, 50%∼70%인 것이 특히 바람직하다. 기공률을 30%∼90%로 함으로써, 압력 손실을 저감하여, 구조체로서의 기계적 강도를 유지할 수 있다.

허니컴 구조체의 평균 기공 직경(세공 직경)은 5 ㎛∼500 ㎛가 적합하다. 평균 기공 직경이 5 ㎛ 미만이면, 압력 손실이 상승하는 경향이 있고, 한편, 평균 기공 직경이 500 ㎛를 초과하면, 필터로서 이용한 경우에 포집 효율이 저하되는 경향이 있다.

본 발명의 밀봉 허니컴 구조체의 용도는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, DPF 등의 필터에 특히 적합하게 사용할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

코디어라이트로 이루어지는 다공질의 허니컴 구조체 본체(길이: 152 ㎜, 외경: 144 ㎜, 격벽 두께: 300 ㎛, 셀 형상: 정사각형, 셀 밀도: 300 cpsi)의 완전 셀의 일단부에, 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬를 나타내는 것과 같은 밀봉 패턴으로 밀봉부가 형성되고, 상기 허니컴 구조체 본체의 상기 밀봉 패턴에 따라 밀봉해야 할 최외주부 파셜 셀 중, 전술한 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 5% 미만인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 허니컴 구조체 본체의 외주벽과 일체적으로 형성되며, 셀 면적률이 30%를 초과하는 것은, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성되고, 셀 면적률이 5% 이상 30% 이하인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성된 것과, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성된 것이 혼재된 상태로 되어 있는 밀봉 허니컴 구조체를 제작하였다. 또한, 밀봉부의 재질은, 허니컴 구조체 본체와 동일한 코디어라이트이다. 이 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 후술하는 방법에 의해, 압력 손실의 측정, 강제 재생 시험 및 급가열 급냉각 시험을 실시하였다.

(비교예 1)

실시예 1에서 사용한 것과 동일한 허니컴 구조체 본체의 모든 최외주부 파셜 셀이, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 허니컴 구조체 본체의 외주벽과 일체적으로 형성되는 것과, 일단부에만 밀봉부가 형성되는 것에 의해 폐색되고, 또한 그 내측 2셀분의 모든 완전 셀도 폐색되며, 그 내측의 나머지 완전 셀에 대해서는, 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 그 일단부에 밀봉부가 형성된 밀봉 허니컴 구조체를 제작하였다. 또한, 밀봉부의 재질은, 허니컴 구조체 본체와 동일한 코디어라이트이다. 이 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 후술하는 방법에 의해, 압력 손실의 측정, 강제 재생 시험 및 급가열 급냉각 시험을 실시 하였다.

(실시예 2)

코디어라이트로 이루어지는 다공질의 허니컴 구조체 본체(길이: 152 ㎜, 외경: 144 ㎜, 격벽 두께: 410 ㎛, 셀 형상: 팔각형과 사각형의 조합, 셀 밀도: 300 cpsi)의 완전 셀의 일단부에, 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록 밀봉부가 형성되고, 상기 허니컴 구조체 본체의 최외주부 파셜 셀 중, 전술한 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 10% 미만인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되며, 상기 셀 면적률이 10% 이상인 것은, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성된 밀봉 허니컴 구조체를 제작하였다. 또한, 밀봉부의 재질은, 허니컴 구조체 본체와 동일한 코디어라이트이다. 이 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 후술하는 방법에 의해, 압력 손실의 측정, 강제 재생 시험 및 급가열 급냉각 시험을 실시하였다.

(비교예 2)

실시예 2에서 사용한 것과 동일한 허니컴 구조체 본체의 모든 최외주부 파셜 셀이, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 허니컴 구조체 본체의 외주벽과 일체적으로 형성되고, 또한 그 내측 2셀분의 완전 셀도 폐색되며, 나머지 완전 셀에 대해서는, 그 일단부에, 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록 밀봉부가 형성된 밀봉 허니컴 구조체를 제작하였다. 또한, 밀봉부의 재질은, 허니컴 구조체 본체와 동일한 코디어라이트이다. 이 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 후술하는 방법에 의해, 압력 손실의 측정, 강제 재생 시험 및 급가열 급냉각 시험 을 실시하였다.

(실시예 3)

AT를 주성분(AT 함유율: 90 질량%)으로 하는 재료에 의해 밀봉부가 형성되어 있는 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 구조를 갖는 밀봉 허니컴 구조체를 제작하였다. 이 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 후술하는 방법에 의해, 강제 재생 시험 및 급가열 급냉각 시험을 실시하였다.

(실시예 4)

AT를 주성분(AT 함유율: 90 질량%)으로 하는 재료에 의해 밀봉부가 형성되어 있는 것 이외에는, 상기 실시예 2와 동일한 구조를 갖는 밀봉 허니컴 구조체를 제작하였다. 이 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 후술하는 방법에 의해, 강제 재생 시험 및 급가열 급냉각 시험을 실시하였다.

(압력 손실의 측정)

밀봉 허니컴 구조체를, 그을음 발생 장치에 배치하고, 약 200℃의 버너 배기 가스를 밀봉 허니컴 구조체에 도입하여, 그을음을 밀봉 허니컴 구조체의 내부에 퇴적(포집)시키며, 퇴적된 그을음에 의한 밀봉 허니컴 구조체의 압력 손실을 측정하였다. 그을음 발생 장치는, 그 내부에서 경유를 연소시킴으로써 그을음을 대량으로 발생시킬 수 있는 연소실과, 이 연소실에서 발생한 연소 가스와 그을음이 통과하는 통과 유로와, 이 통과 유로에 연통되며, 그 내부에 밀봉 허니컴 구조체를 배치하여, 허니컴 구조체에 단시간에 대량의 그을음을 퇴적시킬 수 있는 시험실을 구비하고 있다. 연소실에는, 연료가 공급되고, 공기 또는 필요에 따라서 산소를 공급할 수 있도록 유량계가 배치되며, 또한, 통과 유로에는, 공기 또는 필요에 따라서 산소와 질소를 공급할 수 있도록 유량계가 배치되어 있다. 또한, 시험실에는, 리코더에 접속된 온도 측정용 열전대와, 시험실의 내부 압력 측정용 압력계가 배치되어 있다. 또한, 시험실은, 통과 유로로부터 유입되어 밀봉 허니컴 구조체를 통과한 기체가 배출되는 배기 덕트에 접속되어 있다. 밀봉 허니컴 구조체에 배기 가스를 도입하여 그을음을 퇴적(포집)시킬 때의 시험실의 온도는 약 200℃이고, 통기 유량은 2.5 N㎥/min으로 하였다. 이때의 그을음 발생량은 1시간당 약 20 g이었다.

실시예 1 및 2 그리고 비교예 1 및 2의 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 각각 상기한 방법으로 압력 손실을 측정한 결과, 실시예 1의 밀봉 허니컴 구조체의 압력 손실은 비교예 1의 밀봉 허니컴 구조체보다도 약 7% 낮고, 또한, 실시예 2의 밀봉 허니컴 구조체의 압력 손실은 비교예 2의 밀봉 허니컴 구조체보다도 약 5% 낮다고 하는 측정 결과가 얻어졌다.

(강제 재생 시험)

밀봉 허니컴 구조체를, 상기 압력 손실의 측정에 사용한 것과 동일한 그을음 발생 장치에 배치하고, 약 200℃의 버너 배기 가스를 밀봉 허니컴 구조체에 도입하여, 그을음을 밀봉 허니컴 구조체의 내부에 퇴적(포집)시켰다. 이렇게 해서 밀봉 허니컴 구조체의 단위 용적당 5 g/L∼15 g/L까지의 범위에서 순차적으로 그을음 퇴적량을 증가시킨 후, 650℃∼700℃의 배기 가스를 밀봉 허니컴 구조체에 도입하고, 퇴적시킨 그을음을 연소시키는 강제 재생 처리를 행하였다. 밀봉 허니컴 구조체에 배기 가스를 도입하여 그을음을 퇴적(포집)시킬 때의 시험실의 온도는 약 200℃이 고, 통기 유량은 9 N㎥/min으로 하였다. 이때의 그을음 발생량은, 1시간당 약 90 g이었다. 또한, 밀봉 허니컴 구조체에 퇴적시킨 그을음을 연소시킬 때의 650℃∼700℃의 배기 가스의 유량은 1.5 N㎥/min으로 하였다.

이 시험에서, 강제 재생 처리를 행하기 전의 그을음 퇴적량을 순차적으로 증가시켜 가면, 특정 그을음 퇴적량일 때에, 밀봉 허니컴 구조체의 배기 가스 출구측의 밀봉부 부근에 있어서, 강제 재생 처리 시의 그을음의 연소열에 의해 격벽의 일부에 용손이 발생한다. 그리고, 이 용손이 발생할 때 그을음 퇴적량이 많을수록, 밀봉 허니컴 구조체의 내용손성이 높아, 바람직하다고 할 수 있다.

실시예 1∼4 및 비교예 1 및 2의 각 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 이 시험을 실시한 결과, AT를 주성분으로 하는 재료에 의해 밀봉부가 형성되어 있는 실시예 3 및 4의 밀봉 허니컴 구조체는, 코디어라이트에 의해 밀봉부가 형성되어 있는 실시예 1 및 2 그리고 비교예 1 및 2의 밀봉 허니컴 구조체에 비하여, 용손이 발생했을 때 그을음 퇴적량이 많아, 높은 내용손성을 나타내었다.

(급가열 급냉각 시험)

밀봉 허니컴 구조체를, LPG를 연료로 한 버너 장치에 배치하고, 100℃∼700℃ 사이의 급가열 급냉각을 반복해서 실시하였다. 이 시험에서, 급가열 급냉각의 사이클 수를 증가해 가면, 특정 사이클 수일 때에, 밀봉 허니컴 구조체의 배기 가스 입구측의 밀봉부 부근에 있어서 격벽의 일부에 크랙이 발생한다. 그리고, 이 크랙이 발생할 때의 사이클 수가 많을수록, 밀봉 허니컴 구조체의 내열충격성이 높아, 바람직하다고 할 수 있다.

실시예 1∼4 및 비교예 1 및 2의 각 밀봉 허니컴 구조체에 대해서, 이 시험을 실시한 결과, AT를 주성분으로 하는 재료에 의해 밀봉부가 형성되어 있는 실시예 3 및 4의 밀봉 허니컴 구조체는, 코디어라이트에 의해 밀봉부가 형성되어 있는 실시예 1 및 2 그리고 비교예 1 및 2의 밀봉 허니컴 구조체에 비하여, 크랙이 발생했을 때의 사이클 수가 많아, 높은 내열충격성을 나타내었다.

본 발명의 밀봉 허니컴 구조체는, 예컨대 DPF 등의 필터로서 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

2개의 단부면 사이를 연통(連通)하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽과, 이 격벽과 일체적으로 형성된 외주벽을 갖는 허니컴 구조체로서,

상기 셀은, 상기 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 상기 외주벽과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀(partial cell)과, 이 최외주부 파셜 셀 이외의 완전한 셀 단면을 갖는 완전 셀을 포함하고, 상기 완전 셀은, 상기 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 그 일단부에 밀봉부가 형성되며, 상기 최외주부 파셜 셀은, 상기 밀봉 패턴에 따라 밀봉해야 할 최외주부 파셜 셀 중, 일부의 셀이 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 나머지 셀이 그 일단부에만 밀봉부가 형성된 것인 밀봉 허니컴 구조체.
제1항에 있어서, 상기 최외주부 파셜 셀 중, 하기 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 S₁ 미만인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 상기 셀 면적률이 S₂(단, S₁＜S₂)를 초과하는 것은, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성되며, 상기 셀 면적률이 S₁ 이상 S₂ 이하인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성된 것과, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀봉부가 형성된 것이 혼재된 상태로 되어 있는 것인 밀봉 허니컴 구조체.

셀 면적률(%)=최외주부 파셜 셀의 면적/완전 셀의 면적×100
제2항에 있어서, 상기 S₁은 30% 이하의 범위 내의 값(단, 0%는 제외)이고, 상기 S₂는 2%∼30%의 범위 내의 값인 것인 밀봉 허니컴 구조체.
제2항에 있어서, 상기 S₁은 5%이고, 상기 S₂는 30%인 것인 밀봉 허니컴 구조체.
2개의 단부면 사이를 연통하는 복수의 셀을 구획 형성하는 다공질의 격벽과, 이 격벽과 일체적으로 형성된 외주벽을 갖는 허니컴 구조체로서,

상기 셀은, 상기 허니컴 구조체의 최외주부에 위치하며, 그 일부가 상기 외주벽과 접촉하고 있는 불완전한 셀 단면의 최외주부 파셜 셀과, 이 최외주부 파셜 셀 이외의 완전한 셀 단면의 완전 셀을 포함하고, 상기 완전 셀은, 상기 허니컴 구조체의 단부면이 체크 무늬와 같은 밀봉 패턴을 나타내도록, 그 일단부에 밀봉부가 형성되며, 상기 최외주부 파셜 셀 중, 하기 식에 의해 구해지는 셀 면적률이 S₃ 미만인 것은, 그 전체 길이에 걸쳐서 폐색되도록 상기 외주벽과 일체적으로 형성되고, 상기 셀 면적률이 S₃ 이상인 것은, 상기 밀봉 패턴에 따라서 그 일단부에만 밀 봉부가 형성된 것인 밀봉 허니컴 구조체.

셀 면적률(%)=최외주부 파셜 셀의 면적/완전 셀의 면적×100
제5항에 있어서, 상기 S₃는 30%인 것인 밀봉 허니컴 구조체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부의 강성이 상기 격벽의 강성보다도 낮고, 상기 밀봉부의 열용량이 상기 격벽의 열용량보다도 큰 것인 밀봉 허니컴 구조체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부의 재질이 티탄산알루미늄 또는 그 복합재이고, 상기 격벽의 재질이 코디어라이트 또는 그 복합재인 것인 밀봉 허니컴 구조체.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부의 열전도율이 상기 격벽의 열전도율보다도 낮은 것인 밀봉 허니컴 구조체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부의 열팽창 계수가 상기 격벽의 열팽창 계수보다도 낮은 것인 밀봉 허니컴 구조체.