WO2006126507A1 - ハニカム構造体 - Google Patents

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WO2006126507A1
WO2006126507A1 PCT/JP2006/310189 JP2006310189W WO2006126507A1 WO 2006126507 A1 WO2006126507 A1 WO 2006126507A1 JP 2006310189 W JP2006310189 W JP 2006310189W WO 2006126507 A1 WO2006126507 A1 WO 2006126507A1
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Hirofumi Sakamoto
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Ngk Insulators, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a no-cam structure in which a plurality of her cam segments are integrally joined by a joining material layer. More specifically, in detail, a collection filter for exhaust gas, especially a diesel particulate filter that collects particulate matter (particulate) (hereinafter sometimes referred to as “PM”) in exhaust gas from diesel engines ( This is a hard cam structure that is useful as a (DPF) and can effectively prevent the occurrence of defects such as cracks due to thermal stress by reducing the effects of thermal stress generated during use and regeneration. .
  • PM particulate matter
  • a diesel particulate filter is used as a diesel particulate filter (DPF) to capture and remove PM contained in exhaust gas from a power source such as a diesel engine.
  • a power source such as a diesel engine.
  • PM diesel particulate filter
  • DPF diesel particulate filter
  • Such a hard cam structure is used when PM is trapped and removed during use (when PM is trapped and removed) and when it is regenerated (PM is deposited inside the filter to eliminate the increase in pressure loss due to PM accumulated over time). Due to thermal stress generated due to differences in the location of thermal expansion, where the temperature rise is likely to be uneven depending on the location. If there is a defect such as
  • the hard cam structure made of silicon carbide (SiC) as one of the raw materials is excellent in heat resistance, but has a larger thermal expansion coefficient than the cordierite non-nickum structure.
  • SiC silicon carbide
  • the hard cam structure intended to reduce the influence of thermal stress and the at least one force of the hard cam segment that does not constitute the outermost peripheral surface of the hammer structure constitute the outermost peripheral surface.
  • a hard cam structure having an average wall thickness larger than at least one of the hard cam segments and a cell density being smaller or equal see Patent Document 1, outer periphery side of the hard cam segment Heat capacity force per unit volume in the part
  • the heart cam structure including the heart cam segment larger than the heat capacity per unit volume in the center part of the heart cam segment see Patent Document 2), and the shaft of the nonicam filter
  • a Harcam filter see Patent Document 3 in which the heat capacity at the center is higher than the heat capacity at the periphery has been proposed, but the honeycomb structure is accompanied by local and sudden heat generation.
  • Patent Document 1 JP 2002-301325 A
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-10616
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-254034
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and is useful as a collection filter for exhaust gas, and particularly as a diesel particulate filter (DPF) for collecting PM or the like in exhaust gas from a diesel engine.
  • Another object of the present invention is to provide a honeycomb structure capable of effectively preventing the occurrence of defects such as cracks due to thermal stress by mitigating the influence of thermal stress generated during use and regeneration. .
  • a nose-cam segment assembly in which a plurality of her cam segments are integrally bonded to each other via a bonding material layer, and an outer peripheral surface of the her cam segment assembly.
  • a hard cam structure having a structure in which a plurality of cells serving as fluid flow paths are arranged in parallel with each other in the central axis direction, The average thickness (T1) at the locations located at both ends in the central axis direction of the honeycomb segment and the forces at both ends of the hard cam segment are 3 to 40% of the total length.
  • the present invention is useful as a collection filter for exhaust gas, particularly a diesel particulate filter (DPF) that collects PM or the like in exhaust gas from a diesel engine.
  • DPF diesel particulate filter
  • a hard cam structure that can alleviate the influence of thermal stress that is sometimes generated and effectively prevent the occurrence of defects such as cracks due to thermal stress.
  • Fig. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a honeycomb structure of the present invention (the entire cross-sectional shape cut by a plane perpendicular to the central axis is circular).
  • Fig. 2 is a front view of a part of another embodiment of the honeycomb structure of the present invention (when the entire cross-sectional shape cut by a plane perpendicular to the central axis is a square) and viewed from the end face side force.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a heart cam segment used in another embodiment of the heart cam structure of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 1.
  • FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 2.
  • FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 3.
  • FIG. 8 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 4.
  • FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a portion having a high probability that the temperature rise is greatest during use and during regeneration.
  • FIG. 10 is an explanatory view schematically showing the overall shape of the her cam structure in the example.
  • FIG. 11 is an explanatory view schematically showing the thickness of the bonding material layer in Comparative Example 1.
  • FIG. 12 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Comparative Example 2.
  • FIG. 13 is a graph schematically showing the relationship between [2) 7 1)] (times) and the limit PM deposition amount (gZL) and pressure loss (kPa) at which cracks do not occur.
  • FIG. 14 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 5.
  • FIG. 15 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 6.
  • FIG. 16 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 7.
  • FIG. 17 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Example 8.
  • FIG. 18 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Comparative Example 3.
  • FIG. 19 is an explanatory view schematically showing the thickness of a bonding material layer in Comparative Example 4.
  • FIG. 21 (a) and (b) are explanatory views for explaining an embodiment of a method for forming a recess having a predetermined width in the side surface portion of the her cam segment.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining another embodiment of a method for forming a depression having a predetermined width in a side surface portion of a honeycomb segment.
  • FIG. 23 is an explanatory view schematically showing another shape of the bonding material layer in the her cam structure of the present invention.
  • FIG. 24 is an explanatory view schematically showing still another shape of the bonding material layer in the her cam structure of the present invention.
  • FIG. 25 is an explanatory view schematically showing still another shape of the bonding material layer in the her cam structure of the present invention.
  • Cam segment, 102 Roller or cutting drill, 104: Depression, 106: Formwork, 108: Projection.
  • the her cam structure 1 includes a plurality of her cam segments 2 that are integrally formed with each other through a bonding material layer 9.
  • the joined no-cam segment assembly 10 and the outer coat layer 4 covering the outer peripheral surface of the her cam segment assembly 10, and a plurality of cells 5 serving as fluid flow paths are arranged in the central axis direction.
  • a hard cam structure 1 having a structure arranged so as to be parallel to each other, as shown in FIGS. 5 to 8, the thickness force of the bonding material layer 9
  • the average thickness (T1) at the locations (XI) and (X2) located in the section and the forces at both ends of the her cam segment 2 are also separated by 3 to 40% of the total length (Yl) and () 2).
  • the average thickness (T1) is a value obtained by measuring two or more different thicknesses of the bonding material layer 9 appearing at both ends in the central axis direction of the her cam segment 2.
  • the maximum thickness ( ⁇ 2) means any point perpendicular to the central axis direction of the two-cam segment 2 at the location corresponding to [(Y1) to ( ⁇ 2)] of the bonding material layer 9. It means the maximum thickness among the thicknesses of the bonding material layer 9 that appears when cut in a plane.
  • the force at both ends of the her cam segment 2 is also the maximum of the bonding material layer up to the points (Yl) and ( ⁇ 2) separated by 3 to 40% (preferably 10 to 20%) of the total length. It is configured to have a thickness ( ⁇ 2). This is because the exhaust gas flow is likely to gather in the center, and the outer periphery is easily affected by heat dissipation. This is because the effect of the thermal stress generated by this temperature rise is mitigated by the bonding material layer, and the generation of defects such as cracks due to the thermal stress is effectively prevented. In this sense, the bonding material layer is configured to have a function of mitigating the influence of thermal stress.
  • the structure of the honeycomb structure 1 in the embodiment of the present invention will be described more specifically.
  • the Hercam structure 1 according to the embodiment of the present invention includes a plurality of cells 5 that are divided and formed by porous partition walls 6 and serve as fluid flow paths.
  • the structure is arranged in parallel, each has a shape that forms part of the entire structure, and the entire structure is assembled by being assembled in a direction perpendicular to the central axis of the honeycomb structure 1.
  • a plurality of her cam segments 2 having a shape that constitutes a hermetic segment joined together by a joining material layer 9 and an outer peripheral surface of the hermetic segment joined body 10
  • the outer peripheral coat layer 4 to be coated is provided.
  • the overall cross-sectional shape cut in a plane perpendicular to the central axis of the two-cam structure 1 is circular, elliptical, racetrack shaped or They are ground so that they are partially deformed, and the outer peripheral surface is covered with the outer peripheral coat layer 4.
  • PM including exhaust soot discharged from the diesel engine can be captured by arranging it in the exhaust system of the diesel engine.
  • FIG. 1 the cell 5 and the partition wall 6 are shown only in one hack segment 2.
  • each her cam segment 2 has a shape that constitutes a part of the overall structure of the her cam structure 1 (her cam segment assembly 10) (see FIG. 1).
  • the cells 5 are arranged so as to be parallel to each other in the direction of the central axis of the her cam structure 1, and the respective ends of the adjacent cells 5 are alternately sealed with the filler 7. Yes.
  • the left end side in Figs. 3 and 4 is open, while the right end side is sealed with the filler 7, and another cell 5 adjacent thereto is sealed.
  • the left end side is sealed by the filler 7, but the right end side is open.
  • the end face of the hard cam segment 2 has a pinecone pattern.
  • the exhaust gas opens without being sealed, and the cell 5 (inflow cell) force is also Her cam. It flows into segment 2.
  • the exhaust gas flowing into the cell 5 (inflow cell) passes through the porous partition wall 6 and flows out from the other cell 5 (outflow cell).
  • PM containing soot in the exhaust gas is captured by the partition 6 when passing through the partition 6. In this way, exhaust gas purification can be performed.
  • PM containing soot accumulates with time in the inside of the hard cam segment 2 and the pressure loss increases, so regeneration that burns soot and the like is performed.
  • a force square indicating a square segment 2 whose cross-sectional shape as a whole is a square, or a partially deformed shape, a triangle, a hexagon, etc. Good.
  • the cross-sectional shape of the cell 5 may also be a polygon, circle, ellipse, racetrack shape, or a shape obtained by partially deforming them! /.
  • the material of the hard cam segment 2 is silicon carbide, silicon carbide composite material, silicon nitride, cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide cordierite composite material, It is preferable to use at least one selected from silicon-silicon carbide composite material, lithium aluminum silicate, aluminum titanate, and a group force that also includes Fe Cr—A1-based metal force. Of these, silicon carbide or silicon-silicon carbide based composite material is preferable.
  • Hercome segment 2 for example, methenoresenorelose, hydroxypropoxynoresenorelose, hydroxyethenoresenorelose, force noroxymethylcellulose, polybule can be selected as appropriate from the above-mentioned materials.
  • a binder such as alcohol, a surfactant, water as a solvent is added to form a plastic clay, and the clay is extruded to have the shape described above, and then microwave, hot air, etc. After drying, it can be performed by sintering.
  • ha - thermal expansion coefficient of the cam segment 2 it is further preferably on 1 X 10- 6 / ° C or less is preferred instrument 2 X 10- 6 Z ° C or more. Below 1 X 10 "V ° C, the need for a stress relaxation function in the bonding material layer may be significantly reduced.
  • filler 7 used for plugging the cells 5 the same material as that of the her cam segment 2 can be used. Sealing with filler 7 does not seal, but masks cell 5 Then, by filling the open cell 5 by immersing the end face of the her cam segment 2 in the slurry-like filler 7, it can be carried out. Filler 7 may be filled before firing or after firing after forming Hermum segment 2, but the firing process is completed in one time when firing is performed before firing. preferable.
  • a slurry-like bonding material layer 9 is applied to the outer peripheral surface of the hard cam segment 2, and a predetermined three-dimensional shape (the overall structure of the honeycomb structure 1) is applied.
  • a joined body in which a plurality of her cam segments 2 are joined together is produced.
  • the joined body is ground into the above-described shape, and the outer peripheral surface is covered with the outer peripheral coat layer 4 and is heat-dried. In this way, the Hercam structure 1 shown in FIG. 1 is produced.
  • the bonding material layer 9 used in the present invention is applied to the outer peripheral surface of the honeycomb segment 2 and functions to bond the honeycomb segment 2 and relieve thermal stress.
  • the bonding material layer 9 may be applied to the outer peripheral surface of each adjacent cam segment 2, but between the adjacent her cam segments 2, the corresponding outer peripheral surface is applied to one of the corresponding outer peripheral surfaces. You can just go there.
  • the thickness of the bonding material layer 9 is determined in consideration of the bonding force between the her cam segments 2, and is appropriately selected, for example, in the range of 0.2 to 4. Omm.
  • the bonding material layer 9 used in the present invention preferably contains a ceramic as a main component and a granular filler.
  • the same material can be used for the bonding material layer 9 and the outer peripheral coat layer 4.
  • examples of the ceramic contained as a main component in the bonding material layer 9 and the outer peripheral coat layer 4 include ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, cordierite, alumina, and mullite.
  • a colloidal sol such as colloidal silica or colloidal alumina, or a metal fiber or a pore former as necessary may be blended.
  • the outer peripheral coat layer 4 is applied to the outer peripheral surface of the joint of the her cam segment 2 and functions to protect the outer peripheral surface of the joint of the her cam segment 2.
  • the thickness of the outer peripheral coat layer 4 is For example, it is appropriately selected within the range of 0.1 to 1.5 mm.
  • Examples of the particulate filler contained in the bonding material layer 9 and the outer peripheral coat layer 4 include those made of an inorganic material or an organic material.
  • Specific examples of the inorganic material include glass beads and fly ash balloons, and specific examples of the organic material include starch and foamed resin.
  • the granular filler preferably has an average diameter of 10 to 300 ⁇ m, and an average of 15 to 250 ⁇ m is more preferable, and an average of 20 to 200 ⁇ m is particularly preferable.
  • the granular filler is more preferably a true sphere with a long center axis Z-short center axis ratio in the range of 1.0 to 4.0.
  • FILLER one particulate, the bonding material layer 9 and the outer peripheral coating layer 4 is preferably contained in a proportion of 20 to 70 volume 0/0. More preferred is 25 to 65% by volume, and particularly preferred is 30 to 60% by volume.
  • the granular filler preferably has a hollow structure.
  • the bonding material layer 9 and the outer peripheral coat layer 4 are cured to reduce the density of the joint and the outer peripheral surface, thereby reducing the Young's modulus. Become. Thereby, the thermal shock resistance of the joint and the outer peripheral surface is improved, and the occurrence of cracks during use can be suppressed.
  • the bonding material layer 9 and the outer peripheral coat layer 4 include at least one selected from the group consisting of inorganic particles, oxide fibers, and colloidal oxides in addition to the ceramics and the particulate filler described above. You may further contain in the ratio of the mass%. By containing these, the characteristics as the bonding material layer 9 and the outer peripheral coating layer 4 can be improved.
  • the inorganic particles include silicon carbide, silicon nitride, cordierite, alumina, mullite, zircoure, zirconium phosphate, aluminum titanate, and titaker, at least one kind of ceramics; Fe Cr A1-based metal; Nickel metal; metal Si; SiC and the like.
  • oxide fibers include aluminosilicate fibers and other fibers.
  • colloidal oxides include silica sol and alumina sol.
  • the thermal conductivity of the bonding material layer 9 and the outer peripheral coating layer 4 is preferably 0.1 to 5.
  • OWZm'k since the crack by impact or the like is prevented from occur, relatively low it is preferred instrument 1 X 10- 6 ⁇ 8 X 10- 6 / range of ° C It is preferable that it is a surrounding.
  • a recess 104 is formed in the honeycomb segment 100 before or after firing using a roller or a cutting drill 102.
  • a mold 106 for preparing a depression at the time of firing is prepared.
  • the mold 106 is provided with a projecting portion 108 at the center for forming a desired depression 104 in the side surface of the her cam segment 100 during firing. Then, by placing the unfired hard cam segment 100 on the projecting portion 108 of the mold 106 and firing, the fired hard cam segment can be shaped to have a predetermined depression. it can.
  • a bonding material was applied to each side surface to prepare a her cam segment assembly, and then this her cam segment assembly was cut.
  • the outer periphery coating material By applying the outer periphery coating material, a her cam structure as shown in FIG. 10 is produced.
  • the central bonding material layer 9b where the bonding material layer 9a in the vicinity is thin is a convex lens type shape that thickens by force toward the center, and the thin bonding in the vicinity of one end of the bonding material layers at both ends as shown in FIG.
  • the material layer 9a is long and the thin bonding material layer 9a in the vicinity of the other end is formed short, and the central bonding material layer 9b is a convex lens type.
  • one of the hard cam segments 2a is not formed with a recess, and the other her cam segment 2b is warped as a whole, and the recess side of the hard cam segment 2b It is possible to fabricate a Hercam structure by joining the layers so as to form the bonding material layer 9.
  • predetermined recesses were formed on the side surface using a roller by the method shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b). These hard cam segments were calcined for 3 hours at 550 ° C in an acid atmosphere and then calcined for 2 hours at a firing temperature of 1400 ° C in a non-acid atmosphere. Thereafter, a slurry-like bonding material was applied, bonded, dried and cured, and a Hercam segment bonded body was produced. After cutting this Hercam segment assembly, a slurry-like outer periphery coating material was applied to form an outer periphery coating layer. As shown in FIG.
  • a porous Herkam with a diameter of 143.8 mm and a length of 254 mm was obtained.
  • a silicon carbide sintered body having a structure (her cam structure) was produced.
  • the average thickness (T1) of the bonding material layer is 1 mm
  • the maximum thickness between the points separated by 9.8% of the total force at both ends of the her cam segment ( T2) was set to 1.3 mm (1.3 times the average thickness (T1)).
  • Example 6 to 8 and 10 As shown in L 1, in Example 1, the maximum thickness (T 2) of the bonding material layer is 2 times, 5 times, 10 times the average thickness (T1), 1. The procedure was the same as Example 1 except that the magnification was changed to 0 times or 11 times. Table 1 summarizes the values of average thickness (T1), maximum thickness (T2), and ( ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 1).
  • the engine deposits soot on the no-cam structure, then raises the exhaust gas temperature to about 650 ° C, and PM burns rapidly, causing thermal shock to the no-cam structure and removing the PM. Then, 10m 3 Zmin, air at 25 ° C is allowed to flow, and the thickness of the bonding material layer [ 2)
  • Z (T1)] times
  • the limit PM deposition amount (gZL) and pressure loss (in which cracks do not occur) kPa) was measured.
  • the limit PM deposition amount at which cracks do not occur is 8 (gZL) and the pressure loss is 4 (kPa).
  • the limit PM deposit is 10 (gZL) and the pressure loss is 4 (kPa) .
  • the limit PM deposit is 11 (gZL) and no pressure is generated.
  • the loss is 4.5 (kPa).
  • the limit PM deposition amount at which cracks do not occur is 12 (gZL), and the pressure loss is 7 (kPa).
  • the limit PM crack amount is 6 (gZL), the pressure loss is 4 (kPa), and in the case of Comparative Example 2 (11 times), the limit is not cracked.
  • the amount of PM deposited was 12.2 (gZL), and the pressure loss was 9 (kPa).
  • the measurement point of the maximum thickness (T2) (distance from the end of the nodular cam segment) is determined from both ends of the her cam segment. Points separated by 3.9% (10mm), 9.8% (25mm), 19% (50mm), 39% (100mm), 2.0% (5mm), 43% (110mm) of the total length, respectively.
  • Table 1 summarizes the measurement points for the maximum thickness (T2).
  • Examples 5 to 8 and Comparative Example 3 show the ratio (%) from the end face to the (T2) part (enlarged part including the maximum thickness (T2)) and the distance (mm) from the end face to the (T2) part.
  • Example 5 As a result, in the case of Example 5 (3.9% (10mm)), the limit PM deposition amount at which cracks do not occur is 9 (g / L, and in Example 6 (9.8% (25mm)) The limit PM deposition amount at which cracks do not occur is 10 (g ZL) .
  • Example 7 (19% (50 mm)
  • the limit PM deposition amount at which cracks do not occur is 9.5 (g / L).
  • Example 8 (39% (100mm)
  • the limit PM deposition amount where cracks do not occur is 7 (gZL)
  • Comparative Example 3 (2.0% (5mm)
  • the limit PM deposition amount was 7 (g / L).
  • Comparative Example 4 (43% (110 mm)
  • Table 1 and Figure 20 The above is summarized in Table 1 and Figure 20.
  • the her cam structure of the present invention is a diesel particulate filter (DPF) for capturing and removing PM contained in exhaust gas from a diesel engine, for example, as a collection filter for exhaust gas. ) Is useful.
  • DPF diesel particulate filter

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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

明 細 書
ノヽニカム構造体
技術分野
[0001] 本発明は、ハ-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ノヽ- カム構造体に関する。さら〖こ詳しくは、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 、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-カム構造体に関する。
背景技術
[0002] ハ-カム構造体力 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 力も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ユレ 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-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 性等の理由力 温度上昇が場所によって不均一になり易ぐ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 、う不都合があ つた o
[0003] 特に、炭化ケィ素（SiC)を原料の 1つとするハ-カム構造体は、耐熱性に優れる一 方、熱膨張係数がコージ ライト製ノヽ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-カムセグメントが接合材層を介 して互 ヽの接合面で一体的に接合されたノヽ-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-カム構造体や、さらに、ハ-カ ム構造体の最外周面を構成しないハ-カムセグメントの少なくとも 1つ力 最外周面を 構成するハ-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-カム構造体 (特許文献 1参照）、ハ-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力 ハ-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-カムセグメントを含むハ-カム構造体 (特 許文献 2参照）、及びノヽ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-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。
[0004] 特許文献 1 :特開 2002— 301325号公報
特許文献 2 :特開 2003— 10616号公報
特許文献 3：特開 2003 - 254034号公報
発明の開示
[0005] 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。
[0006] 上記目的を達成するため、本発明によって、下記のハ-カム構造体が提供される。
[0007] [1]複数のハ-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 れたノヽ-カムセグメント接合体と、前記ハ-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-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-カムセグメントの両端部力 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) = (l. 2〜： LO. O) X (Tl)の関 係を満たすことを特徴とするハニカム構造体。
[0008] [2]前記ハニカムセグメントの断面形状力 四角形である前記 [1]に記載のハニカム 構造体。
[0009] [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。
[0010] [4]前記ハ-カムセグメントの熱膨張係数力 1 X 10— 6Z°C以上である前記 [1]〜[3 ]の 、ずれかに記載のハ-カム構造体。
[0011] 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-カム構造体が 提供される。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]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。
[図 2]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)の一部を端面側力 見た正面図である。
[図 3]本発明のハ-カム構造体の他の実施の形態に用いられるハ-カムセグメントを 模式的に示す斜視図である。
[図 4]図 3における A— A線断面図である。
[図 5]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。
[図 6]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。
[図 7]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。
[図 8]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。
[図 9]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。
[図 10]実施例におけるハ-カム構造体の全体の形状を模式的に示す説明図である。
[図 11]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。
[図 12]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。 [図13] [ 2) 7 1) ] (倍)と、クラックが発生しない限界 PM堆積量 (gZL)及び圧 力損失 (kPa)との関係を模式的に示すグラフである。
[図 14]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。
[図 15]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。
[図 16]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。
[図 17]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。
[図 18]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。
[図 19]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。
[図 20]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 (gZL)との関係を模式的に示 すグラフである。
[図 21] (a) (b)はハ-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。
[図 22]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。
[図 23]本発明のハ-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。
[図 24]本発明のハ-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。
[図 25]本発明のハ-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-カム構造体、 2：ハ-カムセグメント、 2a：一方のハ-カムセグメント、 2b：他方 のハ-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、 9a：一端近傍部の薄い接合 材層、 9a：他端近傍部の薄い接合材層、 10:ハ-カムセグメント接合体、 100:ハ-
2
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。 発明を実施するための最良の形態
[0014] 図 1〜4に示すように、本発明の実施の形態におけるハ-カム構造体 1は、複数の ハ-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ノヽ- カムセグメント接合体 10と、ハ-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-カム構造体 1であって、図 5〜8に示すように、接合 材層 9の厚さ力 ハ-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 (XI)、 (X2)における平均厚さ (T1)と、ハ-カムセグメント 2の両端部力もそれぞれ全長の 3 〜40%だけ離れた地点 (Yl)、 （Υ2)の相互間における最大厚さ (Τ2)との間に、 (Τ 2) = (1. 2〜： LO. 0) X (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-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 (Τ2)とは、接合材層 9の [ (Y1)〜 (Υ2) ]に相当する箇所をノ、二カムセグメント 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。
[0015] 本発明においては、上述の（T1)と (Τ2)との間に、（T2) = (l. 5-8.0) X (T1)の 関係を満たすことが好ましぐ (Τ2) = (2.0〜5.0) X (T1)の関係を満たすことがさら に好ましい。（Τ2)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
[0016] 本発明においては、ハ-カムセグメント 2の両端部力もそれぞれ全長の 3〜40% ( 好ましくは 10〜20%)だけ離れた地点 (Yl)、 （Υ2)までにおいて接合材層が最大厚 さ (Τ2)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 Η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ょ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 、る。 [0017] 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-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-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-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-カムセグメント接合体 10と、ハ-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-カムセグメント 2の接合の後、ノ、二カム構 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-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力 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- 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-カム セグメント 2は、図 3、 4に示すように、ハ-カム構造体 1 (ハ-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 、る。セル 5はハ-カム構造体 1の中心軸方向に互 ヽ 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。
[0018] 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 、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-カムセグメント 2の端面が巿松 模様状を呈するようになる。このような複数のハ-カムセグメント 2が接合されたハ-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における左側力 各 ノ、二カムセグメント 2のセル 5内に流入して右側に移動する。 [0019] 図 4においては、ハ-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 、るセル 5 (流入セル)力もハ-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、排ガスの浄ィ匕を行うことができる。 このような捕捉によって、ハ-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-カムセグメント 2を示す力 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!/、。
[0020] ハ-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、コージヱライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪 素 コージエライト系複合材、珪素 炭化珪素複合材、リチウムアルミニウムシリケ一 ト、チタン酸アルミニウム、 Fe Cr— A1系金属力もなる群力も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。
[0021] ハ-カムセグメント 2の作製は、例えば、上述の材料カゝら適宜選択したものに、メチ ノレセノレロース、ヒドロキシプロポキシノレセノレロース、ヒドロキシェチノレセノレロース、力ノレ ボキシメチルセルロース、ポリビュ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-カムセグメント 2の熱膨張係数は、 1 X 10— 6/°C以 上であることが好ましぐ 2 X 10— 6Z°C以上であることがさらに好ましい。 1 X 10"V°C 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。
[0022] セル 5の目封じに用いる充填材 7としては、ハ-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 、セル 5をマスキングした状態 で、ハ-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-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。
[0023] 以上のようなハ-カムセグメント 2の作製の後、ハ-カムセグメント 2の外周面にスラリ 一状の接合材層 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-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-カムセグメント 2がー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-カム構造体 1 が作製される。
[0024] 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 二カムセグメント 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-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-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。
[0025] 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-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. Ommの範囲で適宜選択される。
[0026] 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、コージエライト、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 、。
[0027] 外周コート層 4は、ハ-カムセグメント 2の接合体の外周面に塗布されて、ハ-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。
[0028] 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 材料又は有機材料カゝ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、発泡榭脂等を挙げることができる。
[0029] 粒状のフイラ一は、平均 10〜300 μ mの直径を有することが好ましぐ平均 15〜25 0 μ mがさらに好ましぐ平均 20〜200 μ mが特に好ましい。粒状のフイラ一は、長中 心軸 Z短中心軸比が 1. 0〜4. 0の範囲にあることが好ましぐ真球であることがさら に好ましい。粒状のフイラ一は、接合材層 9及び外周コート層 4に、 20〜70体積0 /0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ぐ 30〜6 0体積％であることが特に好ましい。また、粒状のフイラ一は、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。
[0030] 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カ卩えて 、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、コージエライト、アルミナ、ムライト、ジルコユア、燐 酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート及びチタ-ァカ なる群力 選ばれる少なくと も一種のセラミックス； Fe Cr A1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。コロイド状酸ィ匕物としては、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。
[0031] 接合材層 9及び外周コート層 4の熱伝導率は、 0. 1〜5. OWZm'kであることが好 ましぐ接合材層 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ぐ 1 X 10— 6〜8 X 10— 6/°Cの範 囲であることが好ましい。
[0032] 次に、ハ-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-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-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-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-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。
[0033] 上記のようにして得られたノヽ-カムセグメントを用い各側面部に接合材を塗布して ハ-カムセグメント接合体を作製し、次いで、このハ-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-カム構造体を作製する このハ-カム構造体にぉ 、て、ハ-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が薄ぐ中央部の 接合材層 9bが平均的に厚くなつているもののほか、図 23のように、両端近傍部の接 合材層 9aが薄ぐ中央部の接合材層 9bは中央に向力つ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 9aが長ぐ他 端近傍部の薄い接合材層 9aが短く形成され、中央部の接合材層 9bは凸レンズ型
2
形状とすることもできる。さら〖こ、図 25のように、一方のハ-カムセグメント 2aには窪み が形成されておらず、他のハ-カムセグメント 2bを全体に反った形状とし、ハ-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-カム構造体を作製す ることがでさる。
実施例
[0034] 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 、かなる制限を受けるものではな 、。
[0035] (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 イ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 X 35mm X 254mmL、隔壁厚さ約 300 m(12mil)、 セル密度約 47セル Zcm2 (300セル Z平方インチ）のハ-カムセグメントを作製した。 これらのハ-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-カムセグメントを酸ィ匕雰囲気において 5 50°Cで 3時間、脱脂のための仮焼を行った後、非酸ィ匕雰囲気において 1400°C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-カムセグメント接合体を作製した。このハ-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 X長さ 254mmの多孔質でハ-カム構造の炭化珪素焼結体（ ハ-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 lmmとし、ハ-カムセグメントの両端部力 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。
[0036] (実施例 2〜4、比較例 1〜2)
図 6〜8及び図 10〜： L 1に示すように、実施例 1において、接合材層の最大厚さ (T 2)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)、 （Τ2) Ζ (Τ1)の値をまとめて表 1に示 す。
[0037] ( [ (Τ2) Ζ (Τ1) ]の評価）
エンジンでノヽ-カム構造体に ΡΜを堆積させ、その後約 650°Cに排ガス温度を上 昇させて、 PMが急速燃焼することでノヽ-カム構造体に熱衝撃を与え、また PMが除 去された後に 10m3Zmin、 25°Cの空気を流すことで、接合材層の厚さに関する [ (T 2)Z(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 (gZL)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 (gZL)、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 (gZL)、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 (gZL)、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 (gZL)、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 (gZL)、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 (gZL)、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。
[0038] (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 (ノヽ二カムセグメントの端部からの距離)を、ハ-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。
[0039] ( (T2)の測定地点の評価）
エンジンでノヽ-カム構造体に PMを堆積させ、その後約 650°Cに排ガス温度を上 昇させて、 PMが急速燃焼することでノヽ-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 ZL)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 (gZL)であり、比較例 3 (2. 0% (5mm) )の場合、クラックが発生し な 、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 (gZL)であった。以上をまとめて表 1及び図 20 に示す。
[0040] [表 1]
Figure imgf000015_0001
[0041] 表 1、図 13及び図 20から、本発明により圧力損失の悪ィ匕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。
産業上の利用可能性
[0042] 本発明のハ-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

請求の範囲
[1] 複数のハ-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-カムセグメント接合体と、前記ハ-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-カム構造体であって、
前記接合材層の厚さが、前記ハ-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-カムセグメントの両端部力 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) X (T1)の関係を満たすことを特徴とするハ-カム構造体。
[2] 前記ハ-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-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-カム構造体。
[4] 前記ハ-カムセグメントの熱膨張係数力 1 X 10—6Z°C以上である請求項 1〜3の V、ずれかに記載のハ-カム構造体。
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