WO2020110395A1 - ハニカム構造体、排気ガス浄化装置及び排気システム - Google Patents

ハニカム構造体、排気ガス浄化装置及び排気システム Download PDF

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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a honeycomb structure, an exhaust gas purification device, and an exhaust system.
  • the present invention relates to a honeycomb structure, an exhaust gas purifying apparatus, and an exhaust system capable of achieving both suppression of increase in pressure loss and favorable heating efficiency of the honeycomb structure.
  • Exhaust gas from automobiles usually contains harmful components such as carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides, and fine particles such as carbon as a result of incomplete combustion. From the viewpoint of reducing health damage to the human body, there is an increasing demand for reducing harmful gas components and fine particles in automobile exhaust gas. At present, reduction of harmful gas components and fine particles emitted from gasoline engines, which are the mainstream of automobile power sources, to as close to zero as possible is required. Further, there is a similar demand for exhaust gas particulates of diesel engines.
  • Patent Document 1 proposes a method in which an electric current is passed through the conductive honeycomb structure itself and the Joule heat heats the honeycomb structure itself.
  • an electric current is passed through the honeycomb structure
  • an electrical short circuit occurs when condensed water is generated in the exhaust gas in the exhaust pipe.
  • electrical short-circuiting occurs due to the deposition of carbon fine particles.
  • Patent Document 2 as a heating technique that can be used even in an environment where condensed water is generated and can be used even under conditions where carbon fine particles are deposited, a non-conducting honeycomb without flowing an electric current in the honeycomb structure itself.
  • a method has been proposed in which some of the cells are selected, a metal wire is inserted into the selected cells, and induction heating is performed by a coil configured to circulate around the outer peripheral surface of the honeycomb structure.
  • Patent Document 2 when the technique disclosed in Patent Document 2 is applied to a catalyst carrier honeycomb or a honeycomb structure filter, the heating efficiency increases as the number of cells into which metal wires are inserted increases, but the gas flow rate increases. It has been found that the number of cells that can be used as passages is reduced and the fluid flow passage area is reduced, which causes a large increase in pressure loss. On the other hand, the smaller the number of cells into which metal wires are inserted, the smaller the pressure loss, but the lower the heating efficiency. Further, from such a viewpoint, looking at the examples of the honeycomb cell structure of Patent Document 2 in FIGS. 4 and 5, one metal wire is inserted every 5 cells or every 7 cells in consideration of the above problem. Therefore, it is considered that the design is made considering the balance between the increase in pressure loss and the heating efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a honeycomb structure and an exhaust gas purifying device capable of achieving both suppression of increase in pressure loss and favorable heating efficiency of the honeycomb structure.
  • the present inventors have provided a second cell having a small cross-sectional area with respect to the first cell that serves as a fluid flow path of the honeycomb structure, and the inside of the second cell is provided with a magnetic material. It has been found that the above problem can be solved by filling with the material containing the second cell and arranging the second cell adjacent to at least one of the plurality of first cells. That is, the present invention is specified as follows.
  • a porous partition wall that forms a plurality of cells that serve as a fluid flow path and extend from an inflow end surface that is an end surface on the fluid inflow side to an outflow end surface that is an end surface on the outflow side of the fluid, and Outer peripheral wall located on the outermost periphery,
  • a columnar honeycomb structure having The plurality of cells, A plurality of first cells, A plurality of second cells having a cross-sectional area smaller than that of the first cell; Have The inside of each of the plurality of second cells is filled with a material containing a magnetic material, A honeycomb structure in which the plurality of second cells are respectively arranged adjacent to at least one of the plurality of first cells.
  • the present invention it is possible to provide a honeycomb structure and an exhaust gas purification device that can achieve both suppression of increase in pressure loss and good heating efficiency of the honeycomb structure.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a honeycomb structure of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a part of the first cells, the second cells and partition walls of the honeycomb structure shown in FIG. 1, which is perpendicular to the cell extending direction (gas flowing direction).
  • the first cell, the second cell, and the inner wall of the first cell of the honeycomb structure according to the embodiment of the present invention are formed, and in the part of the partition wall on which the catalyst is provided, the cell extending direction It is sectional drawing which shows typically the cross section perpendicular to (gas flow direction).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a part of the first cells, the second cells and partition walls of the honeycomb structure shown in FIG. 1, which is perpendicular to the cell extending direction (gas flowing direction).
  • the first cell, the second cell, and the inner wall of the first cell of the honeycomb structure according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • the cell extending direction gas flow
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a cross section parallel to the (direction).
  • FIG. 3 is a schematic view of an exhaust gas flow path of an exhaust gas purification device incorporating a honeycomb structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a projection view of the first cell, the second cell, and part of the partition walls of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention as viewed from the inlet side in the cell extending direction (gas flowing direction).
  • FIG. 3 is a schematic view of an exhaust system in which the honeycomb structure of the embodiment of the present invention is provided in the exhaust noise muffler. It is a schematic diagram of the exhaust gas purification apparatus of one embodiment of the present invention provided in the exhaust silencer muffler.
  • FIG. 1 shows a perspective view schematically showing a honeycomb structure 1 of one embodiment of the present invention.
  • the illustrated honeycomb structure 1 has a columnar shape.
  • the honeycomb structure 1 serves as a fluid flow path, and is a porous partition wall 12 that defines a plurality of cells that extend from an inflow end surface 13 that is an end surface on the fluid inflow side to an outflow end surface 14 that is an end surface on the outflow side of the fluid. And it has the outer peripheral wall 11 located in the outermost periphery.
  • the plurality of cells include a plurality of first cells 15 and a plurality of second cells 16.
  • FIG. 2 is a cross section of a part of the first cell 15, the second cell 16 and the partition wall 12 of the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, which is perpendicular to the cell extending direction (gas flowing direction).
  • the cross-sectional view which shows typically is described.
  • the first cell 15 constitutes a fluid flow path.
  • the cross-sectional shape of the first cell 15 is an octagon having a total of eight corners such that each corner of the quadrangle is missing and two new corners are newly formed. ..
  • Each of the plurality of first cells 15 has such an octagonal shape and is regularly arranged along the same direction with respect to the outermost periphery of the honeycomb structure 1.
  • the cross-sectional area of the second cell 16 is smaller than that of the first cell 15, and the inside thereof is filled with the material 17 containing the magnetic material.
  • the “filling” may be a state in which the material 17 containing the magnetic material is packed inside the second cell 16 without a gap, and a gap (a magnetic material is It may be in a state in which there is a space in which the containing material 17 is absent.
  • the second cells 16 are each arranged adjacent to at least one of the first cells 15. According to such a configuration, since the material 17 containing the magnetic material is filled in the second cell 16 arranged adjacent to at least one of the first cells 15, the honeycomb structure 1 is not affected by the electromagnetic induction. Is heated by.
  • the honeycomb structure 1 since the second cell 16 having a smaller cross-sectional area than the first cell 15 is filled with the material 17 containing the magnetic substance, the first cell 15 serving as a fluid flow path is filled with the material 17 containing the magnetic substance. It is not necessary to sacrifice the flow path. This makes it possible to achieve both suppression of an increase in pressure loss of the honeycomb structure 1 and good heating efficiency.
  • the temperature of the catalyst at the time of starting a gasoline engine or a diesel engine can be quickly heated by electric heating to achieve the catalyst activation temperature. It can be heated above.
  • the “cross-sectional area” of a cell refers to “an area in a cross section orthogonal to the central axis of the honeycomb structure (direction in which the honeycomb structure extends)” unless otherwise specified.
  • Each of the plurality of first cells 15 has a polygonal opening, and each of the plurality of second cells 16 is adjacent to at least one corner of the polygonal opening of each of the plurality of first cells 15. It may be arranged. According to such a configuration, it is easy to arrange the plurality of first cells 15 so as to have a close-packed structure in the cross section of the honeycomb structure 1, and at the same time, sacrifice the first cells 15 serving as the fluid flow paths. Alternatively, or the second cells 16 filled with the material 17 containing the magnetic material can be arranged adjacent to each other while minimizing the reduction in the cross-sectional area of the first cells 15. For this reason, it is possible to suppress an increase in pressure loss of the honeycomb structure 1, and it is possible to further improve the heating efficiency of the honeycomb structure.
  • corner portion of the first cell 15 is also a portion where the catalyst wash coat for thinly impregnating the catalyst component provided inside the first cell 15 is likely to be unevenly distributed when the catalyst is supported, so By providing the second cell 16 filled with the material 17 containing the magnetic substance near the portion, the effect of improving the purification rate by heating the catalyst is enhanced.
  • each first cell 15 in four adjacent first cells 15, two corners of each first cell 15 are arranged so as to face each other, and the four adjacent first cells 15 are adjacent to each other.
  • One second cell 16 is provided in a region surrounded by each two corners (eight corners in total). That is, the plurality of first cells 15 are arranged adjacent to at least one of the plurality of second cells 16, respectively. According to such a configuration, the plurality of second cells 16 are respectively arranged adjacent to at least one of the first cells 15, and at the same time, the plurality of first cells 15 are respectively arranged in the plurality of second cells. Since it is arranged adjacent to at least one of the cells 16, the heating efficiency of the honeycomb structure 1 can be further improved.
  • the arrangement configuration of the first cells, the second cells, and the partition walls is not limited to that disclosed in FIG. 2, and in addition, the first cells and the second cells have a staggered arrangement in which they are alternately arranged vertically and horizontally. May be. Further, the arrangement configuration shown in FIGS. 4 and 5 may be used.
  • the cross-sectional shape of the first cell 25 has a total of five corners such that one corner of the quadrangle is missing and two new corners are newly formed. It has a pentagon shape. All of the plurality of first cells 25 have such a pentagonal shape and are regularly arranged along the same direction with respect to the outermost periphery of the honeycomb structure 1.
  • the four first cells 25 adjacent to each other are arranged so that the two corners that are newly formed due to the above-mentioned one corner missing are opposed to each other.
  • One second cell 26 filled with a material 27 containing a magnetic material is provided in a region surrounded by each two corners (total eight corners) of the cell 25.
  • the first cell group having a substantially quadrangular shape is configured as a whole.
  • the nine first cells 35 of the first cells 35a to 35i form a substantially quadrangular first cell group. That is, the first cell is composed of two cells having different cross-sectional shapes, that is, cells 35b, 35c, 35e, 35h, and 35g that are quadrangular and cells 35a, 35d, 35f, and 35i that are pentagonal.
  • the second cell 36 has a smaller cross-sectional area than any of the first cells.
  • All of the plurality of first cell groups have such a substantially quadrangular shape as a whole, and are regularly arranged along the same direction with respect to the outermost periphery of the honeycomb structure 1.
  • the first cells 35a, 35d, 35f, 35i arranged at the four corners of the substantially quadrangular first cell group each have two corners that are newly formed with one corner missing. Have a section. That is, since the first cells 35a, 35d, 35f, 35i arranged at the corners have one corner missing and have two corners, It has a total of eight corners and can be said to be formed in an octagon.
  • Adjacent four first cell groups are arranged so that two corners that are newly formed by missing one corner described above face each other. For example, in FIG.
  • the arrangement configuration of the first cell, the second cell and the partition is not limited to the one illustrated in FIGS. 2, 4 and 5, and the second cell may be arranged adjacent to at least one of the first cells.
  • the shapes of the first cell and the second cell are not particularly limited, and are polygons such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, and an octagon, a circle, or an ellipse in a cross section orthogonal to the central axis. It is preferable, and other irregular shapes may be used.
  • the number, arrangement, shape, etc. of the first cells and the second cells, the thickness of the partition walls, etc. are not limited and can be appropriately designed as necessary.
  • the cross-sectional area of the second cell 16 is not particularly limited as long as it is smaller than the cross-sectional area of the first cell 15, but a plurality of second cells with respect to the total cross-sectional area of the plurality of first cells 15 and the plurality of second cells 16 are included.
  • the ratio of the cross-sectional area of the cell 16 is preferably 10% or less. With such a configuration, it is possible to further suppress an increase in pressure loss while maintaining good heating efficiency of the honeycomb structure 1.
  • the ratio of the cross-sectional area of the plurality of second cells 16 to the total cross-sectional area of the plurality of first cells 15 and the plurality of second cells 16 is more preferably 8% or less, and is 5% or less. Is even more preferable.
  • the heating efficiency of the honeycomb structure 1 is Depending on the temperature, it can be typically 1% or more, or 2% or more.
  • the equivalent hydraulic diameter of the plurality of first cells 15 is at least twice the equivalent hydraulic diameter of the plurality of second cells 16. With such a configuration, it is possible to further suppress an increase in pressure loss while maintaining good heating efficiency of the honeycomb structure 1.
  • the equivalent hydraulic diameter of the plurality of first cells 15 is more preferably 5 times or more, and even more preferably 8 times or more, the equivalent hydraulic diameter of the plurality of second cells 16.
  • the material 17 containing a magnetic material filled in the second cell 16 is composed of a magnetic material and a base material containing the magnetic material.
  • the base material is not particularly limited, but may be, for example, a material containing metal or glass as a main component, or may be a material containing silica or alumina as a main component, and further contains an organic substance or an inorganic substance. It may be a material. Alternatively, only the magnetic substance may be filled in the second cell 16.
  • the shape of the magnetic material is not particularly limited, but may be linear or particulate.
  • the material 17 containing one linear magnetic material such as a metal wire may be filled in the second cell 16, and a plurality of linear magnetic materials are included.
  • the material 17 may be filled in the second cell 16.
  • the particle diameter of the magnetic material is appropriately set within the range of the diameter of the second cell 16 or less.
  • the weight average particle diameter is preferably 20 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the weight average particle diameter of the magnetic material is not particularly set, but can be set to, for example, 0.5 ⁇ m or more.
  • the weight average particle diameter is measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device.
  • the powder composed of the particulate magnetic material alone may be filled in the second cell 16, or the powder may be filled in the second cell 16 as a composite powder of the magnetic material and another material such as glass. May be.
  • the filling of the powder in the second cell 16 may be in a state in which the powder is coated on the partition walls in the second cell 16.
  • the induction heating frequency is set higher (for example, 100 kHz or more) than when the material 17 containing the magnetic material of the wire is used. It is possible to obtain the same heating rate performance as the material 17 containing the magnetic material.
  • the Curie point of the magnetic material is not particularly limited, but it is preferably 700°C or higher.
  • the Curie point of the magnetic material is 700° C. or higher, it is possible to reach the honeycomb temperature sufficient to raise the catalyst temperature above the catalyst activation temperature. Further, it becomes easy to regenerate the honeycomb structure filter by burning and removing the PM (particulate matter) collected in the first cells 15.
  • an alloy containing Fe or Co as a main component is suitable, and a specific composition is, for example, balance Co-20 mass% Fe, balance Co-25 mass%.
  • Ni-4 mass% Fe balance Fe-15 to 35 mass% Co, balance Fe-17 mass% Co-2 mass% Cr-1 mass% Mo, balance Fe-49 mass% Co-2 mass% V, balance Fe -18 mass% Co-10 mass% Cr-2 mass% Mo-1 mass% Al, balance Fe-27 mass% Co-1 mass% Nb, balance Fe-20 mass% Co-1 mass% Cr-2 mass% V, balance Fe-35 mass% Co-1 mass% Cr, pure cobalt, pure iron, electromagnetic soft iron, balance Fe-0.1 to 0.5 mass% Mn and the like.
  • the Curie point of a magnetic material refers to the temperature at which the ferromagnetic properties are lost.
  • the material of the partition walls 12 and the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 1 is not particularly limited, but since it is necessary to be a porous body having a large number of pores, it is usually formed of a ceramic material.
  • a ceramic material for example, cordierite, silicon carbide, aluminum titanate, silicon nitride, mullite, alumina, silicon-silicon carbide-based composite material, silicon carbide-cordierite-based composite material, particularly silicon-silicon carbide composite material or silicon carbide And a sintered body.
  • silicon carbide-based means that the honeycomb structure 1 contains silicon carbide in an amount of 50 mass% or more of the entire honeycomb structure 1.
  • the honeycomb structure 1 contains a silicon-silicon carbide composite material as a main component means that the honeycomb structure 1 contains 90 mass% or more of the silicon-silicon carbide composite material (total mass) of the whole honeycomb structure 1.
  • the silicon-silicon carbide composite material contains silicon carbide particles as an aggregate and silicon as a binder for bonding the silicon carbide particles, and a plurality of silicon carbide particles are formed between the silicon carbide particles. It is preferably bound by silicon so as to form pores.
  • the fact that the honeycomb structure 1 contains silicon carbide as a main component means that the honeycomb structure 1 contains silicon carbide (total mass) in an amount of 90 mass% or more of the whole honeycomb structure 1.
  • the ceramic material is at least one selected from the group consisting of cordierite, silicon carbide, aluminum titanate, silicon nitride, mullite, and alumina.
  • the outer shape of the honeycomb structure 1 is not particularly limited, but the end face is a circular column (cylindrical shape), the end face is an oval column, and the end face is a polygon (square, pentagon, hexagon, heptagon, octagon). And the like).
  • the size of the honeycomb structure 1 is not particularly limited, but the length in the central axis direction is preferably 40 to 500 mm. Further, for example, when the honeycomb structure 1 has a cylindrical outer shape, it is preferable that the radius of the end face be 50 to 500 mm.
  • the thickness of the partition walls 12 of the honeycomb structure 1 is preferably 0.20 to 0.50 mm, and more preferably 0.25 to 0.45 mm from the viewpoint of ease of manufacturing. For example, when it is 0.20 mm or more, the strength of the honeycomb structure 1 is further improved, and when it is 0.50 mm or less, the pressure loss can be made smaller when the honeycomb structure 1 is used as a filter. ..
  • the thickness of the partition wall 12 is an average value measured by a method of observing a cross section in the central axis direction with a microscope.
  • the porosity of the partition walls 12 constituting the honeycomb structure 1 is preferably 25 to 70%.
  • the cell is used as a honeycomb structure for a catalyst carrier through which gas passes, it is preferably 25% to 40% from the viewpoint of maintaining the strength of a thin wall.
  • a honeycomb structure having plugged portions hereinafter, also referred to as “wall flow type fine particle filter”
  • it is more preferably 40 to 65% from the viewpoint of ease of production.
  • it is used as a wall-flow type fine particle filter if it is 30% or more, the pressure loss tends to decrease, and if it is 70% or less, the strength of the honeycomb structure 1 can be maintained.
  • the average pore diameter of the porous partition walls 12 is preferably 0.5 to 10 ⁇ m because when the cells are used as a honeycomb structure for a catalyst carrier through which gas passes, gas does not pass through the partition walls.
  • it is preferably 5 to 30 ⁇ m, more preferably 10 to 25 ⁇ m.
  • the pressure loss can be reduced when it is used as a filter, and when it is 30 ⁇ m or less, the strength of the honeycomb structure 1 can be maintained.
  • the terms "average pore size” and "porosity” mean the average pore size and porosity measured by the mercury porosimetry method.
  • the cell density of the first cells 15 of the honeycomb structure 1 is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 63 cells/cm 2 , and more preferably in the range of 31 to 54 cells/cm 2. ..
  • Such a honeycomb structure 1 is formed by forming a kneaded material containing a ceramics raw material into a honeycomb shape having partition walls 12 that form a plurality of cells that form fluid passages and penetrate from one end surface to the other end surface. To form a honeycomb formed body, and the honeycomb formed body is dried and then fired.
  • the outer peripheral wall may be extruded integrally with the honeycomb structure portion and used as it is as the outer peripheral wall.
  • the outer periphery of the honeycomb formed body may be ground into a predetermined shape, and a coating material may be applied to the honeycomb structure 1 whose outer periphery has been ground to form an outer periphery coating.
  • a coating material may be applied to the honeycomb structure 1 whose outer periphery has been ground to form an outer periphery coating.
  • the outermost peripheral surface of the honeycomb structure 1 having the outer periphery is used without grinding the outermost periphery of the honeycomb structure 1
  • the above coating material may be further applied to (that is, further outside the outer periphery of the honeycomb structure 1) to form an outer periphery coating.
  • the outer peripheral coating made of the coating material serves as the outer peripheral wall located on the outermost periphery on the outer peripheral surface of the honeycomb structure 1.
  • an outer peripheral wall having a two-layer structure is formed on the outer peripheral surface of the honeycomb structure 1 and is further laminated with an outer peripheral coating made of a coating material and located at the outermost periphery.
  • the outer peripheral wall may be extruded integrally with the honeycomb structure part and fired as it is, and may be used as the outer peripheral wall without processing the outer periphery.
  • the composition of the coating material is not particularly limited, and various known coating materials can be appropriately used.
  • the coating material may further contain colloidal silica, an organic binder, clay and the like.
  • the organic binder is preferably used in an amount of 0.05 to 0.5% by mass, more preferably 0.1 to 0.2% by mass.
  • Clay is preferably used in an amount of 0.2 to 2.0% by mass, more preferably 0.4 to 0.8% by mass.
  • the honeycomb structure 1 is not limited to an integral type honeycomb structure in which the partition walls 12 are integrally formed.
  • the honeycomb structure 1 has porous partition walls 12, and the partition walls 12 serve as fluid passages.
  • a honeycomb structure having a structure in which a plurality of columnar honeycomb segments in which a plurality of cells are partitioned and formed are combined through a bonding material layer hereinafter, may be referred to as “bonded honeycomb structure”). Good.
  • the honeycomb structure 1 of the present embodiment may be one in which the catalyst 18 is provided on the surface of the porous partition walls 12 forming the inner walls of the plurality of first cells 15.
  • the first cell 15, the second cell 16, and the inner wall of the first cell 15 of the honeycomb structure 1 are formed, and in a part of the partition wall 12 provided with the catalyst 18 on the surface,
  • a cross-sectional view schematically showing a cross section perpendicular to the cell extending direction (gas flowing direction) is described.
  • the honeycomb structure 1 of the present embodiment is provided with a catalyst carrier carrying a catalyst and a filter (for example, diesel particulates) provided with a plugging portion for purifying particulate matter (fine carbon particles) in exhaust gas. It may be configured as a filter (hereinafter, also referred to as “DPF”).
  • DPF filter
  • the type of catalyst is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the intended use or application of the honeycomb structure.
  • a noble metal catalyst or a catalyst other than these may be used.
  • a noble metal-based catalyst a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), or rhodium (Rh) is supported on the surface of alumina fine pores, and a three-way catalyst or an oxidation catalyst containing a cocatalyst such as ceria or zirconia, or an alkali is used.
  • a NO x storage reduction catalyst LNT catalyst
  • NO x selective reduction catalyst containing copper substituted or iron-substituted zeolite (SCR catalyst) and the like As a catalyst without using a noble metal, NO x selective reduction catalyst containing copper substituted or iron-substituted zeolite (SCR catalyst) and the like. Further, two or more kinds of catalysts selected from the group consisting of these catalysts may be used.
  • the method for supporting the catalyst is not particularly limited, and it can be performed according to the conventional supporting method for supporting the catalyst on the honeycomb structure.
  • Each of the fired honeycomb structures can be used as a honeycomb segment, and the side surfaces of a plurality of honeycomb segments can be bonded and integrated with a bonding material to form a honeycomb structure in which the honeycomb segments are bonded.
  • the honeycomb structure in which the honeycomb segments are joined can be manufactured, for example, as follows. The bonding material is applied to the bonding surface (side surface) with the bonding material adhesion prevention mask attached to both bottom surfaces of each honeycomb segment.
  • honeycomb segments are arranged adjacent to each other so that the side surfaces of the honeycomb segments face each other, and the adjacent honeycomb segments are pressure-bonded to each other and then dried by heating.
  • the outer peripheral portion may be ground to have a desired shape (for example, a columnar shape), the outer peripheral surface may be coated with a coating material, and then the outer peripheral wall may be formed by heating and drying.
  • the material of the mask for preventing adhesion of the bonding material is not particularly limited, but for example, synthetic resin such as polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyimide, or Teflon (registered trademark) can be preferably used.
  • the mask preferably has an adhesive layer, and the material of the adhesive layer is acrylic resin, rubber type (for example, rubber containing natural rubber or synthetic rubber as a main component), or silicon type resin. preferable.
  • An adhesive film having a thickness of 20 to 50 ⁇ m, for example, can be preferably used as the bonding material adhesion preventing mask.
  • the bonding material for example, a material prepared by mixing ceramic powder, a dispersion medium (for example, water, etc.), and, if necessary, an additive such as a binder, a deflocculant, and a foamed resin can be used. ..
  • the ceramics should be at least one selected from the group consisting of cordierite, mullite, zircon, aluminum titanate, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, spinel, indialite, sapphirine, corundum, and titania. Is preferred. Further, it is more preferable that the bonding material is the same material as the honeycomb structure.
  • the binder include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, CMC (carboxymethyl cellulose) and the like.
  • FIG. 6 shows a direction in which the cells extend in the first cells 45 of the honeycomb structure 40, the second cells 46 filled with the material 47 containing a magnetic material, and part of the partition walls 42 of the honeycomb structure 40 according to the embodiment of the present invention.
  • the projection view seen from the inlet side in (gas flow direction) is described.
  • line segment L1-L1′ and line segment L2-L2′ indicated by broken lines in the structure in which the first cells 45 of the honeycomb structure 40 shown in FIG.
  • a cross-sectional view schematically showing a cross section parallel to the cell extending direction (gas flowing direction) is described. As shown in FIGS.
  • the plurality of first cells 45 have a plurality of cells A in which the fluid inflow side is open and the fluid outflow side end face has a plugging portion 49.
  • a plurality of cells B arranged alternately with the cells A and having a plugging portion 49 on the end surface on the fluid inflow side that is open on the fluid outflow side.
  • Such a honeycomb structure 40 can be used as a filter (honeycomb filter) for purifying exhaust gas. Further, when the carbon fine particles in the exhaust gas are burned and removed, it is possible to burn and remove the carbon fine particles by electric heating by configuring the honeycomb structure to have such a plugging portion.
  • plugging portion 49 a plugging portion having the same structure as that used as a plugging portion of a conventionally known honeycomb structure can be used. Further, it may be disposed after the outer peripheral coating is formed, or may be disposed before the outer peripheral coating is formed, that is, disposed at the stage of manufacturing the honeycomb structure 40. Good.
  • the first cell 55 of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention, the second cell 56 filled with the material 57 containing a magnetic material, and a part of the partition wall 52 in the cell extending direction ( The projection view seen from the inlet side in the gas flow direction) is described.
  • a plurality of first cells 55 have a plurality of rectangular cross sections each having an opening on the fluid inflow side and a plugging portion 59 on the end surface on the fluid outflow side.
  • the structure includes cells A and cells B arranged alternately with each other and having a plurality of substantially square cross sections each having an opening on the outflow side of the fluid and a plugging portion 59 on the end surface on the inflow side of the fluid. May be.
  • the cell A has a smaller cross-sectional area than the cell B. With such a configuration, the area that blocks the gas flow due to the magnetic material can be reduced, and the pressure loss can be reduced.
  • FIG. 10 in a part of the first cells 65 of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention, the second cells 66 filled with the material 67 containing a magnetic material, and the partition walls 62, the cell extending direction ( The projection view seen from the inlet side in the gas flow direction) is described.
  • a plurality of first cells 65 have a hexagonal cross section having a fluid inflow side opening and a fluid outlet side end face having a plugging portion 69.
  • Cells A and cells A which are arranged alternately with each other, have a plugging portion 69 on the end surface on the fluid inflow side that is open at the fluid outflow side, and have a plurality of hexagonal cross sections. It may be a structure.
  • the cells A and B have substantially the same cross-sectional area, but one of the cells A and B has a vertically long hexagonal cross section, and the other has a horizontally long hexagonal cross section. .. Since the cells A and B each have a hexagonal cross section, the hydraulic diameter can be made larger than that of the quadrangular shape so that the pressure loss can be reduced and the strength is also improved.
  • FIG. 11 in the first cell 75 of the honeycomb structure of the embodiment of the present invention, the second cell 76 filled with the material 77 containing a magnetic material, and a part of the partition wall 72, the cell extending direction ( The projection view seen from the inlet side in the gas flow direction) is described.
  • a plurality of first cells 75 have a hexagonal cross section having an opening on the fluid inflow side and a plugging portion 79 on the end surface on the fluid outflow side.
  • Cells A and cells A which are arranged alternately with the cells A, have a plugging portion 79 on the end face on the fluid inflow side that is open at the fluid outflow side, and have a plurality of hexagonal cross sections.
  • One of the cells A and B has a substantially regular hexagonal cross section, and the other has a laterally long hexagonal cross section. Since the cells A and B each have a hexagonal cross section, the hydraulic diameter can be made larger than that of the quadrangular shape, so that the pressure loss can be reduced and the strength is also improved. Further, the cell A is formed to have a smaller cross-sectional area than the cell B. With such a configuration, the area that blocks the gas flow due to the magnetic material can be reduced, and the pressure loss can be reduced.
  • a laterally long hexagonal cross-sectional area having a small area is provided so as to share six sides of a cell B having a substantially regular hexagonal cross-section having a large area. That is, a total of six laterally long hexagonal cross-sectional areas having a small area are provided around the cell B, five of which constitute the cell A, and the remaining one is filled with the material 77 containing a magnetic material.
  • the second cell 76 is provided in the honeycomb structure shown in FIG.
  • the honeycomb structure includes a plurality of first cells 85, a plurality of cells A having openings at the fluid inflow side and plugged portions 89 at the end surface on the fluid outflow side, and cells.
  • the structure may include a cell B which is alternately arranged with A and has a cell B having an opening on the fluid outflow side and having a plugging portion 89 on the end surface on the fluid inflow side.
  • the cells A and B have substantially the same size and a substantially triangular cross section, but only one of the cells A and B is formed into an inverted triangle.
  • the strength is improved by the configuration in which the cell A and the cell B each have a substantially triangular cross section.
  • the cell A and the cell B are formed so that the vertices of a substantially triangular shape in cross section are shared with each other, and at the position of the vertices, a second cell 86 having a hexagonal cross section and filled with a material 87 containing a magnetic material is provided. Are formed.
  • the first cell 95 of the honeycomb structure of one embodiment of the present invention, the second cell 96 filled with the material 97 containing a magnetic material, and a part of the partition wall 92 in the cell extending direction ( The projection view seen from the inlet side in the gas flow direction) is described.
  • the structure may include a cell B that is alternately arranged with A and has a cell B having an opening on the fluid outflow side and having a plugging portion 99 on the end surface on the fluid inflow side.
  • the cell A has a large area and a hexagonal cross section
  • the cell B has a smaller area than the cell A and a triangular cross section.
  • cells having two triangular cross sections are arranged so that their vertices face each other, and both cells may constitute cell B.
  • one may form the cell B and the other may form the second cell 96 filled with the material 97 containing the magnetic material.
  • the cell A can be made particularly large, and the volume in which ash (ash component generated by combustion) can be accumulated can be increased. As a result, pressure loss after ash deposition can be reduced.
  • the first cell 105 of the honeycomb structure of one embodiment of the present invention, the second cell 106 filled with the material 107 containing a magnetic material, and a part of the partition wall 102 in the cell extending direction ( The projection view seen from the inlet side in the gas flow direction) is described.
  • the structure may include a cell B which is alternately arranged with A and has a cell B having an opening on the fluid outflow side and having a plugging portion 109 on the end surface on the fluid inflow side.
  • Cell B has a large area and a hexagonal cross section, and cell A has a smaller area than cell B and a triangular cross section. Between cells B and B, cells having two triangular cross sections are arranged so that their vertices face each other, and both may constitute cell A. Alternatively, one may form the cell A and the other may form the second cell 106 filled with the material 107 containing a magnetic material. According to such a configuration, the cell B can be made particularly large, and the initial pressure loss can be reduced by making the cell B on the filter outlet side.
  • the first cell 115 of the honeycomb structure of one embodiment of the present invention the second cell 116 filled with the material 117 containing a magnetic substance, and a part of the partition wall 112 in the cell extending direction ( The projection view seen from the inlet side in the gas flow direction) is described.
  • the structure may include a cell B that is alternately arranged with A and has a cell B having an opening on the fluid outflow side and having a plugging portion 119 on the end surface on the fluid inflow side.
  • the cells A and B have substantially triangular cross sections of substantially the same size.
  • the two cells A are arranged so that their vertices face each other, and the two cells B are arranged so that their vertices face each other.
  • These four cells in total are arranged so as to share their respective vertices, and the four cells are arranged in a substantially square shape as a whole.
  • a second cell 116 having a substantially square cross section and filled with a material 117 containing a magnetic material is arranged at the position of each apex of the substantially square formed by the entire four cells. According to such a configuration, since the triangular truss structure is formed, the rigidity of the honeycomb can be increased.
  • FIG. 8 is a schematic view of the exhaust gas flow path of the exhaust gas purification device 6 in which the honeycomb structure 1 is incorporated.
  • the exhaust gas flow path having the honeycomb structure 1 and the coil wiring 4 that spirals around the outer periphery of the honeycomb structure 1 may be defined by the metal tube 2.
  • the exhaust gas purification device 6 can be arranged in the expanded diameter portion 2 a of the metal pipe 2.
  • the coil wiring 4 may be fixed in the metal tube 2 by the fixing member 5.
  • the fixing member 5 is preferably a heat resistant member.
  • the honeycomb structure 1 may carry a catalyst.
  • the coil wiring 4 is spirally wound around the outer periphery of the honeycomb structure 1.
  • a mode in which two or more coil wires 4 are used is also envisioned.
  • An alternating current supplied from the alternating current power source CS flows to the coil wiring 4 in response to the turning on of the switch SW, and as a result, a magnetic field that periodically changes is generated around the coil wiring 4.
  • the control unit 3 controls ON/OFF of the switch SW.
  • the control unit 3 can turn on the switch SW in synchronism with the start of the engine to allow an alternating current to flow through the coil wiring 4. It is also assumed that the control unit 3 turns on the switch SW regardless of the start of the engine (for example, in response to the operation of the heating switch pressed by the driver).
  • the honeycomb structure 1 is heated according to the change in the magnetic field according to the alternating current flowing through the coil wiring 4. As a result, carbon fine particles and the like collected by the honeycomb structure 1 are burned.
  • the honeycomb structure 1 carries a catalyst
  • the temperature rise of the honeycomb structure 1 raises the temperature of the catalyst carried by the catalyst carrier contained in the honeycomb structure 1 to promote the catalytic reaction.
  • carbon monoxide (CO), nitride oxide (NO x ), hydrocarbon (CH) are oxidized or reduced to carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), water (H 2 O).
  • FIG. 16 is a schematic diagram of an exhaust system 120 including an exhaust muffler muffler 122 and an exhaust gas purification device 126 provided in the exhaust muffler muffler 122.
  • the exhaust silencer muffler 122 is provided with a silencer.
  • the silencer may be composed of a plurality of silencers such as a main silencer and a sub silencer.
  • the exhaust gas purifying device 126 has the honeycomb structure 1 incorporated therein, and has coil wiring that spirals around the outer periphery of the honeycomb structure 1, and a fixing member for fixing the coil wiring in the exhaust gas passage.
  • the exhaust system 120 includes an exhaust pipe 121 that serves as a flow path of exhaust gas supplied to the exhaust noise muffler 122 or a flow path of exhaust gas discharged from the exhaust noise muffler 122.
  • FIG. 17 shows a schematic diagram of the exhaust gas purifying device 126 provided in the exhaust noise muffler 122 of the exhaust system 120. Further, FIG. 17 shows an enlarged view of a part of the vicinity of the coil wiring 124 embedded in the holding mat 125 of the exhaust gas purification device 126 for explaining the muffling function.
  • the honeycomb structure 1 In the exhaust system 120, the lower the temperature of the gas passing through the honeycomb structure 1, the smaller the gas deposition flow rate, and the smaller the gas velocity passing through the partition walls of the honeycomb structure 1. Therefore, it is preferable to arrange the honeycomb structure 1 on the downstream side of the exhaust system 120 from the viewpoint of ensuring the soot collecting efficiency.
  • the honeycomb structure 1 inside the main silencer located at the most downstream side of the exhaust system 120 and the auxiliary muffler in the preceding stage.
  • the conventional honeycomb structure is mounted in the exhaust noise muffler, only small pores of the partition walls of the honeycomb structure are closed by liquid water due to the condensation of water due to the capillary phenomenon.
  • the soot collection efficiency is deteriorated due to the high-speed gas flowing concentrated in the large pores, and that the soot cannot be regenerated because the exhaust gas temperature is too low.
  • honeycomb structure 1 can evaporate and remove water by electromagnetic induction heating, it is possible to maintain high soot collecting efficiency and heat the soot to a temperature required for soot regeneration. can do. Therefore, the problem that the soot cannot be reproduced hardly occurs.
  • the honeycomb structure 1 has pressure loss factors such as gas flow expansion, gas flow contraction, gas passage through a porous body, and cell passages, and these have a sound deadening effect. Therefore, it is possible to partially replace the muffling function in the muffler.
  • the cells in the vicinity of the outer periphery of the honeycomb structure have a structure in which both ends are sealed, and sound waves are unlikely to leak in the axial direction.
  • the sound wave transmitted in the honeycomb structure 1 in the exhaust muffler muffler 122 of the exhaust system 120 propagates through the partition walls 12 and the voids between the partition walls 12 of the honeycomb structure 1, and is attenuated by the partition walls.
  • the honeycomb structure may be one in which cells without plugging pass through as shown in FIG. 17, or may be a wall flow type filter in which both ends are plugged alternately. From the viewpoint of sound deadening effect, a wall flow type filter having both ends alternately plugged is more preferable.
  • a honeycomb structure having porous partition walls, in which a plurality of first cells and second cells are partitioned and formed by the partition walls, is manufactured.
  • a cordierite-forming raw material is prepared as a material for kneaded clay.
  • each component is blended so as to have a theoretical composition of cordierite crystals, and thus a silica source component, a magnesia source component, an alumina source component and the like are blended.
  • quartz and fused silica are preferably used as the silica source component, and the particle size of the silica source component is preferably 100 to 150 ⁇ m.
  • magnesia source component examples include talc and magnesite. Of these, talc is preferred. Talc is preferably contained in the cordierite forming raw material in an amount of 37 to 43% by mass.
  • the particle size (average particle size) of talc is preferably 5 to 50 ⁇ m, more preferably 10 to 40 ⁇ m.
  • the magnesia (MgO) source component may contain Fe 2 O 3 , CaO, Na 2 O, K 2 O and the like as impurities.
  • alumina source component those containing at least one of aluminum oxide and aluminum hydroxide are preferable from the viewpoint of less impurities.
  • aluminum hydroxide is preferably contained in an amount of 10 to 30% by mass, and aluminum oxide is preferably contained in an amount of 0 to 20% by mass.
  • the clay material (additive) to be added to the cordierite-forming raw material At least a binder and a pore-forming agent are used as additives. In addition to the binder and the pore-forming agent, a dispersant or a surfactant can be used.
  • a substance capable of reacting with oxygen to be oxidized and removed at a temperature below the firing temperature of cordierite, or a low melting point reaction substance having a melting point at a temperature below the firing temperature of cordierite can be used.
  • the substance that can be removed by oxidation include resin (particularly particulate resin) and graphite (particularly particulate graphite).
  • the low-melting-point reactant is at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, zinc, lead, aluminum, and nickel, and an alloy mainly containing these metals (for example, carbon steel in the case of iron). Or cast iron, stainless steel), or an alloy containing two or more kinds as main components.
  • the low melting point reaction substance is preferably a powdery or fibrous iron alloy. Further, the particle diameter or fiber diameter (average diameter) is preferably 10 to 200 ⁇ m.
  • the shape of the low-melting-point reaction substance include a spherical shape, a curl rhombus shape, and a ganpe sugar shape. These shapes are preferable because the shape of the pores can be easily controlled.
  • binder examples include hydroxypropylmethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol and the like.
  • dispersant examples include dextrin, polyalcohol and the like.
  • surfactant examples include fatty acid soap. The additives may be used alone or in combination of two or more.
  • the prepared kneaded material is molded into a honeycomb shape by an extrusion molding method, an injection molding method, a press molding method or the like to obtain a raw honeycomb molded body. It is preferable to employ the extrusion molding method because continuous molding is easy and, for example, cordierite crystals can be oriented.
  • the extrusion molding method can be carried out using a device such as a vacuum clay kneader, a ram type extrusion molding machine, or a twin screw type continuous extrusion molding machine.
  • the honeycomb formed body is dried and adjusted to a predetermined size to obtain a dried honeycomb body.
  • the honeycomb formed body can be dried by hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying, or the like. Since the whole can be dried quickly and uniformly, it is preferable to perform drying by combining hot air drying and microwave drying or dielectric drying.
  • the outer peripheral surface When the obtained honeycomb structure is manufactured with the outer peripheral wall formed on the outer peripheral surface, the outer peripheral surface may be ground and the outer peripheral wall may be removed. In a later step, a coating material is applied to the outer periphery of the honeycomb structure from which the outer peripheral wall is removed in this manner to form an outer peripheral coating. Further, when the outer peripheral surface is ground, a part of the outer peripheral wall may be ground and removed, and the outer peripheral coating may be formed on the part by a coating material.
  • the coating material for example, it can be prepared using a two-axis rotating vertical mixer.
  • the coating material may further contain colloidal silica, organic binder, clay and the like.
  • the organic binder is preferably used in an amount of 0.05 to 0.5% by mass, more preferably 0.1 to 0.2% by mass.
  • Clay is preferably used in an amount of 0.2 to 2.0% by mass, more preferably 0.4 to 0.8% by mass.
  • a coating material is applied to the outer peripheral surface of the honeycomb structure prepared above, and the applied coating material is dried to form an outer peripheral coating.
  • the honeycomb structure is placed on a rotary table and rotated, and the coating nozzle is discharged along the outer peripheral portion of the honeycomb structure while discharging the coating material from the blade-shaped coating nozzle.
  • a method of applying by pressing can be mentioned. With this configuration, the coating material can be applied with a uniform thickness. Further, the surface roughness of the formed outer peripheral coating becomes small, and it is possible to form an outer peripheral coating which has an excellent appearance and is not easily damaged by thermal shock.
  • a coating material is applied to the entire outer peripheral surface of the honeycomb structure to form an outer peripheral coating.
  • a coating material may be partially applied to form the outer peripheral coating, Of course, a coating material may be applied to the entire outer peripheral surface of the honeycomb structure to form the outer peripheral coating.
  • the method for drying the applied coating material that is, the undried outer peripheral coating
  • the coating material that is, the undried outer peripheral coating
  • a method of removing water and organic matter by holding at 600° C. for 1 hour or more in an electric furnace can be preferably used.
  • the obtained honeycomb structure by irradiating the outer peripheral surface with a laser, the silicon carbide powder contained in the coating material develops color, so the outer peripheral coating of the obtained honeycomb structure is irradiated with laser light, Product information may be printed (marked).
  • Suitable examples of the laser beam used for laser marking include carbon dioxide (CO 2 ) laser, YAG laser, and YVO4 laser.
  • the conditions of the laser for irradiating the laser beam can be appropriately selected according to the type of the laser used. For example, when a CO 2 laser is used, the output is 15 to 25 W and the scanning speed is 400 to 600 mm/ Marking with s is preferred. By marking in this way, the irradiated part develops a color such that it exhibits a dark color such as black to green, and the contrast due to the coloring with the non-irradiated part becomes extremely good.
  • the method of supporting the catalyst is not particularly limited, and it can be carried out according to the method of supporting the catalyst which is used in the conventional method for manufacturing a honeycomb structure.
  • a material containing a magnetic material is filled in each of the plurality of second cells of the honeycomb structure.
  • a slurry containing a magnetic material and a binder containing metal or glass as a main component is poured into the second cells of the honeycomb structure, and heated at a melting point of the metal or at a temperature equal to or higher than the softening point of the glass. How to harden.
  • a method in which a slurry containing a magnetic material and an adhesive material containing silica or alumina as a main component is poured into the second cells of the honeycomb structure and heated to solidify the silica or alumina.
  • the slurry may be circulated in the second cells of the honeycomb structure, or the slurry may be dipped in the second cells of the honeycomb structure. ..
  • a binder containing a metal or glass as a main component, it is necessary to once melt or soften the honeycomb substrate at the heat resistant temperature or lower at the time of manufacturing, and therefore, at the melting point or softening point of the binder or higher. It is preferable to heat.
  • the maximum temperature reaches about 700° C. in the use environment, it is more preferable to use a metal or glass having a melting point or a softening point above this temperature.
  • the specific melting point or softening point is, for example, 800 to 1200°C.
  • an adhesive material containing silica or alumina as a main component it is preferable that the adhesive material can be solidified by heating and drying during manufacturing.
  • the adhesive material that can be solidified by heating and drying include a colloidal dispersion of silica or alumina, and a colloidal dispersion containing silica and alumina may be used.
  • the maximum temperature in the use environment reaches about 700° C., it is more preferable to use silica or alumina having a heat resistant temperature equal to or higher than this temperature.
  • a suction jig is attached to the downstream side of the honeycomb structure, and the excess water is removed by suction from the other opening end side downstream of the honeycomb structure to remove the magnetic material. Fill with the containing material.
  • a condition for heat-treating the material containing the magnetic material it is preferable to heat the material at a temperature of 800 to 1200° C. for 0.5 to 3 hours.
  • the step of pouring the slurry into the cells may be performed at the stage of honeycomb forming or the dried body.
  • a step of fixing the magnetic material to the adhesive material is simultaneously performed in the step of firing the honeycomb structure.
  • Silica or alumina preferably exhibits the effect of being solidified by drying.
  • the magnetic material may be coated with a binder containing metal or glass as a main component in advance.
  • a step of forming composite particles containing magnetic particles and a binder may be provided.
  • the slurry can be obtained, for example, by mixing a magnetic material, the adhesive material or the binder, an organic binder, and water or alcohol. Further, fats and oils and a surfactant may be further added to the slurry and mixed to form an emulsion.

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Abstract

圧力損失の増加の抑制とハニカム構造体の良好な加熱効率とを両立することが可能なハニカム構造体及び排気ガス浄化装置を提供すること。流体の流路となり、流体の流入側の端面である流入端面から流体の流出側の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、及び、最外周に位置する外周壁を有する柱状のハニカム構造体であって、複数のセルが、複数の第１のセルと、断面積が第１のセルの断面積より小さい、複数の第２のセルとを有し、複数の第２のセルのそれぞれの内部が、磁性体を含む材料で充填されており、複数の第２のセルが、それぞれ複数の第１のセルの少なくとも１つと隣接して配置されているハニカム構造体。

Description

ハニカム構造体、排気ガス浄化装置及び排気システム
　本発明は、ハニカム構造体、排気ガス浄化装置及び排気システムに関する。とりわけ、圧力損失の増加の抑制とハニカム構造体の良好な加熱効率とを両立することが可能なハニカム構造体、排気ガス浄化装置及び排気システムに関する。
　自動車の排ガスには、通常は不完全燃焼の結果として一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物などの有害成分やカーボンなどの微粒子が含まれる。人体への健康被害低減の観点から、自動車排ガス中の有害ガス成分および微粒子の低減要求が高まっている。現在、自動車動力源の主流であるガソリンエンジンから排出される有害ガス成分および微粒子も限りなく０に近い排出への低減が要求される。また、ディーゼルエンジンの排ガス微粒子についても同様の要求がある。
　このような要求に応えるためには、触媒活性温度に達する前に触媒で浄化されずに排出されるエミッションを極力低減させることが必要であり、例えば、電気加熱技術を利用した対策が知られている。
　このような技術として、特許文献１には、電流を導電性のハニカム構造体自体に流し、そのジュール熱でハニカム構造体自体を加熱する方法が提案されている。しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ハニカム構造体に電気を通すため、排ガス中に凝縮水が排気管内で生成されると、電気短絡が発生してしまう問題がある。また、カーボン微粒子の堆積により電気的に短絡してしまう問題もある。
　これに対し、特許文献２には、凝縮水が発生する環境でも使用可能であり、カーボン微粒子が堆積する条件でも使用可能な加熱技術として、ハニカム構造体自身に電流を流さず、非導電性ハニカムセルのいくつかを選択し、選択されたセル内に金属ワイヤを挿入して、ハニカム構造体の外周面を周回するように構成されたコイルにより誘導加熱する方法が提案されている。
特許第５２６１２５６号公報 米国特許出願公開第２０１７／００２２８６８号明細書
　しかしながら、本発明者らの検討の結果、特許文献２に開示された技術を触媒担体ハニカムやハニカム構造フィルタに適用すると、金属ワイヤを挿入するセルの数が多いほど加熱効率が上がるが、ガス流路として使用できるセルの数が減り、流体流路面積が減ることにより、圧力損失の大幅な増加を引き起こしてしまうことが分かった。一方、金属ワイヤを挿入するセルの数が少ないほど圧力損失が減少するが、加熱効率が下がってしまう。また、このような観点から特許文献２のハニカムセルの構造について図４及び図５の例示を見ると、上記の問題を考慮して、５セル毎又は７セル毎に１つの金属ワイヤを挿入しており、圧力損失の増加の抑制と加熱効率のバランスを考慮した設計がなされているものと考えられる。
　上述の通り、近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンから排出される有害ガス成分および微粒子の排出は、限りなく０に近いレベルで要求されている。このような要求に応えるには、触媒担体ハニカムやハニカム構造フィルタの加熱効率をより向上させる必要があるし、また、同時に圧力損失の増加をより抑制させる必要がある。しかしながら、特許文献２に開示された技術では、触媒の加熱効率の向上と圧力損失の増加の抑制とはトレードオフの関係にあり、近年の高いレベルの排ガス中の有害ガス成分および微粒子の除去に対する要求に応えるために、両方を同時に改善する技術が求められている。
　本発明は、圧力損失の増加の抑制とハニカム構造体の良好な加熱効率とを両立することが可能なハニカム構造体及び排気ガス浄化装置を提供することを課題とするものである。
　本発明者らは鋭意検討の結果、ハニカム構造体の流体の流路となる第１のセルに対し、断面積を小さくした第２のセルを設け、第２のセルの内部を、磁性体を含む材料で充填し、複数の第１のセルの少なくとも１つと隣接して第２のセルを配置することで、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本発明は以下のように特定される。
（１）流体の流路となり、流体の流入側の端面である流入端面から流体の流出側の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、及び、
　最外周に位置する外周壁、
を有する柱状のハニカム構造体であって、
　前記複数のセルが、
　　複数の第１のセルと、
　　断面積が前記第１のセルの断面積より小さい、複数の第２のセルと、
を有し、
　前記複数の第２のセルのそれぞれの内部が、磁性体を含む材料で充填されており、
　前記複数の第２のセルが、それぞれ前記複数の第１のセルの少なくとも１つと隣接して配置されているハニカム構造体。
（２）（１）のハニカム構造体と、
　前記ハニカム構造体の外周を螺旋状に周回するコイル配線と、
を有する排気ガス浄化装置。
（３）排気消音マフラーと、
　前記排気消音マフラー内に設けられた、（２）に記載の排気ガス浄化装置と、
　前記排気消音マフラー内に設けられた消音器と、
を備えた排気システム。
　本発明によれば、圧力損失の増加の抑制とハニカム構造体の良好な加熱効率とを両立することが可能なハニカム構造体及び排気ガス浄化装置を提供することができる。
本発明の一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。 図１に示すハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）に垂直な断面を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル、及び、第１のセルの内壁を形成し、表面に触媒が設けられた隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）に垂直な断面を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）に垂直な断面を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）に垂直な断面を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 図６に示すハニカム構造体の第１のセルが目封止部を有する構造のそれぞれ破線で示された線分Ｌ１－Ｌ１’及び線分Ｌ２－Ｌ２’における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）に平行な断面を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るハニカム構造体が組み込まれた排気ガス浄化装置の排気ガス流路の概略図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル、第２のセル及び隔壁の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図である。 排気消音マフラー内に本発明の一実施形態のハニカム構造体が設けられた排気システムの模式図である。 排気消音マフラー内に設けられた本発明の一実施形態の排気ガス浄化装置の模式図である。
　以下、図面を参照して、本発明のハニカム構造体の実施形態について説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
（１．ハニカム構造体）
　図１には、本発明の一実施形態のハニカム構造体１を模式的に示す斜視図が記載されている。図示のハニカム構造体１は柱状である。ハニカム構造体１は、流体の流路となり、流体の流入側の端面である流入端面１３から流体の流出側の端面である流出端面１４まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁１２、及び、最外周に位置する外周壁１１を有する。当該複数のセルは、複数の第１のセル１５と、複数の第２のセル１６とを有する。
　図２には、本発明の一実施形態のハニカム構造体１の第１のセル１５、第２のセル１６及び隔壁１２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）に垂直な断面を模式的に示す断面図が記載されている。第１のセル１５は流体の流路を構成する。第１のセル１５の断面形状は、４角形におけるそれぞれの角部が欠損して新たにそれぞれ２つの角部が形成されたような、合計で８つの角部を有する８角形に形成されている。複数の第１のセル１５はいずれもこのような８角形の形状を有し、ハニカム構造体１の最外周に対し同一方向に沿って規則的に配置されている。
　第２のセル１６は、断面積が第１のセル１５の断面積より小さく、内部が磁性体を含む材料１７で充填されている。ここで、当該「充填」は、第２のセル１６の内部に磁性体を含む材料１７が隙間なく詰め込まれている状態であってもよく、第２のセル１６の内部に隙間（磁性体を含む材料１７が無い空間）がある状態であってもよい。第２のセル１６はそれぞれ第１のセル１５の少なくとも１つと隣接して配置されている。このような構成によれば、第１のセル１５の少なくとも１つと隣接して配置された第２のセル１６内に磁性体を含む材料１７が充填されているため、ハニカム構造体１は電磁誘導により加熱される。そのため、ハニカム構造体１自体に電気を流す必要がなく、凝縮水が発生する環境でも短絡の発生を抑制することができる。また、第１のセル１５より断面積が小さい第２のセル１６に磁性体を含む材料１７が充填されるため、流体の流路となる第１のセル１５に磁性体を含む材料１７を充填して当該流路を犠牲にする必要がない。これにより、ハニカム構造体１の圧力損失の増加の抑制と良好な加熱効率とを両立することが可能となる。また、排ガス中の有害ガス成分を触媒により浄化する場合には、ハニカム構造体をこのような構成にすることによって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンの始動時に触媒の温度を電気加熱により早期に触媒活性温度以上に加熱することができる。なお、本明細書においてセルに関する「断面積」は、特に説明しない限り、「ハニカム構造体の中心軸（ハニカム構造体が延びる方向）に直交する断面における面積」を示す。
　複数の第１のセル１５は、それぞれ多角形の開口を有し、複数の第２のセル１６が、それぞれ複数の第１のセル１５の多角形の開口の少なくとも１つの角部に隣接して配置されていてもよい。このような構成によれば、複数の第１のセル１５がハニカム構造体１の断面において最密構造をとるように配置させやすく、また、流体の流路となる第１のセル１５を犠牲にすることなく、または、第１のセル１５の断面積の低減を最低限にしながら磁性体を含む材料１７で充填された第２のセル１６を隣接して配置することができる。このため、ハニカム構造体１の圧力損失の増加を抑制することができ、且つ、ハニカム構造体の加熱効率をより向上させることが可能となる。また、第１のセル１５の角部は、触媒を担持させる場合において、第１のセル１５の内部に設ける触媒成分を薄く含浸させるための触媒ウォッシュコートが偏在しやすい部分でもあるため、当該角部付近に磁性体を含む材料１７が充填された第２のセル１６を設けることで、触媒加熱による浄化率向上効果が高くなる。
　図２に示される構造では、隣接する４つの第１のセル１５において、各第１のセル１５の２つの角部が対向するように配置されており、当該隣接する４つの第１のセル１５の各２つの角部（合計８つの角部）に囲まれた領域に１つの第２のセル１６が設けられている。すなわち、複数の第１のセル１５が、それぞれ複数の第２のセル１６の少なくとも１つと隣接して配置されている。このような構成によれば、複数の第２のセル１６がそれぞれ第１のセル１５の少なくとも１つと隣接して配置されていると同時に、複数の第１のセル１５が、それぞれ複数の第２のセル１６の少なくとも１つと隣接して配置されているため、ハニカム構造体１の加熱効率をより向上させることが可能となる。
　第１のセル、第２のセル及び隔壁の配置構成は図２で開示されたものに限定されず、その他、第１のセル及び第２のセルがそれぞれ縦横に交互に並んだ千鳥配置となっていてもよい。また、図４及び図５に示す配置構成であってもよい。図４に示す配置構成では、第１のセル２５の断面形状は、４角形における１つの角部が欠損して新たにそれぞれ２つの角部が形成されたような、合計で５つの角部を有する５角形に形成されている。複数の第１のセル２５はいずれもこのような５角形の形状を有し、ハニカム構造体１の最外周に対し同一方向に沿って規則的に配置されている。隣接する４つの第１のセル２５は、上述の１つの角部が欠損して新たに形成されたような２つの角部が互いに対向するように配置されており、当該隣接する４つの第１のセル２５の各２つの角部（合計８つの角部）に囲まれた領域に磁性体を含む材料２７が充填された第２のセル２６が１つ設けられている。
　図５に示す配置構成では、略４角形の第１のセルが縦横３×３の合計９つ並べて配置され、全体として略４角形の第１のセル群を構成している。例えば、図５では、第１のセル３５ａ～ｉの９つの第１のセル３５で略４角形の第１のセル群を構成している。すなわち、第１のセルは、４角形であるセル３５ｂ、３５ｃ、３５ｅ、３５ｈ、３５ｇと、５角形であるセル３５ａ、３５ｄ、３５ｆ、３５ｉとの２つの異なる断面形状のセルで構成される。そして、第２のセル３６は、いずれの第１のセルに対して、断面積が小さい。複数の第１のセル群はいずれも全体としてこのような略４角形の形状を有し、ハニカム構造体１の最外周に対し同一方向に沿って規則的に配置されている。略４角形の第１のセル群の４つの角に配置された第１のセル３５ａ、３５ｄ、３５ｆ、３５ｉは、それぞれ、１つの角部が欠損して新たに形成されたような２つの角部を有している。すなわち、略４角形の第１のセル群は、詳細には、角に配置された第１のセル３５ａ、３５ｄ、３５ｆ、３５ｉの１つの角部が欠損して２つの角部を有するため、合計８つの角部を備えており、８角形に形成されているとも云える。隣接する４つの第１のセル群は、上述の１つの角部が欠損して新たに形成されたような２つの角部が互いに対向するように配置されている。例えば、図５では、４つの略４角形の第１のセル群が記載されており、それぞれの角に位置する第１のセル３５ｉ、３５ｘ、３５ｙ、３５ｚの２つの角部が互いに対向するように配置されている。そして、当該隣接する４つの第１のセルの各２つの角部（合計８つの角部）に囲まれた領域に磁性体を含む材料３７が充填された第２のセル３６が１つ設けられている。
　第１のセル、第２のセル及び隔壁の配置構成は図２、４及び５に例示のものに限られず、第２のセルがそれぞれ第１のセルの少なくとも１つと隣接して配置されていれば特に限定されない。また、第１のセル、第２のセルの形状は特に限定されず、中心軸に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、又は楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。第１のセル及び第２のセルの数、配置、形状等及び隔壁の厚み等は制限されず、必要に応じて適宜設計することができる。
　第２のセル１６の断面積は第１のセル１５の断面積より小さければ特に限定されないが、複数の第１のセル１５及び複数の第２のセル１６の断面積の合計に対する複数の第２のセル１６の断面積の割合が１０％以下であるのが好ましい。このような構成によれば、ハニカム構造体１の良好な加熱効率を維持しながら、圧力損失の増加をより抑制することができる。複数の第１のセル１５及び複数の第２のセル１６の断面積の合計に対する複数の第２のセル１６の断面積の割合は、８％以下であるのがより好ましく、５％以下であるのが更により好ましい。複数の第１のセル１５及び複数の第２のセル１６の断面積の合計に対する複数の第２のセル１６の断面積の割合の下限値については、ハニカム構造体１の加熱効率をどの程度にするかにもよるが、典型的には１％以上、又は、２％以上とすることができる。
　複数の第１のセル１５の等価水力直径が、複数の第２のセル１６の等価水力直径の２倍以上であるのが好ましい。このような構成によれば、ハニカム構造体１の良好な加熱効率を維持しながら、圧力損失の増加をより抑制することができる。複数の第１のセル１５の等価水力直径が、複数の第２のセル１６の等価水力直径の５倍以上であるのがより好ましく、８倍以上であるのが更により好ましい。
　第２のセル１６の内部に充填される磁性体を含む材料１７は、磁性体と磁性体を含有する母材とで構成されている。母材としては特に限定されないが、例えば金属又はガラスを主成分とする材料であってもよく、シリカ又はアルミナを主成分とする材料であってもよく、これらに有機物又は無機物が更に含まれた材料であってもよい。また、磁性体だけを第２のセル１６に充填してもよい。
　磁性体の形状は特に限定されないが、線状であってもよく、粒子状であってもよい。線状の磁性体を用いる場合は、金属ワイヤ等の１本の線状の磁性体を含む材料１７を第２のセル１６内に充填させてもよく、複数本の線状の磁性体を含む材料１７を第２のセル１６内に充填させてもよい。粒子状の磁性体を用いる場合は、磁性体の粒径は第２のセル１６の径の大きさ以下の範囲で適宜設定される。具体的には、重量平均粒子径は２０μｍ以下が好ましい。磁性体の重量平均粒子径の下限は特に設けないが、例えば０．５μｍ以上とすることができる。なお、重量平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定する。また、粒子状の磁性体単独で構成された粉末を第２のセル１６内に充填させてもよく、磁性体とガラス等の他の材料との複合粉末として第２のセル１６内に充填させてもよい。当該粉末の第２のセル１６内への充填は、当該粉末が第２のセル１６内の隔壁に被覆された状態であってもよい。磁性体を含む材料１７として、このように粉末を利用した場合は、線材の磁性体を含む材料１７を用いた場合より、誘導加熱周波数を高く設定（例えば１００ｋＨｚ以上に設定）することにより、線材の磁性体を含む材料１７と同等の昇温速度性能を得ることができる。
　磁性体のキュリー点は特に限定されないが、７００℃以上であるのが好ましい。磁性体のキュリー点が７００℃以上であると、触媒活性温度以上に触媒温度を上昇させるのに十分なハニカム温度に達することが可能である。また、第１のセル１５内に捕集されたＰＭ（粒子状物質）を燃焼除去してハニカム構造フィルタを再生させることが容易となる。７００℃以上のキュリー点を有する磁性体としては、ＦｅまたはＣｏを主成分とする合金が適しており、具体的な組成としては、例えば、残部Ｃｏ－２０質量％Ｆｅ、残部Ｃｏ－２５質量％Ｎｉ－４質量％Ｆｅ、残部Ｆｅ－１５～３５質量％Ｃｏ、残部Ｆｅ－１７質量％Ｃｏ－２質量％Ｃｒ－１質量％Ｍｏ、残部Ｆｅ－４９質量％Ｃｏ－２質量％Ｖ、残部Ｆｅ－１８質量％Ｃｏ－１０質量％Ｃｒ－２質量％Ｍｏ－１質量％Ａｌ、残部Ｆｅ－２７質量％Ｃｏ－１質量％Ｎｂ、残部Ｆｅ－２０質量％Ｃｏ－１質量％Ｃｒ－２質量％Ｖ、残部Ｆｅ－３５質量％Ｃｏ－１質量％Ｃｒ、純コバルト、純鉄、電磁軟鉄、残部Ｆｅ－０．１～０．５質量％Ｍｎ等がある。ここで、磁性体のキュリー点は、強磁性の特性を失う温度をさす。
　ハニカム構造体１の隔壁１２及び外周壁１１の材質については特に制限はないが、多数の細孔を有する多孔質体であることが必要であるため、通常は、セラミックス材料で形成される。例えば、コージェライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、ムライト、アルミナ、珪素－炭化珪素系複合材料、炭化珪素－コージェライト系複合材料の、特に珪素－炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とする焼結体が挙げられる。本明細書において「炭化珪素系」とは、ハニカム構造体１が炭化珪素を、ハニカム構造体１全体の５０質量％以上含有していることを意味する。ハニカム構造体１が珪素－炭化珪素複合材を主成分とするというのは、ハニカム構造体１が珪素－炭化珪素複合材（合計質量）を、ハニカム構造体１全体の９０質量％以上含有していることを意味する。ここで、珪素－炭化珪素複合材は、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有するものであり、複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に細孔を形成するようにして、珪素によって結合されていることが好ましい。また、ハニカム構造体１が炭化珪素を主成分とするというのは、ハニカム構造体１が炭化珪素（合計質量）を、ハニカム構造体１全体の９０質量％以上含有していることを意味する。
　好ましくは、セラミックス材料は、コージェライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、ムライト、アルミナからなる群から選択される少なくとも１つである。
　また、ハニカム構造体１の外形としては、特に限定されないが、端面が円形の柱状（円柱形状）、端面がオーバル形状の柱状、端面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の柱状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体１の大きさは、特に限定されないが、中心軸方向長さが４０～５００ｍｍが好ましい。また、例えば、ハニカム構造体１の外形が円筒状の場合、その端面の半径が５０～５００ｍｍであることが好ましい。
　ハニカム構造体１の隔壁１２の厚さは、０．２０～０．５０ｍｍであることが好ましく、製造の容易さの点で、０．２５～０．４５ｍｍであることが更に好ましい。例えば、０．２０ｍｍ以上であると、ハニカム構造体１の強度がより向上し、０．５０ｍｍ以下であると、ハニカム構造体１をフィルタとして用いた場合に、圧力損失をより小さくすることができる。なお、この隔壁１２の厚さは、中心軸方向断面を顕微鏡観察する方法で測定した平均値である。
　また、ハニカム構造体１を構成する隔壁１２の気孔率は、２５～７０％であることが好ましい。セルをガスが通過する触媒担体用のハニカム構造体として用いる場合は薄壁での強度維持の観点から２５％～４０％が好ましい。目封止部を有するハニカム構造体（以下、「ウォールフロー型微粒子フィルタ」とも称する）として用いる場合には、製造の容易さの点で４０～６５％であることが更に好ましい。ウォールフロー型微粒子フィルタとして用いる場合、３０％以上であると、圧力損失が減少しやすく、７０％以下であると、ハニカム構造体１の強度を維持できる。
　また、多孔質の隔壁１２の平均細孔径は、セルをガスが通過する触媒担体用のハニカム構造体として用いる場合は隔壁にガスを透過させないので、０．５～１０μｍであることが好ましい。また、ウォールフロー型微粒子フィルタとして用いる場合には、５～３０μｍであることが好ましく、１０～２５μｍであることが更に好ましい。５μｍ以上であると、フィルタとして用いた場合に、圧力損失を小さくすることができ、３０μｍ以下であると、ハニカム構造体１の強度を維持できる。なお、本明細書において、「平均細孔径」、「気孔率」というときには、水銀圧入法により測定した平均細孔径、気孔率を意味するものとする。
　ハニカム構造体１の第１のセル１５のセル密度も特に制限はないが、５～６３セル／ｃｍ2の範囲であることが好ましく、３１～５４セル／ｃｍ2の範囲であることが更に好ましい。
　このようなハニカム構造体１は、セラミックス原料を含有する坏土を、一方の端面から他方の端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁１２を有するハニカム状に成形して、ハニカム成形体を形成し、このハニカム成形体を、乾燥した後に焼成することによって作製される。そして、このようなハニカム構造体１を、本実施形態のハニカム構造体１として用いる場合には、外周壁をハニカム構造部と一体的に押し出してそのまま外周壁として使用してもよいし、成形又は焼成後に、ハニカム成形体（ハニカム構造体１）の外周を研削して所定形状とし、この外周を研削したハニカム構造体１に、コーティング材を塗布して外周コーティングを形成してもよい。なお、本実施形態のハニカム構造体１においては、例えば、ハニカム構造体１の最外周を研削せずに、外周を有したハニカム構造体１を用い、この外周を有するハニカム構造体１の外周面（即ち、ハニカム構造体１の外周の更に外側）に、更に、上記コーティング材を塗布して、外周コーティングを形成してもよい。即ち、前者の場合には、ハニカム構造体１の外周面には、コーティング材からなる外周コーティングのみが最外周に位置する外周壁となる。一方、後者の場合には、ハニカム構造体１の外周面に、更にコーティング材からなる外周コーティングが積層された、最外周に位置する、二層構造の外周壁が形成される。外周壁をハニカム構造部と一体的に押し出してそのまま焼成し、外周の加工無しに、外周壁として使用してもよい。
　コーティング材の組成は特に限定されるものではなく、種々の公知のコーティング材を適宜使用することができる。コーティング材は、コロイダルシリカ、有機バインダ、粘土等を更に含有させてもよい。なお、有機バインダは、０．０５～０．５質量％用いることが好ましく、０．１～０．２質量％用いることが更に好ましい。また、粘土は、０．２～２．０質量％用いることが好ましく、０．４～０．８質量％用いることが更に好ましい。
　なお、ハニカム構造体１は、隔壁１２が一体的に形成された一体型のハニカム構造体に限定されることはなく、例えば、多孔質の隔壁１２を有し、隔壁１２によって流体の流路となる複数のセルが区画形成された柱状のハニカムセグメントが、接合材層を介して複数個組み合わされた構造を有するハニカム構造体（以下、「接合型ハニカム構造体」ということがある）であってもよい。
　本実施形態のハニカム構造体１は、複数の第１のセル１５の内壁を形成する多孔質の隔壁１２の表面に、触媒１８を設けたものであってもよい。図３には、ハニカム構造体１の第１のセル１５、第２のセル１６、及び、第１のセル１５の内壁を形成し、表面に触媒１８が設けられた隔壁１２の一部における、セルが延びる方向（ガスが流れる方向）に垂直な断面を模式的に示す断面図が記載されている。このように、本実施形態のハニカム構造体１は、触媒を担持した触媒担体や、排ガス中の粒状物質（カーボン微粒子）を浄化するために目封止部を設けたフィルタ（例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」ともいう））として構成されたものであってもよい。
　触媒の種類については特に制限はなく、ハニカム構造体の使用目的や用途に応じて適宜選択することができる。例えば、貴金属系触媒又はこれら以外の触媒が挙げられる。貴金属系触媒としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）といった貴金属をアルミナ細孔表面に担持し、セリア、ジルコニア等の助触媒を含む三元触媒や酸化触媒、又は、アルカリ土類金属と白金を窒素酸化物（ＮＯx）の吸蔵成分として含むＮＯx吸蔵還元触媒（ＬＮＴ触媒）が例示される。貴金属を用いない触媒として、銅置換又は鉄置換ゼオライトを含むＮＯx選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）等が例示される。また、これらの触媒からなる群から選択される２種以上の触媒を用いてもよい。なお、触媒の担持方法についても特に制限はなく、従来、ハニカム構造体に触媒を担持する担持方法に準じて行うことができる。
　焼成ハニカム構造体のそれぞれをハニカムセグメントとして利用し、複数のハニカムセグメントの側面同士を接合材で接合して一体化し、ハニカムセグメントが接合された状態のハニカム構造体とすることができる。ハニカムセグメントが接合された状態のハニカム構造体は例えば以下のように製造することができる。各ハニカムセグメントの両底面に接合材付着防止用マスクを貼り付けた状態で、接合面（側面）に接合材を塗工する。
　次に、これらのハニカムセグメントを、ハニカムセグメントの互いの側面同士が対向するように隣接して配置し、隣接するハニカムセグメント同士を圧着した後、加熱乾燥する。このようにして、隣接するハニカムセグメントの側面同士が接合材によって接合されたハニカム構造体を作製する。ハニカム構造体に対しては、外周部を研削加工して所望の形状（例えば円柱状）とし、外周面にコーティング材を塗工した後、加熱乾燥させて外周壁を形成してもよい。
　接合材付着防止用マスクの材料は、特に制限はないが、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、又はテフロン（登録商標）等の合成樹脂を好適に使用可能である。また、マスクは粘着層を備えていることが好ましく、粘着層の材料は、アクリル系樹脂、ゴム系（例えば、天然ゴム又は合成ゴムを主成分とするゴム）、又はシリコン系樹脂であることが好ましい。
　接合材付着防止用マスクとしては、例えば厚みが２０～５０μｍの粘着フィルムを好適に使用することができる。
　接合材としては、例えば、セラミックス粉末、分散媒（例えば、水等）、及び必要に応じて、バインダ、解膠剤、発泡樹脂等の添加剤を混合することによって調製したものを用いることができる。セラミックスとしては、コージェライト、ムライト、ジルコン、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、及びチタニアからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するセラミックスであることが好ましい。さらに、接合材がハニカム構造体と同材質であることがより好ましい。バインダとしては、ポリビニルアルコールやメチルセルロース、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）などを挙げることができる。
　図６には、本発明の一実施形態のハニカム構造体４０の第１のセル４５、磁性体を含む材料４７が充填された第２のセル４６及び隔壁４２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。図７には、図６に示すハニカム構造体４０の第１のセル４５が目封止部４９を有する構造のそれぞれ破線で示された線分Ｌ１－Ｌ１’及び線分Ｌ２－Ｌ２’における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）に平行な断面を模式的に示す断面図が記載されている。ハニカム構造体４０は、図６及び図７に示すように、複数の第１のセル４５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部４９を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部４９を有する複数のセルＢとを含む構造であってもよい。このようなハニカム構造体４０は、排ガスを浄化するフィルタ（ハニカムフィルタ）として用いることができる。また、排ガス中のカーボン微粒子を燃焼除去する場合には、ハニカム構造体をこのような目封止部を有する構成にすることによって、電気加熱によるカーボン微粒子を燃焼除去することが可能である。なお、このような目封止部４９は従来公知のハニカム構造体の目封止部として用いられるものと同様に構成されたものを用いることができる。そして、外周コーティングが形成された後に配設されたものであってもよいし、外周コーティングが形成される前の状態、即ち、ハニカム構造体４０を作製する段階で配設されたものであってもよい。
　図９には、本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル５５、磁性体を含む材料５７が充填された第２のセル５６及び隔壁５２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。当該ハニカム構造体は、図９に示すように、複数の第１のセル５５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部５９を有する長方形の断面を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部５９を有する複数の略正方形の断面を有するセルＢとを含む構造であってもよい。セルＡはセルＢより断面積が小さく形成されている。このような構成により、磁性体によるガス流れを塞いでしまう面積を小さくすることができ、圧損を低減できる。
　図１０には、本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル６５、磁性体を含む材料６７が充填された第２のセル６６及び隔壁６２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。当該ハニカム構造体は、図１０に示すように、複数の第１のセル６５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部６９を有する六角形の断面を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部６９を有し、複数の六角形の断面を有するセルＢとを含む構造であってもよい。セルＡとセルＢとは略同一の大きさの断面積を有するが、セルＡ及びセルＢの一方が縦長の六角形の断面を有し、他方が横長の六角形の断面を有している。セルＡ及びセルＢがそれぞれ六角形の断面を有する構成により、四角形状より水力直径を大きくできるため圧損を低減でき、また強度も向上する。
　図１１には、本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル７５、磁性体を含む材料７７が充填された第２のセル７６及び隔壁７２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。当該ハニカム構造体は、図１１に示すように、複数の第１のセル７５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部７９を有する六角形の断面を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部７９を有し、複数の六角形の断面を有するセルＢとを含む構造であってもよい。セルＡ及びセルＢの一方が略正六角形の断面を有し、他方が横長の六角形の断面を有している。セルＡ及びセルＢがそれぞれ六角形の断面を有する構成により、四角形状より水力直径を大きくできるため圧損を低減でき、また強度も向上する。
　また、セルＡはセルＢより断面積が小さく形成されている。このような構成により、磁性体によるガス流れを塞いでしまう面積を小さくすることができ、圧損を低減できる。
　図１１に示すハニカム構造体は、略正六角形で面積が大きい断面を有するセルＢの６つの辺を共有するように面積の小さい横長の六角形の断面領域が設けられている。すなわち、当該面積の小さい横長の六角形の断面領域はセルＢの周囲に合計６つ設けており、そのうちの５つはセルＡを構成し、残りの１つが磁性体を含む材料７７が充填された第２のセル７６を構成している。
　図１２には、本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル８５、磁性体を含む材料８７が充填された第２のセル８６及び隔壁８２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。当該ハニカム構造体は、図１２に示すように、複数の第１のセル８５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部８９を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部８９を有するセルＢとを含む構造であってもよい。セルＡとセルＢとは略同一の大きさの略三角形の断面を有するが、セルＡ及びセルＢの一方のみが逆三角形となるように形成されている。セルＡ及びセルＢがそれぞれ略三角形の断面を有する構成により、強度が向上する。セルＡとセルＢとは断面における略三角形の各頂点を互いに共有するように形成され、当該頂点の位置には六角形の断面の、磁性体を含む材料８７が充填された第２のセル８６が形成されている。
　図１３には、本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル９５、磁性体を含む材料９７が充填された第２のセル９６及び隔壁９２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。当該ハニカム構造体は、図１３に示すように、複数の第１のセル９５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部９９を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部９９を有するセルＢとを含む構造であってもよい。セルＡは面積が大きく六角形の断面を有し、セルＢはセルＡより面積が小さく三角形の断面を有している。セルＡとセルＡとの間には、２つの三角形の断面を有するセルが互いに頂点が対向するように配置されており、両方がセルＢを構成してもよい。また、一方がセルＢを構成し他方が磁性体を含む材料９７が充填された第２のセル９６を構成してもよい。このような構成によれば、セルＡを特に大きくすることができ、アッシュ（燃焼により生じる灰成分）の堆積可能な容積を大きくできる。その結果、アッシュ堆積後の圧損を低減できる。
　図１４には、本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル１０５、磁性体を含む材料１０７が充填された第２のセル１０６及び隔壁１０２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。当該ハニカム構造体は、図１４に示すように、複数の第１のセル１０５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部１０９を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部１０９を有するセルＢとを含む構造であってもよい。セルＢは面積が大きく六角形の断面を有し、セルＡはセルＢより面積が小さく三角形の断面を有している。セルＢとセルＢとの間には、２つの三角形の断面を有するセルが互いに頂点が対向するように配置されており、両方がセルＡを構成してもよい。また、一方がセルＡを構成し他方が磁性体を含む材料１０７が充填された第２のセル１０６を構成してもよい。このような構成によれば、セルＢを特に大きくすることができ、これをフィルタ出口側にすることにより初期圧損を低減できる。
　図１５には、本発明の一実施形態のハニカム構造体の第１のセル１１５、磁性体を含む材料１１７が充填された第２のセル１１６及び隔壁１１２の一部における、セルが延びる方向（ガスの流れる方向）における入り口側から見た投影図が記載されている。当該ハニカム構造体は、図１５に示すように、複数の第１のセル１１５が、流体の流入側が開口して流体の流出側の端面に目封止部１１９を有する複数のセルＡと、セルＡとそれぞれ交互に配置され、流体の流出側が開口して流体の流入側の端面に目封止部１１９を有するセルＢとを含む構造であってもよい。セルＡ及びセルＢは略同一の大きさの略三角形の断面を有している。２つのセルＡは頂点が対向するように配置され、また、２つのセルＢは頂点が対向するように配置されている。そしてこれらの合計４つのセルが、それぞれの頂点を共有するように配置されて、４つのセル全体として略正方形となるように配置されている。また、当該４つのセル全体で構成された略正方形の各頂点の位置には、略正方形の断面を有する、磁性体を含む材料１１７が充填された第２のセル１１６が配置されている。このような構成によれば、三角トラス構造となるため、ハニカムの剛性を高めることができる。
（２．排気ガス浄化装置）
　図８は、ハニカム構造体１が組み込まれた排気ガス浄化装置６の排気ガス流路の概略図である。排気ガス浄化装置６は、ハニカム構造体１とハニカム構造体１の外周を螺旋状に周回するコイル配線４とを有する排気ガスの流路は、金属管２により定められてもよい。金属管２の拡径部２ａに排気ガス浄化装置６が配置することができる。コイル配線４は固定部材５によって金属管２内に固定されてもよい。固定部材５は、耐熱性部材であることが好ましい。ハニカム構造体１は触媒を担持してもよい。
　コイル配線４は、ハニカム構造体１の外周に螺旋状に巻かれる。２以上のコイル配線４が用いられる形態も想定される。スイッチＳＷのオン（ＯＮ）に応じて交流電源ＣＳから供給される交流電流がコイル配線４に流れ、この結果として、コイル配線４の周囲には周期的に変化する磁界が生じる。なお、スイッチＳＷのオン・オフが制御部３により制御される。制御部３は、エンジンの始動に同期してスイッチＳＷをオンさせ、コイル配線４に交流電流を流すことができる。なお、エンジンの始動とは無関係に（例えば、運転手により押される加熱スイッチの作動に応じて）制御部３がスイッチＳＷをオンする形態も想定される。
　本開示においては、コイル配線４に流れる交流電流に応じた磁界の変化に応じてハニカム構造体１が昇温する。これによりハニカム構造体１により捕集されるカーボン微粒子などが燃焼する。また、ハニカム構造体１が触媒を担持する場合、ハニカム構造体１の昇温は、ハニカム構造体１に含まれる触媒担体より担持された触媒の温度を高め、触媒反応が促進される。端的には、一酸化炭素（ＣＯ）、窒化酸化物（ＮＯx）、炭化水素（ＣＨ）が、二酸化炭素（ＣＯ2）、窒素（Ｎ2）、水（Ｈ2Ｏ）に酸化又は還元される。
　図１６は、排気消音マフラー１２２と、排気消音マフラー１２２内に設けられた、排気ガス浄化装置１２６とを備えた排気システム１２０の模式図である。排気消音マフラー１２２には消音器が設けられている。消音器は、メイン消音器及びサブ消音器などの複数の消音器で構成されていてもよい。排気ガス浄化装置１２６は、ハニカム構造体１が組み込まれており、ハニカム構造体１の外周を螺旋状に周回するコイル配線、コイル配線を排ガス流路内に固定するための固定部材を有する。排気システム１２０は、排気消音マフラー１２２へ供給される排ガスの流路、または、排気消音マフラー１２２から排出される排ガスの流路となる排気管１２１を備えている。
　図１７に、排気システム１２０の排気消音マフラー１２２内に設けられた排気ガス浄化装置１２６の模式図を示す。また、図１７には、消音機能を説明するための、排気ガス浄化装置１２６の保持マット１２５に埋め込まれたコイル配線１２４近傍の一部の拡大図が記載されている。排気システム１２０において、ハニカム構造体１内を通過するガス温度が低いほど、ガスの堆積流量が小さくなり、ハニカム構造体１の隔壁を通過するガス速度を小さくすることができる。このため、排気システム１２０のできるだけ下流側にハニカム構造体１を配置することがスス捕集効率を確保する観点から好ましい。また、排気システム１２０の最下流にあるメイン消音器やその前段の補助マフラーの内部にハニカム構造体１を設けることが好ましい。従来のハニカム構造体を排気消音マフラー内に搭載すると、水の凝縮によりハニカム構造体の隔壁の小細孔のみが毛細管現象により液体の水で塞がれる。その結果、大細孔に集中して高速のガスが流れることでスス捕集効率が悪化する問題や、排ガス温度が低すぎてススが再生できない問題などがあった。これに対し、ハニカム構造体１は電磁誘導加熱により水を蒸発除去することができるので、スス捕集効率を高く維持することが可能であるとともに、スス再生時のスス再生に必要な温度まで加熱することができる。このため、ススが再生できない問題が生じにくい。ハニカム構造体１はガスの拡流、縮流、ガスの多孔質体通過、セル流路通過等の圧力損失要因を有し、これらは消音効果を有する。このため、消音器内の消音機能の一部代替が可能である。高周波数音の低減効果を強化するため、図１７のように排気消音マフラー１２２の外周近傍に高周波数音を閉じ込め、その中で減衰させる方法がさらに有効である。図１７に示すとおり、ハニカム構造体外周近傍セルは両端が封止された構造となっており、軸方向に音波は漏れにくい。図１７の拡大図部分に示すように、排気システム１２０の排気消音マフラー１２２内のハニカム構造体１内に伝わる音波は、ハニカム構造体１の隔壁１２及び隔壁１２間の空隙を伝わり、隔壁によって減衰されながら進行し、保持マット１２５に接する最外周の隔壁１２において跳ね返される。このようにして、音波が外部へ伝播することを抑制している。ハニカム構造体としては、図１７に示されているように目封止の無いセルが貫通しているものでも良く、両端を交互に目封止したウォールフロー型フィルタであってもよい。消音効果の観点からは、両端を交互に目封止したウォールフロー型フィルタの方がより好ましい。
（３．ハニカム構造体の製造方法）
　以下、ハニカム構造体の製造方法を説明する。まず、多孔質の隔壁を有し、隔壁によって複数の第１のセル及び第２のセルが区画形成されたハニカム構造体を作製する。例えば、コージェライトからなるハニカム構造体を作製する場合には、まず、坏土用材料としてコージェライト化原料を用意する。コージェライト化原料は、コージェライト結晶の理論組成となるように各成分を配合するため、シリカ源成分、マグネシア源成分、及びアルミナ源成分等を配合する。このうちシリカ源成分としては、石英、溶融シリカを用いることが好ましく、更に、このシリカ源成分の粒径を１００～１５０μｍとすることが好ましい。
　マグネシア源成分としては、例えば、タルク、マグネサイト等を挙げることができる。これらの中でも、タルクが好ましい。タルクは、コージェライト化原料中３７～４３質量％含有させることが好ましい。タルクの粒径（平均粒子径）は、５～５０μｍであることが好ましく、１０～４０μｍであることが更に好ましい。また、マグネシア（ＭｇＯ）源成分は、不純物としてＦｅ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等を含有していてもよい。
　アルミナ源成分としては、不純物が少ないという点で、酸化アルミニウム及び水酸化アルミニウムの少なくともいずれか一種を含有するものが好ましい。また、コージェライト化原料中、水酸化アルミニウムは１０～３０質量％含有させることが好ましく、酸化アルミニウムは０～２０質量％含有させることが好ましい。
　次に、コージェライト化原料に添加する坏土用材料（添加剤）を用意する。添加剤として、少なくともバインダと造孔剤を用いる。そして、バインダと造孔剤以外には、分散剤や界面活性剤を使用することができる。
　造孔剤としては、コージェライトの焼成温度以下において酸素と反応して酸化除去可能な物質、又は、コージェライトの焼成温度以下の温度に融点を有する低融点反応物質等を用いることができる。酸化除去可能な物質としては、例えば、樹脂（特に、粒子状の樹脂）、黒鉛（特に、粒子状の黒鉛）等を挙げることができる。低融点反応物質としては、鉄、銅、亜鉛、鉛、アルミニウム、及びニッケルからなる群より選択される少なくとも一種の金属、これらの金属を主成分とする合金（例えば、鉄の場合には炭素鋼や鋳鉄、ステンレス鋼）、又は、二種以上を主成分とする合金を用いることができる。これらの中でも、低融点反応物質は、粉粒状又は繊維状の鉄合金であることが好ましい。更に、その粒径又は繊維径（平均径）は１０～２００μｍであることが好ましい。低融点反応物質の形状は、球状、巻菱形状、金平糖状等が挙げられ、これらの形状であると、細孔の形状をコントロールすることが容易となるため好ましい。
　バインダとしては、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。また、分散剤としては、例えば、デキストリン、ポリアルコール等を挙げることができる。また、界面活性剤としては、例えば、脂肪酸石鹸を挙げることができる。なお、添加剤は、一種単独又は二種以上用いることができる。
　次に、コージェライト化原料１００質量部に対して、バインダを３～８質量部、造孔剤を３～４０質量部、分散剤を０．１～２質量部、水を１０～４０質量部の割合で混合し、これら坏土用材料を混練し、坏土を調製する。
　次に、調製した坏土を、押出成形法、射出成形法、プレス成形法等でハニカム形状に成形し、生のハニカム成形体を得る。連続成形が容易であり、例えばコージェライト結晶を配向させることができることから、押出成形法を採用することが好ましい。押出成形法は、真空土練機、ラム式押出成形機、２軸スクリュー式連続押出成形機等の装置を用いて行うことができる。
　次に、ハニカム成形体を乾燥させて所定の寸法に調整してハニカム乾燥体を得る。ハニカム成形体の乾燥は、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等で行うことができる。なお、全体を迅速且つ均一に乾燥することができることから、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥又は誘電乾燥と、を組み合わせて乾燥を行うことが好ましい。
　得られたハニカム構造体は、その外周面に外周壁が形成された状態で作製される場合には、その外周面を研削し、外周壁を取り除いた状態としてもよい。このようにして外周壁を取り除いたハニカム構造体の外周に、後の工程にて、コーティング材を塗布して外周コーティングを形成する。また、外周面を研削する場合には、外周壁の一部を研削して取り除き、その部分に、コーティング材によって外周コーティングを形成してもよい。
　コーティング材を調製する場合には、例えば、２軸回転式の縦型ミキサーを用いて調製することができる。
　また、コーティング材には、コロイダルシリカ、有機バインダ、粘土等を更に含有させてもよい。なお、有機バインダは、０．０５～０．５質量％用いることが好ましく、０．１～０．２質量％用いることが更に好ましい。また、粘土は、０．２～２．０質量％用いることが好ましく、０．４～０．８質量％用いることが更に好ましい。
　先に作製したハニカム構造体の外周面に、コーティング材を塗布し、塗布したコーティング材を乾燥させて、外周コーティングを形成する。このように構成することによって、乾燥・熱処理時の外周コーティングのクラックの発生を効果的に抑制することができる。
　コーティング材の塗工方法としては、例えば、ハニカム構造体を回転台の上に載せて回転させ、コーティング材をブレード状の塗布ノズルから吐出させながらハニカム構造体の外周部に沿うように塗布ノズルを押し付けて塗布する方法を挙げることができる。このように構成することによって、コーティング材を均一な厚さで塗布することができる。また、形成した外周コーティングの表面粗さが小さくなり、外観に優れ、且つ熱衝撃によって破損し難い外周コーティングを形成することができる。
　なお、ハニカム構造体の外周面が研削されて、外周壁が取り除かれたものの場合には、ハニカム構造体の外周面全体にコーティング材を塗布して外周コーティングを形成する。一方、ハニカム構造体の外周面に外周壁が存在する、或いは、一部の外周壁が取り除かれている場合には、部分的にコーティング材を塗布して外周コーティングを形成してもよいし、勿論、ハニカム構造体の外周面全域にコーティング材を塗布して外周コーティングを形成してもよい。
　塗布したコーティング材（即ち、未乾燥の外周コーティング）を乾燥する方法については特に制限はないが、例えば、乾燥クラック防止の観点から、室温にて２４時間以上保持することでコーティング材中の水分の２５％以上を乾燥させた後、電気炉にて６００℃で１時間以上保持することで水分及び有機物を除去する方法を好適に用いることができる。
　得られたハニカム構造体は、その外周面にレーザーを照射することによって、コーティング材に含まれる炭化珪素粉末が発色するため、得られたハニカム構造体の外周コーティングに、レーザー光を照射して、製品情報等を印字（マーキング）してもよい。
　レーザーによるマーキングの際に使用するレーザー光としては、例えば、炭酸ガス（ＣＯ2）レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザーを好適例として挙げることができる。レーザー光を照射するレーザーの条件については、使用するレーザーの種類に応じて適宜選択することができるが、例えば、ＣＯ2レーザーを用いた場合には、出力１５～２５Ｗ、スキャンスピード４００～６００ｍｍ／ｓでマーキングすることが好ましい。このようにマーキングすることによって、照射部分が、黒色から緑色のような暗色を呈するように発色し、非照射部分との発色によるコントラストが極めて良好なものとなる。
　ハニカム構造体の第１のセル内に触媒を担持する場合には、上記レーザーによる印字を行った後でも、印字部分が劣化することがなく、触媒の担持後でも、上記印字を良好に判読することができる。なお、触媒の担持方法については特に制限はなく、従来のハニカム構造体の製造方法にて行われている触媒担持の方法に準じて行うことができる。
　ハニカム構造体の複数の第２のセルの内部に、それぞれ磁性体を含む材料を充填する。磁性体を含む材料を充填する方法としては、主には以下の３つの方法がある。
・磁性体と、金属又はガラスを主成分とする結合材とを含むスラリーをハニカム構造体の第２のセル内に流し込み、当該金属の融点、又は、ガラスの軟化点以上の温度で加熱して固める方法。
・磁性体と、シリカ又はアルミナを主成分とする接着材料とを含むスラリーをハニカム構造体の第２のセル内に流し込み、加熱してシリカ又はアルミナを固化する方法。
・ワイヤ状等の線状の磁性体を含む材料をハニカム構造体の第２のセル内に挿入する方法。
　スラリーをハニカム構造体の第２のセル内に流し込むには、例えば、スラリーをハニカム構造体の第２のセル内に流通させる、又はスラリーをハニカム構造体の第２のセル内に浸漬すればよい。ここで、金属又はガラスを主成分とする結合材を使用する場合は、製造時にハニカム基材の耐熱温度以下で一度溶融又は軟化させる必要があるので、結合材の融点又は軟化点の温度以上で加熱することが好ましい。また、使用環境においては、最高温度が約７００℃に到達するため、この温度以上の融点又は軟化点を有する金属又はガラスを用いることがより好ましい。具体的な融点又は軟化点としては、例えば、８００～１２００℃である。一方、シリカ又はアルミナを主成分とする接着材料を用いる場合は、製造時に加熱乾燥によって接着材料が固化することができるものであることが好ましい。加熱乾燥によって上記接着材料が固化することができるものとしては、例えば、シリカまたはアルミナのコロイド分散体が挙げられ、シリカおよびアルミナを含むコロイド分散体であってもよい。また、使用環境における最高温度が約７００℃に到達するため、この温度以上の耐熱温度を有するシリカ又はアルミナを用いることがより好ましい。スラリーをハニカム構造体の第２のセル内に流し込んだ後、ハニカム構造体下流に吸引治具を取り付け、ハニカム構造体下流である他方の開口端部側より吸引し余剰水分を取り除き、磁性体を含む材料を充填する。磁性体を含む材料を加熱処理する条件としては、温度８００～１２００℃、０．５～３時間で加熱することが好ましい。
　アルミナやシリカを主成分とする接着材料を用いる場合においては、スラリーをセル内に流し込む工程はハニカム成形、乾燥体の段階で行っても良い。この場合は、スラリーをハニカム構造体の第２のセル内に流し込んだ後、ハニカム構造体を乾燥した後、ハニカム構造体の焼成工程において、磁性体が接着材料に固定する工程が同時に行われる。シリカ又はアルミナは、乾燥により固化する効果を発現することが好ましい。
　また、上記金属やガラスを主成分とする結合材を添加する以外に、磁性体に予め金属又はガラスを主成分とする結合材をコートさせておいてもよい。また、磁性体粒子と結合材を含む複合粒子を形成する工程を設けてもよい。
　スラリーは、例えば、磁性体と、上記接着材料又は上記結合材と、有機バインダと、水又はアルコールとを混合することで得ることができる。さらに、スラリーに対して、更に、油脂と、界面活性剤と、を加えて、混合し、エマルジョン化してもよい。
１、４０　ハニカム構造体
２　金属管
３　制御部
４、１２４　コイル配線
５　固定部材
６、１２６　排気ガス浄化装置
１１　外周壁
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２、１１２　隔壁
１３　流入端面
１４　流出端面
１５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５、１１５　第１のセル
１６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６、１１６　第２のセル
１７、２７、３７、４７、５７、６７、７７、８７、９７、１０７、１１７　磁性体を含む材料
１８　触媒
４９、５９、６９、７９、８９、９９、１０９、１１９　目封止部
１２０　排気システム
１２１　排気管
１２２　排気消音マフラー
１２５　保持マット

Claims (17)

  1. 　流体の流路となり、流体の流入側の端面である流入端面から流体の流出側の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、及び、
    　最外周に位置する外周壁、
    を有する柱状のハニカム構造体であって、
    　前記複数のセルが、
    　　複数の第１のセルと、
    　　断面積が前記第１のセルの断面積より小さい、複数の第２のセルと、
    を有し、
    　前記複数の第２のセルのそれぞれの内部が、磁性体を含む材料で充填されており、
    　前記複数の第２のセルが、それぞれ前記複数の第１のセルの少なくとも１つと隣接して配置されているハニカム構造体。
  2. 　前記複数の第１のセルが、それぞれ前記複数の第２のセルの少なくとも１つと隣接して配置されている請求項１に記載のハニカム構造体。
  3. 　前記複数の第１のセルが、それぞれ多角形の開口を有し、
    　前記複数の第２のセルが、それぞれ前記複数の第１のセルの多角形の開口の少なくとも１つの角部に隣接して配置されている請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
  4. 　前記複数の第１のセル及び前記複数の第２のセルの断面積の合計に対する前記複数の第２のセルの断面積の割合が１０％以下である請求項１～３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  5. 　前記複数の第１のセルと前記複数の第２のセルとが千鳥配置されている請求項１～４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  6. 　前記複数の第１のセルの等価水力直径が、前記複数の第２のセルの等価水力直径の２倍以上である請求項１～５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  7. 　前記複数の第１のセルの等価水力直径が、前記複数の第２のセルの等価水力直径の５倍以上である請求項６に記載のハニカム構造体。
  8. 　前記磁性体が、線状である請求項１～７のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  9. 　前記磁性体が、粒子状である請求項１～７のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  10. 　前記磁性体を含む材料が、さらにガラスを含む請求項１～９のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  11. 　前記隔壁及び外周壁がセラミックス材料で構成されている請求項１～１０のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  12. 　前記セラミックス材料がコージェライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、ムライト、及び、アルミナからなる群から選択される少なくとも１つである請求項１１に記載のハニカム構造体。
  13. 　前記複数の第１のセルは、前記流体の流入側が開口して前記流体の流出側の端面に目封止部を有する複数のセルＡと、前記セルＡとそれぞれ交互に配置され、前記流体の流出側が開口して前記流体の流入側の端面に目封止部を有する複数のセルＢとを含む請求項１～１２のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  14. 　前記複数の第２のセルの磁性体のキュリー点が７００℃以上である請求項１～１３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  15. 　前記複数の第１のセルの内壁を形成する前記多孔質の隔壁の表面に、三元触媒、酸化触媒、ＳＣＲ触媒、及び、ＬＮＴ触媒からなる群から選択される少なくとも１つの触媒を設けた請求項１～１４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  16. 　請求項１～１５のいずれか一項に記載のハニカム構造体と、
    　前記ハニカム構造体の外周を螺旋状に周回するコイル配線と、
    を有する排気ガス浄化装置。
  17. 　排気消音マフラーと、
    　前記排気消音マフラー内に設けられた、請求項１６に記載の排気ガス浄化装置と、
    　前記排気消音マフラー内に設けられた消音器と、
    を備えた排気システム。
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