特許 6012369 目封止ハニカム構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012369

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】目封止ハニカム構造体

(51)【国際特許分類】

   B01D 39/20 20060101AFI20161011BHJP

   C04B 38/00 20060101ALI20161011BHJP

   F01N 3/022 20060101ALI20161011BHJP

   B01D 46/00 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   B01D39/20 D

   C04B38/00 303Z

   F01N3/022 C

   B01D46/00 302

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-212315(P2012-212315)

(22)【出願日】2012年9月26日

(65)【公開番号】特開2014-64998(P2014-64998A)

(43)【公開日】2014年4月17日

【審査請求日】2015年5月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100089347

【弁理士】

【氏名又は名称】木川 幸治

(74)【代理人】

【識別番号】100154379

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(72)【発明者】

【氏名】山口 喬也

【審査官】 目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４９４４０５７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 国際公開第２０１１／１２５７７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／００４４９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１２５２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６７６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５０７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６４９９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ３９／００−４１／０４

Ｂ０１Ｄ４６／００−４６／５４

Ｂ０１Ｄ５３／８６−５３／９０

Ｂ０１Ｄ５３／７３

Ｂ０１Ｊ２１／００−３８／７４

Ｆ０１Ｎ３／００−３／３８

Ｆ０１Ｎ９／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の入口側となる入口端面から流体の出口側となる出口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を有するハニカム構造体と、所定のセルの前記入口端面側の開口端部及び残余のセルの前記出口端面側の開口端部を目封止する目封止部とを備え、
前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記セルの形状が九角形であり、
前記九角形が、正六角形の６つの頂点の内、当該正六角形の周方向において１つ置きに存在する３つの頂点と、当該３つの頂点を結ぶそれぞれの対角線と平行で、両端が残りの３つの頂点をそれぞれ形成する辺上に在る線分によって、前記残りの３つの頂点を含む角部が切断されることにより形成された６つの新たな頂点とを有する形状であり、
隣接するセル間において、前記新たな頂点と前記新たな頂点以外の頂点とを結ぶ辺同士が平行な状態で対向するように、前記複数のセルが配置されている目封止ハニカム構造体。

【請求項2】

前記線分のそれぞれが、前記残りの３つの頂点のそれぞれから前記線分の内で前記残りの３つの頂点のそれぞれに最も近い線分までの距離をａとし、前記残りの３つの頂点のそれぞれから前記対角線の内で前記残りの３つの頂点のそれぞれに最も近い対角線までの距離をｐとしたときに、下式（１）の関係を満たすものである請求項１に記載の目封止ハニカム構造体。
０．２ｐ≦ａ≦０．７ｐ ・・・（１）

【請求項3】

前記隔壁の厚さが、２０３〜５０８μｍである請求項１又は２に記載の目封止ハニカム構造体。

【請求項4】

ディーゼルパティキュレートフィルタとして使用される請求項１〜３の何れか一項に記載の目封止ハニカム構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関や各種の燃焼装置等から排出される排ガスに含まれるスス（スート）等の粒子状物質を捕集するためのフィルタとして使用される目封止ハニカム構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼルエンジン等の内燃機関や各種の燃焼装置等から排出される排ガスには、スス（スート）を主体とする粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））が、多量に含まれている。このＰＭがそのまま大気中に放出されると、環境汚染を引き起こすため、これら内燃機関や燃焼装置等の排気系には、ＰＭを捕集するためのフィルタ（例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタ）が搭載されている。

【0003】

一般に、このようなフィルタには、セラミック材料等からなるハニカム構造体と、目封止部とを備えた目封止ハニカム構造体が使用されている。ハニカム構造体は、目封止ハニカム構造体の主要部をなすものであり、流体（排ガス）の入口側となる入口端面から流体の出口側となる出口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を有する。そして、このハニカム構造体の所定のセルの入口端面側の開口端部及び残余のセルの出口端面側の開口端部を目封止部にて目封することにより目封止ハニカム構造体が構成される。

【0004】

このような目封止ハニカム構造体の入口端面から前記残余のセルにＰＭを含む排ガスを流入させると、排ガスは多孔質の隔壁を通過して隣接する前記所定のセルに流入し、その後、出口端面から排出される。そして、排ガスが多孔質の隔壁を通過する際にＰＭが隔壁上に捕集される。

【0005】

従来、目封止ハニカム構造体の主要部をなすハニカム構造体には、セルの長さ方向に垂直な断面におけるセルの形状（以下、単に「セル形状」と称する場合がある。）が四角形のものや、六角形のものが主に用いられている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４９４４０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

目封止ハニカム構造体を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いる場合、その目封止ハニカム構造体の主要部をなすハニカム構造体に求められる重要な特性として、昇温性、保温性及び強度が挙げられる。即ち、目封止ハニカム構造体を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いる場合、捕集したＰＭが隔壁上に堆積して行くにつれて隔壁の目詰まりが進行し、フィルタ性能が低下して行くため、この堆積したＰＭを燃焼除去する再生処理を定期的に行う必要がある。ここで、ＰＭを燃焼除去するためには、フィルタをＰＭの燃焼温度まで昇温させる必要があり、ハニカム構造体の昇温性は、この昇温を迅速に行うために重要な特性である。また、保温性は、フィルタがＰＭの燃焼温度まで昇温した後、その燃焼温度を維持するという観点から重要な特性である。また、通常、フィルタは、筒状の缶体内に収納（キャニング）した状態で、内燃機関や燃焼装置等の排気系に搭載されるが、この収納の際にハニカム構造体の外周面にかかる圧力により、ハニカム構造体が損傷することを防ぐため、強度も重要な特性である。

【0008】

しかしながら、ハニカム構造体の昇温性と保温性及び強度とは、トレードオフの関係にある。即ち、図６に示すような、セル形状が四角形のハニカム構造体３０や、図７に示すような、セル形状が六角形のハニカム構造体４０において、昇温性を高めようとすると、隔壁１４の厚さを薄くするなどして、熱容量を減少させる必要が有る。この場合、ハニカム構造体の昇温性は高くなるものの、熱容量の減少により、保温性が低下する。また、隔壁の厚さを薄くした場合、ハニカム構造体の強度は、当然、低下することになる。一方、これらハニカム構造体３０やハニカム構造体４０において、保温性及び強度を高めようとすると、隔壁１４の厚さを厚くするなどして、熱容量を増大させるとともに、隔壁１４自体の強度を向上させる必要が有る。この場合、ハニカム構造体の保温性及び強度は高くなるものの、熱容量の増大により、昇温性が低下する。

【0009】

よって、従来のセル形状が四角形や六角形のハニカム構造体を主要部とする目封止ハニカム構造体では、昇温性と保温性及び強度との両方を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして十分満足できるレベルまで高めることは困難であった。

【0010】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、昇温性と保温性及び強度とを、ＰＭを捕集するためのフィルタとして十分満足できるような高いレベルで両立可能な目封止ハニカム構造体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の目封止ハニカム構造体が提供される。

【0012】

［１］ 流体の入口側となる入口端面から流体の出口側となる出口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を有するハニカム構造体と、所定のセルの前記入口端面側の開口端部及び残余のセルの前記出口端面側の開口端部を目封止する目封止部とを備え、前記セルの延びる方向に垂直な断面における前記セルの形状が九角形であり、前記九角形が、正六角形の６つの頂点の内、当該正六角形の周方向において１つ置きに存在する３つの頂点と、「当該３つの頂点を結ぶそれぞれの対角線と平行で、両端が残りの３つの頂点をそれぞれ形成する辺上に在る線分」によって、前記残りの３つの頂点を含む角部が切断されることにより形成された６つの新たな頂点とを有する形状であり、隣接するセル間において、前記新たな頂点と前記新たな頂点以外の頂点とを結ぶ辺同士が平行な状態で対向するように、前記複数のセルが配置されている目封止ハニカム構造体。

【0013】

［２］ 前記線分のそれぞれが、前記残りの３つの頂点のそれぞれから前記線分の内で前記残りの３つの頂点のそれぞれに最も近い線分までの距離をａとし、前記残りの３つの頂点のそれぞれから前記対角線の内で前記残りの３つの頂点のそれぞれに最も近い対角線までの距離をｐとしたときに、下式（１）の関係を満たすものである［１］に記載の目封止ハニカム構造体。
０．２ｐ≦ａ≦０．７ｐ ・・・（１）

【0014】

［３］ 前記隔壁の厚さが、２０３〜５０８μｍである［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体。

【0015】

［４］ ディーゼルパティキュレートフィルタとして使用される［１］〜［３］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体。

【発明の効果】

【0016】

本発明の目封止ハニカム構造体は、高い昇温性と高い保温性及び強度とを両立することができる。よって、本発明の目封止ハニカム構造体を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いた場合、再生処理時に迅速にＰＭの燃焼温度まで昇温させることができるとともに、そのＰＭの燃焼温度の維持が容易であり、高い再生効率を発揮する。また、キャニング時の損傷も生じ難い。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の目封止ハニカム構造体の一の実施形態において使用されているハニカム構造体の、セルの延びる方向に垂直な断面の一部を示す部分断面図である。

【図2】本発明の目封止ハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す断面図である。

【図3】本発明の目封止ハニカム構造体の一の実施形態の、端面の一部を示す部分平面図である。

【図4】本発明の目封止ハニカム構造体のセル形状を説明するための模式図である。

【図5】実施例における昇温性及び保温性の評価方法を説明するためのグラフである。

【図6】従来の目封止ハニカム構造体に使用されている、セル形状が四角形のハニカム構造体の、セルの延びる方向に垂直な断面の一部を示す部分断面図である。

【図7】従来の目封止ハニカム構造体に使用されている、セル形状が六角形のハニカム構造体の、セルの延びる方向に垂直な断面の一部を示す部分断面図である。

【図8】比較例１，３，５，７の目封止ハニカム構造体の端面の一部を示す部分平面図である。

【図9】比較例２，４，６，８の目封止ハニカム構造体の端面の一部を示す部分平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

【0019】

（１）目封止ハニカム構造体：
図１は、本発明の目封止ハニカム構造体の一の実施形態において使用されているハニカム構造体の、セルの延びる方向に垂直な断面の一部を示す部分断面図である。図２は、本発明の目封止ハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す断面図である。図３は、本発明の目封止ハニカム構造体の一の実施形態の、端面の一部を示す部分平面図である。図４は、本発明の目封止ハニカム構造体のセル形状を説明するための模式図である。

【0020】

本発明の目封止ハニカム構造体２０は、図２に示すように、流体（排ガス）の入口側となる入口端面１１から流体の出口側となる出口端面１２まで延びる複数のセル１３を区画形成する多孔質の隔壁１４を有するハニカム構造体１０を備える。また、このハニカム構造体１０の所定のセルの入口端面１１側の開口端部及び残余のセルの出口端面１２側の開口端部を目封止する目封止部２１を備える。セル１３は、入口端面１１側の開口端部と出口端面１２側の開口端部との内の何れか一方の開口端部のみが目封止されている。即ち、前記所定のセルは、入口端面１１側の開口端部のみが、目封止部２１によって目封止されており、出口端面１２側の開口端部は目封止されていない。一方、前記残余のセルは、出口端面１２側の開口端部のみが、目封止部２１によって目封止されており、入口端面１１側の開口端部は目封止されていない。

【0021】

このような目封止ハニカム構造体２０の入口端面１１から前記残余のセルにＰＭを含む排ガスを流入させると、排ガスは多孔質の隔壁１４を通過して隣接する前記所定のセルに流入し、その後、出口端面から排出される。そして、排ガスが多孔質の隔壁１４を通過する際にＰＭが隔壁１４上に捕集される。

【0022】

尚、目封止部２１の配置の仕方は、特に限定されないが、図３に示すよう、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図３の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されていることが好ましい。

【0023】

本発明の目封止ハニカム構造体２０に使用されるハニカム構造体１０は、セル形状が特定の九角形であることを、その主要な特徴とする。この九角形の具体的な形状は、次のようにして特定される。まず、図４に示すように、正六角形の６つの頂点の内、その正六角形の周方向において１つ置きに存在する３つの頂点１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）を結ぶ対角線４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）を引く。そして、それぞれの対角線４と平行で、その両端が残りの３つの頂点２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）をそれぞれ形成する辺上に在る線分５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）によって、残りの３つの頂点２をそれぞれ含む角部６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ）を切断する。ここで、「角部」とは、残りの３つの頂点２及び残りの３つの頂点２をそれぞれ形成する辺の一部（図４の点線部分）である。

【0024】

こうして角部６を切断することにより、６つの新たな頂点３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ）が形成される。その結果、前記３つの頂点１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）と、前記６つの新たな頂点３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ）とを有する形状の九角形である、ハニカム構造体１０のセル形状が得られる。尚、新たな頂点３は、角部６の切断後における、残りの３つの頂点２をそれぞれ形成していた辺の一部（角部６の切断後に残った部分）と、線分５によって形成される。即ち、前記のようにして得られる九角形の９本の辺の内、３本の辺は、線分５である。

【0025】

ハニカム構造体１０においては、図１に示すように、隣接するセル１３，１３間において、前記のような九角形の新たな頂点３と新たな頂点以外の頂点１とを結ぶ辺同士が平行な状態で対向するように、複数のセル１３が配置されている。尚、この対向する辺と辺との間の部分が、ハニカム構造体１０の隔壁１４となる。前記のような九角形のセル形状を有する複数のセル１３が、このように配置されることより、図１の矢印方向において、２種類の大きさの異なる隔壁の交点部１６，１７が交互に形成された状態となる。即ち、本発明のハニカム構造体は、小さな隔壁の交点部１６と、大きな隔壁の交点部１７とを併せ持つ。

【0026】

一方、図６に示すような、従来の目封止ハニカム構造体に用いられているセル形状が四角形のハニカム構造体３０は、大きさが一定である小さな隔壁の交点部３６しか持たない。また、同様に、図７に示すような、従来の目封止ハニカム構造体に用いられているセル形状が六角形のハニカム構造体４０も、大きさが一定である小さな隔壁の交点部４６しか持たない。

【0027】

このため、材質、体積（セル部分も含む全体積）、セル密度、隔壁の厚さ等が同等である場合、大きな隔壁の交点部を持つハニカム構造体１０は、小さな隔壁の交点部しか持たないハニカム構造体３０やハニカム構造体４０よりも、熱容量が大きくなる。また、ハニカム構造体１０は、ハニカム構造体３０やハニカム構造体４０には存在しないような厚肉の部分（大きな隔壁の交点部１７）を有する。よって、ハニカム構造体１０は、ハニカム構造体３０やハニカム構造体４０よりも、高い保温性及び強度を発現する。

【0028】

尚、ハニカム構造体１０において、大きな隔壁の交点部１７の数は、ハニカム構造体１０の全ての隔壁の交点部の数の約半数であり、残りの約半数は、小さな隔壁の交点部１６である。また、ハニカム構造体１０において、厚肉の部分は、大きな隔壁の交点部１７のみであり、隔壁１４自体は厚肉ではない。このため、ハニカム構造体１０は、熱容量が過剰に大きくなることはない。よって、ハニカム構造体１０は、セル形状が四角形のハニカム構造体３０やセル形状が六角形のハニカム構造体４０に対し、高い保温性及び強度を発現する一方で、昇温性が大きく劣るということはない。即ち、材質、体積（セル部分も含む全体積）、セル密度、隔壁の厚さ等が同等である場合、ハニカム構造体１０の昇温性は、セル形状が四角形のハニカム構造体３０やセル形状が六角形のハニカム構造体４０の昇温性と同等か若干劣る程度である。

【0029】

以上のことから、ハニカム構造体１０は、高い昇温性と高い保温性及び強度とを両立することができる。したがって、本発明の目封止ハニカム構造体２０を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いた場合、その主要部をなすハニカム構造体１０の高い昇温性により、再生処理時に、フィルタを迅速にＰＭの燃焼温度まで昇温させることができる。また、ハニカム構造体１０の高い保温性により、フィルタをＰＭの燃焼温度まで昇温させた後、その燃焼温度を維持することが容易である。更に、ハニカム構造体１０の高い強度により、キャニング時の損傷が生じ難い。

【0030】

本発明の目封止ハニカム構造体２０に使用するハニカム構造体１０においては、前述のセル形状の特定の際の線分５が、所定の条件を満たすものであることが好ましい。この所定の条件とは、図４に示すように、残りの３つの頂点２から線分５までの距離をａとし、残りの３つの頂点２から対角線４までの距離をｐとしたときに、下式（１）の関係を満たすような条件である。
０．２ｐ≦ａ≦０．７ｐ ・・・（１）

【0031】

このような条件を満たす線分５で、角部６が切断されることにより得られる九角形を、ハニカム構造体１０のセル形状とすると、ハニカム構造体１０の昇温性と保温性及び強度とを、バランス良く、高いレベルで両立することができる。尚、ａが０．２ｐより小さいと、セル形状が四角形や六角形のハニカム構造体に対する、保温性及び強度の優位性が十分に発揮されない場合がある。また、ａが０．７ｐより大きいと、昇温性が不十分となる場合がある。

【0032】

本発明において、ハニカム構造体１０の隔壁１４の厚さは、２０３〜５０８μｍであることが好ましく、２５４〜４３２μｍであることが更に好ましい。隔壁１４の厚さをこのような範囲にすることにより、昇温性と保温性及び強度とを、バランスが良く両立することが容易となる。また、本発明の目封止ハニカム構造体２０を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いた際の圧力損失の過剰な上昇を抑制できる。隔壁１４の厚さが２０３μｍより薄いと、ハニカム構造体１０の保温性及び強度が不十分となることがある。また、隔壁１４の厚さが５０８μｍより厚いと、ハニカム構造体１０の昇温性が不十分となったり、本発明の目封止ハニカム構造体２０を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いた際に、圧力損失が大きくなり過ぎたりすることがある。

【0033】

ハニカム構造体１０のセル密度は、１４０〜５４３セル／ｃｍ^２であることが好ましく、１５５〜４６５セル／ｃｍ^２であることが更に好ましい。セル密度をこのような範囲にすることにより、本発明の目封止ハニカム構造体２０を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いた際の圧力損失の過剰な上昇を抑えつつ、高いフィルタ性能を発揮させることができる。セル密度が１４０セル／ｃｍ^２より低いと、ＰＭを捕集する隔壁の面積が小さくなり過ぎることがある。また、セル密度が５４３セル／ｃｍ^２より高いと、本発明の目封止ハニカム構造体２０を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いた際に、圧力損失が大きくなり過ぎることがある。

【0034】

ハニカム構造体１０の開口率は、２０〜５５％であることが好ましく、２５〜５０％であることが更に好ましい。開口率が２０％より低いと、本発明の目封止ハニカム構造体２０を、ＰＭを捕集するためのフィルタとして用いた際の圧力損失が大きくなり過ぎることがある。また、開口率が５５％より高いと、ハニカム構造体１０の保温性及び強度が不十分となることがある。尚、ここで言う「開口率」とは、ハニカム構造体の長さ方向に垂直な断面の全面積（セルの断面積も含めた面積）に対するセルの断面積の割合を意味する。

【0035】

ハニカム構造体１０の形状は特に限定されず、例えば、底面が円形の筒状（円筒形状）、底面がオーバル形状の筒状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の筒状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体１０の大きさも特に限定されず、排ガス浄化用触媒の触媒担体として用いた場合において、必要とされる浄化性能を満たし得る大きさを適宜選択することができる。

【0036】

ハニカム構造体１０を構成する材料としては、セラミックスを主成分とする材料、又は焼結金属等を好適例として挙げることができる。また、ハニカム構造体が、セラミックスを主成分とする材料からなるものである場合、そのセラミックスとしては、炭化珪素、コージェライト、アルミナタイタネート、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、シリカ若しくはゼオライト等又はこれらを組み合わせたものを好適例として挙げることができる。

【0037】

目封止部２１を構成する材料には、ハニカム構造体１０を構成する材料と同じ材料を用いることが好ましい。そうすることにより、ハニカム構造体１０と目封止部２１との熱膨張差を小さくすることができ、ハニカム構造体１０と目封止部２１との間に生じる熱応力を緩和することができる。

【0038】

本発明の目封止ハニカム構造体は、ディーゼルエンジン等の内燃機関や各種の燃焼装置等から排出される排ガスに含まれるスス（スート）等のＰＭを捕集するためのフィルタ等として、使用することができる。特に、ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれるＰＭを捕集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、好適に使用することができる。

【0039】

（２）目封止ハニカム構造体の製造方法：
本発明の目封止ハニカム構造体は、最初にハニカム構造体（目封止部の無いハニカム構造体）を作製し、そのハニカム構造体の各セルの一方の開口端部（入口端面側又は出口端面側の開口端部）に目封止部を形成することにより製造することができる。

【0040】

ハニカム構造体は、基本的に、従来公知のハニカム構造体の作製方法と同様の作製方法により作製することができる。即ち、前記のような九角形のセル形状に対応した形状の成形用口金を使用する以外は、従来公知のハニカム構造体の作製方法と同様に、押出成形法等により、ハニカム状の成形体（ハニカム成形体）を得、これを乾燥、焼成することにより作製することができる。

【0041】

ハニカム成形体の成形原料は、主成分となるセラミックス等の粉末に、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して作製する。

【0042】

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。バインダの含有量は、主成分となるセラミックス等の粉末の質量を１００質量部としたときに、２．０〜１０．０質量部であることが好ましい。

【0043】

水の含有量は、主成分となるセラミックス等の粉末の質量を１００質量部としたときに、２０〜６０質量部であることが好ましい。

【0044】

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。界面活性剤の含有量は、主成分となるセラミックス等の粉末の質量を１００質量部としたときに、０．１〜２．０質量部であることが好ましい。

【0045】

造孔材としては、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を用いることができる。造孔材の含有量は、主成分となるセラミックス等の質量を１００質量部としたときに、０．５〜１０．０質量部であることが好ましい。

【0046】

成形原料は、ニーダー、真空土練機等で混練することにより坏土となり、この坏土を用いて、押出成形法等により、ハニカム成形体を成形する。

【0047】

ハニカム成形体の乾燥方法は特に限定されず、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式の乾燥方法や、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式の乾燥方法を用いることができる。電磁波加熱方式の乾燥方法で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式の乾燥方法により乾燥させるようにしてもよい。

【0048】

乾燥後のハニカム成形体（ハニカム乾燥体）の焼成は、電気炉、ガス炉等を用いて行う。焼成雰囲気、焼成温度、焼成時間等の焼成条件は、ハニカム乾燥体の構成材料等に応じて適宜決定することができる。尚、焼成は、セルの開口端部に目封止部を形成した後で、目封止部の焼成と一緒に行うようにしてもよい。

【0049】

セルの開口端部に目封止部を形成する方法にも、従来公知の方法を用いることができる。具体的な方法の一例としては、まず、前記のような方法で作製したハニカム構造体の端面にシートを貼り付ける。次いで、このシートの、目封止部を形成しようとするセルに対応した位置に穴を開ける。次に、このシートを貼り付けたままの状態で、目封止部の構成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、ハニカム構造体の端面を浸漬し、シートに開けた孔を通じて、目封止しようとするセルの開口端部内に目封止用スラリーを充填する。こうして充填した目封止用スラリーを乾燥した後、焼成して硬化させるより、目封止部が形成される。

【実施例】

【0050】

以下、本発明を実施例により更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何ら限定されるものではない。

【0051】

（実施例１〜９）
コージェライト化原料１００質量部に対し、造孔剤として発泡樹脂を５．０質量部、バインダとしてメチルセルロースを５．０質量部、界面活性剤としてエチレングリコールを１．０質量部、分散媒として水を４０質量部加えて混練することにより杯土を調製した。ここで、「コージェライト化原料」とは、焼成によりコージェライトとなる原料を意味する。本実施例では、コージェライト化原料として、タルク４１質量％、カオリン１９質量％、アルミニウム酸化物２５質量％、及びシリカ１５質量％を混合したものを使用した。こうして調製した坏土を、真空脱気した後、図１に示すような九角形のセル形状が得られる成形用口金を用いて押出成形することによりハニカム成形体を得た。次に、得られたハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させて、ハニカム乾燥体とした。

【0052】

次いで、ハニカム乾燥体の各セルの一方の開口端部に、目封止部を形成した。目封止部の形成は、図３に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図３の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。目封止部の形成方法としては、まず、ハニカム乾燥体の端面にシートを貼り付け、このシートの、目封止部を形成しようとするセルに対応した位置に穴を開けた。続いて、このシートを貼り付けたままの状態で、目封止部の構成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、ハニカム乾燥体の端面を浸漬し、シートに開けた孔を通じて、目封止しようとするセルの開口端部内に目封止用スラリーを充填した。尚、目封止部の構成材料には、コージェライト化原料を用いた。

【0053】

こうして、セルの開口端部内に充填した目封止用スラリーを乾燥した後、このハニカム乾燥体を、最高温度１４００〜１４３０℃の温度範囲で焼成することにより、セル形状が九角形で、図４に示す距離ａの値がそれぞれ表１に示す値となるような、実施例１〜９の目封止ハニカム構造体を得た。尚、表１に示すように、体積（セル部分も含む全体積）、隔壁の厚さ及びセル密度は、実施例１〜９のハニカム構造体の何れにおいても同一である。

【0054】

（比較例１）
図６に示すような四角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が四角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１〜９の目封止ハニカム構造体と同一である比較例１の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図８に示すように、開口端部に目封止部２１が形成されたセル１３と、開口端部に目封止部２１が形成されていないセル１３とによって、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）が、市松模様を呈するように行った。

【0055】

（比較例２）
図７に示すような六角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が六角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１〜９の目封止ハニカム構造体と同一である比較例２の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図９に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図９の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。

【0056】

（評価）
実施例１〜９並びに比較例１及び２の目封止ハニカム構造体について、下記の方法で、昇温性、保温性及び強度の評価を行い、その結果を表１に示した。

【0057】

［昇温性及び保温性の評価方法］
昇温性及び保温性の評価方法を、図５を参照して説明する。まず、ディーゼル燃料の燃焼により発生させたススを含む排ガスを、目封止ハニカム構造体の入口端面より流入させ、出口端面より流出させることにより、目封止ハニカム構造体内に１０ｇ／Ｌ（目封止ハニカム構造体の体積１リットル当り１０ｇ）のススを堆積させた。次いで、一旦、室温（２５℃）まで冷却した目封止ハニカム構造体に、加熱空気を一定流量で流して、目封止ハニカム構造体を昇温させた。こうして、目封止ハニカム構造体を昇温させ、目封止ハニカム構造体の温度が５５０℃に達した時点から３０分間その温度をキープした後、今度は、室温（２５℃）の空気を一定流量で流して、ハニカム構造体の温度を室温まで降温させた。そして、目封止ハニカム構造体が、昇温時に５５０℃に達した時間Ｔを測定するとともに、目封止ハニカム構造体の降温後のススの再生効率を求めた。尚、Ｔは、目封止ハニカム構造体に、加熱空気を流し始めた時点から測定した時間である。このＴが短い程、昇温性が高いと言える。また、再生効率は、目封止ハニカム構造体の昇温前に、目封止ハニカム構造体内に堆積させたススの量（Ａ）と、目封止ハニカム構造体の降温後に目封止ハニカム構造体内に残存していたススの量（Ｂ）とから、下式（２）により求められる値である。この再生効率は、目封止ハニカム構造体の降温時の降温速度が遅く、ススの燃焼温度（５３０℃）以上の温度がより長く保たれる程、高くなる。よって、再生効率が高い程、保温性が高いと言える。
再生効率（％）＝｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝×１００ ・・・（２）

【0058】

［強度の評価方法］
フレキシブルチューブ内に目封止ハニカム構造体を挿入して、水圧による均等圧を掛け、部分破壊を生じた圧力を測定し、これを目封止ハニカム構造体のアイソスタティック強度とした。尚、測定結果は、比較例２の目封止ハニカム構造体についての測定値を１．０として、相対表示した。

【0059】

【表1】

【0060】

（考察）
表１に示すとおり、セル形状が特定の九角形である実施例１〜９の内、実施例２〜９は、セル形状が四角形である比較例１やセル形状が六角形である比較例２よりも高い再生効率（保温性）が得られた。実施例１は、セル形状が六角形である比較例２よりも再生効率が高く、また、セル形状が四角形である比較例１と比べて、昇温性が高く、再生効率は若干低いものの、ほぼ同等であった。また、表１に示す結果から、実施例１〜９の内、特に距離ａの値が下式（１）を満たしている実施例２〜７の昇温性は、セル形状が四角形である比較例１やセル形状が六角形である比較例２の昇温性と比べても大きな差がない（Ｔの差が１０秒以内）ことがわかる。また、これら実施例２〜７の保温性は、セル形状が四角形である比較例１やセル形状が六角形である比較例２の保温性よりも高いことがわかる。更に、これら実施例２〜７の強度は、セル形状が六角形である比較例２の強度と比べて、同等以上であることがわかる。

【0061】

（実施例１０）
実施例１〜９と同様にして、セル形状が九角形で、図４に示す距離ａの値が０．５ｐであり、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、表２に示す値である実施例１０の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図３に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図３の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。

【0062】

（比較例３）
図６に示すような四角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が四角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１０の目封止ハニカム構造体と同一である比較例３の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図８に示すように、開口端部に目封止部２１が形成されたセル１３と、開口端部に目封止部２１が形成されていないセル１３とによって、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）が、市松模様を呈するように行った。

【0063】

（比較例４）
図７に示すような六角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が六角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１０の目封止ハニカム構造体と同一である比較例２の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図９に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図９の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。

【0064】

（評価）
実施例１０並びに比較例３及び４の目封止ハニカム構造体について、前記の方法で、昇温性、保温性及び強度の評価を行い、その結果を表２に示した。但し、アイソスタティック強度の測定結果は、比較例４の目封止ハニカム構造体についての測定値を１．０として、相対表示した。

【0065】

【表2】

【0066】

（考察）
表２に示す結果から、実施例１０の昇温性は、セル形状が四角形である比較例３やセル形状が六角形である比較例４の昇温性と比べても大きな差がない（Ｔの差が１０秒以内）ことがわかる。また、実施例１０の保温性は、セル形状が四角形である比較例３及びセル形状が六角形である比較例４の保温性よりも高いことがわかる。更に、実施例１０の強度は、セル形状が四角形である比較例３及びセル形状が六角形である比較例４の強度よりも高いことがわかる。

【0067】

（実施例１１）
実施例１〜９と同様にして、セル形状が九角形で、図４に示す距離ａの値が０．５ｐであり、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、表３に示す値である実施例１１の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図３に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図３の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。

【0068】

（比較例５）
図６に示すような四角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が四角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１１の目封止ハニカム構造体と同一である比較例５の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図８に示すように、開口端部に目封止部２１が形成されたセル１３と、開口端部に目封止部２１が形成されていないセル１３とによって、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）が、市松模様を呈するように行った。

【0069】

（比較例６）
図７に示すような六角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が六角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１１の目封止ハニカム構造体と同一である比較例６の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図９に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図９の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。

【0070】

（評価）
実施例１１並びに比較例５及び６の目封止ハニカム構造体について、前記の方法で、昇温性、保温性及び強度の評価を行い、その結果を表３に示した。但し、アイソスタティック強度の測定結果は、比較例６の目封止ハニカム構造体についての測定値を１．０として、相対表示した。

【0071】

【表3】

【0072】

（考察）
表３に示す結果から、実施例１１の昇温性は、セル形状が四角形である比較例５やセル形状が六角形である比較例６の昇温性と比べても大きな差がない（Ｔの差が１０秒以内）ことがわかる。また、実施例１１の保温性は、セル形状が四角形である比較例５及びセル形状が六角形である比較例６の保温性よりも高いことがわかる。更に、実施例１１の強度は、セル形状が四角形である比較例５及びセル形状が六角形である比較例６の強度よりも高いことがわかる。

【0073】

（実施例１２）
実施例１〜９と同様にして、セル形状が九角形で、図４に示す距離ａの値が０．５ｐであり、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、表４に示す値である実施例１２の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図３に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図３の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。

【0074】

（比較例７）
図６に示すような四角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が四角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１２の目封止ハニカム構造体と同一である比較例７の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図８に示すように、開口端部に目封止部２１が形成されたセル１３と、開口端部に目封止部２１が形成されていないセル１３とによって、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）が、市松模様を呈するように行った。

【0075】

（比較例８）
図７に示すような六角形のセル形状が得られる成形用口金を用いた以外は、実施例１〜９と同様にして、セル形状が六角形で、体積、隔壁の厚さ及びセル密度が、実施例１２の目封止ハニカム構造体と同一である比較例８の目封止ハニカム構造体を得た。尚、目封止部の形成は、図９に示すように、ハニカム構造体の各端面（入口端面及び出口端面）上の一定方向（図９の矢印方向）において、セル１３の開口端部が、目封止部２１によって１つ置きに目封止されるように行った。

【0076】

（評価）
実施例１２並びに比較例７及び８の目封止ハニカム構造体について、前記の方法で、昇温性、保温性及び強度の評価を行い、その結果を表４に示した。但し、アイソスタティック強度の測定結果は、比較例８の目封止ハニカム構造体についての測定値を１．０として、相対表示した。

【0077】

【表4】

【0078】

（考察）
表４に示す結果から、実施例１２の昇温性は、セル形状が四角形である比較例７やセル形状が六角形である比較例８の昇温性と比べても大きな差がない（Ｔの差が１０秒以内）ことがわかる。また、実施例１２の保温性は、セル形状が四角形である比較例７及びセル形状が六角形である比較例８の保温性よりも高いことがわかる。更に、実施例１２の強度は、セル形状が四角形である比較例７及びセル形状が六角形である比較例８の強度よりも高いことがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明は、自動車等の排ガスを浄化するために使用される排ガス浄化用触媒又はその触媒担体として、好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0080】

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）：頂点、２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）：頂点、３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ）：頂点、４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）：対角線、５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）：線分、６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ）：角部、１０：ハニカム構造体、１１：入口端面、１２：出口端面、１３：セル、１４：隔壁、１６：交点部、１７：交点部、２０：目封止ハニカム構造体、２１：目封止部、３０：ハニカム構造体、３６：交点部、４０：ハニカム構造体、４６：交点部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】