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特開2022-70919長方形出口ハニカム構造、微粒子フィルタ、押出ダイ、およびそれらの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022070919
(43)【公開日】2022-05-13
(54)【発明の名称】長方形出口ハニカム構造、微粒子フィルタ、押出ダイ、およびそれらの製造方法
(51)【国際特許分類】
B01D 46/00 20220101AFI20220506BHJP
B01D 39/20 20060101ALI20220506BHJP
F01N 3/022 20060101ALI20220506BHJP
【ＦＩ】
B01D46/00 302
B01D39/20 D
F01N3/022 C
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022017090
(22)【出願日】2022-02-07
(62)【分割の表示】P 2018555212の分割
【原出願日】2017-04-24
(31)【優先権主張番号】62/326,384
(32)【優先日】2016-04-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/452,765
(32)【優先日】2017-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】ダグラス モンロー ビール
(72)【発明者】
【氏名】スゥハオ ホー
(72)【発明者】
【氏名】アヒム カール－エリック ハイベル
(72)【発明者】
【氏名】ケネス リチャード ミラー
(72)【発明者】
【氏名】プシュカー タンドン
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィッド ジョン トンプソン
(57)【要約】 （修正有）
【課題】圧力損失性能および煤煙負荷の圧力損失性能が優れた微粒子フィルタを提供する。
【解決手段】複数の入口チャネルおよび出口チャネルをそれぞれ画定している入口セルおよび出口セル５０２’を含む、相互接続された多孔質壁５０３のマトリクスのハニカム構造５００を有する微粒子フィルタであって、出口セルのうちの少なくとも一部が入口セルのいずれかよりも大きく、出口チャネルの少なくともいくつかの断面形状が長方形である微粒子フィルタである。
【選択図】図５Ａ
【解決手段】複数の入口チャネルおよび出口チャネルをそれぞれ画定している入口セルおよび出口セル５０２’を含む、相互接続された多孔質壁５０３のマトリクスのハニカム構造５００を有する微粒子フィルタであって、出口セルのうちの少なくとも一部が入口セルのいずれかよりも大きく、出口チャネルの少なくともいくつかの断面形状が長方形である微粒子フィルタである。
【選択図】図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
微粒子フィルタであって、
ハニカム構造であって、該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含む、ハニカム構造を含み、該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、該出口チャネルの少なくとも一部は、いずれの入口チャネルよりも断面積が大きく、
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、
前記反復構造単位の各々が、非正方長方形の形状の断面を有するそれぞれの出口チャネルを画定している壁の群と、該それぞれの出口チャネルに当接している入口チャネルを画定している壁の群とを含み、
前記反復構造単位の各々が、出口を画定している一組の壁を有する互いに接続している壁の群と、該出口を画定している一組の壁以外であって、対応する出口セルの角の間の中間位置のＴ字交点で、該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している少なくとも１つの壁とを含む、微粒子フィルタ。
ハニカム構造であって、該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含む、ハニカム構造を含み、該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、該出口チャネルの少なくとも一部は、いずれの入口チャネルよりも断面積が大きく、
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、
前記反復構造単位の各々が、非正方長方形の形状の断面を有するそれぞれの出口チャネルを画定している壁の群と、該それぞれの出口チャネルに当接している入口チャネルを画定している壁の群とを含み、
前記反復構造単位の各々が、出口を画定している一組の壁を有する互いに接続している壁の群と、該出口を画定している一組の壁以外であって、対応する出口セルの角の間の中間位置のＴ字交点で、該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している少なくとも１つの壁とを含む、微粒子フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
本出願は、２０１６年４月２２日出願の米国仮出願第６２／３２６，３８４号、および２０１７年１月３１日出願の米国仮出願第６２／４５２，７６５号の優先権を主張するものであり、これらの内容は、参照に依拠し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
本明細書は、閉塞されたハニカム構造を含むフィルタなどの微粒子フィルタと、例えば、エンジン排気流からなどの流体流から粒子をフィルタリングするために使用される、多孔質セラミック壁からなるハニカム構造と、に関する。
【背景技術】
【0003】
閉塞された多孔質セラミックハニカムフィルタなどのフィルタ、例えばディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）は、排気後処理システムで使用されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示は、ハニカム体が、エンジン排気流などの流体流から粒子をフィルタリングするのに使用されるものなどの、多孔質セラミック壁からなるハニカム構造を含む、閉塞されたハニカム構造、または閉塞されたハニカム構造体を含むフィルタなどの微粒子フィルタであるように、栓を含み得るハニカム構造を含む物体、すなわちハニカム構造体もしくはハニカム体に関する。ハニカム構造体のハニカム構造は、互いに対して、セルの複数のサブセットを識別することができる関係で配設された多孔質壁からなるセルのマトリクスを備え、セルの壁は、チャネルを画定しており、選択された閉塞パターンによって閉塞されている場合があるか、または閉塞されており、セルの選択サブセット（単数または複数）は、本明細書で反復構造単位と称される（そうでない場合は、本明細書で反復ブロック、反復単位、または単位ブロックと称される）。セル壁は、２個以上のセルの共有境界壁として機能することができる。セル壁および栓は、セルチャネル、すなわち入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、反復構造単位は、反復セルパターン、すなわち反復構造単位（すなわち、構造壁に焦点を合わせた場合）および／または反復チャネル単位（すなわち、チャネルに焦点を合わせた場合）を含むことを特徴とすることができる。チャネルは、流体バイオメトリック流、栓の存在、微粒子負荷、およびセル壁構造などの所与の適切な条件を所与として、流体流（例えば、ガスおよび微粒子からなり得る排気ガス流）を可能にするように適合されている。
【0005】
したがって、ハニカム構造は、複数の反復単位が壁の単一のアレイから構成されているか否かに関わらず、またはハニカム構造の一部が、セルのより大きいマトリクスもしくはセルの群を形成するように一緒に接合された、より小さい構成要素もしくはセグメントの集合体であるか否かに関わらず、識別可能な複数の反復構造単位（もしくは複数の反復セルパターン）、または複数の反復単位（もしくは複数の反復セルパターン）を含む組み合わせ構造を備える。一組の実施形態では、交差壁は、コーディエライト、コーディエライトマグネシウムチタン酸アルミニウム、ムライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、およびこれらの組み合わせなどの多孔質セラミック材料からなる。
【0006】
一態様では、本開示は、入口セルに対する出口セルおよび関連するチャネルの大きい比率を含む一方で、良好な圧力損失性能（きれいな状態と煤煙負荷の両方）のために入口セルまたは入口チャネルと比較して大きい水力直径を有する一部の出口セルまたは出口チャネルも含むハニカム構造からなる微粒子フィルタに関する。微粒子フィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造は、良好なきれいな状態の圧力損失性能および良好な煤煙負荷の圧力損失性能を提供するために、出口チャネルに隣接する入口セル（または入口チャネル）表面の相対的に大きい割合も有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示する微粒子フィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造は、良好な灰燼貯蔵と低い圧力損失の両方を提供する。
【0007】
別の態様では、ハニカム構造を提供し、このハニカム構造は、ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含み、マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、出口チャネルの少なくとも一部は、いずれの入口チャネルよりも断面積が大きく、出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む。
【0008】
別の態様では、押出ダイを提供する。押出ダイは、部分的溝タイプを含む交差溝のマトリクスを含むダイ本体の出口面を含み、このマトリクスは、ダイ反復単位を画定し、部分的溝タイプは、出口面を完全に横切っては延在せず、ダイ反復単位は、第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピンを含み、第１のダイピンタイプは、断面積が第２のダイピンタイプよりも大きく、かつ長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する長方形の形状の断面を含み、Ｌｏは、Ｗｏよりも長く、部分的溝タイプの溝は、第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点で終端し、第２のダイピンタイプは、長さＬｏの第１の側部の長さの半分未満の側部長さＬｉを含む。
【0009】
さらに別の態様では、ハニカム構造を含むハニカム体を製造する方法を提供する。本方法は、押出ダイを提供するステップを含み、押出ダイは、部分的溝タイプを含む交差溝のマトリクスを含むダイ本体の出口面を含み、このマトリクスは、ダイ反復単位を画定し、部分的溝タイプは、出口面を完全に横切っては延在せず、ダイ反復単位は、第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピンを含み、第１のダイピンタイプは、断面積が第２のダイピンタイプよりも大きく、かつ長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する長方形の形状の断面を含み、Ｌｏは、Ｗｏよりも長く、部分的溝タイプの溝は、第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点で終端し、第２のダイピンタイプは、長さＬｏの第１の側部の長さの半分未満の側部長さＬｉを含み、本方法はまた交差溝のマトリクスを通して、バッチ混合物を押し出して、素地を形成するステップと、ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含む、ハニカム構造を含む本体を形成するために素地を加熱および焼成するステップを含み、マトリクスは、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、該出口チャネルの少なくとも一部は、断面積が入口チャネルのいずれかよりも大きく、出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む。
【0010】
追加の特徴および利点は、この後に続く発明を実施するための形態に記載され、この説明から当業者には容易に部分的には明らかになるか、またはこの後に続く発明を実施するための形態を含む、本明細書に記載される実施形態、特許請求の範囲、および添付の図面を実践することにより認められるであろう。
【0011】
前述の説明と、以下の発明を実施するための形態の両方が、様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の本質および特質を理解するための概説および枠組みを提供することを意図することを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態の更なる理解を提供するために含め、本明細書内に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本明細書に記載する様々な実施形態を例示し、説明と一緒に、特許請求される主題の原理および操作を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】正方形セルアレイ構造、もしくはマトリクスを有する閉塞パターン、または等しい大きさの入口セルおよび出口セル（出口セルの栓は、陰影をつけて示す）を有する壁のウェブを有する微粒子フィルタの既知のハニカム構造の代表的な部分を図式的に描写および例示する。
【図2A】正方形セルアレイ構造、もしくはマトリクスを有する既知の閉塞パターンに配設された栓、またはより大きい入口セルおよびより小さい出口セル（出口セルの栓は、陰影をつけて示す）の非対称設計の壁のウェブを有する微粒子フィルタのハニカム構造の代表的な部分を図式的に描写および例示する。
【図3A】出口セル（陰影をつけて示す）よりも多くの数の入口セルをもたらす閉塞パターンで配設された栓を有する微粒子壁流フィルタの、比較の閉塞されたハニカム構造の代表的な部分を例示する。
【図4A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の代表的な部分を示す。
【図4C】切断線４Ｃ－４Ｃに沿ってとった図４Ａの閉塞されたハニカム構造を含むフィルタの部分的断面側面図であり、本開示の１つ以上の実施形態による閉塞パターンおよび相対的により大きい出口チャネルを例示する。
【図5A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を示す。
【図5C】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を示す。
【図6A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図6C】本開示の１つ以上の実施形態によるハニカム構造の丸みを帯びた角を例示する。
【図6D】本開示の１つ以上の実施形態によるハニカム構造の傾斜した角を例示する。
【図7A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の例示的実施形態の代表的な部分を例示する。
【図8A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図9A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図10A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図11A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図12A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図13A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図14A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図15A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の例示的実施形態の代表的な部分を例示する。
【図16A】本開示の１つ以上の実施形態による微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造の実施例の代表的な部分を例示する。
【図16C】すべてではないハニカム構造が本開示の１つ以上の実施形態による構造反復単位を含む、微粒子フィルタの閉塞されたハニカム構造を例示する。
【図16D】すべてではないハニカム構造が本開示の１つ以上の実施形態による構造反復単位を含む、微粒子フィルタの代替実施形態の閉塞されたハニカム構造を例示する。
【図17A】比較の閉塞されたハニカム構造（１７Ａ、設計Ａ）の入口面および出口面の写真を示す。
【図17B】比較の閉塞されたハニカム構造（１７Ｂ、設計Ｂ）の入口面および出口面の写真を示す。
【図17C】本明細書に開示する実施形態による閉塞されたハニカム構造（１７Ｃ、設計Ｃ）の入口面および出口面の写真を示し、実施形態１７Ｃの入口面は、煤煙を負荷した後のものが示されている。
【図18C】２０ｇ／リットルの灰燼の灰燼負荷での図１７Ａ、図１７Ｂ、および図１７Ｃの構造の、７４３標準立方フィート／分（２１標準立方メートル／分）での低温流れの煤煙負荷の関数としての、灰燼負荷した圧力損失を図式的に描写する。
【図19A】３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）の幾何形態、７ミル（約０．１８ミリメートル）のセル壁厚さ（「３００／７幾何形態」）、および１．７：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、図２Ａおよび図２Ｂに示すものと類似した非対称ハニカム構造を有する比較設計２２Ａの閉塞されている入口端（上方写真）および出口端（下方写真）の写真を示す。
【図19B】２００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）の幾何形態、８ミル（約０．２０ミリメートル）のセル壁厚さ（「２００／８幾何形態」）、および１：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、図１Ａおよび図１Ｂに示すものに類似した対称ハニカム構造を有する、比較設計２２Ｂの閉塞されている入口端（上方写真）および出口端（下方写真）の写真を示す。
【図19C】４００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）の幾何形態、８ミル（約０．２０ミリメートル）のセル壁厚さ（「４００／８幾何形態」）、および１．８：１の入口断面積に対する出口断面積比を有する、図５Ｃおよび図５Ｄに示すものと類似したハニカム構造５００を有する設計２２Ｃの閉塞されている入口端（上方写真）および出口端（下方写真）の写真を示す。
【図19D】３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）の幾何形態、８ミル（約０．２０ミリメートル）のセル壁厚さ（「３００／８幾何形態」）、および１．９：１の入口断面積に対する出口断面積比を有する、図５Ｃおよび図５Ｄに示すものと類似したハニカム構造５００を有する設計２２Ｄの閉塞されている入口端（上方写真）および出口端（下方写真）の写真を示す。
【図22A】１つ以上の実施形態による、同じハニカム構造の近くのセル壁よりも厚い１つ以上のセル壁を含む、閉塞されたハニカム構造の実施例を図式的に例示する。
【図22B】１つ以上の実施形態による、同じ反復構造単位の近くのセル壁よりも厚い１つ以上のセル壁を含む反復構造単位の実施例を図式的に例示する。
【図22C】１つ以上の実施形態による、同じハニカム構造の近くのセル壁よりも厚く、かつ２つの直交方向に延在する複数のセル壁を含む閉塞されたハニカム構造の別の実施例を図式的に例示する。
【図23】１つ以上の実施形態による、ハニカム構造を製造する方法の流れ図を例示する。
【図24】異なる煤煙負荷の４つの異なるフィルタ（閉塞されているハニカム体）設計のモデル化圧力損失性能を示し、各閉塞されたハニカム構造は、１０．５インチ（２６．６７センチメートル）の直径および７．５インチ（１９．０５センチメートル）の長さ、３５０個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度、９．５ミル（約０．２４ミリメートル）のハニカムマトリクス壁厚さ、４５％の壁気孔率、ならびに１４マイクロセンチメートルの壁中央孔直径を有する。
【図25】異なる煤煙負荷の４つの異なるフィルタ設計のモデルした化圧力損失性能を示し、各閉塞されたハニカム構造は、１０．５インチ（２６．６７センチメートル）の直径および７．５インチ（１９．０５センチメートル）の長さ、５５％の壁気孔率、ならびに１２マイクロセンチメートルの壁中央孔直径を有する。
【発明を実施するための形態】
【0013】
これより、微粒子フィルタ、ハニカム構造体、例えば、多孔質セラミックハニカム物品、多孔質セラミック壁流ディーゼル微粒子フィルタ、およびそのハニカム構造の実施形態を詳細に参照し、これらの実施形態を、添付の図面に例示する。できる限り、同じ部分または類似した部分を参照するために、図面を通して、同じ参照番号を使用する。
【0014】
図１Ａおよび１Ｂの既知の構造に見られるように、チャネルは１つおきに、チェッカー盤のパターンで、一方の面で閉塞されており、反対側のチャネルは、他方の面で閉塞されている。そのような構造では、チャネルの５０％が入口チャネルであり、各入口チャネルにおいては、入口チャネルを画定する入口セルの４つすべての壁が、隣接する出口チャネルを画定する隣接する出口セルと共有されている。すべての入口チャネルは、出口セルと同じ断面積を有する。したがって、ハニカム構造の代表的な部分における入口壁の１００％は、微粒子を直接フィルタリングするように構成された「フィルタリング壁」であるとみなすことができる。当然、フィルタのハニカム構造全体を考えたときには、非多孔質であってもよいか、またはハニカム構造の壁の大部分よりも多孔質でなくてもよい、外周外皮によってもたらされる境界などのすべての壁がフィルタリング壁である必要はない。
【0015】
図２Ａおよび図２Ｂは、増加した入口体積（例えば、等しい大きさの入口および出口チャネルを有する図１Ａの構造と比較して）をもたらす別の既知の閉塞されたハニカム構造を例示し、ここでは、入口チャネルの大きさは、入口セルのより大きい入り口チャネルにおける灰燼貯蔵の増加をもたらすために、出口チャネルと比較してより大きい。そのような構造は、非対称なセル、または非対称なセルの大きさを有するとしてみなされる。そのような非対称セル設計の水力直径比がより大きくなると、フィルタ浄化間隔の頻度の減少がもたされ得るが、極めて大きい水力直径比は、出口チャネルの大きさ（例えば、出口チャネルの水力直径）が減少するに従い生じる圧力損失の増加をもたらし得る。つまり、入口セルに対する出口セル（すなわち入口チャネルに対する出口チャネル）の大きさの比をかなり増加させる場合、出口チャネルをより小さくすると、圧力損失の非常に大きい不利益につながり得る。さらに、ダイの設計および製造は、出口チャネルの大きさをさらに減少させるに従い、より困難かつ高額になり得る。例えば、小さいピンを使用して、小さい出口チャネルを生成しようとすると、そのような小さいピンは、ダイにうまく固定されない場合があり、押出または取扱中に相対的により折れて取れやすい場合がある。さらに、極めて小さいチャネルは、それらの小ささのために塞ぐのが困難になる場合がある。加えて、１つの壁における一対の入口チャネルおよび出口チャネルを別の入口チャネルおよび出口チャネルから分離する壁の位置は、１行下の近くの対の入口チャネルおよび出口チャネルを分離する壁からよりオフセットされる。そのようなオフセットにより、その方向へのこの構造の負荷容量は、より直線的な壁を有する構造と比較してより小さくなり得る。さらに、そのような非対称セル設計のための押出ダイは、相対的に高価、かつ、例えば、放電加工機（ＥＤＭ）およびより複雑な電極により製造が複雑になる傾向がある。
【0016】
図３Ａおよび図３Ｂは、出口チャネルよりも多い数の入り口チャネルを有する閉塞パターンで配設された栓のために、灰燼貯蔵容量の増加がもたらされ得る、別の既知の閉塞されたハニカム構造の代表的な部分を示す。この比較構造は、３：１の入口：出口チャネル数比（入口チャネルの数に対する出口チャネルの数）を有する。入口チャネルを、影をつけずに描写し、出口チャネルを、影をつけて描写している（陰影をつけた）。このハニカム構造では、２種類の入口セルがあり、これらにＡおよびＢのラベルをつける。Ａタイプ入口セルには、隣接する出口セルと共有される２つの壁が存在する（１つの壁が各隣接する出口チャネルと共有される）。Ｂタイプ入口セルでは、（隣接する出口チャネルの）隣接する出口セルとの１つの共有される壁が存在し、他の３つの壁は、他の隣接する入口セルと共有される。この構造では、各反復構造単位（そうでない場合は、単位ブロック、反復単位、または反復チャネル単位と称される）に、１つのＡタイプ入口セルおよび２つのＢタイプ入口セルが存在する。したがって、このハニカム構造は、直接的フィルタリングのために平均で入口壁の３３％を用いる。この構造は、５０％の入口体積（または面積）の増加をもたらし、したがって、灰燼貯蔵容量の大幅な増加をもたらすが、この構造は、すべての出口流が少数の相対的に小さい出口チャネルに制限されるため、圧力損失の不利益を被る。
【0017】
図２Ａおよび図２Ｂならびに図３Ａおよび図３Ｂに例示される設計の両方に関して、出口セルの小さい水力直径、または流れを運ぶのに利用可能な出口チャネルの数の減少のいずれかに起因して、圧力損失の不利益が生じる。これらの両方の場合で、出口チャネルに起因する圧力損失の不利益は、相対的に重大であり得る。
【0018】
図１Ａおよび図１Ｂ、図２Ａおよび図２Ｂ、または図３Ａおよび図３Ｂによって表される既知のフィルタおよびハニカム構造と対照的に、本明細書に開示するフィルタおよび閉塞されたハニカム構造体は、入口セル（または入口チャネル）と比較して、増加した水力直径の１個以上の出口セル（または出口チャネル）を備えることによりこれらの問題を軽減する助けとなるハニカム構造を備える。例えば、本明細書に開示する様々な実施形態では、正方形のセルと長方形のセルとの組み合わせにより、ハニカム構造の有利な幾何形態が達成され、入口セルおよび入口チャネルは正方形であり、出口セルおよび出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、長方形（すなわち、非正方形）である。本明細書に使用されるとき、「長方形」または「非正方形長方形」は、４つの直角と、他の２つの側部よりも長い長さの２つの側部と、を有する四辺形を意味し、および「長方形」は、非正方形長方形の形状もしくは外形、または４つの直角と、他の２つの側部よりも長い長さの２つの側部と、を有する四辺形の形状もしくは外形を有することを意味する。
【0019】
以下に開示する例示的実施形態では、入口の体積に対する出口の体積比（すなわち断面積比）、および出口セルと共有される入口セル表面の平均割合が、示される。１つ以上の実施形態では、入口の体積に対する出口の体積比と、出口セルと共有される入口セル表面の平均割合の両方が、相対的に高い値になる。入口の体積に対する出口の体積比がより高くなると、灰燼貯蔵容量の増加がもたらされ得る。共有される入口：出口壁のより大きい割合（例えば、比率）は、きれいな状態での圧力損失と、煤煙負荷された状態での圧力損失の両方の圧力損失の増加を軽減するのに役立つ。
【0020】
１つ以上の実施形態では、ハニカム構造は、互いに隣接して配設したとき、ハニカム構造の少なくとも一部を形成する、複数の反復構造単位（例えば、単位ブロック）を備える。この反復構造単位は、隣接する出口セルと共有する２つの壁を有するＡタイプ入口セル、隣接する出口セルとの１つの共有壁を有するＢタイプ入口セル、または隣接する出口セルとの共有壁を有しないＸタイプ入口セル（もしくは入口チャネル）、あるいはこれらの組み合わせのうちの１つ以上を有することを特徴としてもよい。本明細書に使用されるとき、「隣接するセル」は、別のセルに直接隣接した（当接した）セルを指す。様々な実施形態は、Ａタイプ入口セル、Ｂタイプ入口セル、もしくはＸタイプ入口セル、またはこれらの組み合わせを含み得る。図では、入口セルに対応する入口チャネルを、影をつけずに描写し、出口セルに対応する出口チャネルを、陰影を含めて描写している。一組の実施形態では、栓は、チャネルのうちの少なくともいくつか内の、入口端もしくは入口面に、またはその付近に配設され、栓は、チャネルのうちの少なくともいくつか内の入口端に対向する出口端もしくは出口面に、またはその付近に配設されている。
【0021】
本開示の実施形態による微粒子フィルタのハニカム構造体の一部を含むハニカム構造４００の第１の実施形態を、図４Ａから図４Ｅに示す。このハニカム構造４００は、１．５：１の入口に対する出口の体積比を有し、３／１におおよそ等しい入口／出口比を有し、反復構造単位４００Ｕの各入口セル４０１（図４Ｂに示し、図４Ａでは点線で輪郭を描いている）は、平均フィルタリング面積が約５０％になるように、その壁のうちの２つを隣接する出口セルと共有している（すなわちすべての入口セル４０１が、２つの共有出口壁を有する）。Ａ１およびＡ０とラベル付けした入口セル４０１は、出口セルと共有された２つの対向する壁（Ａ０とラベル付けした）、または隣接した出口セルと共有された２つの直角壁（Ａ１とラベル付けした）のいずれかを有する。一組の実施形態、および図４Ａから図４Ｅの実施形態では、反復構造単位４００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル４０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル４０１（および関連する正方形入口チャネル）を含む。図４Ａから図４Ｅの実施形態の場合、長方形出口セル４０２の長い寸法に沿って端壁から端壁までの断面で測定した出口長さＬｏは、その端壁から端壁で測定した入口長さＬｉの２倍を超える（例えば、２．０１倍超、または２．１倍超、または２．５倍超、または３倍超など）壁厚さであってもよく、いくつかの実施形態では、壁厚さは、端壁から端壁で測定した入口長さＬｉの２倍以上（ｔｗｉｃｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｔｗｉｃｅ）（例えば、２倍以上（ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｏｒ ｅｑｕａｌ ｔｏ ｔｗｏ ｔｉｍｅｓ））であってもよい。出口幅Ｗｏは、入口長さＬｉと等しくてもよい。例えば、Ｌｏは、約０．０７５インチ（１．９１ｍｍ）と約０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）の間の範囲であってもよく、ＬｉおよびＷｏは、約０．０３５インチ（０．８９ｍｍ）と約０．０５５インチ（３．１８ｍｍ）の間の範囲であってもよい。ＬｏおよびＬｉの他の値を使用することができる。
【0022】
図４Ｃに示すように、ハニカム構造４００は、交差多孔質セル壁４０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル４０１および出口セル４０２を備える。入口セル４０１は、入口端４０４で閉塞されていなくてもよく、出口端４０６で、またはその付近で、出口端栓４０８を用いて閉塞されていてもよい。出口セル４０２は、入口端４０４で、またはその付近で、入口端栓４０７を用いて閉塞されていてもよく、出口端４０６では閉塞されていなくてもよい。閉塞は、約５ｍｍから２０ｍｍの深さであってもよいが、この深さは異なり得る。任意の好適な閉塞セメントを、セル壁４０３を構成する特定のセラミック材料に使用してもよい。
【0023】
図４Ｄおよび図４Ｅに見ることができるように、反復構造単位４００Ｕは、微粒子フィルタ４０５のハニカム体のハニカム構造４００全体にわたって反復している。本明細書で示すすべての入口および出口の概観では、栓を、陰影をつけて示す。具体的には、いくつかの実施形態では、長方形断面の出口セル４０２は、ハニカム構造４００内で均等に散在していてもよい。ハニカム構造４００内には、２種類のセル壁４０３、具体的には、微粒子フィルタ４０５のハニカム構造４００を完全に横切って（例えば、外皮４０９のある部分から外皮４０９の別の部分まで）延在する第１の壁と、ハニカム構造４００を完全に横切っては延在しないが、ハニカム構造４００を部分的にだけ横切って延在し、ハニカム構造４００内で終端する部分的壁４０３Ｐが、存在する。この実施形態では、セル壁４０３Ｘは、第１のタイプの壁のものであり、これらは、一方の側から他方の側までｘ方向に微粒子フィルタ４０５の幅を完全に横切って延在し、部分的壁４０３Ｐは、第１の方向ｘに対して直角の第２の方向（例えば、ｙ方向）に延在する。ハニカム構造４００内の部分的壁４０３Ｐは、出口セル４０２の側部の、出口セル４０２の側壁とのＴ字交点、すなわち途中で終端する。したがって、図４Ａから図４Ｅのこの実施形態では、第１の種類のセル壁４０３Ｘは、第１の方向ｘに延在し、部分的壁４０３Ｐは、第２の方向ｙに延在する。この実施形態では、部分的壁４０３Ｐは、２つの隣接した反復構造単位４００Ｕを横切って延在する。
【0024】
交差多孔質セル壁５０３（いくつかはラベル付けした）のマトリクスにより形成された入口セル５０１および出口セル５０２を含むハニカム構造５００の別の実施形態を、図５Ａおよび図５Ｂに示す。ハニカム構造５００は、２：１の入口に対する出口の体積比を有し、おおよそ４／１に等しい入口／出口比を有し、半数の入口セル５０１（Ａ０とラベル付けした）が、隣接する出口セル５０２と２つの壁を共有し、残りの半数の入口セル５０１（Ｂ２とラベル付けした）が、隣接する出口セルと１つの壁（加えて、２つの共有角）を共有し、そのため、平均フィルタリング面積は約３７．５％である。一組の実施形態では、反復構造単位５００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル５０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル５０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態では、反復構造単位５００Ｕ上、またはそれの下に位置付けられた各隣接した反復構造単位５００Ｕ’は、反復構造単位５００Ｕの出口セル５０２が隣接した反復構造単位５００Ｕ’の出口セル５０２’と垂直に整列しない、すなわち、示すように、これらが同じ列に整列しないように、行に沿って１つの位置だけずらされているように示されている。この実施形態では、垂直壁５０３Ｘおよび水平壁５０３Ｙは各々、ハニカム体のハニカム構造５００を完全に横切って延在している。この実施形態では、部分的壁５０３Ｐは、入口１つ分の幅だけ延在し、出口セル５０２の側部のＴ字交点で終端する。
【0025】
図５Ｃおよび図５Ｄは、図５Ａおよび図５Ｂの構造が、横向きになった実施形態を開示している。この実施形態では、所与のｘの位置のハニカム構造５００’’のセル壁５０３のすべてが相互接続されて、第１の壁の直線を形成し、所与のｙの位置の壁の一部分のみが相互接続されて、第２の壁の直線を形成している。この実施形態では、ｙ方向に延在する壁５０３Ｙ’のすべてが、ハニカム体のハニカム構造５００’’を完全に（ｆｕｌｌｙ）かつ完全に（ｅｎｔｉｒｅｌｙ）横切って延在してもよい。ｘ方向には、壁５０３Ｘ’のうちのいくつかは、ハニカム構造５００’’を完全に横切って延在してもよい一方で、部分的壁５０３Ｐ’は、ハニカム構造５００’’を完全に横切って延在しない。この実施形態のすべての他の構造は、図５Ａおよび図５Ｂに関しては同じである。
【0026】
交差多孔質セル壁６０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル６０１および出口セル６０２を備えるハニカム構造６００の別の実施形態を、図６Ａおよび図６Ｂに示す。ハニカム構造５００は、２：１の入口に対する出口の体積比を有し、半数の入口セル６０１（Ａ０とラベル付けした）が、隣接する出口セル６０２と２つの壁を共有し、残りの半数の入口セル６０１（Ｂ２とラベル付けした）が、隣接する出口セル６０２と１つの壁（好ましくは、加えて２つの共有角）を共有し、そのため、平均フィルタリング面積は、３７．５％であり、入口／出口比は、約１６／４と等しい。一組の実施形態では、反復構造単位６００Ｕ（例えば、単位ブロック）は、複数の長方形出口セル６０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル６０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態では、反復構造単位６００Ｕは、直接隣接した反復構造単位６００Ｕ’からずれて（例えば、１つの列だけ）示されている。この実施形態では、すべての壁が、部分的壁６０３Ｐである。さらに、この実施形態では、反復構造単位６００Ｕの出口セル６０２は、異なる配向で配置され、いくつかの場合では、出口セル６０２の長い寸法は、ｘ方向に沿って垂直に配向され、他の場合では、出口セル６０２の長い寸法は、ｙ方向に沿って配向されて配向されている。
【0027】
交差多孔質セル壁７０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル７０１および出口セル７０２Ｒ、出口セル７０２Ｓを含む、ハニカム構造７００を、図７Ａおよび図７Ｂに示す。ハニカム構造７００は、２：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約８／３と等しく、入口セル７０１（Ａ０またはＡ１とラベル付けした）の７５％が、隣接する出口セルと２つの壁を共有し、入口セル７０１（Ｂ１とラベル付けした）の２５％が、隣接する出口セル７０２Ｒと１つの壁（好ましくは、加えて１つの共有角）を共有し、そのため、平均フィルタリング面積は、４３．７５％である。一組の実施形態では反復構造単位７００Ｕ（例えば、単位ブロック）は、１個の長方形出口セル７０２Ｒ、２個の正方形出口セル７０２Ｓを有し、入口セル７０１は、正方形である。描写される実施形態では、反復構造単位７００Ｕは、隣接した反復構造単位７００Ｕ’上に積み重ねられているが、それからずらされていない。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造７００を完全に横切って延在する第１のタイプの壁７０３Ｘおよび第１のタイプの壁７０３Ｙと、セル２個分の長さである部分的壁７０３Ｐと、の組み合わせを含む。さらに、この実施形態では、出口セル７０２Ｓのうちのいくつかが、正方形断面形状を含み、いくつかの入口セル７０２Ｒが、長方形断面形状を含む。
【0028】
交差多孔質セル壁８０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル８０１および出口セル８０２を備える、ハニカム構造８００を図８Ａおよび図８Ｂに示す。ハニカム構造８００は、２．１２５：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約１７／４と等しく、入口セル８０１（Ａ０およびＡ２とラベル付けした）の約４７％が、隣接する出口セルと２つの壁を共有し、約４７％が、隣接する出口セル８０２と１つの壁を共有し、入口セル８０１（Ｘ４とラベル付けした）の約６％が、隣接する出口セル８０２との共有壁（好ましくは、４つの共有角）を有さず、そのため、平均フィルタリング面積は、３５．３％である。一組の実施形態では、反復構造単位７００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル８０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル８０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。描写される実施形態では、反復構造単位８００Ｕは、隣接した反復構造単位８００Ｕ’上に積み重ねられているが、それからずらされていない。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造８００をｘ方向とｙ方向の両方に完全に横切って延在する第１のタイプの壁８０３Ｘおよび第１のタイプの壁８０３Ｙと、セル４個分の長さであり、ｘ方向とｙ方向の両方に部分的に延在する部分的壁８０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁８０３Ｐは、出口セル８０２の側壁のＴ字交点で終端する。さらに、この実施形態では、反復構造単位８００Ｕの出口セル８０２は、異なる配向で配置され、いくつかの場合では、出口セル８０２の長い寸法は、ｘ方向に沿って垂直に配向され、他の場合では、出口セル８０２の長い寸法は、ｙ方向に沿って配向されて配向されている。
【0029】
交差多孔質セル壁９０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル９０１および出口セル９０２を備える、ハニカム構造９００を図９Ａおよび図９Ｂに示す。ハニカム構造９００は、２．５：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約５／１と等しく、入口セル９０１（Ａとラベル付けした）の２０％が、隣接する出口セル９０２と２つの壁を共有し、入口セル９０１（Ｂとラベル付けした）の８０％が、隣接する出口セル９０２と１つの壁（加えて１つの共有角）を共有し、そのため、平均フィルタリング面積は、３０％である。一組の実施形態では、反復構造単位８００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル９０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル９０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造９００をｘ方向に完全に横切って延在する第１のタイプの壁９０３Ｘと、ｙ方向に部分的に延在する異なる長さの部分的壁９０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁９０３Ｐは、出口セル９０２の側壁のＴ字交点で終端する。
【0030】
交差多孔質セル壁１００３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル１００１および出口セル１００２を備える、ハニカム構造１０００を図１０に示す。ハニカム構造１０００は、３：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約６／１と等しく、入口セル１００１（Ａとラベル付けした）の３３％は、隣接する出口セル１００２と２つの壁を共有し、入口セル１００１（Ｂとラベル付けした）の３３％は、隣接する出口セル１００２と１つの壁を共有し、入口セル１００１（Ｘとラベル付けした）の３３％は、隣接する出口セル１００２と共通の壁（好ましくは、加えて２つの共有角）を有さず、そのため、平均フィルタリング面積は、２５％である。一組の実施形態では、反復構造単位１０００Ｕ（例えば、単位ブロック）は、長方形出口セル１００２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル１００１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造１０００をｘ方向とｙ方向の両方に完全に横切って延在する第１のタイプの壁１００３Ｘおよび第１のタイプの壁１００３Ｙと、セル１個分の幅であり、ｙ方向に部分的に延在する部分的壁１００３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁１００３Ｐは、出口セル１００２の側壁のＴ字交点で終端する。
【0031】
交差多孔質セル壁１１０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル１１０１および出口セル１１０２を備える、ハニカム構造１１００を図１１に示す。ハニカム構造１１００は、３：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約６／１と等しく、入口セル１１０１（Ｂとラベル付けした）のすべてが、隣接する出口セル１１０２と１つの壁を共有し、（好ましくは、反復構造単位１１００Ｕ（単位ブロック）の２個のセル（Ｂ０とラベル付けした）が、１つの共有壁を有するが共有角を有さず、反復構造単位１１００Ｕの４個のセル（Ｂ１とラベル付けした）が、１つの共有壁および１つの共有角を有する）、そのため、平均フィルタリング面積は、２５％である。一組の実施形態では、反復構造単位１１００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル１１０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル１１０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造１１００をｘ方向とｙ方向の両方に完全に横切って延在する第１のタイプの壁１１０３Ｘおよび第１のタイプの壁１１０３Ｙと、セル４個分の長さであり、ｘ方向とｙ方向の両方に部分的に延在する部分的壁１１０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁１１０３Ｐは、出口セル１１０２の側壁のＴ字交点で終端する。
【0032】
交差多孔質セル壁１２０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル１２０１および出口セル１２０２を備える、ハニカム構造１２００を図１２に示す。ハニカム構造１２００は、３：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約６／１と等しく、入口セル１２０１のすべてが、隣接する出口セル１２０２と１つの壁を共有し、（好ましくは、いくつかの入口セル１２０１（Ｂ１とラベル付けした）が、１つの壁および１つの角を共有し、他の入口セル１２０１（Ｂ０とラベル付けした）が、１つの壁を共有し、角は共有しない）、そのため、平均フィルタリング面積は、２５％である。一組の実施形態では、反復構造単位１２００Ｕ（単位ブロック）は、長方形、非正方形出口セル１２０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル１２０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造１２００をｘ方向とｙ方向の両方に（１組の壁おきに）完全に横切って延在する第１のタイプの壁１２０３Ｘおよび第１のタイプの壁１２０３Ｙと、ｘ方向とｙ方向の両方に部分的に延在する部分的壁１２０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁１２０３Ｐは、出口セル１２０２の側壁のＴ字交点で終端する。さらに、この実施形態では、反復構造単位１２００Ｕ、反復構造単位１２００Ｕ’の出口セル１２０２は、ハニカム構造１２００の全体にわたって異なる配向で配置され、いつかの場合では、出口セル１２０２の長い寸法は、ｘ方向に沿って垂直に配向され、他の場合では、出口セル１２０２の長い寸法は、ｙ方向に沿って配向されている。
【0033】
交差多孔質セル壁１３０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル１３０１および出口セル１３０２を備える、ハニカム構造１３００を図１３に示す。ハニカム構造１３００は、３．５：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約７／１と等しく、入口セル１３０１（Ｂ０およびＢ１とラベル付けした）の８６％が、隣接する出口セル１３０２と１つの壁を共有し、入口セル１３０１（Ｘ２とラベル付けした）の１４％が、隣接する出口セル１３０２と共通の壁（および２つの共有角）を有さず、そのため、平均フィルタリング面積は、２１．４％である。一組の実施形態では、反復構造単位１３００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル１３０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル１３０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造１３００をｘ方向とｙ方向の両方に完全に横切って延在する第１のタイプの壁１３０３Ｘおよび第１のタイプの壁１３０３Ｙと、ｙ方向に部分的に延在する部分的壁１３０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁１３０３Ｐは、セル２個分の幅であり、出口セル１３０２の側壁のＴ字交点で終端する。
【0034】
交差多孔質セル壁１４０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル１４０１および出口セル１４０２を備えるハニカム構造１４００を図１４に示す。ハニカム構造１４００は、４：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約８／１と等しく、入口セル１４０１（Ｂ１またはＢ０とラベル付けした）の７５％が、隣接する出口セル１４０２と１つの壁（および１つの共有角、または共有角なしのいずれか）を共有し、入口セル１４０１（Ｘ１とラベル付けした）の２５％が、隣接する出口セル１４０２と共通の壁（および１つの共有角）を有さず、そのため、平均フィルタリング面積は、１８．７５％である。一組の実施形態では、反復構造単位１４００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル１４０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル１４０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造１４００をｘ方向とｙ方向の両方に完全に横切って延在する第１のタイプのセル壁１４０３Ｘおよび第１のタイプのセル壁１４０３Ｙと、ｙ方向に部分的に延在する部分的壁１４０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁１４０３Ｐは、セル４個分の幅であり、出口セル１４０２の側壁のＴ字交点で終端する。
【0035】
交差多孔質セル壁１５０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル１５０１および出口セル１５０２を備えるハニカム構造１５００を図１５に示す。ハニカム構造１５００は、４．５：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約９／１と等しく、入口セル１５０１（Ｂ０とラベル付けした）の２／３が、隣接する出口セルと１つの壁を共有し（かつ角は共有せず）、入口セルの１／３が、隣接する出口セルと共通の壁を有さず（１つがＸ２とラベル付けした２つの共有角を有し、残りが、Ｘ１とラベル付けした１つの共有角を有する）、そのため、平均フィルタリング面積は、１６．７％である。一組の実施形態では、反復構造単位１４００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル１５０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル１５０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造１４００をｘ方向に完全に横切って延在する第１のタイプの壁１５０３Ｘと、ｙ方向に部分的に延在する部分的壁１５０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁１５０３Ｐは、出口セル１５０２の側壁のＴ字交点で終端する。
【0036】
交差多孔質セル壁１６０３（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスによって形成された入口セル１６０１および出口セル１６０２を備えるハニカム構造１６００を図１６に示す。ハニカム構造１６００は、５：１の入口に対する出口の体積比を有し、入口／出口比は、約１０／１と等しく、入口セル１６０１（Ｂ０とラベル付けした）の６０％が、隣接する出口セル１６０２と１つの壁を共有し（かつ共有角は共有せず）、入口セル１６０１（Ｘ１とラベル付けした）の４０％が、隣接する出口セル１６０２と共通の壁（および１つの共有角）を有さず、そのため、平均フィルタリング面積は、１５％である。一組の実施形態では、反復構造単位１６００Ｕ（単位ブロック）は、長方形出口セル１６０２（および関連する長方形出口チャネル）、ならびに正方形入口セル１６０１（および関連する正方形入口チャネル）を有する。この実施形態は、ハニカム体のハニカム構造１６００をｘ方向とｙ方向の両方に完全に横切って延在する第１のタイプの壁１６０３Ｘおよび第１のタイプの壁１６０３Ｙと、ｙ方向に部分的に延在する部分的壁１６０３Ｐと、の組み合わせを含み、各部分的壁１６０３Ｐは、セル５個分の幅であり、出口セル１６０２の側壁のＴ字交点で終端する。
【0037】
したがって、様々な実施形態において、ハニカム構造の入口端（例えば、入口端４０４）と出口端（例えば、４０６）の間に軸方向に延在する交差多孔質セル壁（例えば、多孔質セル壁４０３から多孔質セル壁１６００Ｐ）のマトリクスを含むハニカム構造（例えば、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００）を含むハニカム体を備え、交差多孔質セル壁（例えば、セル壁４０３からセル壁１６０３）のマトリクスは、複数の入口セル（例えば、入口セル４０１から入口セル１６０１）および出口セル（例えば、出口セル４０２から出口セル１６０２）、およびそれぞれの入口および出口セルによって画定された対応する入口チャネルおよび対応する出口チャネルを画定し、出口チャネルの少なくとも一部は、断面積が入口チャネルのいずれかよりも大きく、出口チャネル（例えば、出口セル４０２から出口セル１６０２に対応する）のうちの少なくともいくつかは、長方形である、フィルタ、または微粒子フィルタが本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、出口チャネル（例えば、出口セル４０２から出口セル１６０２）の各々は、断面積が入口チャネル（例えば、入口チャネル４０１から入口チャネル１６０１）のいずれかよりも大きい。いくつかの実施形態では、出口チャネル（および図７Ａおよび図７Ｂの出口セル７０２Ｓ）のうちのいくつかは、入口チャネル（および入口セル７０１）の断面積と等しい断面積を有する。
【0038】
いくつかの実施形態では、入口チャネルおよび出口チャネルそれぞれのアレイ（「チャネルのアレイ」）を画定する、入口セル（例えば、入口セル４０１から入口セル１６０１）および出口セル（例えば、出口セル４０２から出口セル１６０２）からなるセルのアレイを含む、相互接続された多孔質壁（例えば、相互接続されたセル壁４０３から相互接続されたセル壁１６０３）のマトリクスを含む、ハニカム構造（例えば、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００）を備え、各入口セルまたは入口チャネルが、入口水力直径を有し、各出口セルまたは出口チャネルが、出口水力直径を有し、出口セルまたは出口チャネルの少なくとも一部が、入口セルまたは入口チャネルのいずれかの入口水力直径よりも大きい出口水力直径を有し、出口チャネル（例えば、出口セル４０２から出口セル１６０２）の少なくともいくつかが、長方形断面を有する、フィルタ、微粒子フィルタ、またはハニカム体が、本明細書に開示される。長方形の形状は、特定の出口セル４０２から出口セル１６０２の交差多孔質壁４０３の周囲長によって画定されている。いくつかの実施形態では、出口セルまたは出口チャネルの各々が、入口チャネルまたは入口セルのいずれかの入口水力直径よりも大きい出口水力直径を有する。いくつかの実施形態では、出口セルまたは出口チャネルのうちのいくつかが、図７Ａおよび図７Ｂに示すものなどの、入口チャネル、または入口セルの入口水力直径と等しい出口水力直径を有する。
【0039】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造の第１の組の実施形態では、セル壁（例えば、セル壁４０３）は、軸方向（図４Ｃに示すｚ方向）に延在し、壁は、軸方向に対して垂直な平面の断面において、ｘ－ｙ格子構成で配設されており（図４Ａおよび図４Ｂを参照されたい）、マトリクスは、ｘ方向に対して平行に整列された壁の第１の群（例えば、セル壁４０３Ｘの第１の群）と、ｙ方向に対して平行に整列された平行壁の第２の群（例えば、壁４０３Ｙの第２の群）と、を含み、ｘ方向は、ｙ方向に対して直角である。
【0040】
第１の組の実施形態のうちのいくつかでは、マトリクス内の所与のｘの位置の壁のすべてが相互接続されて、ハニカムフィルタ体を完全に横切って延在していてもよい第１の壁の直線を形成し、所与のｙの位置の壁の一部分のみが相互接続されて、第１の壁の直線の方向に直角の第２の壁の直線を形成し、すなわち、これらは、部分的壁である。第１の組の実施形態のうちのいくつかでは、少なくとも３個の連続したセルに対応する壁が端と端で相互接続して、第１の複数の壁の直線を形成し、所与のｙの位置の壁の一部分のみが相互接続して、第２の複数の壁の直線を形成する。第１の組の実施形態のうちのいくつかでは、所与のｘの位置の壁のすべてが相互接続されて、第１の壁の直線を形成し、所与のｙの位置の壁の一部分のみが相互接続されて、第２の壁の直線を形成し、すなわち、これらは、部分的壁である。第１の組の実施形態のうちのいくつかでは、マトリクス内の所与のｘの位置の複数の壁が相互接続されて、第１の直線を形成している。第１の組の実施形態のうちのいくつかでは、ｘ－ｙ格子内の複数のｙの位置において、かつｘ－ｙ格子内の所与のｘの位置に関して、マトリクス内のｙの位置の複数の壁が相互接続されて、直線を形成している。第１の組の実施形態のうちのいくつかでは、マトリクス内の選択されたｙの位置のｘ方向に延在するすべての壁が、端と端で直線に配設されているわけではなく、すなわち、これらは、部分的壁である。第１の組の実施形態のうちのいくつかでは、マトリクス内の選択されたｙの位置のｘ方向に延在する壁のうちのいくつかが、端と端で直線に配設されている。
【0041】
開示されるフィルタ、ハニカム体、およびハニカム基材の第２の組の実施形態では、多孔質セル壁のマトリクスは、軸方向に延在し、マトリクスは、平行壁の第１の群と、軸方向に対して垂直の平面において、第１の群の壁に対して直角に配向された平行壁の第２の群と、を含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第１の群の壁は、ハニカム体の壁のマトリクスの幅全体を連続的に横切って相互接続されており、これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の群の壁は、ハニカム体の壁のマトリクスの幅全体を横切って連続的に相互接続されておらず、すなわち、これらは、部分的壁である。
【0042】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口チャネルおよび出口チャネルは、互いに対して平行に、軸方向に延在している。
【0043】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口セルおよび出口セルは、軸方向への互いに対して平行な構成で延在している。
【0044】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口チャネル（および対応する入口セル）は、軸方向に対して垂直の平面において多角形断面形状を有する。これらの実施形態のうちのいくつかでは、多角形断面形状の少なくとも１つの最高点は、丸みを帯びた部分を含み、他の実施形態では、多角形断面形状の少なくとも１つの最高点は、図６Ｃおよび図６Ｄに示すように、傾斜部分を含む。いくつかの実施形態では、出口チャネル（または出口セル）は、軸方向に対して垂直の平面において多角形断面形状を有し、これらの実施形態のうちのいくつかでは多角形断面形状の少なくとも１つの最高点は、丸みを帯びた部分（例えば、放射状構造）を含み、他の実施形態では、多角形断面形状の少なくとも１つの最高点は、図６Ｃ図６Ｄに示すように、傾斜部分（面取りした面）を含む。
【0045】
フィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口チャネル、または入口チャネルの入口セルのうちの少なくともいくつかは、軸方向ｚに対して垂直の平面において正方形断面形状を有する。フィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、出口チャネル、または出口チャネルの出口セルのうちの少なくともいくつかは、軸方向に対して垂直の平面において、長方形断面形状を有する。
【0046】
本明細書に開示するフィルタおよびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口チャネル、または入口チャネルの入口セルのうちの少なくともいくつかは、軸方向に対して垂直の平面において正方形断面形状を有し、出口チャネルまたは出口チャネルの出口セルのうちの少なくともいくつかは、軸方向に対して垂直の平面において長方形断面形状を有する。例えば、いくつかの反復構造単位（例えば、反復構造単位４００Ｕ、反復構造単位５００Ｕ、および反復構造単位９００Ｕから反復構造単位１６００Ｕ）に関しては、反復構造単位のセルのうちの１個が、長方形断面形状を有する出口セルであってもよく（例えば、出口セル４０２、出口セル５０２、および出口セル９０２から出口セル１６０２）、３個以上のセルが、正方形断面形状を有する入口セル（３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、および１０個の入口セルを含む）であってもよい。
【0047】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、出口チャネル（または出口セル）の３倍以上の数の入口チャネル（または入口セル）が存在し、すなわち、Ｉ／Ｏ比は、４／１以上、５／１以上、６／１以上、７／１以上、８／１以上、さらには９／１以上を含む、３／１以上である。
【0048】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、ハニカム構造の入口開放前面面積（ＯＦＡｉｎ）は、軸方向に対して垂直の平面における入口チャネルの面積の和を含み、ハニカム構造の出口開放前面面積（ＯＦＡｏｕｔ）は、軸方向に対して垂直の平面における出口チャネルの面積の和を含み、ＯＦＡｉｎは、ＯＦＡｏｕｔよりも大きい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔの比は、１．５と５．０の間である。いくつかの実施形態では、ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔ比と、出口セルまたは出口チャネルと壁を共有している入口セルまたは入口チャネルの周囲長の平均割合との積は、少なくとも０．６７であるが、１．０未満である。
【0049】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のうちのいくつかまたはすべての実施形態では、マトリクス内の多孔質セル壁（例えば、多孔質セル４０３から多孔質セル１６０３）のすべてが、同じ厚さを有する。壁厚さは、例えば、約０．１０ｍｍから約０．４１ｍｍの範囲であってもよい。他の壁厚さも可能である。
【0050】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のうちのいくつかまたはすべての実施形態では、マトリクス内の多孔質セル壁（例えば、セル壁４０３からセル壁１６０３）のすべてが、同じ平均厚さを有する。
【0051】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、１つ以上の入口チャネルは、マトリクス内の任意の２つの出口チャネル間に配設され、いくつかの実施形態では、各出口チャネルは、入口チャネル１つ以上分だけ、任意の他の出口チャネルから離間されている。
【0052】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、セル壁は、複数の第１の壁および複数の第２の壁を含み、第１の壁は、第１の平均厚さを有し、第２の壁は、第２の平均厚さを有し、第２の平均厚さは、第１の平均厚さよりも厚い（図２０Ａから図２０Ｃを参照されたい）。第２の平均厚さは、第１の平均厚さよりも、例えば、２０％、さらには２０％超厚くてもよい。
【0053】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、マトリクスは、複数の反復単位ブロックを含み、各単位ブロックは、少なくとも１つの出口チャネルと、その反復単位ブロックの少なくとも１つの出口チャネルに隣接および当接した、複数の囲繞している入口チャネルと、を画定するセルの群を含む。
【0054】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、ハニカム構造は、複数の反復構造単位（例えば、反復構造単位４００Ｕから反復構造単位１６００Ｕ）を備え、各単位が、それぞれの出口セルまたは出口チャネルと、それぞれの出口チャネルまたは出口セルに隣接した複数の囲繞している、もしくは当接している入口セル、または囲繞しているかもしくは当接している入口チャネルと、を画定する相互接続された壁の群を含む。いくつかの実施形態では、ハニカム構造は、第１の複数の第１の反復構造単位を含む部分と、反復構造単位を含まないか、複数の第２の反復構造単位を含むかのいずれかである別の部分と、を含み、第１の反復構造単位および第２の反復構造単位は、異なる。いくつかの実施形態では、ハニカム構造は、正方形セルからなる部分を備えてもよく、いくつかの実施形態では、そのような部分は、互いに大きさが同じかまたは実質的に類似した大きさの正方形セルからなる。例えば、
これらの実施形態のうちのいくつかでは、各反復構造単位は、軸方向（ｚ方向）に延在する壁を含み、これらの壁は、第１の方向に対して平行に整列された側壁の第１の群と、第２の方向に対して平行に整列された側壁の第２の群と、からなり、第１の方向は、第２の方向に対して直角であり、第１の方向および第２の方向は各々、軸方向（例えば、方向ｚ）に対して直角である。いくつかの実施形態では、各反復構造単位（例えば、反復構造単位４００Ｕから反復構造単位１６００Ｕ）は、反復構造単位において対応する出口チャネル、または出口セルを総じて画定するための、第２の組の第２の群の壁と相互接続された第１の組の第１の群の壁からなる、出口を画定している一組の壁であって、出口セルまたは出口チャネルは、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、対応する出口チャネルまたはセルの角間の中間位置（例えば、半ば）のＴ字交点で、出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、各反復構造単位（例えば、反復構造単位４００Ｕから反復構造単位１６００Ｕ）は、反復構造単位において対応する出口チャネル、または出口セルを総じて画定するための、第２の組の第２の群の壁と相互接続された第１の組の第１の群の壁からなる出口を画定している一組の壁であって、出口セルまたは出口チャネルは、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、対応する出口チャネルまたは出口セルの角から離間された位置で、出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む。
これらの実施形態のうちのいくつかでは、各反復構造単位は、軸方向（ｚ方向）に延在する壁を含み、これらの壁は、第１の方向に対して平行に整列された側壁の第１の群と、第２の方向に対して平行に整列された側壁の第２の群と、からなり、第１の方向は、第２の方向に対して直角であり、第１の方向および第２の方向は各々、軸方向（例えば、方向ｚ）に対して直角である。いくつかの実施形態では、各反復構造単位（例えば、反復構造単位４００Ｕから反復構造単位１６００Ｕ）は、反復構造単位において対応する出口チャネル、または出口セルを総じて画定するための、第２の組の第２の群の壁と相互接続された第１の組の第１の群の壁からなる、出口を画定している一組の壁であって、出口セルまたは出口チャネルは、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、対応する出口チャネルまたはセルの角間の中間位置（例えば、半ば）のＴ字交点で、出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、各反復構造単位（例えば、反復構造単位４００Ｕから反復構造単位１６００Ｕ）は、反復構造単位において対応する出口チャネル、または出口セルを総じて画定するための、第２の組の第２の群の壁と相互接続された第１の組の第１の群の壁からなる出口を画定している一組の壁であって、出口セルまたは出口チャネルは、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、対応する出口チャネルまたは出口セルの角から離間された位置で、出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む。
【0055】
いくつかの実施形態では、反復構造単位（例えば、反復構造単位４００Ｕから反復構造単位１６００Ｕ）は、複数の入口チャネルまたは入口セルを含む。いくつかの実施形態では、反復構造単位における壁のうちの少なくとも１つは、その反復構造単位における入口セルのうちの１個および出口セルのうちの１個によって共有されている。いくつかの実施形態では、反復構造単位における複数の壁は、少なくとも１個の入口セルおよび少なくとも１個の出口セルによって共有されている。これらの実施形態のうちのいくつかでは、入口チャネルのうちの少なくとも１つが、出口を画定している一組の壁のうちの１つを対応する出口チャネルまたは出口セルと共有している。いくつかの実施形態では、複数の入口セルまたは入口チャネルの各々が、出口を画定している一組の壁のうちの１つを対応する出口セルまたは出口チャネルと共有している。
【0056】
いくつかの実施形態では、反復構造単位（例えば、反復構造単位６００Ｕから反復構造単位８００Ｕ）は、複数の出口チャネルまたはセルを含み、これらの実施形態のうちのいくつかでは（例えば、反復構造単位７００Ｕ）、反復構造単位は、異なる断面積または水力直径を有する、少なくとも２個の出口セルまたは出口チャネルを含む。いくつかの実施形態では、第１の群の側壁の１つは、第２の群の側壁1つと相互接続している。いくつかの実施形態では、第１の群の側壁（複数）は、第２の群の側壁の１つと相互接続している。
【0057】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、壁は、軸方向（ｚ方向）に対して垂直の平面においてｘ－ｙ格子構成で配設され、壁のアレイは、ｘ方向に対して平行に整列された壁（例えば、４０３Ｘから１６０３Ｘ）の第１の群と、ｙ方向に対して平行に整列された平行壁（例えば、４０３Ｙから１６０３Ｙ）の第２の群とを含み、ｘ方向は、ｙ方向に対して直角である。
【0058】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、マトリクスは、複数の反復チャネル単位を含み、各チャネル単位は、それぞれの出口チャネルと、それぞれの出口チャネルに隣接した複数の囲繞している、または当接している入口チャネルと、を含む。いくつかの実施形態では、複数の囲繞している、または当接している入口チャネルは、複数の共有側壁入口セルによって画定されている。いくつかの実施形態では、複数の囲繞している、または当接している入口チャネルは、複数の共有角部分入口セルによって画定されている。いくつかの実施形態では、複数の囲繞している、または当接している入口チャネルは、複数の共有側壁入口セル、もしくは複数の共有角部分入口セル、またはそれらの両方によって画定されている。いくつかの実施形態では、セル壁のうちのそれぞれ１つは、各共有側壁入口セルと、それぞれの隣接した出口セルとの間に配設されている。いくつかの実施形態では、入口セルの各々は、そのそれぞれの反復単位内のそれぞれの出口セルを囲繞し、反復単位のそれぞれの共有壁は、出口セルと、入口セルの各々との間に配設されている。
【0059】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、出口セルまたは出口チャネルの各々は、入口セルまたは入口チャネルによって完全に囲繞されている。
【0060】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、マトリクス内のいずれの出口チャネルも別の出口チャネルに隣接していない。
【0061】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、セルのアレイ内のいずれの出口セルも、別の出口セルに隣接していない。
【0062】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの反復構造単位内の入口チャネルの各々が、等しい断面形状および大きさのものである。本明細書に開示するフィルタおよびハニカム構造のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの反復構造単位内の入口セルの各々が、等しい断面形状および／または大きさのものである。
【0063】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口チャネルのすべてが、（外皮と交差している部分的チャネルを除いて）等しい断面形状および／または大きさのものである。本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口セルの各々が、（外皮と交差している部分的チャネルを除いて）等しい断面形状および／または大きさのものである。
【0064】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの反復構造単位内の入口チャネルのすべてが、等しい断面形状および／または大きさのものである。
【0065】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、壁は、ハニカム構造の入口端と出口端との間に軸方向に延在している。
【0066】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、マトリクス内の壁のすべてが、入口端と出口端との間に配設された軸方向位置において、同じ厚さを有する。
【0067】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、入口チャネルの少なくとも大部分が、出口端で、または出口端付近で閉塞されている。
【0068】
本明細書に開示するフィルタ、ハニカム体、およびハニカム構造のいくつかの実施形態では、出口チャネルの少なくとも大部分が、入口端で、または入口端付近で閉塞されている。
【0069】
いくつかの実施形態では、ハニカム構造は、反復構造単位を含む１つ以上の部分、および反復構造単位を含まない１つ以上の部分を備え、特定の実施形態では、反復構造単位を含まない１つ以上の部分が、非正方形長方形セルを含む。例えば、図１６Ｃおよび図１６Ｄに部分図で示すように、反復構造単位１６００Ｕの存在の性質ではない場合があるいくつかの部分が、入口チャネルおよび出口チャネル、または閉鎖されたチャネルを含んでもよく、これらは、ハニカム構造中の１つ以上の位置、例えば、外周に、もしくは外周付近に、または中心線に、あるいはハニカム構造全体にわたる他の選択位置に存在してもよい。例えば、反復構造単位１６００Ｕを含まない１つ以上の部分は、図１６Ｃに示すように、外皮１６０９に隣接した外周に位置する、反復構造単位１６００Ｕの形状の一部を有する不完全な単位１６００Ｉであってもよい。図１６Ｄでは、反復構造単位１６００Ｕを含まない１つ以上の部分は、ハニカム構造１６００Ｂ内に位置する閉鎖されたセル１６００Ｎ（例えば、出口および／および入口セル）の群であってもよいが、反復構造単位１６００Ｕと同じ閉塞パターンを有しない。閉鎖されたセル１６００Ｎのそのような群は、外周または外周付近に、または中心線に、あるいはハニカム体の他の選択位置に位置していてもよい。いくつかの実施形態では、ハニカム構造は、２つ以上の別個のそのような群を備える。いくつかの実施形態では、ハニカム構造は、第１の反復構造単位を含む１つ以上の部分と、第２の反復構造単位を含む１つ以上の部分と、を備え、第１の反復構造単位および第２の反復構造単位は、互いに異なる。
【0070】
本明細書に開示する一組の実施形態では、微粒子壁流フィルタ（例えば、ディーゼル微粒子壁流フィルタおよび／またはガス微粒子壁流フィルタ）は、ＯＦＡｉｎがＯＦＡｏｕｔよりも大きく、１．５と５．０の間（１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、および５．０を含む）のＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔ比、入口セルまたは入口チャネルの面積に対する、出口セルまたは出口チャネルの面積の比を含むハニカム構造を有するハニカム体を含む。いくつかの実施形態では、ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔ比は、２よりも大きく、さらには３よりも大きく、すべての入口セルおよびそれらの入口チャネルは、等しい断面形状および大きさのものであってもよい。いくつかの実施形態では、出口セルおよびそれらのチャネルのうちの少なくともいくつかは、入口セルまたは入口チャネルのいずれかよりも大きい水力直径を有する。いくつかの実施形態では、ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔ比と、出口セルと壁を共有している入口セルの周囲長の平均割合との積は、少なくとも０．６７であるが、１．０未満である。いくつかの実施形態では、ハニカム構造は、入口セルが正方形入口チャネルを画定し、出口セルが長方形出口チャネルを画定するように配設された壁からなる。いくつかの実施形態では、ハニカム構造の特定の反復構造単位に関して、出口セルのうちの少なくとも１つの断面積は、入口セルのうちの少なくとも１個の断面積の２倍である。いくつかの実施形態では、出口セルのいずれかの断面積は、入口セルのいずれかの断面積の２倍である。いくつかの実施形態では、チャネルを画定する、ハニカム構造のウェブ厚さ、すなわち壁の厚さは、一定の厚さであるか、または実質的に一定の壁厚さであり、他の実施形態では、ハニカム構造は、例えば、改善された平衡強度を提供するために、等しくないウェブ厚さ（または壁厚さ）を含む。
【0071】
場合によっては、本開示のハニカム構造４００からハニカム構造１６００の例示的実施形態は、相対的に高いレベルの総開放気孔率および総通気孔率を含んでもよい。例えば、水銀ポロシメトリーで決定して、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、さらには少なくとも６０％の総気孔率Ｐ％を含むハニカム構造４００からハニカム構造１６００を、提供してもよい。
【0072】
相対的に高い総気孔率に加えて、本開示のハニカム構造４００からハニカム構造１６００は、少なくとも８μｍの孔、少なくとも１０μｍの孔、さらには少なくとも１２μｍの孔の中央孔直径ｄ５０も含み得る。さらに、孔の中央孔直径ｄ５０は、３０μｍを超えない場合があり、２５μｍを超えない場合があり、いくつかの実施形態では、２０μｍを超えない場合がある。さらに別の実施形態では、孔の中央孔直径ｄ５０は、８μｍから３０μｍ、１０μｍから２５μｍ、１２μｍから２０μｍ、さらには１２μｍから１８μｍの範囲であってもよい。
【0073】
相対的に高い総気孔率および規定のメジアン孔径に加えて、本開示のハニカム構造４００からハニカム構造１６００は、相対的に細かい孔および／または相対的に粗い孔の割合の最小化によって明示されるように、相対的に狭い孔径分布も含み得る。このため、孔径分布は、孔の割合で表される場合がある。例えば、量ｄ５０は、孔体積に基づくメジアン孔径で表され、セラミック構造の開放気孔率の５０％に水銀が浸入する孔径である。量ｄ９０は、孔体積の９０％が、孔径がｄ９０の値よりも小さい孔からなる孔径であり、したがって、ｄ９０は、セラミック構造の開放気孔率の１０体積％に水銀が浸入する孔径とも等しい。なおもさらに、量ｄ１０は、孔体積の１０％が、孔径がｄ１０の値よりも小さい孔からなる孔径であり、したがって、ｄ１０は、セラミック構造の開放気孔率の９０体積％に水銀が浸入する孔径と等しい。ｄ１０およびｄ９０の値を、マイクロセンチメートルの単位で表す。
【0074】
一実施形態では、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００の例示的実施形態の相対的に狭い孔径分布は、孔の割合としてさらに定量化されるメジアン孔径ｄ５０よりも細かい孔径の分布幅によって明示され得る。本明細書に使用されるとき、メジアン孔径ｄ５０よりも細かい孔径の分布幅は、量（ｄ５０－ｄ１０）／ｄ５０を表す「ｄｆａｃｔｏｒ」値または「ｄｆ」値によって表される。このため、本開示のセラミックハニカム構造は、０．５０未満、０．４０未満、０．３５未満、さらには０．３０未満のｄｆ値を含み得る。いくつかの実施形態では、開示するハニカム構造のｄｆ値は、０．２５未満、さらには０．２０未満である。このため、ｄｆの相対的に低い値は、細孔の低い割合を示し、ｄｆの低い値は、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００が、ディーゼル微粒子フィルタまたはガス微粒子フィルタなどのフィルタリング用途で利用されるとき、低煤煙負荷での圧力損失を改善するのに有益であり得る。
【0075】
いくつかの実施形態では、開示するハニカム構造４００からハニカム構造１６００の相対的に狭い孔径分布は、任意でまたは追加的に、孔割合としてさらに定量化されるメジアン孔径ｄ５０よりも細かいかまたは粗い孔径の分布幅によって明示され得る。本明細書に使用されるとき、メジアン孔径ｄ５０よりも細かいかまたは粗い孔径の分布幅は、量（ｄ９０－ｄ１０）／ｄ５０を表す「ｄＢｒｅａｄｔｈ」値または「ｄＢ」値によって表される。このため、いくつかの実施形態における本開示のハニカム構造４００からハニカム構造１６００は、１．５０未満、１．２５未満、１．１０未満、さらには１．００未満であるｄＢ値を含み得る。いくつかの例示的実施形態では、ｄＢの値は、０．８未満、０．７未満、さらには０．６未満である。ｄＢの相対的に低い値によって、ディーゼル燃焼エンジンおよび／またはガス燃焼エンジンの排気流から微粒子をフィルタリングするために使用されるハニカム構造における、相対的により高いフィルタリング効率、ならびにより高い強度がもたらされ得る。
【0076】
このため、前述の気孔率値、中央孔直径値、およびｄｆまたはｄＢのいずれかを組み合わせることは、本開示のセラミックハニカム体をディーゼル排気のフィルタリング用途またはガス排気のフィルタリング用途に使用する際、有用なフィルタリング効率を維持しながら、きれいな状態での低い圧力損失および煤煙負荷された状態での低い圧力損失をもたらすのに役立ち得る。
【0077】
さらに、本明細書に開示するハニカム構造４００からハニカム構造１６００の１つ以上の実施形態は、優れた熱衝撃抵抗性（ＴＳＲ）をもたらす低い熱膨張係数を呈し得る。理解されるように、ＴＳＲは、熱膨張係数（ＣＴＥ）に反比例する。つまり、低熱膨張のハニカム構造は、典型的に、より高い熱衝撃抵抗性を有し、例えば、ディーゼル排気のフィルタリング用途またはガス排気のフィルタリング用途で遭遇する広い温度変動を乗り切ることができる。したがって、１つ以上の実施形態では、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００は、少なくとも一方向において、かつ膨張率測定で測定して、２５℃から１０００℃の温度範囲にわたって、約２５．０×１０－７／℃以下、２０．０×１０－７／℃以下、１５．０×１０－７／℃以下、１０．０×１０－７／℃以下、さらには、８．０×１０－７／℃以下の相対的に低い熱膨張係数（ＣＴＥ）を有することを特徴とし得る。
【0078】
なおもさらに、上述のハニカム構造４００からハニカム構造１６００の実施形態は、前述の特性の任意の望ましい組み合わせを呈し得ることを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、ＣＴＥ（２５℃から１０００℃）は、１２×１０－７／℃以下（さらには１０×１０－７／℃以下）であり、気孔率Ｐ％は、少なくとも４０％、さらには少なくとも４５％であり、中央孔直径は、少なくとも１０μｍ（または少なくとも１２μｍ）であり、ｄｆの値は、０．３５未満（さらには０．３０未満）である。いくつかの実施形態では、ｄＢは、１．０未満、０．８５未満、さらには０．７５未満であってもよい。本開示のハニカム体は、円形などの、特定の用途に好適な任意の形状または幾何形態を有してもよい（図４Ｄおよび図４Ｅを参照されたい）。楕円形、レーストラック型、正方形、長方形、三角形、八角形、六角形などの他の外周形状を、使用することができる。ハニカム構造４００からハニカム構造１６００は、約７０個のセル／ｉｎ２（１０．９個のセル／ｃｍ２）から約４００個のセル／ｉｎ２（６２個のセル／ｃｍ２）のセル密度をさらに有してもよい。他のセル密度を使用してもよい。ハニカム体の長さは、その用途に好適な任意の長さであってもよい。いくつかの実施形態では、ハニカム構造１６００で構成されているハニカム体は、外側断面形状が、長方形または六角形であってもよく、好適なセメント混合物などで一緒に接着されて、より大きいハニカム体（いわゆるセグメント化構造）を形成してもよい。
【0079】
本明細書に開示するいくつかの実施形態では、本明細書に開示するハニカム構造を含む微粒子壁流フィルタは、車両の寿命にわたって実際にメンテナンスを必要としない微粒子壁流フィルタの使用のための極めて大きい灰燼貯蔵体積を提供し、他の既知の設計と比較して、圧力損失の低減をもたらす。
【0080】
好ましくは、微粒子壁流フィルタのための様々なハニカム構造およびハニカム体を製造するために使用される押出ダイは、最低限のプランジＥＤＭ製造プロセス、さらにはプランジなしのＥＤＭステップ（例えば、ワイヤＥＤＭ技術によってもたらされる）で製造することができ、それにより、押出ダイ製造費用を大幅に削減することができる。いくつかの実施形態では、ディボットまたはプレナムを、このタイプのダイ設計上のピンのうちのいくつか、大部分、またはすべてに加えてもよい。
【0081】
本明細書に開示するいくつかの実施形態では、多孔質セラミック壁流微粒子フィルタは、セラミックで主に構成され、壁流ハニカムフィルタ体の入口端から出口端に延在する複数のセルチャネルを画定している複数の長手方向セル壁を有する、閉塞された壁流ハニカムフィルタ体を含み、セルチャネルのうちの少なくともいくつかは、例えば入口端、もしくは出口端、入口と出口端との間、またはそれらの組み合わせにおいて閉塞されている。多孔質セラミックフィルタは、押出ダイから押出されて、ハニカム構造などの交差壁のマトリクスからなる素地を形成する好適なセラミックを形成するバッチ混合物から形成されてもよく、この素地を乾燥させて、焼成してセラミック構造を形成する。いくつかの実施形態では、セラミックは、コーディエライト結晶相からなってもよいか、またはコーディエライトから主になり、任意で他の微量の結晶相を含んでもよい。いくつかの実施形態では、セラミック壁流微粒子フィルタは、例えば、各端面において本明細書に記載するパターンで閉塞されて示される、一方の端（例えば、入口端）のチャネルのうちの少なくともいくつか、または対向する端（例えば、出口端）のチャネルのうちの少なくともいくつかに配設された栓を用いて形成されている。セラミック壁流微粒子フィルタを、例えばウォッシュコートで被覆するように設計してもよいが、代替的には、露出した（被覆されていない）フィルタとして利用してもよい。いくつかの実施形態では、壁流ハニカムフィルタ体およびハニカム構造（例えば、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００）は、コーディエライト、コーディエライトマグネシウムチタン酸アルミニウム、ムライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、または開放通気孔を呈する他の好適なセラミック材料から主になっていてもよい。本明細書に開示するいくつかの実施形態では、多孔質セラミック壁流微粒子フィルタおよびハニカム体は、入口端と出口端との間に軸方向に延在する平行チャネルを画定している複数の交差壁を含むハニカム構造を含む。
【0082】
本開示の実施形態を、ディーゼル燃焼エンジンまたはガス燃焼エンジンから生じる排気流をフィルタリングするための、例えば、ディーゼル微粒子フィルタまたはガス微粒子フィルタとして使用することができる。
【0083】
本明細書に記載する１つ以上の実施形態による微粒子壁流フィルタで使用するための、セラミック体の入口側面図および出口側面図を、図１７Ｃにそれぞれ描写する。示すハニカム体のハニカム構造５００は、本明細書で図５Ａおよび図５Ｂに記載するものと同じである。しかしながら、本明細書に記載する他のハニカム構造（例えば、ハニカム構造４００およびハニカム構造６００からハニカム構造１６００）のいずれかを、代わりに使ってもよい。セラミック体は、入口端と出口端との間に軸方向（例えば、ｚ方向）に延在する平行チャネルを画定する交差セル壁５０３のマトリクスを備えるハニカム構造５００を一般的に有し得、上述のものなどの任意の好適なセラミック材料を含み得る。
【実施例0084】
様々なハニカム構造を含む様々なハニカム体（例えば、閉塞されたハニカム構造体）を製作し、具体的には、本明細書に開示する設計の圧力損失に対する、比較設計の圧力損失を比較するために、２インチ（５．０８センチメートル）の直径×６インチ（１５．２４センチメートル）の軸長部分を、多孔質チタン酸アルミニウムから生成し、試験した。図１７Ａ）３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）、７ミル（約０．１８ミリメートル）のセル壁厚さの幾何形態（別名「３００／７幾何形態」）、および１．７：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、図２Ａおよび図２Ｂに示すものと類似した非対称ハニカム構造と、図１７Ｂ）４００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）、７ミル（約０．１８ミリメートル）のセル壁厚さの幾何形態（別名「４００／７幾何形態」）、および２．２：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、図２Ａおよび図２Ｂに示すものと類似した非対称ハニカム構造と、図１７Ｃ）４００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）、８ミル（約０．２０ミリメートル）のセル壁厚さの幾何形態（別名「４００／８幾何形態」）、および２．２：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、５Ａおよび５Ｂに示すものと類似したハニカム構造５００と、の３つの異なるハニカム構造を評価した。
【0085】
図１７Ａから図１７Ｃは、３つの設計（Ａ、Ｂ、Ｃ）の代表的な部分の閉塞されている入口端（上方写真）および出口端（下方写真）の写真をそれぞれ示し、設計Ａを図１７Ａに示し、設計Ｂを図１７Ｂに示し、設計Ｃ（ここに開示する設計）を図１７Ｃに示す。設計Ａ、Ｂ、およびＣの閉塞されているハニカム部分を、流量の関数としての低温圧力損失に関して試験し（図１８Ａを参照されたい）次いで、それらにｐｒｉｎｔｅｘ煤煙を負荷し、最大約５ｇ／ｌの様々なレベルで煤煙負荷された状態での圧力損失を再試験した（図１８Ｂを参照されたい）。煤煙負荷された状態での圧力損失値を記録した後、煤煙を焼き尽くし、これらの部分に、トラックから取り出したフィルタから得た、２０ｇ／ｌのレベルの灰燼物質を負荷した。圧力損失試験を、煤煙負荷の関数として再度行い、それらの結果を図１９Ｃに示す。
【0086】
図面に例示する圧力損失試験から見ることができるように、本明細書に開示する設計Ｃのハニカム構造は、所与の灰燼貯蔵容量の圧力損失性能に関して、例えば、設計Ａおよび設計Ｂよりも明白な利点をもたらす。設計Ａおよび設計Ｂの高灰燼貯蔵容量は、出口チャネルの相対的に小さい水力直径のため、圧力損失において不利である。したがって、本明細書に開示する実施形態は、きれいな状態および煤煙を負荷した状態で、既知の設計よりも圧力損失の利点をもたらすことができる。
【0087】
ハニカム体（閉塞されたハニカム構造体）の様々な実施形態を製作し、例えば１０．５インチ（２６．６７センチメートル）の直径×７．５インチ（１９．０５センチメートル）の軸長のハニカム体は、多孔質コーディエライトでできており、このハニカム体を試験して、圧力損失性能を評価した。例えば、４つのハニカム構造を評価し、図２２Ａ）は、３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）、７ミル（約０．１８ミリメートル）のセル壁厚さの幾何形態（「３００／７幾何形態」）、および１．７：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、図２Ａおよび図２Ｂに示すものと類似した非対称ハニカム構造を有する試料２２Ａを示し、図２２Ｂ）は、２００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）、８ミル（約０．２０ミリメートル）のセル壁厚さの幾何形態（「２００／８幾何形態」）、および１：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、図１Ａおよび図１Ｂに示すものと類似した対称なハニカム構造を有する試料２２Ｂを示し、図２２Ｃ）は、４００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）、８ミル（約０．２０ミリメートル）のセル壁厚さの幾何形態（「４００／８幾何形態」）、および１．８：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する、図５Ｃおよび図５Ｄに示すものと類似したハニカム構造５００を有する試料２２Ｃを示し、図２２Ｄ）は、３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）、８ミル（約０．２０ミリメートル）のセル壁厚さの幾何形態（「３００／８幾何形態」）、および１．９：１の入口の断面積に対する出口の断面積比を有する図５Ｃおよび図５Ｄに示すものと類似したハニカム構造５００を有する試料２２Ｄを示す。
【0088】
図２２Ａから図２２Ｄは、４つの設計（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の代表的な部分の閉塞されている入口端（上方写真）および出口端（下方写真）の写真をそれぞれ示し、設計２２Ａを図２２Ａに示し、設計２２Ｂを図２２Ｂに示し、設計２２Ｃ（ここに開示する設計）を図２２Ｃに示し、設計２２Ｄを図２２Ｄに示す。設計２２Ａ、設計２２Ｂ、設計２２Ｃ、および設計２２Ｄの閉塞されているハニカム部分を、煤煙を生成するために使用するディーゼル燃焼バーナ、ならびに試験するハニカム部分に入る温度および流れを制御するための空気を供給する送風機を装備した試験装置で、煤煙負荷の関数としての圧力損失に関して試験し、結果を図２３にグラフで示す。最大約５ｇ／ｌの様々なレベルで煤煙負荷された状態での圧力損失を決定するために、これらの部分に上述の試験装置から生成した煤煙を負荷した。
【0089】
図２３に見られるように、本明細書に開示する設計２２Ｃおよび設計２２Ｄのハニカム構造は、例えば、設計２２Ｂよりも、改善された煤煙負荷された状態での圧力損失性能をもたらした。設計２２Ｃおよび設計２２Ｄの入口の断面積に対する出口の断面積の比がより大きくなると、灰燼貯蔵容量も、例えば、設計Ａおよび設計Ｂよりも大きくなり、設計２２Ｃおよび設計２２Ｄの寿命末期の灰燼負荷は、例えば、設計２２Ａおよび設計２２Ｂよりも優れた煤煙負荷された状態での圧力損失の利点をもたらすであろう。設計２２Ａおよび設計２２Ｂなどの設計の高灰燼貯蔵容量は、出口チャネルの相対的に小さい水力直径のために、より高い圧力損失をもたらし得ることに留意されたい。したがって、本明細書に開示する実施形態は、既知の設計よりも煤煙負荷状態および灰燼負荷状態における圧力損失の改善をもたらすことができる。
【0090】
図２３は、設計２２Ｄの煤煙負荷に対する圧力損失データの傾斜が、設計２２Ｃおよび設計２２Ａのものよりも大きいという点での、設計２２Ｃと設計２２Ｄの間の違いも例示する。煤煙負荷に対する圧力損失のより大きい傾斜は、圧力損失に基づくフィルタ煤煙負荷評価を評価する能力の改善をもたらし、圧力損失に基づく微粒子フィルタ診断の改善をもたらし得る。試験した４つの設計の中でも、設計２２Ｂは、煤煙負荷に対する圧力損失の最も大きい傾斜を提供するが、設計２２Ａ、設計２２Ｃ、および設計２２Ｄと比較して、灰燼貯蔵容量に欠ける。設計２２Ｄは、設計Ｃと比較して、セル密度がより低い（３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）に対して４００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル））ために、煤煙負荷に対する圧力損失のより大きい傾斜を提供するが、両方の設計が、図５Ｃおよび図５Ｄに示すものと類似したハニカム構造５００を有する。
【0091】
図２４は、１０．５インチ（２６．６７センチメートル）の直径および７．５インチ（１９．０５センチメートル）の長さ、３５０個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度、９．５ミル（約０．２４ミリメートル）のハニカムマトリクス壁厚さ、４５％の壁気孔率（平均気孔率）、ならびに１４マイクロセンチメートル（マイクロメートル）の壁中央孔直径を有する４つの異なるフィルタ（閉塞されているハニカム体）設計のモデル化した圧力損失性能を示す。煤煙粒子がフィルタ壁内に入るのを防ぐ役割を果たし、その結果、煤煙はチャネル内にのみ存在し、深層フィルタリングは圧力損失に寄与しないことになる、フィルタに存在することが推測される薄い灰燼層を、圧力損失モデル化に組み込んだ。１２５０ｍ３／時間の排気流量、および２００℃のガス温度に関して、０ｇ／Ｌおよび６ｇ／Ｌ、ならびにそれらの間での圧力損失を、煤煙負荷でモデル化した。図１Ａおよび図１Ｂに示す既知のハニカム構造を有するフィルタ体の設計２４Ａに関しては、圧力損失は、０．７９８ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における２．３６ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける７．１５ｋＰａに上昇した。図２Ａおよび図２Ｂに示す非対称設計を有するハニカム構造を有するフィルタ体の設計２４Ｂに関しては、圧力損失は、０．６０１ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における３．０６ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける６．６７ｋＰａに上昇した。、図５Ａおよび図５Ｂに示す２：１の出口の断面積に対する入口の断面積比を有する非対称設計を有するハニカム構造有する本明細書に開示するフィルタ体の設計２４Ｃに関しては、圧力損失は、０．６７１ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．４１ｋＰａから６ｇ／Ｌにおける５．４４ｋＰａに上昇した。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す非対称設計を有し、３：１の出口の断面積に対する入口の断面積比を有するハニカム構造を有するフィルタ体の設計２４Ｄに関しては、圧力損失は、０．７８６ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．６９ｋＰａから６ｇ／Ｌにおける６．４１ｋＰａに上昇した。圧力損失性能は、本明細書に開示する非対称設計フィルタのきれいな状態での圧力損失（０ｇ／Ｌの煤煙負荷の場合に対応する）に対する、類似したＣＰＳＩ、壁厚さ、直径、長さ、および壁ミクロ構造を有する対称なフィルタのきれいな状態での圧力損失の比である、規定のパラメータΩと、本明細書に開示する非対称設計フィルタの圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対する、類似したＣＰＳＩ、壁厚さ、直径、長さ、および壁ミクロ構造を有する対称なフィルタのきれいな状態での圧力損失の比としてのパラメータΘ と、によって定量化することができる。２：１の出口の断面積に対する入口の断面積比を有する、本明細書に開示する非対称設計に関しては、パラメータΩおよびΘを、０．５９７および０．８４とそれぞれ計算した。２：１の出口の断面積に対する入口の断面積比を有する、本明細書に開示する非対称設計に関しては、パラメータΩおよびΘを、０．７１６および０．９８とそれぞれ計算した。いくつかの実施形態では、本明細書に開示する非対称設計フィルタは、０．８５未満のΩおよび１未満のΘを有する。他の実施形態では、本明細書に開示する非対称設計フィルタは、０．７５未満のΩおよび１未満のΘを有する。さらに他の実施形態では、本明細書に開示する非対称設計フィルタは、０．６５未満のΩおよび１未満のΘを有する。さらに他の実施形態では、本明細書に開示する非対称設計フィルタは、０．６５未満のΩおよび０．９未満のΘを有する。他の実施形態では、本明細書に開示する非対称設計フィルタは、０．６未満のΩおよび０．８５未満のΘを有する。
図２５は、１０．５インチ（２６．６７センチメートル）の直径および７．５インチ（１９．０５センチメートル）の長さ、５５％の（平均）壁気孔率および１２マイクロセンチメートル（マイクロメートル）の壁中央孔直径を有する４つの異なるフィルタ設計のモデル化した圧力損失性能を示す。１２５０ｍ３／時間の排気流量、および２００Ｃのガス温度に関して、０ｇ／Ｌおよび６ｇ／Ｌ、ならびにそれらの間での圧力損失を、煤煙負荷でモデル化した。図１Ａおよび図１Ｂに示し、２００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および８ミル（約０．２０ミリメートル）のハニカムマトリクス壁厚さを有する既知のハニカム構造を有するフィルタ体の設計２５Ａに関しては、圧力損失は、１．１３９ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．１９７ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける８．０３ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約２９６ｇ／Ｌであった。図２Ａおよび図２Ｂに示し、３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および７ミル（約０．１８ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有するフィルタ体の設計２５Ｂに関しては、圧力損失は、０．６ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における２．１ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける５．７１ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約２９７ｇ／Ｌであった。図２Ａおよび図２Ｂに示し、３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および９ミル（約０．２３ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有するフィルタ体の設計２５Ｃに関しては、圧力損失は、０．６６ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における２．４３ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける６．３７ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約３６１ｇ／Ｌであった。図５Ａおよび図５Ｂ（２：１の入口の断面積に対する出口の断面積を有する）に示し、３５０個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および９．５ミル（約０．２４ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有するフィルタ体の本明細書に開示する設計２５Ｄに関しては、圧力損失は、０．６８６ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．４６ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける５．５８ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約４１２ｇ／Ｌであった。フィルタ体が図１０Ａおよび図１０Ｂ（３：１の出口の断面積に対する入口の断面積を有する）に示し、３５０個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および９．５ミル（約０．２４ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有する、本明細書に開示する設計２５Ｅに関しては、圧力損失は、０．８０１ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．７６ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける６．５７ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約４１２ｇ／Ｌであった。いくつかの実施形態では、フィルタは、より高いかさ密度を有し、かさ密度がより高くなると、フィルタの再生中の温度逸脱がより小さく成り得るため、きれいな状態での低い圧力損失および煤煙負荷された状態での低い圧力損失を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、対称なハニカムフィルタ（図１Ａおよび図１Ｂに示すものなど）のかさ密度よりも１０％以上高くなり得ると同時に、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失（０ｇ／Ｌの煤煙負荷に対応する）を有する。他の実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失を有する対称なハニカムフィルタのかさ密度よりも、２０％以上高くなることができる。さらに他の実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失を有する対称なハニカムフィルタのかさ密度よりも、３０％以上高くなることができる。さらに他の実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失を有する対称なハニカムフィルタのかさ密度よりも、２０％以上高くなることができる。
図２５は、１０．５インチ（２６．６７センチメートル）の直径および７．５インチ（１９．０５センチメートル）の長さ、５５％の（平均）壁気孔率および１２マイクロセンチメートル（マイクロメートル）の壁中央孔直径を有する４つの異なるフィルタ設計のモデル化した圧力損失性能を示す。１２５０ｍ３／時間の排気流量、および２００Ｃのガス温度に関して、０ｇ／Ｌおよび６ｇ／Ｌ、ならびにそれらの間での圧力損失を、煤煙負荷でモデル化した。図１Ａおよび図１Ｂに示し、２００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および８ミル（約０．２０ミリメートル）のハニカムマトリクス壁厚さを有する既知のハニカム構造を有するフィルタ体の設計２５Ａに関しては、圧力損失は、１．１３９ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．１９７ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける８．０３ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約２９６ｇ／Ｌであった。図２Ａおよび図２Ｂに示し、３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および７ミル（約０．１８ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有するフィルタ体の設計２５Ｂに関しては、圧力損失は、０．６ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における２．１ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける５．７１ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約２９７ｇ／Ｌであった。図２Ａおよび図２Ｂに示し、３００個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および９ミル（約０．２３ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有するフィルタ体の設計２５Ｃに関しては、圧力損失は、０．６６ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における２．４３ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける６．３７ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約３６１ｇ／Ｌであった。図５Ａおよび図５Ｂ（２：１の入口の断面積に対する出口の断面積を有する）に示し、３５０個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および９．５ミル（約０．２４ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有するフィルタ体の本明細書に開示する設計２５Ｄに関しては、圧力損失は、０．６８６ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．４６ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける５．５８ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約４１２ｇ／Ｌであった。フィルタ体が図１０Ａおよび図１０Ｂ（３：１の出口の断面積に対する入口の断面積を有する）に示し、３５０個のセル／平方インチ（約６．５平方センチメートル）のセル密度および９．５ミル（約０．２４ミリメートル）の壁厚さを有する非対称ハニカム構造を有する、本明細書に開示する設計２５Ｅに関しては、圧力損失は、０．８０１ｋＰａ／（ｇ／Ｌの煤煙負荷）の圧力損失に対する煤煙負荷傾斜に対応する、０ｇ／Ｌの煤煙負荷における１．７６ｋＰａから、６ｇ／Ｌにおける６．５７ｋＰａに上昇した。この実施例のかさ密度は、約４１２ｇ／Ｌであった。いくつかの実施形態では、フィルタは、より高いかさ密度を有し、かさ密度がより高くなると、フィルタの再生中の温度逸脱がより小さく成り得るため、きれいな状態での低い圧力損失および煤煙負荷された状態での低い圧力損失を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、対称なハニカムフィルタ（図１Ａおよび図１Ｂに示すものなど）のかさ密度よりも１０％以上高くなり得ると同時に、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失（０ｇ／Ｌの煤煙負荷に対応する）を有する。他の実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失を有する対称なハニカムフィルタのかさ密度よりも、２０％以上高くなることができる。さらに他の実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失を有する対称なハニカムフィルタのかさ密度よりも、３０％以上高くなることができる。さらに他の実施形態では、本明細書に開示するフィルタのかさ密度は、類似したきれいな状態でのフィルタ圧力損失を有する対称なハニカムフィルタのかさ密度よりも、２０％以上高くなることができる。
【0092】
圧力損失の利点に加えて、様々な本明細書に開示する実施形態は、例えば、既知の非対称設計と比較して、例えば、類似したセル密度と比較して、それらの実施形態の押出ダイ製造の費用を大幅に削減するのに役立つ。例えば、本明細書に開示する様々な実施形態では、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００の多くは、「直線壁」からなり、そのため、押出によって本明細書に開示するハニカム構造を形成するのに使用される押出ダイの大部分は、例えば、黒鉛電極を備えたプランジＥＤＭに主にまたは排他的に依存するよりも、より安価なワイヤＥＤＭまたは切断ホイール（例えば、研削ホイール溝削り）で切断することができる。したがって、相対的に高価かつ時間のかかり得るプランジＥＤＭなどの技法の使用を、最低限に抑えることができる。
【0093】
例えば、押出ダイ１９２０の実施形態を、図２１Ａから図２１Ｃに開示する。この実施例を使用して、押出ダイ１９２０を通して、無機構成成分および有機構成成分と、液体ビヒクルとのバッチ混合物を押出することによる押出プロセスによって、素地を製造することができる。続いて、素地構造体を、乾燥させ、焼成して、ハニカム構造を生成してもよい。示す押出ダイ１９２０は、図１１のハニカム構造１１００を製造するために使用されるが、本明細書に開示する一般ダイ構造を、本明細書に記載する他のハニカム構造４００からハニカム構造１０００、ハニカム構造１２００からハニカム構造１６００に容易に適用することができる。再度図２１Ａから図２１Ｃを参照すると、ハニカム構造を、押出ダイ１９２０を通して、例えば、米国特許第３，８８５，９７７号、同第５，３３２，７０３号、同第６，３９１，８１３号、同第７，０１７，２７８号、同第８，９７４，７２４号、国際公開第２０１４／０４６９１２号、および同第２００８／０６６７６５号のいずれか１つに記載される押出可能なバッチ混合物を押出して、素地を生成することによって形成することができる。一般的には、素地は、押出可能な混合物から形成された実質的に自己で支持する構造を含み、１種以上のセラミックを形成する材料、もしくは１種以上のセラミック材料、またはセラミック材料とセラミックを形成する材料の両方からなる。次いで、素地を、乾燥させ、かつ／または加熱して、素地を乾燥させるか、焼結させるか、焼き戻すか、さもなければ焼成して、多孔質セラミック材料を含む構造を形成することができる。素地を、例えば、米国特許第９，０３８，２８４号、同第９，３３５，０９３号、同第７，５９６，８８５号、または同第６，２５９，０７８号に記載されるように乾燥させてもよい。素地を、本明細書に記載する幾何形態を含むように、米国特許第９，４５２，５７８号、同第９，４４６，５６０号、同第９，００５，５１７号、同第８，９７４，７２４号、同第６，５４１，４０７号、および同第６，２２１，３０８号のいずれか１つに記載されるように焼成して、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００を形成することができる。ハニカム押出ダイ１９２０は、ダイ本体１９２２（図２１Ｂ）と、バッチ混合物を受容するように構成されたダイ入口面１９２４と、生のハニカム構造を有する素地の形態で可塑化バッチを排出するように構成された、ダイ入口面１９２４とは反対側にあるダイ出口面１９２６と、を含む。ダイ本体は、部分的溝タイプ１９３２Ｐ、および場合により１つ以上の他の溝タイプを含む交差溝１９３２のマトリクスを含む。交差溝１９３２のマトリクスは、ダイ反復単位１９４０、すなわち押出ダイ１９２０全体にわたって反復しているダイ構造単位を画定している。
【0094】
ハニカム押出ダイ１９２０は、ダイ入口面１９２４からダイ本体１９２２内に延在し、また、ダイ出口面１９２６からダイ本体１９２２内に延在し、かつ複数の送り孔１９３０と接続する交差溝１９３２（いくつかはラベル付けしている）のマトリクスと交差している複数の送り孔１９３０（いくつかはラベル付けしている）を含む。ダイは、押出されるバッチ混合物材料を受け入れる、ラム押出機、または２軸押出機などの軸押出機などの押出機システムに組み込まれていてもよい。バッチ混合物を、複数の送り孔１９３０を通して、交差溝１９３２のマトリクス内に押し込む。溝１９３２の交差アレイは、ダイ出口面１９２６を完全には横切って延在しない部分的溝タイプ１９３２Ｐの少なくとも溝を含む。この実施形態では、ダイ出口面１９２６を完全に横切って（例えば、示すように垂直に）延在していてもよい第１の溝１９３２Ｘ（いくつかはラベル付けしている）、および同様に、ダイ出口面１９２６を完全に横切って（例えば、示すように水平に）延在していてもよい第２の溝１９３２Ｙ（第１の溝１９３２Ｘに対して直角）などの他の溝タイプが、設けられていている場合がある。ダイ出口面１９２６を完全には横切って延在しない部分的溝１９３２Ｐは、特に、示すように、例えば、第１の溝１９３２ＸとのＴ字交点を形成する。溝（例えば、溝１９３２Ｘ、溝１９３２Ｙ、および／または溝１９３２Ｐ）は、一緒になって、ダイ出口面１９２６の少なくともいくつかにわたって反復するダイ反復単位１９４０のアレイに対応する。ダイ反復単位１９４０は、示されるように、例えば、水平方向においては、ずれて側部と側部が当接する関係で、かつ垂直方向においては互いの上に積み重なって、配置され得る。ダイ反復単位１９４０の部分的溝１９３２Ｐは、第１の溝１９３２Ｘなどの他の溝のうちの１つと、Ｔ字交点で交差する。
【0095】
ハニカム押出ダイ１９２０は、例えば、押出法の間に押出された素地ハニカムのハニカム構造またはマトリクス上に押出された外皮を形成するための外皮形成送り孔１９３０Ｓと接続している外皮形成マスク１９５０（例えば、マスクリング）を含む、外皮形成部分１９２０を含み得る。マスクリングは、示すように、円形の内周形状を有し得るが、押出物または素地の他の外周形状に対応する他の形状が、本明細書に提供されるように、可能である。
【0096】
ダイ反復単位１９４０は、第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピンを含む。第１のダイピンタイプの断面積（軸方向または押出方向ｚに対して直角な平面における）は、第２のダイピンタイプよりも大きく、断面において長方形の形状を含む。第１のダイピンタイプは、長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を含み、Ｌｏは、Ｗｏよりも長く、部分的溝１９３２Ｐは、長さＬｏの第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点で終端する。第２のダイピンタイプは、長さＬｏの第１の側部の長さの半分未満の、長さＬｏに平行な側部長さＬｉを含む。
【0097】
描写される実施形態では、ダイ反復単位１９４０の各々が、ダイピンＰ１からダイピンＰ７を含む。ダイ反復単位１９４０の構造のダイピン（Ｐ１からＰ７）の一部を形成する第１の溝１９３２Ｘおよび第２の溝１９３２Ｙの各々は、例えば、ワイヤＥＤＭまたは研削切断ホイールプロセスで形成することができる。部分的溝１９３２Ｐは、プランジＥＤＭプロセスで形成することができ、さらにこの場合には、ＥＤＭ電極は、断面に単純な長方形の形状を有する。したがって、押出ダイの総費用を、劇的に削減することができる。いくつかの実施形態では、部分的溝１９３２Ｐを、研削切断ホイールを使用して開始し、次いで、Ｔ字交点の部分的溝の端を、プランジＥＤＭを使用してきれいにしてもよい。
【0098】
図２１Ｃに見ることができるように、ダイ反復単位１９４０は、第２のタイプのダイピン（例えば、ダイピンＰ１からダイピンＰ３およびダイピンＰ５からダイピンＰ７）のうちのいくつかの断面が正方形の形状を含み得、第１のタイプ（例えば、ダイピンＰ４）のうちの少なくとも１つのダイピンの断面が長方形の形状を含む構造を含み得る。断面に長方形の形状を含む少なくとも１つのダイピン（例えば、ダイピンＰ４）は、第２のタイプのピン（例えば、ピンＰ１からピンＰ３およびピンＰ５からピンＰ７）よりも相対的に大きい断面積も含む。この描写される実施形態では、ダイ反復単位１９４０は、長方形の外周形状を有する。しかしながら、ダイ反復単位は、本明細書に記載される他のハニカム構造４００およびハニカム構造６００からハニカム構造１６００の反復構造単位の外周形状を含み得る。
【0099】
ダイ反復単位１９４０は、第１の溝１９３２Ｘと第２の溝１９３２Ｙとの交点に存在する交差交点１９４６よりもむしろ、部分的溝１９３２Ｐが第１のタイプの長い側部に隣接した別の溝と交差して（例えば、ダイピンＰ４が第１の溝１９３２Ｘと交差して）、Ｔ字交点１９４４である接合部を形成する構造を含む。
【0100】
押出ダイ１９２０は、異なる送り孔パターン（図２１Ｃに点線の丸で示される送り孔１９３０）を含み得る。例えば、第１の実施形態では、送り孔１９３０は、溝１９３２Ｘ、溝１９３２Ｙ、溝１９３２Ｓのすべての交点に配設されていてもよい。送り孔位置の他の送り孔設計が、使用されてもよい。したがって、本明細書に記載するハニカム構造４００からハニカム構造１６００を製造するように適合された各ダイ設計に関しては、ダイ反復単位は、押出された素地を乾燥させ、焼成した後に部分的溝１９３２Ｐが生成されるハニカム構造４００からハニカム構造１６００の出口セル４０２から出口セル１６０２に対応する第１のタイプのピン（例えば、ピンＰ４）の側部のＴ字交点１９４４で、第１の溝１９３２Ｘおよび／または第２の溝１９３２Ｙのうちの１つと交差する構造を含む。そのため、部分的溝１９３２Ｐは、出口セルを形成するように構成された相対的に大きいピンで、すなわち、他のピンのうちの少なくともいくつかと比較して、相対的により大きい断面積を含むピンで、終端する。いくつかの実施形態では、ダイ反復単位は、長方形外周形状を含む（図５Ａおよび図５Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂ、図１０Ａから図１３Ｂ、ならびに図１６Ａおよび図１６Ｂを参照されたい）。他の実施形態では、外周形状は、５つ以上の側部を含み得る。
【0101】
本明細書に開示するいくつかの実施形態では、１つ以上の強化特徴部を、ハニカム構造に組み込んでもよい。例えば、図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように、相互接続された多孔質壁のマトリクス内の１個以上のセル壁に、近くのセル壁または囲繞しているセル壁と比較して、増加したセル壁厚さ（より太い線により示す）を設けることができる。厚さは、例えば、２０％以上より厚くてもよい。これらの実施形態のうちのいくつかでは、より厚いセル壁厚さまたはウェブ厚さを、複数のセル（例えば、ｙ方向に）を連続して横切って、あるいはハニカム体のハニカム構造全体さえ横切って延在するセル壁２００３Ｙで増加させてもよい。他の実施形態では、ｘ方向に延在する壁２００３Ｘの壁厚さを、図２２Ｃに示すようにより厚くしてもよい。いくつかの実施形態では、ｘ方向およびｙ方向におけるより厚い壁の組み合わせを、特に、複数の反復構造単位２０００Ｕ’を横切って、さらにはハニカム体のハニカム構造２０００’全体を横切って延在する壁に設けてもよい（図２２Ｃを参照されたい）。
【0102】
図２３は、ハニカム構造（例えば、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００およびハニカム構造２０００、ハニカム構造２０００’）を製造する方法のフローチャートを例示している。方法２１００は、押出ダイを通してセラミックまたはセラミックを形成するバッチ混合物を押出して（２１０２）、自立型生素地を形成することと、生素地を乾燥させる（２１０４）ことと、生素地を焼成して（２１０６）、多孔質セラミック物品を形成することと、を含む。押出ダイ（例えば、押出ダイ１９２０）は、部分的溝タイプ（例えば、溝タイプ１９３２Ｐ）を含む交差溝（例えば、溝１９３２）を画定しているピンのマトリクスを含むダイ本体（ダイ本体１９２２）の出口面（例えば、出口面１９２６）を含んでもよく、マトリクスは、ダイ反復単位（例えば、ダイ反復単位１９４０）を画定しており、部分的溝タイプは、出口面を完全に横切っては延在していない。
例えば、ダイ反復単位は、第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピン（例えば、ダイピンＰ１からダイピンＰ７）を含むことができる。第１のダイピンタイプは、断面積が第２のダイピンタイプよりも大きく、長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する、長方形の形状の断面を含み、ＬｏはＷｏよりも長く、かつ第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点（例えば、Ｔ字交点１９４４）で終端する部分的溝タイプの溝を含む。
例えば、ダイ反復単位は、第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピン（例えば、ダイピンＰ１からダイピンＰ７）を含むことができる。第１のダイピンタイプは、断面積が第２のダイピンタイプよりも大きく、長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する、長方形の形状の断面を含み、ＬｏはＷｏよりも長く、かつ第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点（例えば、Ｔ字交点１９４４）で終端する部分的溝タイプの溝を含む。
【0103】
第２のダイピンタイプは、長さＬｏの第１の側部の長さの半分未満の側部長さＬｉを含んでもよい。第２のダイピンタイプ（例えば、Ｐ１からＰ３およびＰ５からＰ７）の断面は、押出方向に対して直角の平面において、正方形であり得る。方法２１００は、交差溝のそのようなマトリクスを通してバッチ混合物を押出して、素地を形成することを含み得る。素地は、大部分が最終焼成済みハニカム物品の幾何学的構造であるハニカム構造を含むが、典型的には、生素地は、焼成して最終セラミック物品にする際に収縮する傾向がある。
【0104】
方法２１００は、素地を焼成して、ハニカム構造（例えば、ハニカム構造４００からハニカム構造１６００およびハニカム構造２０００、ハニカム構造２０００’）を含むセラミック体を形成することを含む。ハニカム構造は、ハニカム構造の入口端と出口端との間に軸方向に延在する交差多孔質セル壁（例えば、セル壁４０３からセル壁２００３、セル壁２００３’）のマトリクスを含み、マトリクスは、複数の入口セル（例えば、入口セル４０１から入口セル２００１）および出口セル（例えば、出口セル４０２から出口セル２００２）、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、出口チャネルのうちの少なくとも一部分は、断面積が入口チャネルのいずれかよりも大きく、出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、断面が長方形の形状を含む。
【0105】
特許請求する主題の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載する実施形態に様々な変更および変形を加えることができることが当業者には明らかになるであろう。したがって、本明細書は、本明細書に記載する様々な実施形態の変更および変形を含むが、但し、そのような変更および変形が添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内にあることを条件とすることが意図される。
【0106】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0107】
実施形態１
微粒子フィルタであって、
ハニカム構造であって、当該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含む、ハニカム構造を含み、当該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、当該出口チャネルの少なくとも一部は、断面積が当該入口チャネルのいずれかよりも大きく、当該出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む、微粒子フィルタ。
微粒子フィルタであって、
ハニカム構造であって、当該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含む、ハニカム構造を含み、当該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、当該出口チャネルの少なくとも一部は、断面積が当該入口チャネルのいずれかよりも大きく、当該出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む、微粒子フィルタ。
【0108】
実施形態２
前記出口チャネルの各々が、断面積が前記入口チャネルのいずれかよりも大きい、実施形態１記載のフィルタ。
前記出口チャネルの各々が、断面積が前記入口チャネルのいずれかよりも大きい、実施形態１記載のフィルタ。
【0109】
実施形態３
前記出口チャネルのいくつかが、入口チャネルの断面積と等しい断面積を有する、実施形態１記載のフィルタ。
前記出口チャネルのいくつかが、入口チャネルの断面積と等しい断面積を有する、実施形態１記載のフィルタ。
【0110】
実施形態４
前記出口チャネルのうちのいくつかが、入口チャネルの前記断面積の２倍以上の断面積を有する、実施形態１記載のフィルタ。
前記出口チャネルのうちのいくつかが、入口チャネルの前記断面積の２倍以上の断面積を有する、実施形態１記載のフィルタ。
【0111】
実施形態５
前記交差多孔質セル壁のマトリクスが、前記軸方向に対して垂直な平面の断面において、ｘ－ｙ格子構成で配設されており、当該マトリクスが、ｘ方向に対して平行に整列された平行壁の第１の群と、ｙ方向に対して平行に整列された平行壁の第２の群と、を含み、当該ｘ方向が、当該ｙ方向に対して直角である、実施形態１記載のフィルタ。
前記交差多孔質セル壁のマトリクスが、前記軸方向に対して垂直な平面の断面において、ｘ－ｙ格子構成で配設されており、当該マトリクスが、ｘ方向に対して平行に整列された平行壁の第１の群と、ｙ方向に対して平行に整列された平行壁の第２の群と、を含み、当該ｘ方向が、当該ｙ方向に対して直角である、実施形態１記載のフィルタ。
【0112】
実施形態６
前記マトリクスにおける所与のｘの位置にある前記壁のすべてが相互接続されて、第１の壁の直線を形成し、所与のｙの位置にある前記壁の一部分のみが相互接続されて、当該第１の壁の直線方向に対して直角の方向の第２の壁の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
前記マトリクスにおける所与のｘの位置にある前記壁のすべてが相互接続されて、第１の壁の直線を形成し、所与のｙの位置にある前記壁の一部分のみが相互接続されて、当該第１の壁の直線方向に対して直角の方向の第２の壁の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
【0113】
実施形態７
少なくとも３個の連続したセルに対応する前記壁が端と端で相互接続して、第１の複数の壁の直線を形成し、所与のｙの位置にある前記壁の一部分のみが相互接続して、第２の複数の壁の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
少なくとも３個の連続したセルに対応する前記壁が端と端で相互接続して、第１の複数の壁の直線を形成し、所与のｙの位置にある前記壁の一部分のみが相互接続して、第２の複数の壁の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
【0114】
実施形態８
所与のｘの位置にある前記壁のすべてが相互接続されて、第１の壁の直線を形成し、所与のｙの位置にある前記壁の一部分のみが相互接続されて、第２の壁の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
所与のｘの位置にある前記壁のすべてが相互接続されて、第１の壁の直線を形成し、所与のｙの位置にある前記壁の一部分のみが相互接続されて、第２の壁の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
【0115】
実施形態９
前記マトリクスにおける所与のｘの位置にある複数の前記壁が相互接続されて、第１の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
前記マトリクスにおける所与のｘの位置にある複数の前記壁が相互接続されて、第１の直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
【0116】
実施形態１０
前記ｘ－ｙ格子の複数のｙの位置において、かつ当該ｘ－ｙ格子の所与のｘの位置に関して、前記マトリクスにおける当該ｙの位置にある複数の前記壁が相互接続されて、直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
前記ｘ－ｙ格子の複数のｙの位置において、かつ当該ｘ－ｙ格子の所与のｘの位置に関して、前記マトリクスにおける当該ｙの位置にある複数の前記壁が相互接続されて、直線を形成している、実施形態５記載のフィルタ。
【0117】
実施形態１１
前記マトリクスにおける選択されたｙの位置にある、前記ｘ方向に延在するすべての前記壁が、端と端で直線に配設されているわけではない、実施形態５記載のフィルタ。
前記マトリクスにおける選択されたｙの位置にある、前記ｘ方向に延在するすべての前記壁が、端と端で直線に配設されているわけではない、実施形態５記載のフィルタ。
【0118】
実施形態１２
前記マトリクスにおける選択されたｙの位置にある、前記ｘ方向に延在する前記壁のうちのいくつかが、端と端で直線に配設されている、実施形態５記載のフィルタ。
前記マトリクスにおける選択されたｙの位置にある、前記ｘ方向に延在する前記壁のうちのいくつかが、端と端で直線に配設されている、実施形態５記載のフィルタ。
【0119】
実施形態１３
前記マトリクスが、平行壁の第１の群と、前記軸方向に対して垂直な平面において当該第１の群の壁に対して直角に配向された平行壁の第２の群と、を含む、実施形態１記載のフィルタ。
前記マトリクスが、平行壁の第１の群と、前記軸方向に対して垂直な平面において当該第１の群の壁に対して直角に配向された平行壁の第２の群と、を含む、実施形態１記載のフィルタ。
【0120】
実施形態１４
前記第１の群の前記壁が、交差壁の前記マトリクスの幅全体にわたって連続的に相互接続されている、実施形態１３記載のフィルタ。
前記第１の群の前記壁が、交差壁の前記マトリクスの幅全体にわたって連続的に相互接続されている、実施形態１３記載のフィルタ。
【0121】
実施形態１５
前記第２の群の前記壁が、交差壁の前記マトリクスの前記幅全体にわたって連続的に相互接続されていない、実施形態１４記載のフィルタ。
前記第２の群の前記壁が、交差壁の前記マトリクスの前記幅全体にわたって連続的に相互接続されていない、実施形態１４記載のフィルタ。
【0122】
実施形態１６
前記入口チャネルおよび前記出口チャネルが、互いに対して平行に、軸方向に延在している、実施形態１記載のフィルタ。
前記入口チャネルおよび前記出口チャネルが、互いに対して平行に、軸方向に延在している、実施形態１記載のフィルタ。
【0123】
実施形態１７
前記入口チャネルが、前記軸方向に対して垂直な平面において、多角形断面形状を有する、実施形態１記載のフィルタ。
前記入口チャネルが、前記軸方向に対して垂直な平面において、多角形断面形状を有する、実施形態１記載のフィルタ。
【0124】
実施形態１８
前記多角形断面形状の少なくとも１つの最高点が、丸みを帯びた部分を含む、実施形態１７記載のフィルタ。
前記多角形断面形状の少なくとも１つの最高点が、丸みを帯びた部分を含む、実施形態１７記載のフィルタ。
【0125】
実施形態１９
前記多角形断面形状の少なくとも１つの最高点が、傾斜部分を含む、実施形態１７記載のフィルタ。
前記多角形断面形状の少なくとも１つの最高点が、傾斜部分を含む、実施形態１７記載のフィルタ。
【0126】
実施形態２０
前記長方形の形状が、前記軸方向に対して垂直な平面における、入口チャネルにわたる入口長さＬｉの２倍よりも長い出口長さＬｏを含む、実施形態１記載のフィルタ。
前記長方形の形状が、前記軸方向に対して垂直な平面における、入口チャネルにわたる入口長さＬｉの２倍よりも長い出口長さＬｏを含む、実施形態１記載のフィルタ。
【0127】
実施形態２１
前記長方形の形状の少なくとも１つの最高点が、丸みを帯びた部分を含む、実施形態２０記載のフィルタ。
前記長方形の形状の少なくとも１つの最高点が、丸みを帯びた部分を含む、実施形態２０記載のフィルタ。
【0128】
実施形態２２
前記長方形の形状の少なくとも１つの最高点が、傾斜部分を含む、実施形態２０記載のフィルタ。
前記長方形の形状の少なくとも１つの最高点が、傾斜部分を含む、実施形態２０記載のフィルタ。
【0129】
実施形態２３
前記入口チャネルのうちの少なくともいくつかが、前記軸方向に対して垂直な平面における、正方形断面形状および入口長さＬｉを有し、当該入口長さＬｉは、当該軸方向に対して垂直な平面における、前記出口チャネルのうちの少なくともいくつかの出口幅Ｗｏに等しい、実施形態１記載のフィルタ。
前記入口チャネルのうちの少なくともいくつかが、前記軸方向に対して垂直な平面における、正方形断面形状および入口長さＬｉを有し、当該入口長さＬｉは、当該軸方向に対して垂直な平面における、前記出口チャネルのうちの少なくともいくつかの出口幅Ｗｏに等しい、実施形態１記載のフィルタ。
【0130】
実施形態２４
前記入口チャネルが、前記軸方向に対して垂直な平面における、正方形断面形状および入口長さＬｉを有し、前記出口チャネルの出口長さＬｏが、当該入口チャネルの当該入口長さＬｉの２倍よりも長い、実施形態１記載のフィルタ。
前記入口チャネルが、前記軸方向に対して垂直な平面における、正方形断面形状および入口長さＬｉを有し、前記出口チャネルの出口長さＬｏが、当該入口チャネルの当該入口長さＬｉの２倍よりも長い、実施形態１記載のフィルタ。
【0131】
実施形態２５
出口チャネルの３倍以上の数の入口チャネルが存在する、実施形態１記載のフィルタ。
出口チャネルの３倍以上の数の入口チャネルが存在する、実施形態１記載のフィルタ。
【0132】
実施形態２６
出口チャネルの３倍と１０倍の間の数の入口チャネルが存在する、実施形態１記載のフィルタ。
出口チャネルの３倍と１０倍の間の数の入口チャネルが存在する、実施形態１記載のフィルタ。
【0133】
実施形態２７
前記ハニカム構造の入口開放前面面積ＯＦＡｉｎが、前記軸方向に対して垂直な平面における前記入口チャネルの面積の和を含み、当該ハニカム構造の出口開放前面面積ＯＦＡｏｕｔが、当該軸方向に対して垂直な平面における前記出口チャネルの面積の和を含み、ＯＦＡｉｎは、ＯＦＡｏｕｔよりも大きい、実施形態１記載のフィルタ。
前記ハニカム構造の入口開放前面面積ＯＦＡｉｎが、前記軸方向に対して垂直な平面における前記入口チャネルの面積の和を含み、当該ハニカム構造の出口開放前面面積ＯＦＡｏｕｔが、当該軸方向に対して垂直な平面における前記出口チャネルの面積の和を含み、ＯＦＡｉｎは、ＯＦＡｏｕｔよりも大きい、実施形態１記載のフィルタ。
【0134】
実施形態２８
ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔの比は、１．５と５．０の間である、実施形態２７記載のフィルタ。
ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔの比は、１．５と５．０の間である、実施形態２７記載のフィルタ。
【0135】
実施形態２９
前記比ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔと、出口チャネルと壁を共有している入口チャネルの周囲長の平均割合との積が、少なくとも０．６７であるが、１．０未満である、実施形態２７記載のフィルタ。
前記比ＯＦＡｉｎ：ＯＦＡｏｕｔと、出口チャネルと壁を共有している入口チャネルの周囲長の平均割合との積が、少なくとも０．６７であるが、１．０未満である、実施形態２７記載のフィルタ。
【0136】
実施形態３０
前記マトリクスにおける前記多孔質セル壁のすべてが、同じ厚さを有する、実施形態１記載のフィルタ。
前記マトリクスにおける前記多孔質セル壁のすべてが、同じ厚さを有する、実施形態１記載のフィルタ。
【0137】
実施形態３１
前記マトリクスにおける前記多孔質セル壁のすべてが、同じ平均厚さを有する、実施形態１記載のフィルタ。
前記マトリクスにおける前記多孔質セル壁のすべてが、同じ平均厚さを有する、実施形態１記載のフィルタ。
【0138】
実施形態３２
１つ以上の入口チャネルが、前記マトリクスにおける任意の２つの出口チャネル間に配設されている、実施形態１記載のフィルタ。
１つ以上の入口チャネルが、前記マトリクスにおける任意の２つの出口チャネル間に配設されている、実施形態１記載のフィルタ。
【0139】
実施形態３３
前記壁が、複数の第１の壁および複数の第２の壁を含み、当該第１の壁は、第１の平均厚さを有し、当該第２の壁は、第２の平均厚さを有し、当該第２の平均厚さが、当該第１の平均厚さよりも厚い、実施形態１記載のフィルタ。
前記壁が、複数の第１の壁および複数の第２の壁を含み、当該第１の壁は、第１の平均厚さを有し、当該第２の壁は、第２の平均厚さを有し、当該第２の平均厚さが、当該第１の平均厚さよりも厚い、実施形態１記載のフィルタ。
【0140】
実施形態３４
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、各単位が、それぞれの出口チャネル、および当該それぞれの出口チャネルに隣接した複数の囲繞している、または当接している入口チャネルを画定している壁の群を含む、実施形態１記載のフィルタ。
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、各単位が、それぞれの出口チャネル、および当該それぞれの出口チャネルに隣接した複数の囲繞している、または当接している入口チャネルを画定している壁の群を含む、実施形態１記載のフィルタ。
【0141】
実施形態３５
各反復構造単位が、軸方向（ｚ方向）に延在している壁を含み、当該壁が、第１の方向に対して平行に整列された側壁の第１の群と、第２の方向に対して平行に整列された側壁の第２の群と、からなり、当該第１の方向が、当該第２の方向に対して直角であり、当該第１の方向および当該第２の方向が各々、当該軸方向に対して直角である、実施形態３４記載のフィルタ。
各反復構造単位が、軸方向（ｚ方向）に延在している壁を含み、当該壁が、第１の方向に対して平行に整列された側壁の第１の群と、第２の方向に対して平行に整列された側壁の第２の群と、からなり、当該第１の方向が、当該第２の方向に対して直角であり、当該第１の方向および当該第２の方向が各々、当該軸方向に対して直角である、実施形態３４記載のフィルタ。
【0142】
実施形態３６
各反復構造単位が、
前記反復構造単位において、対応する出口セルを総じて画定するように、第２の組の前記第２の群の前記壁と相互接続されている、第１の組の前記第１の群の前記壁からなる、出口を画定している一組の壁であって、当該出口セルが、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、当該対応する出口セルの角の間の中間位置のＴ字交点で、当該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、当該出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む、実施形態３５記載のフィルタ。
各反復構造単位が、
前記反復構造単位において、対応する出口セルを総じて画定するように、第２の組の前記第２の群の前記壁と相互接続されている、第１の組の前記第１の群の前記壁からなる、出口を画定している一組の壁であって、当該出口セルが、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、当該対応する出口セルの角の間の中間位置のＴ字交点で、当該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、当該出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む、実施形態３５記載のフィルタ。
【0143】
実施形態３７
前記反復構造単位が、複数の入口セルを含む、実施形態３５記載のフィルタ。
前記反復構造単位が、複数の入口セルを含む、実施形態３５記載のフィルタ。
【0144】
実施形態３８
前記反復構造単位が、複数の出口セルを含む、実施形態３５記載のフィルタ。
前記反復構造単位が、複数の出口セルを含む、実施形態３５記載のフィルタ。
【0145】
実施形態３９
前記反復構造単位が、異なる断面積を有する少なくとも２個の出口セルを含む、実施形態３８記載のフィルタ。
前記反復構造単位が、異なる断面積を有する少なくとも２個の出口セルを含む、実施形態３８記載のフィルタ。
【0146】
実施形態４０
前記第１の群の１つの側壁が、前記第２の群の１つの側壁と相互接続している、実施形態３５記載のフィルタ。
前記第１の群の１つの側壁が、前記第２の群の１つの側壁と相互接続している、実施形態３５記載のフィルタ。
【0147】
実施形態４１
前記第１の群の複数の側壁が、前記第２の群の１つの側壁と相互接続している、実施形態３５記載のフィルタ。
前記第１の群の複数の側壁が、前記第２の群の１つの側壁と相互接続している、実施形態３５記載のフィルタ。
【0148】
実施形態４２
各反復構造単位が、
前記反復構造単位において、対応する出口セルを総じて画定するように、第２の組の前記第２の群の前記壁と相互接続されている、第１の組の前記第１の群の前記壁からなる、出口を画定している一組の壁であって、当該出口セルが、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、
当該対応する出口セルの前記角から離間した位置にあるＴ字交点で、当該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、当該出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む、実施形態３５記載のフィルタ。
各反復構造単位が、
前記反復構造単位において、対応する出口セルを総じて画定するように、第２の組の前記第２の群の前記壁と相互接続されている、第１の組の前記第１の群の前記壁からなる、出口を画定している一組の壁であって、当該出口セルが、複数の角を有する、出口を画定している一組の壁と、
当該対応する出口セルの前記角から離間した位置にあるＴ字交点で、当該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している、当該出口を画定している一組の壁以外の少なくとも１つの壁と、を含む、実施形態３５記載のフィルタ。
【0149】
実施形態４３
前記入口セルのうちの少なくとも１個が、出口セルと、前記出口を画定している一組の壁のうちの１つを共有している、実施形態３８記載のフィルタ。
前記入口セルのうちの少なくとも１個が、出口セルと、前記出口を画定している一組の壁のうちの１つを共有している、実施形態３８記載のフィルタ。
【0150】
実施形態４４
複数の前記入口セルの各々が、出口セルと、前記出口を画定している一組の壁のうちの１つを共有している、実施形態３８記載のフィルタ。
複数の前記入口セルの各々が、出口セルと、前記出口を画定している一組の壁のうちの１つを共有している、実施形態３８記載のフィルタ。
【0151】
実施形態４５
前記壁が、前記軸方向に対して垂直な平面においてｘ－ｙ格子構成で配設され、交差壁の前記マトリクスが、前記ｘ方向に対して平行に整列された壁の第１の群と、前記ｙ方向に対して平行に整列された平行壁の第２の群と、を含み、当該ｘ方向が、当該ｙ方向に対して直角である、実施形態１記載のフィルタ。
前記壁が、前記軸方向に対して垂直な平面においてｘ－ｙ格子構成で配設され、交差壁の前記マトリクスが、前記ｘ方向に対して平行に整列された壁の第１の群と、前記ｙ方向に対して平行に整列された平行壁の第２の群と、を含み、当該ｘ方向が、当該ｙ方向に対して直角である、実施形態１記載のフィルタ。
【0152】
実施形態４６
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、各反復構造単位がそれぞれの出口チャネルと、当該それぞれの出口チャネルに隣接した複数の囲繞している、または当接している入口チャネルと、を含む、実施形態１記載のフィルタ。
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、各反復構造単位がそれぞれの出口チャネルと、当該それぞれの出口チャネルに隣接した複数の囲繞している、または当接している入口チャネルと、を含む、実施形態１記載のフィルタ。
【0153】
実施形態４７
前記複数の囲繞している、または当接している入口チャネルが、複数の共有側壁入口セルによって画定されている、実施形態４６記載のフィルタ。
前記複数の囲繞している、または当接している入口チャネルが、複数の共有側壁入口セルによって画定されている、実施形態４６記載のフィルタ。
【0154】
実施形態４８
前記複数の囲繞している、または当接している入口チャネルが、複数の共有角部分入口セルによって画定されている、実施形態４６記載のフィルタ。
前記複数の囲繞している、または当接している入口チャネルが、複数の共有角部分入口セルによって画定されている、実施形態４６記載のフィルタ。
【0155】
実施形態４９
前記複数の囲繞している、または当接している入口チャネルが、複数の共有側壁入口セル、もしくは複数の共有角部分入口セル、またはこれらの両方によって画定されている、実施形態４６記載のフィルタ。
前記複数の囲繞している、または当接している入口チャネルが、複数の共有側壁入口セル、もしくは複数の共有角部分入口セル、またはこれらの両方によって画定されている、実施形態４６記載のフィルタ。
【0156】
実施形態５０
前記セル壁のそれぞれ１つが、各共有側壁入口セルと、それぞれの隣接した出口セルとの間に配設されている、実施形態４６記載のフィルタ。
前記セル壁のそれぞれ１つが、各共有側壁入口セルと、それぞれの隣接した出口セルとの間に配設されている、実施形態４６記載のフィルタ。
【0157】
実施形態５１
前記入口セルの各々が、前記フィルタのそれぞれの反復構造単位において、それぞれの出口セルを囲繞し、当該反復構造単位の前記それぞれの共有壁が、当該出口セルと当該入口セルの各々との間に配設されている、実施形態４６記載のフィルタ。
前記入口セルの各々が、前記フィルタのそれぞれの反復構造単位において、それぞれの出口セルを囲繞し、当該反復構造単位の前記それぞれの共有壁が、当該出口セルと当該入口セルの各々との間に配設されている、実施形態４６記載のフィルタ。
【0158】
実施形態５２
前記出口セルの各々が、入口セルによって完全に囲繞されている、実施形態１記載のフィルタ。
前記出口セルの各々が、入口セルによって完全に囲繞されている、実施形態１記載のフィルタ。
【0159】
実施形態５３
前記マトリクス内の出口セルのいずれも、別の出口セルに隣接していない、実施形態１記載のフィルタ。
前記マトリクス内の出口セルのいずれも、別の出口セルに隣接していない、実施形態１記載のフィルタ。
【0160】
実施形態５４
少なくとも１つの反復構造単位における前記入口セルの各々の断面形状および／または大きさが等しい、実施形態１記載のフィルタ。
少なくとも１つの反復構造単位における前記入口セルの各々の断面形状および／または大きさが等しい、実施形態１記載のフィルタ。
【0161】
実施形態５５
前記入口セルのすべての断面形状および／または大きさが等しい、実施形態１記載のフィルタ。
前記入口セルのすべての断面形状および／または大きさが等しい、実施形態１記載のフィルタ。
【0162】
実施形態５６
少なくとも１つの反復構造単位における前記入口チャネルのすべての断面形状および／または大きさが等しい、実施形態１記載のフィルタ。
少なくとも１つの反復構造単位における前記入口チャネルのすべての断面形状および／または大きさが等しい、実施形態１記載のフィルタ。
【0163】
実施形態５７
前記マトリクス内の前記壁のすべてが、前記入口端と前記出口端との間に配設された軸方向位置において、同じ厚さを有する、実施形態１記載のフィルタ。
前記マトリクス内の前記壁のすべてが、前記入口端と前記出口端との間に配設された軸方向位置において、同じ厚さを有する、実施形態１記載のフィルタ。
【0164】
実施形態５８
前記入口チャネルの少なくとも過半数が、前記出口端で、またはその付近で閉塞されている、実施形態１記載のフィルタ。
前記入口チャネルの少なくとも過半数が、前記出口端で、またはその付近で閉塞されている、実施形態１記載のフィルタ。
【0165】
実施形態５９
前記出口チャネルの少なくとも過半数が、前記入口端で、またはその付近で閉塞されている、実施形態１記載のフィルタ。
前記出口チャネルの少なくとも過半数が、前記入口端で、またはその付近で閉塞されている、実施形態１記載のフィルタ。
【0166】
実施形態６０
前記ハニカム構造が、第１の反復構造単位を含む１つ以上の部分と、第２の反復構造単位を含む１つ以上の部分と、を含み、当該第１の反復構造単位および第２の反復構造単位が、互いに異なる、実施形態１記載のフィルタ。
前記ハニカム構造が、第１の反復構造単位を含む１つ以上の部分と、第２の反復構造単位を含む１つ以上の部分と、を含み、当該第１の反復構造単位および第２の反復構造単位が、互いに異なる、実施形態１記載のフィルタ。
【0167】
実施形態６１
前記反復構造単位における前記壁のうちの少なくとも１つが、当該反復構造単位における前記入口セルのうちの１個および前記出口セルのうちの１個によって共有されている、実施形態６０
記載のフィルタ。
前記反復構造単位における前記壁のうちの少なくとも１つが、当該反復構造単位における前記入口セルのうちの１個および前記出口セルのうちの１個によって共有されている、実施形態６０
記載のフィルタ。
【0168】
実施形態６２
前記反復構造単位における複数の前記壁が、少なくとも１個の入口セルおよび少なくとも１個の出口セルによって共有されている、実施形態６０記載のフィルタ。
前記反復構造単位における複数の前記壁が、少なくとも１個の入口セルおよび少なくとも１個の出口セルによって共有されている、実施形態６０記載のフィルタ。
【0169】
実施形態６３
ハニカム構造体であって、
当該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含み、当該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、当該出口チャネルの少なくとも一部は、断面積が当該入口チャネルのいずれかよりも大きく、当該出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む、ハニカム構造体。
ハニカム構造体であって、
当該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含み、当該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、当該出口チャネルの少なくとも一部は、断面積が当該入口チャネルのいずれかよりも大きく、当該出口チャネルのうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む、ハニカム構造体。
【0170】
実施形態６４
押出ダイであって、
部分的溝タイプを含む交差溝のマトリクスを含むダイ本体の出口面を含み、当該マトリクスは、ダイ反復単位を画定し、当該部分的溝タイプは、当該出口面を完全に横切っては延在せず、当該ダイ反復単位は、
第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピンを含み、当該第１のダイピンタイプは、断面積が当該第２のダイピンタイプよりも大きく、かつ長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する長方形の形状の断面を含み、Ｌｏは、Ｗｏよりも長く、当該部分的溝タイプの溝は、当該第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点で終端し、当該第２のダイピンタイプは、長さＬｏの当該第１の側部の長さの半分未満の側部長さＬｉを含む、押出ダイ。
押出ダイであって、
部分的溝タイプを含む交差溝のマトリクスを含むダイ本体の出口面を含み、当該マトリクスは、ダイ反復単位を画定し、当該部分的溝タイプは、当該出口面を完全に横切っては延在せず、当該ダイ反復単位は、
第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピンを含み、当該第１のダイピンタイプは、断面積が当該第２のダイピンタイプよりも大きく、かつ長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する長方形の形状の断面を含み、Ｌｏは、Ｗｏよりも長く、当該部分的溝タイプの溝は、当該第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点で終端し、当該第２のダイピンタイプは、長さＬｏの当該第１の側部の長さの半分未満の側部長さＬｉを含む、押出ダイ。
【0171】
実施形態６５
ハニカム構造体を製造する方法であって、
押出ダイの交差溝のマトリクスを通してバッチ混合物を押出して、ハニカム構造を含む素地を形成することを含み、当該押出ダイは、
部分的溝タイプを含む交差溝を画定するピンのマトリクスからなる出口面を含むダイ本体を含み、当該マトリクスは、ダイ反復単位を含み、当該部分的溝タイプは、当該出口面を完全には横切って延在せず、当該ダイ反復単位は、
第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピンを含み、当該第１のダイピンタイプは、断面積が当該第２のダイピンタイプよりも大きく、かつ長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する長方形の形状の断面を含み、Ｌｏは、Ｗｏよりも長く、当該部分的溝タイプの溝は、当該第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点で終端し、当該第２のダイピンタイプは、長さＬｏの当該第１の側部の長さの半分未満の側部長さＬｉを含む、方法。
ハニカム構造体を製造する方法であって、
押出ダイの交差溝のマトリクスを通してバッチ混合物を押出して、ハニカム構造を含む素地を形成することを含み、当該押出ダイは、
部分的溝タイプを含む交差溝を画定するピンのマトリクスからなる出口面を含むダイ本体を含み、当該マトリクスは、ダイ反復単位を含み、当該部分的溝タイプは、当該出口面を完全には横切って延在せず、当該ダイ反復単位は、
第１のダイピンタイプおよび第２のダイピンタイプで構成されている４つの以上ダイピンを含み、当該第１のダイピンタイプは、断面積が当該第２のダイピンタイプよりも大きく、かつ長さＬｏの２つの第１の側部および幅Ｗｏの２つの第２の側部を有する長方形の形状の断面を含み、Ｌｏは、Ｗｏよりも長く、当該部分的溝タイプの溝は、当該第１の側部のうちの少なくとも１つ上のＴ字交点で終端し、当該第２のダイピンタイプは、長さＬｏの当該第１の側部の長さの半分未満の側部長さＬｉを含む、方法。
【0172】
実施形態６６
前記素地の前記ハニカム構造が、当該ハニカム構造の入口端と出口端との間に軸方向に延在する交差セル壁のマトリクスを含み、当該マトリクスは、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、当該出口チャネルの少なくとも一部分は、面積が、当該入口チャネルのいずれかよりも大きく、当該出口チャネルうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む、実施形態６５記載の方法。
前記素地の前記ハニカム構造が、当該ハニカム構造の入口端と出口端との間に軸方向に延在する交差セル壁のマトリクスを含み、当該マトリクスは、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、当該出口チャネルの少なくとも一部分は、面積が、当該入口チャネルのいずれかよりも大きく、当該出口チャネルうちの少なくともいくつかは、長方形の形状の断面を含む、実施形態６５記載の方法。
【0173】
実施形態６７
前記素地を乾燥させることをさらに含む、実施形態６５記載の方法。
前記素地を乾燥させることをさらに含む、実施形態６５記載の方法。
【0174】
実施形態６８
前記素地を焼成することをさらに含む、実施形態６５または６６記載の方法。
前記素地を焼成することをさらに含む、実施形態６５または６６記載の方法。
【0175】
実施形態６９
前記ハニカム構造中の前記多孔質セル壁が前記素地よりも多孔質になることを引き起こすように、当該素地を焼成することをさらに含む、実施形態６５記載の方法。
前記ハニカム構造中の前記多孔質セル壁が前記素地よりも多孔質になることを引き起こすように、当該素地を焼成することをさらに含む、実施形態６５記載の方法。
【符号の説明】
【0176】
４Ｃ－４Ｃ 切断線
１９Ｂ－１９Ｂ 切断線
４００ ハニカム構造
４００Ｕ 反復構造単位
４０１、５０１、６０１、７０１、８０１，９０１、１００１、１０２１、１１０１、１３０１、１４０１、１５０１、１６０１ 入口セル、正方形入口セル
４０２、５０２、５０２’、６０２、７０２Ｒ、８０２，９０２、１００２、１１０２、１３０２，１４０２、１５０２、１６０２ 出口セル、長方形出口セル
４０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３、１１０３、１２０３、１３０３、１４０３、１５０３、１６０３ 交差多孔質セル壁
４０３Ｐ、５０３Ｐ、５０３Ｐ’ 、６０３Ｐ、８０３Ｐ、９０３Ｐ、１００３Ｐ、１１０３Ｐ、１２０３Ｐ、１３０３Ｐ、１４０３Ｐ、１５０３Ｐ、１６０３Ｐ 部分的壁
４０３Ｘ、５０３Ｘ、５０３Ｘ’、７０３Ｘ、８０３Ｘ、９０３Ｘ、１００３Ｘ、１１０３Ｘ、１２０３Ｘ、１３０３Ｘ、１４０３Ｘ、１５０３Ｘ、１６０３Ｘ、２００３Ｘ セル壁、壁、垂直壁
４０３Ｙ、５０３Ｙ、５０３Ｙ’、７０３Ｙ、８０３Ｙ、１００３Ｙ、１１０３Ｙ、１２０３Ｙ、１３０３Ｙ、１４０３Ｙ、１６０３Ｙ、２００３Ｙ 壁、水平壁、セル壁
４０４ 入口端
４０５ 微粒子フィルタ
４０６ 出口端
４０７ 入口端栓
４０８ 出口端栓
４０９ 外皮
５００、５００’’、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１６００Ｂ、２０００、２０００’ ハニカム構造
５００Ｕ、５００Ｕ’、６００Ｕ 、６００Ｕ’、７００Ｕ、７００Ｕ’、８００Ｕ、８００Ｕ’、９００Ｕ、１０００Ｕ、１１００Ｕ、１２００Ｕ、１２００Ｕ’、１３００Ｕ、１４００Ｕ、１６００Ｕ 反復構造単位
７０１Ｒ 入口セル
７０２Ｓ 正方形出口セル、出口セル
７０３Ｐ 部分的セル
１２０１ 入口セル
１２０２ 非正方形出口セル、出口セル
１６００Ｉ 単位
１６００Ｎ セル
１６００Ｐ 多孔質セル壁
１６０１ 入口チャネル、入口セル
１６０９ 外皮
１９２０ 押出ダイ、ハニカム押出ダイ、外皮形成部分
１９２２ ダイ本体
１９２４ ダイ入口面
１９２６ ダイ出口面、出口面
１９３０ 送り孔
１９３０Ｓ 外皮形成送り孔
１９３２ 溝、交差溝
１９３２Ｐ 部分的溝タイプ、部分的溝、溝、溝タイプ
１９３２Ｓ 溝
１９３２Ｘ 溝、第１の溝
１９３２Ｙ 溝、第２の溝
１９４０ ダイ反復単位
１９４４ Ｔ字交点
１９４６ 交差交点
１９５０ 外皮形成マスク
２０００’ ハニカム構造
２０００Ｕ’ 反復構造単位
２００１ 入口セル
２００２ 出口セル
２００３ セル壁
２００３’ セル壁
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７ ダイピン、ピン
Ｌｉ 側部長さ
Ｗｏ 出口幅
ｘ 第１の方向
ｙ 第２の方向
ｚ 軸方向、押出方向
１９Ｂ－１９Ｂ 切断線
４００ ハニカム構造
４００Ｕ 反復構造単位
４０１、５０１、６０１、７０１、８０１，９０１、１００１、１０２１、１１０１、１３０１、１４０１、１５０１、１６０１ 入口セル、正方形入口セル
４０２、５０２、５０２’、６０２、７０２Ｒ、８０２，９０２、１００２、１１０２、１３０２，１４０２、１５０２、１６０２ 出口セル、長方形出口セル
４０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３、１１０３、１２０３、１３０３、１４０３、１５０３、１６０３ 交差多孔質セル壁
４０３Ｐ、５０３Ｐ、５０３Ｐ’ 、６０３Ｐ、８０３Ｐ、９０３Ｐ、１００３Ｐ、１１０３Ｐ、１２０３Ｐ、１３０３Ｐ、１４０３Ｐ、１５０３Ｐ、１６０３Ｐ 部分的壁
４０３Ｘ、５０３Ｘ、５０３Ｘ’、７０３Ｘ、８０３Ｘ、９０３Ｘ、１００３Ｘ、１１０３Ｘ、１２０３Ｘ、１３０３Ｘ、１４０３Ｘ、１５０３Ｘ、１６０３Ｘ、２００３Ｘ セル壁、壁、垂直壁
４０３Ｙ、５０３Ｙ、５０３Ｙ’、７０３Ｙ、８０３Ｙ、１００３Ｙ、１１０３Ｙ、１２０３Ｙ、１３０３Ｙ、１４０３Ｙ、１６０３Ｙ、２００３Ｙ 壁、水平壁、セル壁
４０４ 入口端
４０５ 微粒子フィルタ
４０６ 出口端
４０７ 入口端栓
４０８ 出口端栓
４０９ 外皮
５００、５００’’、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１６００Ｂ、２０００、２０００’ ハニカム構造
５００Ｕ、５００Ｕ’、６００Ｕ 、６００Ｕ’、７００Ｕ、７００Ｕ’、８００Ｕ、８００Ｕ’、９００Ｕ、１０００Ｕ、１１００Ｕ、１２００Ｕ、１２００Ｕ’、１３００Ｕ、１４００Ｕ、１６００Ｕ 反復構造単位
７０１Ｒ 入口セル
７０２Ｓ 正方形出口セル、出口セル
７０３Ｐ 部分的セル
１２０１ 入口セル
１２０２ 非正方形出口セル、出口セル
１６００Ｉ 単位
１６００Ｎ セル
１６００Ｐ 多孔質セル壁
１６０１ 入口チャネル、入口セル
１６０９ 外皮
１９２０ 押出ダイ、ハニカム押出ダイ、外皮形成部分
１９２２ ダイ本体
１９２４ ダイ入口面
１９２６ ダイ出口面、出口面
１９３０ 送り孔
１９３０Ｓ 外皮形成送り孔
１９３２ 溝、交差溝
１９３２Ｐ 部分的溝タイプ、部分的溝、溝、溝タイプ
１９３２Ｓ 溝
１９３２Ｘ 溝、第１の溝
１９３２Ｙ 溝、第２の溝
１９４０ ダイ反復単位
１９４４ Ｔ字交点
１９４６ 交差交点
１９５０ 外皮形成マスク
２０００’ ハニカム構造
２０００Ｕ’ 反復構造単位
２００１ 入口セル
２００２ 出口セル
２００３ セル壁
２００３’ セル壁
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７ ダイピン、ピン
Ｌｉ 側部長さ
Ｗｏ 出口幅
ｘ 第１の方向
ｙ 第２の方向
ｚ 軸方向、押出方向
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図19D】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図22A】
【図22B】
【図22C】
【図23】
【図24】
【図25】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
微粒子フィルタであって、
ハニカム構造であって、該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含む、ハニカム構造を含み、該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、該出口チャネルの少なくとも一部は、いずれの入口チャネルよりも断面積が大きく、
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、
前記反復構造単位の各々が、非正方長方形の形状の断面を有するそれぞれの出口チャネルを画定している壁の群と、該それぞれの出口チャネルに当接している入口チャネルを画定している壁の群とを含み、
前記反復構造単位の各々が、出口を画定している一組の壁を有する互いに接続している壁の群と、該出口を画定している一組の壁以外であって、対応する出口セルの角の間の中間位置のＴ字交点で、該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している少なくとも１つの壁とを含み、
前記反復構造単位が、異なる断面積を有する少なくとも２つの出口セル含む、微粒子フィルタ。
ハニカム構造であって、該ハニカム構造の入口端と出口端との間に、軸方向に延在している交差多孔質セル壁のマトリクスを含む、ハニカム構造を含み、該マトリクスが、複数の入口セルおよび出口セル、ならびにそれぞれの入口セルおよびそれぞれの出口セルによって画定された、対応する入口チャネルおよび出口チャネルを画定し、該出口チャネルの少なくとも一部は、いずれの入口チャネルよりも断面積が大きく、
前記マトリクスが、複数の反復構造単位を含み、
前記反復構造単位の各々が、非正方長方形の形状の断面を有するそれぞれの出口チャネルを画定している壁の群と、該それぞれの出口チャネルに当接している入口チャネルを画定している壁の群とを含み、
前記反復構造単位の各々が、出口を画定している一組の壁を有する互いに接続している壁の群と、該出口を画定している一組の壁以外であって、対応する出口セルの角の間の中間位置のＴ字交点で、該出口を画定している一組の壁のうちの１つと相互接続している少なくとも１つの壁とを含み、
前記反復構造単位が、異なる断面積を有する少なくとも２つの出口セル含む、微粒子フィルタ。
【請求項2】
各反復構造単位が、軸方向(z方向)に延在している壁を含み、該壁が、第1の方向に対して平行に整列された側壁の第1の群と、第2の方向に対して平行に整列された側壁の第2の群と、からなり、該第1の方向が、該第2の方向に対して直角であり、該第1の方向および該第2の方向が各々、該軸方向に対して直角である、請求項１記載のフィルタ。
【請求項3】
前記出口を画定している一組の壁が、前記反復構造単位において、対応する出口セルを総じて画定するように、第2の組の前記第2の群の前記壁と相互接続されている、第1の組の前記第1の群の前記壁からなり、該出口セルが、複数の角を有する、請求項２記載のフィルタ。
【請求項4】
前記第1の群の１つの側壁が、前記第２の群の１つの側壁と相互接続している、請求項２記載のフィルタ。
【請求項5】
前記反復構造単位が、複数の入口セルを含み、
前記入口セルのうちの少なくとも１個が、出口セルと、前記出口を画定している一組の壁のうちの１つを共有している、請求項１から４いずれか１項記載のフィルタ。
前記入口セルのうちの少なくとも１個が、出口セルと、前記出口を画定している一組の壁のうちの１つを共有している、請求項１から４いずれか１項記載のフィルタ。