(57)【要約】      （修正有）【課題】排ガスが流入する初期の過程における圧力損失を低減させることができ、機械的強度を維持することが可能なハニカム構造体を提供する。【解決手段】排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁１１と、排ガス入口側の端面が開口され且つ排ガス出口側の端面が封じられている排ガス導入セル１２と、排ガス出口側の端面が開口され且つ排ガス入口側の端面が封じられている排ガス排出セル１３とを備えたハニカム構造体１０であって、排ガス導入セル及び排ガス排出セルは、長手方向に垂直な断面形状が一定である内部領域１０Ｂと、長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大又は縮小されている端部領域１０Ａ，１０Ｃとからなり、端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳＢ０６０１に準拠した算術平均粗さＲａは、内部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さよりも大きいことを特徴とするハニカム構造体。【選択図】図１
2020060164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁と、排ガス入口側の端面が開口され且つ排ガス出口側の端面が封じられている排ガス導入セルと、排ガス出口側の端面が開口され且つ排ガス入口側の端面が封じられている排ガス排出セルとを備えたハニカム構造体であって、
前記排ガス導入セル及び前記排ガス排出セルは、前記排ガス導入セル及び前記排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面形状が一定である内部領域と、前記排ガス導入セル及び前記排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大又は縮小されている端部領域とからなり、
前記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は、前記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）よりも大きいことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は、５〜１５μｍで、かつ、前記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は、前記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）と比較して、１〜５μｍ大きい請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記内部領域におけるセル隔壁の気孔率は、３５〜６５％である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記端部領域におけるセル隔壁の気孔の平均気孔径は、５〜３０μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記端部領域のセルの長手方向の長さは、１〜１０ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記内部領域におけるセルの長手方向に垂直な断面形状は、四角形である請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記ハニカム構造体は、外周に外周壁を有する一のハニカム焼成体により構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記ハニカム焼成体は、コージェライト、又は、チタン酸アルミニウムからなる請求項７に記載のハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、スス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境または人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯ、ＨＣまたはＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境または人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【０００３】
そこで、内燃機関と連結されることにより排ガス中のＰＭを捕集したり、排ガスに含まれるＣＯ、ＨＣまたはＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、チタン酸アルミニウム、コージェライト、炭化ケイ素等の多孔質セラミックからなるハニカム構造体が種々提案されている。
【０００４】
また、これらのハニカムフィルタでは、内燃機関の燃費を改善し、圧力損失の上昇に起因する運転時のトラブル等をなくすために、圧力損失の低いハニカム構造体からなるフィルタが種々提案されている。
【０００５】
特許文献１には、一端面で開放されて他端面で閉じられた複数の第１流路、及び、前記一端面で閉じられて前記他端面で開放された複数の第２流路を有し、各前記第１流路及び各前記第２流路の断面積がそれぞれ軸方向に一定である中央隔壁と、前記中央隔壁から前記他端面に向かって、各前記第１流路の断面積が縮小され、かつ、各前記第２流路の断面積が拡大される、他端側傾斜隔壁と、を備えるハニカム構造体であって、前記他端側傾斜隔壁の軸方向長さは４ｍｍ以上であるハニカム構造体が開示されている。
【０００６】
特許文献１には、中央隔壁に対し、他端側傾斜隔壁の特性を変えることにより、排ガス通過の際のハニカム構造体の圧力損失を低減させる効果が得られることは、全く記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】再公表２０１６−０９８８３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、他端側傾斜隔壁（本発明の端部領域のセル隔壁）に注目し、中央隔壁に対し、他端側傾斜隔壁（端部領域のセル隔壁）の特性を変えることにより、ハニカム構造体の圧力損失を低下させることが可能であるとの見地に立ち、種々検討した結果、端部領域のセル隔壁表面における表面粗度を調整することにより、圧力損失、特に初期の圧力損失を低減させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明のハニカム構造体は、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁と、排ガス入口側の端面が開口され且つ排ガス出口側の端面が封じられている排ガス導入セルと、排ガス出口側の端面が開口され且つ排ガス入口側の端面が封じられている排ガス排出セルとを備えたハニカム構造体であって、
上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルは、上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面形状が一定である内部領域と、上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大又は縮小されている端部領域とからなり、
上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、セル隔壁表面の算術平均面粗さ（Ｒａ）は、触針式の表面粗さ計で測定でき、具体的には東京精密製の接触式表面粗さ測定機であるＳＵＲＦＣＯＭ１４００Ｄを用い、０．５ｍｍの測定長さで測定することにより得ることができる。具体的には、得られたハニカム構造体を所定の箇所で切断する等し、測定し易くした後、測定を行う。測定は無作為に６点を選んで測定し、その平均値をとる。
【００１１】
なお、上記排ガス導入セルの排ガス出口側の端面及び上記排ガス排出セルの排ガス入口側の端面が封じられているとは、上記した端面を含む部分が封止剤を充填することにより目封じされているのではなく、上記端部領域において、セルの長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って縮小され、端面において上記断面の面積が０となり、閉じられていることをいう。
【００１２】
本発明のハニカム構造体における排ガス導入セルの端部領域及び排ガス排出セルの端部領域では、上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大又は縮小されており、上記端部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）は、上記内部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）よりも大きいので、排ガスが流入する初期の過程において、ＰＭが上記端部領域のセル隔壁表面に付着し易くなり、内部領域のセル隔壁に流入するＰＭの量を減少させることができ、排ガスが流入する初期の過程における圧力損失（以下、初期圧力損失という）を低減させることができる。
【００１３】
本発明のハニカム構造体では、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は５〜１５μｍであり、かつ、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）と比較して、１〜５μｍ大きいことが望ましい。
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は５〜１５μｍであり、かつ、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）が、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）と比較して、１〜５μｍ大きいと、ＰＭが上記端部領域のセル隔壁表面により付着し易くなり、初期圧力損失を充分に低減させることができる。
【００１４】
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）から、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）を引いた値が１μｍ未満であると、上記端部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）が上記内部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）と比較して充分に大きくないので、初期圧力損失が低減されにくく、一方、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）から、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）を引いた値が５μｍを超えるような粗面を端部領域のセル隔壁表面に形成するのは難しい。
【００１５】
本発明のハニカム構造体では、上記内部領域におけるセル隔壁の気孔率は、３５〜６５％であることが望ましい。
本発明のハニカム構造体において、上記内部領域におけるセル隔壁の気孔率が、３５〜６５％であると、上記端部領域におけるセル隔壁の表面粗度を大きくした効果と相まって、内部領域に起因する初期圧力損失を抑制することができ、かつ、充分な機械的強度を維持することができる。
【００１６】
上記内部領域におけるセル隔壁の気孔率が３５％未満では、内部領域におけるセル隔壁の気孔の割合が小さすぎるため、排ガスが内部領域におけるセル隔壁を通過しにくくなり、圧力損失が大きくなる。一方、上記内部領域におけるセル隔壁の気孔率が６５％を超えると、内部領域におけるセル隔壁の機械的特性が充分でなく、再生時等において、クラック等が発生し易くなる。
【００１７】
本発明のハニカム構造体では、上記端部領域におけるセル隔壁の気孔の平均気孔径は、５〜３０μｍであることが望ましい。
【００１８】
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域におけるセル隔壁の気孔の平均気孔径が、５〜３０μｍであると、初期圧力損失を低く保ちながら、高い捕集効率でＰＭを捕集することができる。
【００１９】
上記端部領域におけるセル隔壁の気孔の平均気孔径が５μｍ未満であると、気孔が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を透過する際の圧力損失が大きくなる。一方、上記端部領域におけるセル隔壁の気孔の平均気孔径が３０μｍを超えると、気孔径が大きくなりすぎるので、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
【００２０】
本発明のハニカム構造体では、上記端部領域のセルの長手方向の長さは、１〜１０ｍｍであることが望ましい。
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域のセルの長手方向の長さが、１〜１０ｍｍであると、端部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）を高くした効果が発揮され易く、初期圧力損失をさらに低減させることができる。
【００２１】
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域のセルの長手方向の長さが、１ｍｍ未満であると、端部領域が小さすぎるので、端部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）を高くした効果が発揮されにくく、初期圧力損失を充分に低減できなくなり、一方、上記端部領域のセルの長手方向の長さが、１０ｍｍを超えると、そのような構造のハニカム構造体の製造が難しくなる。
【００２２】
本発明のハニカム構造体において、上記内部領域におけるセルの長手方向に垂直な断面形状は、四角形であることが望ましい。
本発明のハニカム構造体において、上記内部領域におけるセルの長手方向に垂直な断面形状が、四角形であると、ハニカム構造体を製造する際、上記端部領域において、セルの長手方向に垂直な断面形状を、端面に近づくに従って拡大又は縮小させ易く、圧力損失が充分に低いハニカム構造体の実現が可能となる。
【００２３】
本発明のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体は、外周に外周壁を有する一のハニカム焼成体により構成されていることが望ましい。
本発明のハニカム構造体においては、接着剤を用いて多数のハニカムセグメントを組み合わせたハニカム構造体に比べて、接着層がない分、端面における開口率を高くできるため、初期圧力損失の低減効果をより発揮できる。
【００２４】
本発明のハニカム構造体では、上記ハニカム焼成体は、コージェライト、又は、チタン酸アルミニウムからなることが望ましい。
本発明のハニカム構造体において、上記ハニカム焼成体が、コージェライト、又は、チタン酸アルミニウムからなると、上記セラミックは、熱膨張率の低い材料であるので、再生時等において大きな熱応力が発生した場合であっても、クラック等の発生しにくいハニカム構造体となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）は、本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、図１（ｃ）は、一方の端面側から見た端面図である。
【図２】図２（ａ）は、成形工程により作製された未封止ハニカム成形体を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した未封止ハニカム成形体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、未封止ハニカム成形体の再成形工程の様子を模式的に示す説明図である。
【図４】図４は、未封止ハニカム成形体の再成形工程の様子を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、圧力損失測定方法を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、実施例１で得られたハニカム構造体の端部領域及び内部領域におけるセル隔壁表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を示すグラフである。
【００２６】
（発明の詳細な説明）
［ハニカム構造体］
まず、本発明のハニカム構造体について説明する。
【００２７】
本発明のハニカム構造体は、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁と、排ガス入口側の端面が開口され且つ排ガス出口側の端面が封じられている排ガス導入セルと、排ガス出口側の端面が開口され且つ排ガス入口側の端面が封じられている排ガス排出セルとを備えたハニカム構造体であって、
上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルは、上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面形状が一定である内部領域と、上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大又は縮小されている端部領域とからなり、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）（以下、単に算術平均粗さ（Ｒａ）という）よりも大きいことを特徴とする。
【００２８】
図１（ａ）は、本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、図１（ｃ）は、一方の端面側から見た端面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１０は、排ガスの流路となる複数のセル１２、１３を区画形成する多孔質のセル隔壁１１と、排ガス入口側の端面１０ａが開口され且つ排ガス出口側の端面１０ｂが封じられている排ガス導入セル１２と、排ガス出口側の端面１０ｂが開口され且つ排ガス入口側の端面１０ａが封じられている排ガス排出セル１３とを備え、排ガス導入セル１２及び排ガス排出セル１３は、排ガス導入セル１２及び排ガス排出セル１３の長手方向に垂直な断面形状が一定である内部領域１０Ｂと、排ガス導入セル１２及び排ガス排出セル１３の長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大され、又は、縮小され、封じられている端部領域１０Ａ、１０Ｃとからなる。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ハニカム構造体１０が単一のハニカム焼成体からなる場合、ハニカム焼成体はハニカム構造体でもある。
【００２９】
本発明のハニカム構造体１０では、端部領域１０Ａ、１０Ｃにおけるセル隔壁表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、内部領域１０Ｂにおけるセル隔壁表面の算術平均粗さ（Ｒａ）よりも大きい。
このため、本発明のハニカム構造体１０では、排ガスが流入する初期の過程において、ＰＭが端部領域のセル隔壁表面に付着し易くなり、内部領域のセル隔壁に流入するＰＭの量を減少させることができ、初期圧力損失を低減させることができる。
【００３０】
本発明のハニカム構造体では、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は５〜１５μｍであり、かつ、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）と比較して、１〜５μｍ大きいことが望ましい。
【００３１】
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）は５〜１５μｍであり、かつ、上記端部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）が、上記内部領域のセル隔壁表面におけるＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠した算術平均粗さ（Ｒａ）と比較して、１〜５μｍ大きいと、ＰＭが上記端部領域のセル隔壁表面により付着し易くなり、初期圧力損失を充分に低減させることができる。
【００３２】
本発明のハニカム構造体では、上記内部領域におけるセル隔壁の気孔率は、３５〜６５％であることが望ましい。
【００３３】
本発明のハニカム構造体において、上記内部領域におけるセル隔壁の気孔率が、３５〜６５％であると、上記端部領域におけるセル隔壁の表面粗度を大きくした効果と相まって、内部領域に起因する初期圧力損失を抑制することができ、かつ、充分な機械的強度を維持することができる。
【００３４】
本発明のハニカム構造体では、上記端部領域におけるセル隔壁の気孔の平均気孔径は、５〜３０μｍであることが望ましい。
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域におけるセル隔壁の気孔の平均気孔径が、５〜３０μｍであると、圧力損失を低く保ちながら、高い捕集効率でＰＭを捕集することができる。
本発明のハニカム構造体において、気孔率および平均気孔径は、水銀圧入法にて接触角を１３０°、表面張力を４８５ｍＮ／ｍの条件で測定する。
【００３５】
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域のセルの長手方向の長さは、１〜１０ｍｍであることが望ましい。
本発明のハニカム構造体において、上記端部領域のセルの長手方向の長さが、１〜１０ｍｍであると、端部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）高くした効果が発揮され易く、初期圧力損失をさらに低減させることができる。
【００３６】
本発明のハニカム構造体の形状としては、円柱状に限定されず、角柱状、楕円柱状、長円柱状、丸面取りされている角柱状（例えば、丸面取りされている三角柱状）等が挙げられる。
【００３７】
本発明のハニカム構造体において、内部領域におけるセルの長手方向に垂直な断面形状は、四角形に限定されず、三角形、六角形、八角形であってもよいが、四角形であることが望ましい。
【００３８】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面のセルの密度は、３１〜１５５個／ｃｍ２（２００〜１０００個／ｉｎｃｈ２）であることが望ましい。
【００３９】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体の外周面に外周コート層が形成されている場合、外周コート層の厚さは、０．１〜２．０ｍｍであることが望ましい。
【００４０】
本発明のハニカム構造体は、外周に外周壁を有する一のハニカム焼成体により構成されていてもよいし、複数個のハニカム焼成体を備えていてもよく、複数個のハニカム焼成体が接着剤により結合されていてもよいが、外周に外周壁を有する一のハニカム焼成体により構成されていることが望ましい。
【００４１】
本発明のハニカム構造体を構成する材料は、特に限定されず、例えば、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック、ケイ素含有炭化ケイ素等が挙げられるが、ハニカム構造体が外周に外周壁を有する一のハニカム焼成体により構成されている場合には、コージェライト、又は、チタン酸アルミニウムが好ましい。
【００４２】
上記ハニカム焼成体が、コージェライト、又は、チタン酸アルミニウムからなると、上記セラミックは、熱膨張率の低い材料であるので、再生時等において大きな熱応力が発生した場合であっても、クラック等の発生しにくいハニカム構造体となるからである。
【００４３】
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明する。
以下においては、チタン酸アルミニウムからなるハニカム構造体の製造方法を例にとって説明するが、本発明の製造対象は、チタン酸アルミニウムに限定されるものではない。
（混合工程）
まず、アルミナ粉末及びチタニア粉末にマグネシア粉末、シリカ粉末等の添加剤を添加し、混合することにより混合粉末を得る。
【００４４】
上記混合粉末において、シリカとマグネシアは、焼成助剤としての役割もあるが、焼成助剤としては、シリカとマグネシアの他に、Ｙ、Ｌａ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの酸化物が用いられていてもよい。これらの混合粉末に以下の添加剤を必要により添加して原料組成物を得る。成形助剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコールが挙げられる。有機バインダとしては、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース等の親水性有機高分子が挙げられる。分散媒としては、水のみからなる分散媒、又は、５０体積％以上の水と有機溶剤とからなる分散媒が挙げられる。有機溶剤としては、ベンゼン、メタノール等のアルコールが挙げられる。造孔剤としては、微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト、デンプンが挙げられる。バルーンとしては、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュ（ＦＡ）バルーン、ムライトバルーンが挙げられる。
【００４５】
また、原料組成物中には、その他の成分が更に含有されていてもよい。その他の成分としては、たとえば、可塑剤、分散剤、潤滑剤が挙げられる。可塑剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物が挙げられる。分散剤としては、たとえば、ソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。潤滑剤としては、たとえば、グリセリンが挙げられる。
【００４６】
（成形工程）
成形工程は、混合工程により得られた原料組成物を成形して未封止ハニカム成形体を作製する工程である。未封止ハニカム成形体は、たとえば、原料組成物を押出金型を用いて押出成形することにより作製することができる。すなわち、未封止ハニカム成形体は、ハニカム構造体の筒状の外周壁と隔壁となる部分を構成する壁部を一度に押出成形することにより作製する。また、押出成形では、ハニカム構造体の一部の形状に対応する成形体を成形してもよい。すなわち、ハニカム構造体の一部の形状に対応する成形体を成形し、それら成形体を組み合わせることによってハニカム構造体と同一形状を有するハニカム成形体を作製してもよい。
【００４７】
図２（ａ）は、成形工程により作製された未封止ハニカム成形体を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した未封止ハニカム成形体のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４８】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記成形工程により、セル２２、２３の長手方向に垂直な断面形状が四角で、端面２０ａ′、２０ｂ′におけるセル２２、２３の形状も全く同じ四角形状で、セル２２、２３を隔てるセル隔壁２１を有し、全体が円柱形状の未封止ハニカム成形体２０′が作製される。
【００４９】
（再成形工程）
この後、テーパー冶具を用い、未封止ハニカム成形体２０′に対し、ハニカム構造体の端部領域に相当する部分を形成するための再成形を行い、排ガス導入セル及び排ガス排出セルとなるセル２２、２３の長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大され、又は、縮小され、封じられた形状の封止ハニカム成形体とする。
【００５０】
図３は、未封止ハニカム成形体の再成形工程の様子を模式的に示す説明図であり、図４は、未封止ハニカム成形体の再成形工程の様子を模式的に示す断面図である。
図３及び図４に示すように、支持部３３と支持部３３上に固定された基台部３１と基台部３１上に形成された多数の四角錐形状の先端部３２とを備えたテーパー冶具３０を用い、先端部３２の四角錐を構成する４つの平面３２ｂの境界部である角部３２ｃが未封止ハニカム成形体２０′の端面２０ａ′におけるセル隔壁２１の四角を構成する一の辺２１ａの真ん中に当接するように配置し、未封止ハニカム成形体２０′の中央部分に向かってテーパー冶具３０を押し込む。なお、先端部底面３２ａは、基台部３１の先端部形成面３１ａに溶着されている。
【００５１】
このとき、先端部３２が押し込まれたセル２２の端部領域に相当する部分は、セルの長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って拡大された形状となり、先端部３２が押し込まれたセル２２の上下左右に存在していたセル２３の端部領域に相当する部分は、セル２３の長手方向に垂直な断面形状が端面に近づくに従って縮小され、封じられた形状となる。また、端面から見た封止ハニカム成形体の形状は、図１（ｃ）に示すハニカム構造体１０と同じく、端面１０ａにおけるセル１２の四角が内部領域１０Ｂのセル１２の四角を４５°回転した形状となる。
【００５２】
上記再成形工程において、先端部３２を構成する４つの平面３２ｂの算術平均粗さ（Ｒａ）を調整したり、先端部の材質を変えたり、先端部の乾燥温度を変えたり、先端部を押し込む際のスピード等を変えたり、テーパー治具３０を押し込む前に、ハニカム成形体の端面に水を吹き付ける等の方法でハニカム成形体の端部の水分率を上げることにより、封止ハニカム成形体の端部領域の算術平均粗さ（Ｒａ）を調整することができる。また、例えば、先端部３２を構成する４つの平面３２ｂの算術平均粗さ（Ｒａ）を大きくすることにより、封止ハニカム成形体の端部領域の算術平均粗さ（Ｒａ）を大きくすることができ、得られるハニカム構造体の端部領域の算術平均粗さ（Ｒａ）を大きくすることができる。
【００５３】
この再成形工程により得られた封止ハニカム成形体は、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等の乾燥機を用い、１００〜１５０℃、大気雰囲気下で乾燥され、２５０〜４００℃、酸素濃度５容積％〜大気雰囲気下で脱脂される。
【００５４】
（焼成工程）
焼成工程は、再成形工程により得られた封止ハニカム成形体を１４００〜１６００℃で焼成する工程である。この焼成工程では、アルミナの表面からチタニアとの反応が進行して、チタン酸アルミニウムの相が形成される。焼成は、公知の単独炉、いわゆるバッチ炉や、連続炉を用いて行うことができる。焼成温度は、１４５０〜１５５０℃の範囲であることが好ましい。焼成時間は特に限定されないが、上記の焼成温度において１〜２０時間保持することが好ましく、１〜１０時間保持することがより好ましい。また、焼成工程は大気雰囲気下で行うことが好ましい。大気雰囲気に窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを混合することにより、酸素濃度を調整してもよい。
【００５５】
上記した混合工程、成形工程、再成形工程、及び、焼成工程を経ることにより、端部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）が、内部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）よりも大きい本発明のハニカム構造体を製造することができる。
【実施例】
【００５６】
以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
（実施例１）
まず、下記組成の原料組成物を調製した。
Ｄ５０が０．６μｍのチタニア微粉末：１１．１重量％、Ｄ５０が１３．０μｍのチタニア粗粉末：１１．１重量％、Ｄ５０が１５．９μｍのアルミナ粉末：３０．４重量％、Ｄ５０が１．１μｍのシリカ粉末：２．８重量％、Ｄ５０が３．８μｍのマグネシア粉末：１．４重量％、Ｄ５０が３１．９μｍのアクリル樹脂（造孔材）：１８．５重量％、メチルセルロース（有機バインダ）：７．１重量％、成形助剤（エステル型ノニオン）：４．７重量％、及び、イオン交換水（分散媒）：１２．９重量％からなる組成のものを混合機で混合し、原料組成物を調製した。
【００５７】
調製した原料組成物を押出成形機に投入して押出成形を行うことにより、セルが封止されていない未封止ハニカム成形体２０′を作製した。
【００５８】
未封止ハニカム成形体２０′を作製した後、未封止ハニカム成形体２０′の端面の水分率が３５％になるまで水分を付着させて、再成形を行い、本発明の封止ハニカム成形体を作製した。テーパー冶具３０としては、未封止ハニカム成形体２０′の端面２０ａを形成するための先端部３２同士の距離（図５に示すＶ：谷幅）を０．１３ｍｍに設定し、先端部３２の四角錐の平面３２ｂと、基台部３１の先端部３２が形成されている先端部形成面３１ａ（先端部底面  ３２ａ）に垂直な面と、の角度αを１２．５°に設定した（図３及び図４参照）。
【００５９】
この後、再成形工程を経て得られた封止ハニカム成形体を大気雰囲気下、１４５０℃で１５時間保持して焼成することにより、ハニカム構造体を製造した。得られたハニカム構造体は、気孔率が５７％、平均気孔径が１７μｍ、大きさが３４ｍｍ×３４ｍｍ×１００ｍｍ、外周壁の厚さ０．３ｍｍ、端面におけるセル隔壁の厚さ０．４０ｍｍ、内部領域におけるセル隔壁の厚さ０．２５ｍｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ２で、四角柱形状であった。なお、気孔率及び平均気孔径の測定は、下記する方法により行った。
【００６０】
（比較例１）
再成形を行う際、未封止ハニカム成形体２０′の端面に水分を付着させなかった他は、実施例１と同様にハニカム構造体を製造した。
得られたハニカム構造体の特性は、下記する端部領域のセル隔壁表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が異なるほかは、実施例１と同様であった。
【００６１】
［端部領域及び内部領域のセル隔壁表面の表面粗さの測定］
実施例１及び比較例１で得られたハニカム構造体をカットすることにより、端部領域及び内部領域のセル隔壁を露出させ、東京精密製の接触式表面粗さ測定機であるＳＵＲＦＣＯＭ１４００Ｄを用い、０．５ｍｍの測定長さで６点測定した。
【００６２】
［気孔率及び平均気孔径］
実施例１及び比較例１で得られたハニカム構造体を１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍに切り出して、気孔測定用サンプルを準備した。気孔測定用サンプルを用いて、水銀圧入法によるポロシメーター（島津製作所社製、オートポアＩＩＩ  ９４２０）により気孔率及び平均気孔径を測定した。水銀圧入法にて接触角を１３０°、表面張力を４８５ｍＮ／ｍの条件とした。
【００６３】
［圧力損失］
図５は、圧力損失測定方法を模式的に示す断面図である。
圧力損失測定装置２１０は、排気量１．６リットルのディーゼルエンジン２１１の排ガス管２１４から分岐された配管２１２に、実施例１及び比較例１で得られたハニカム構造体１０を金属ケーシング２１３内に固定して配置した。
ハニカム構造体１０は、その排ガス入口側の端部がディーゼルエンジン２１１の配管２１２に近い側に配置される。すなわち、排ガス入口側の端部が開口されたセルに排ガスが流入するように配置される。
【００６４】
図６は、実施例１で得られたハニカム構造体の端部領域及び内部領域におけるセル隔壁表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を示すグラフである。
図６に示すように、実施例１で得られたハニカム構造体は、内部領域のセル隔壁表面における算術平均粗さ（Ｒａ）が５．０μｍであるのに対し、端部領域におけるセル隔壁表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、６．８μｍと高くなっていた。
一方、比較例１で得られたハニカム構造体の端部領域及び内部領域におけるセル隔壁の表面粗さの算術平均粗さ（Ｒａ）は、いずれも５．０μｍであった。
【００６５】
上記圧力損失測定装置を使用し、ディーゼルエンジンを動作させて、実施例１及び比較例１に係るハニカム構造体１０の初期圧力損失を測定したところ、実施例１では、２．４ｋＰａであったのに対し、比較例１では２．８ｋＰａであった。
【００６６】
以上の結果より明らかなように、内部領域に比べて端部領域における表面粗さが粗い実施例１に係るハニカム構造体は、比較例１に係るハニカム構造体と比べて初期圧力損失が低減していることが判明した。
【符号の説明】
【００６７】
１０  ハニカム構造体
１０ａ、１０ｂ  端面
１０Ａ、１０Ｃ  端部領域
１０Ｂ  内部領域
１１  セル隔壁
１２  排ガス導入セル
１３  排ガス排出セル
２０′  未封止ハニカム成形体
２０ａ′、２０ｂ′  端面  
２１  セル隔壁
２１ａ  一の辺
２２、２３  セル
３０  テーパー冶具
３１  基台部
３１ａ  先端部形成面
３２  先端部
３２ａ  先端部底面
３２ｂ  平面
３２ｃ  角部
３３  支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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