(57)【要約】【課題】触媒を担持することにより、排気ガスに含まれる有害物質を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することが可能なハニカム構造体を提供する。【解決手段】多孔質の隔壁を有し、前記隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体１であって、隔壁１２は、気孔率が５０〜８０％であり、且つ平均細孔径が１５〜７０μｍであり、複数のセル５４のいずれの断面形状も、多角形状からなる多角形セルとして構成されてなり、複数のセルの少なくとも一部は、流入側の端面３２では開口しているとともに、さらに、流出側の端面３４側の端部の開口部内に、開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材１８が配設され、流出側の端面側３４の端部においてセル５４の流路方向に垂直な断面の多角形セルの開口部の面積が縮小するように形成されているハニカム構造体１。【選択図】図１
2010104956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁を有し、前記隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体であって、
前記隔壁は、気孔率が５０〜８０％であり、且つ平均細孔径が１５〜７０μｍであり、
前記複数のセルのいずれの断面形状も、多角形状からなる多角形セルとして構成されてなり、
前記複数のセルの少なくとも一部は、前記流入側の端面では開口しているとともに、
さらに、前記流出側の端面側の端部の開口部内に、前記開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材が配設され、前記流出側の端面側の端部において前記セルの流路方向に垂直な断面の多角形セルの開口部の面積が縮小するように形成されているハニカム構造体。
【請求項２】
前記多角形セルの全部が、六角形状からなるセルとして構成されている請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記開口面積縮小部材は、前記多角形セルのいずれも同一の箇所に形成されている請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記開口部が、前記セルの１辺以上の隔壁に接している請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記開口面積縮小部材の夫々が、互いに対向しないように配設されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記開口面積縮小部材は、最も長い前記多角形セル対角線によって、前記多角形セルを２分させる領域に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記開口面積縮小部材は、最も長い前記多角形セルの対角線を除いた対角線によって、前記多角形セルを２分させる領域に形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】
前記多角形セルは、前記流出側の端面における前記開口部の面積総和の、前記開口面積縮小部材によって前記開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積の総和に対する割合が５０〜９５％となるように形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記多角形セルは、前記流出側の端面における前記開口部の面積の、前記開口面積縮小部材によって前記開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積に対する割合が５０〜９５％となるように形成されている請求項１〜８のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記開口面積縮小部材が、気孔率が２０〜８０％の多孔質体からなる請求項１〜９のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の前記隔壁の細孔の内表面に担持されるとともに、隔壁表面に担持された触媒と、を備えたハニカム触媒体。
【請求項１２】
前記触媒は、前記ハニカム構造体の容積１Ｌ当りに、１００〜２５０ｇ担持されている請求項１１に記載のハニカム触媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体並びにハニカム触媒体に関する。更に詳しくは、触媒を担持することにより、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）の有害物質を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することが可能なハニカム構造体に触媒が担持されたハニカム触媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、各種エンジン等から排出される排気ガスを浄化するために、ハニカム構造体に触媒を担持したハニカム触媒体が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このようなハニカム触媒体は、流入側の端面から各セルに流体（排気ガス）を流入させ、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）等の有害物質を触媒により浄化するものである。
【０００３】
現在、このようなハニカム触媒体に使用されるハニカム構造体は、排気ガスの浄化性能を高めるために、セル密度を高め、触媒が担持される幾何学的面積を大きくし、排ガスと触媒との接触効率を高めるように作製されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−００７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のハニカム構造体及びハニカム触媒体においては、浄化性能の向上させるためにハニカム構造体のセル密度を大きくすると、排気ガスがセル内を通過する際の圧力損失が増大してしまう。また、圧力損失を重視してセル密度を低減させると、排気ガスと触媒との接触効率が低下して、排気ガスの浄化性能が低下してしまう。
【０００６】
このように、従来のハニカム構造体及びハニカム触媒体においては、浄化性能を向上させることと、圧力損失を低減させることとは、二律背反の関係にあり、両者を両立させることは極めて困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、触媒を担持することにより、排気ガスに含まれる有害物質を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することが可能なハニカム構造体並びにこのハニカム構造体に触媒が担持されたハニカム触媒体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明により、以下のハニカム構造体、並びにハニカム触媒体が提供される。
【０００９】
［１］  多孔質の隔壁を有し、前記隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体であって、前記隔壁は、気孔率が５０〜８０％であり、且つ平均細孔径が１５〜７０μｍであり、前記複数のセルのいずれの断面形状も、多角形状からなる多角形セルとして構成されてなり、前記複数のセルの少なくとも一部は、前記流入側の端面では開口しているとともに、さらに、前記流出側の端面側の端部の開口部内に、前記開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材が配設され、前記流出側の端面側の端部において前記セルの流路方向に垂直な断面の多角形セルの開口部の面積が縮小するように形成されているハニカム構造体。
【００１０】
［２］  前記多角形セルの全部が、六角形状からなるセルとして構成されている［１］に記載のハニカム構造体。
【００１１】
［３］  前記開口面積縮小部材は、前記多角形セルのいずれも同一の箇所に形成されている［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。
【００１２】
［４］  前記開口部が、前記セルの１辺以上の隔壁に接している［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１３】
［５］  前記開口面積縮小部材の夫々が、互いに対向しないように配設されている［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１４】
［６］  前記開口面積縮小部材は、最も長い前記多角形セル対角線によって、前記多角形セルを２分させる領域に形成されている［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１５】
［７］  前記開口面積縮小部材は、最も長い前記多角形セルの対角線を除いた対角線によって、前記多角形セルを２分させる領域に形成されている［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１６】
［８］  前記多角形セルは、前記流出側の端面における前記開口部の面積総和の、前記開口面積縮小部材によって前記開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積の総和に対する割合が５０〜９５％となるように形成されている［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１７】
［９］  前記多角形セルは、前記流出側の端面における前記開口部の面積の、前記開口面積縮小部材によって前記開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積に対する割合が５０〜９５％となるように形成されている［１］〜［８］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１８】
［１０］  前記開口面積縮小部材が、気孔率が２０〜８０％の多孔質体からなる［１］〜［９］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１９】
［１１］  ［１］〜［１０］のいずれかに記載のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の前記隔壁の細孔の内表面に担持されるとともに、隔壁表面に担持された触媒と、を備えたハニカム触媒体。
【００２０】
［１２］  前記触媒は、前記ハニカム構造体の容積１Ｌ当りに、１００〜２５０ｇ担持されている［１１］に記載のハニカム触媒体。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、触媒を担持することにより、排気ガスに含まれる有害物質を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することが可能なハニカム構造体に触媒が担持されたハニカム触媒体を提供できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のセラミックフィルタを実施するための最良の形態について具体的に説明する。但し、本発明はその発明特定事項を備えるセラミックフィルタを広く包含するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
［１］ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体１は、図１、２に示されるように、多孔質の隔壁１２を有し、隔壁１２によって流入側の端面３２から流出側の端面３４まで貫通する、流体の流路となる複数のセル５４が区画形成されたハニカム構造体１である。隔壁１２は、気孔率が５０〜８０％であり、且つ平均細孔径が１５〜７０μｍであり、複数のセル５４のいずれの断面形状も、多角形状からなる多角形セルとして構成されてなる。複数のセル５４の少なくとも一部は、流入側の端面３２では開口しているとともに、さらに、流出側の端面側３４の端部の開口部内に、開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材１８が配設され、流出側の端面３４側の端部においてセル５４の流路方向に垂直な断面の多角形セルの開口部の面積が縮小するように形成されているハニカム構造体１として構成されている。
【００２４】
ここで、図１は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図であり、図２は、流出側の端面３４を部分的に拡大した状態を示した模式図である。
【００２５】
本実施形態のハニカム構造体１は、各種エンジン等から排出される排気ガスを浄化するためのハニカム触媒体の触媒担体として好適に用いることができる。より具体的には、例えば、上記隔壁の細孔の内表面、及び隔壁表面に触媒を担持してハニカム触媒体を製造し、得られたハニカム触媒体を排気ガスの排気系内部に配置し、その流入側の端面から各セルに流体（排気ガス）を流入させ、流入した排気ガスを、隔壁を透過させることによって、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）等の有害物質を触媒により浄化するものである。
【００２６】
そして、本実施形態のハニカム構造体１は、多孔質の隔壁１２が、気孔率が５０〜８０％であり、且つ平均細孔径が１５〜７０μｍであるが、隔壁の気孔率は、下限は５５％以上が好ましく、より好ましいのは６０％以上、最も好ましいのは、６５％以上である。また、上限は８０％以下が望ましく、好ましいのは７５％以下、更には７５％以下であることがより好ましい。このように、本実施形態のハニカム構造体１は、従来のハニカム触媒体に使用されるハニカム構造体と比較して、気孔率が高く、且つ平均細孔径が大きな多孔質体によって隔壁１２が形成されている。このため、本実施形態のハニカム構造体１は、圧力損失を有効に抑制することができる。さらに、本実施形態のハニカム構造体に、後述のように触媒を担持してハニカム触媒体として用いた場合には、触媒を担持することに伴う圧力損失の増加を有効に抑制することができる。使用条件によっては、従来のハニカム触媒体と比較して浄化性能を低下させることなく、圧力損失を低減可能である。
【００２７】
なお、本明細書において、「気孔率」とは、水銀ポロシメータ（水銀圧入法）によって測定した値のことをいう。また、「平均細孔径」とは、水銀ポロシメータ（水銀圧入法）によって測定されたもので、多孔質基材（即ち、隔壁）に圧入された水銀の累積容量が、多孔質基材の全細孔容積の５０％となった際の圧力から算出された細孔径のことをいう。
【００２８】
また、本実施形態のハニカム構造体は、図１、２に示されるように、隔壁１２によって区画形成された複数のセル５４が、そのいずれの断面形状も、多角形状からなる多角形セルとして構成されている。また、図１〜３に示されるように、この複数のセル５４の少なくとも一部は、流入側の端面３２では開口しているとともに、さらに、流出側の端面３４側の端部の開口部内に、その開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材１８が配設され、流出側の端面３４側の端部においてセル５４の流路方向に垂直な断面の面積が縮小するように形成されている。開口面積縮小部材１８の配設は、一部のセルに対して施しても効果を有するが、本願効果を発揮するには全セルの４０％以上への配設は必要であり、８０％以上が好ましく、（流出側の端面の）全てのセルへの配設が最も好ましい。
【００２９】
このように、本実施形態のハニカム構造体１は、全てのセル５４の流入側の端面３２における開口部が全て開放されるとともに、流出側の端面３４においては、多角形セルの開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材１８が配設され、流出側の端面３４側の端部においてセル５４の流路方向に垂直な断面の多角形セルの開口部の面積を縮小させている。たとえば、図２では、開口面積縮小部材によって開口部の面積を縮小させた、いわゆる「縮小開口部」は符号１４で示されている。
【００３０】
このような構成を採用することにより、流出側の端面３４側の端部では、多角形セルの開口面積縮小部材１８が、排ガスの通過を部分的に遮蔽するいわば部分的な遮蔽壁としての役割を果たしている。加えて、開口面積縮小部材１８は、部分的な遮蔽壁であるから、端面側への排ガスの通過を絞りこむと共に、流体を隣接する多角形セル内に振り分ける役割をも果たしている。すなわち、部分的な遮蔽壁である開口面積縮小部材１８は、多角形セルの開口部に対して部分的に配設されているから、排ガスの通過を全て阻止することができない。換言すれば、排ガスが、その開口面積縮小部材に当たると、排ガスは、開口面積縮小部材が配設していない多角形セルの開口口に進路を変えたり、或いは、隣接する多角形セルに向けて隔壁を透過しながら、流入したりする。したがって、このような開口面積縮小部材を多角形セルに設けることで、排ガスの流入方向が積極的に変更され、隔壁１２を透過する流体の量（流量）を増加させて、排気ガスの浄化効率を有効に向上させることができる。
【００３１】
具体的には、図３に示されるように、流出側の端面３４側の端部では、多角形セルとして、六角形状からなる六角セルに開口面積縮小部材１８が形成されると、開口面積縮小部材１８に当たった流体は、その一部が同一セルである多角形セル（六角セル）の開口面積縮小部材１８が形成されていない開口側から外部に排出され、他の一部は、多角形セル（六角セル）の隔壁を介して、隣接する多角形セル（六角セル）の流路内に流れ込む。隔壁を透過する流体の量（流量）を増加させて、排気ガスの浄化効率を有効に向上させることができる。なお、図３は、六角セルの一つを部分的に拡大し、流体が開口面積縮小部材に当たった後の状態を模式的に示したものである。
【００３２】
なお、前述のように、本実施形態のハニカム構造体１においては、前述のように、多角形セルは、その開口部の面積が開口面積縮小部材１８によって縮小されてはいるものの、縮小された開口部から流体の一部を流出させることができる（即ち、多角形セルの開口部は完全には封止されていない）ため、上述したように排気ガスの浄化効率を向上させたとしても、圧力損失の増加を有効に抑制、又は圧力損失を低減することができる。
【００３３】
また、多角形セルにおいては、隣接する別の多角形セルから隔壁を透過して流入する流体によって、セルの内部を通過する流体が攪拌されるため、セルを区画する隔壁の表面及び細孔内表面に担持された触媒との接触効率が向上し、浄化性能をより有効に向上させることができる。
【００３４】
さらに、多角形セルの全てが、開口面積縮小部材を多角形セルに部分的に配設させるだけでなく、隣接する別の多角形セルの開口部を目封止して、開口部を閉塞させてしまう別のセルを形成することも好ましい。例えば、第一の多角形セルに、開口面積縮小部材を部分的に配設させ、その第一の多角形セルに隣接する別のセルを第二の多角形セルとし、その第二の多角形セルに、開口面積縮小部材を完全に閉塞させる。そして、それぞれ、第一の多角形セルと第二の多角形セルを交互に流出側の端面に組み合わせるように形成することで、第二の多角形セルに流入した流体は、この第二の多角形セルは、閉塞されているから、流体は、外部に流出することが出来ず、隔壁を透過して、隣接する第一の多角形セルに向けて流体が移動し、斯かる隔壁透過によって、排気ガスの浄化性能を向上させることもできる。同様に、開口面積縮小部材を配設しない開放セルを隣接させると、縮小セルに流入した流体は、隔壁を透過して流出口抵抗の少ない開放セルに移動することになり、浄化性能を向上させることができる。
【００３５】
［１−１］ハニカム構造部：
本実施形態のハニカム構造体は、多孔質の隔壁を有し、この隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数のセルが区画形成された柱状のハニカム構造部を備えていることが好ましい。なお、ハニカム構造部は、セルを区画形成する隔壁の外周を囲むように配設された外周壁を有している。
【００３６】
ハニカム構造部を備える場合には、ハニカム構造部の隔壁は、気孔率が５０〜８０％であり、且つ平均細孔径が１５〜７０μｍであるが、隔壁の気孔率は、下限は５５％以上が好ましく、より好ましいのは６０％以上、最も好ましのは６５％以上であり、上限は８０％以下が好ましく、より好ましいのは７５％以下、最も好ましのは７０％以下であることが好ましい。このように構成することによって、排気ガスの浄化効率を良好に向上させることができるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制し、更には圧力損失を低減することも可能となる。
【００３７】
なお、隔壁の気孔率が５０％未満であると、多角形セルの端面側に部分的に開口面積縮小部材を配設したとしても、換言すれば、いずれの多角形セルにも部分的に開口面積縮小部材が配設されていない、いわば窓としての開口部が形成されたとしても、隔壁の気孔率が低すぎて、隔壁の細孔表面積が減少してしまい、浄化効率を向上させる効果と、圧力損失の増加を抑制させる効果との両立が不可能となる。特に、排気ガスの浄化効率が著しく低下してしまう。一方、隔壁の気孔率が８０％を超えると、隔壁を透過する排気ガスの量（流量）が増大し排気ガスの浄化効率は向上するものの、ハニカム構造体の機械的強度が著しく低下することにより、破損等が生じ易く、触媒担体として使用することが困難になる。
【００３８】
なお、従来、触媒担体として使用するハニカム構造体においては、機械的強度が著しく低下した場合に、貴金属を含む触媒を大量（過剰）に担持して、ハニカム触媒体の機械的強度を高めることが行われる場合があるが、上述した触媒に含まれる貴金属は、比較的高価なものが多く、触媒の使用量の増加に伴い、ハニカム触媒体の製造コストが増大してしまうという問題があった。本実施形態のハニカム構造体は、必要十分な触媒の担持量において、触媒担体としての使用に耐え得る機械的強度を有するものである。
【００３９】
また、ハニカム構造体を構成するハニカム構造部の隔壁の平均細孔径は、１５〜７０μｍであることが好ましく、下限は２０μｍ以上更には２５μｍであることが好ましく、上限は６０μｍ以下更には５０μｍ以下であることが好ましい。このように構成することによって、排気ガスの浄化効率を良好に向上させることができるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制し、更には圧力損失を低減することも可能となる。
【００４０】
隔壁の平均細孔径が１５μｍ未満であると、隔壁の細孔の内表面に触媒を担持してハニカム触媒体として使用した場合に、上記細孔が閉塞し、細孔の内表面による排気ガスの浄化が行われなくなり、浄化効率が著しく低下してしまう。一方、隔壁の平均細孔径が７０μｍを超えると、隔壁の細孔の内表面総面積が低下し、排気ガスの浄化効率が低下してしまう。
【００４１】
本実施形態のハニカム構造体のセル密度は、１６〜９３セル／ｃｍ２（２００〜６００ｃｐｓｉ）であることが好ましく、４２〜６２セル／ｃｍ２（２００〜３００ｃｐｓｉ）であることが更に好ましい。セル密度が１６セル／ｃｍ２未満であると、排気ガスとの接触効率が低下し、浄化効率が低下することがあり、セル密度が９３セル／ｃｍ２超であると、圧力損失が増大することがある。なお、「ｃｐｓｉ」は「ｃｅｌｌｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｃｈ」の略であり、１平方インチ当りのセル数を表す単位である。
【００４２】
また、隔壁の厚さは、８０〜４５０μｍであることが好ましく、２３０〜３３０μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さが、８０μｍ未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下することがあり、４５０μｍを超えると、圧力損失が増大することがある。
【００４３】
本実施形態のハニカム構造体の、中心軸に垂直な断面の形状は、即ち、隔壁を囲うように配置された外周壁の形状は、特に限定されないが、例えば、円、楕円、長円、台形、三角形、四角形、六角形、又は左右非対称な異形形状を挙げることができる。なかでも、円、楕円、長円が好ましい。
【００４４】
本実施形態のハニカム構造体の隔壁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を好適例として挙げることができる。セラミックスとしては、炭化珪素、コージェライト、チタン酸アルミニウム、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、若しくはシリカ、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。特に、炭化珪素、コージェライト、ムライト、窒化珪素、アルミナ等のセラミックスが、耐アルカリ特性の観点から好適である。なかでも酸化物系のセラミックスは、コストが安い点でも好ましい。
【００４５】
なお、隔壁を囲うように配置された外周壁については、ハニカム構造部の成形時に、ハニカム構造部と一体的に形成させる成形一体壁であってもよいし、その外周に壁を有するハニカム構造部を成形した後、このハニカム構造部の外周の壁を研削して所定形状とし、セメント等で外周壁を形成するセメントコート壁であってもよい。
【００４６】
このような外周壁は、例えば、上述した隔壁を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【００４７】
また、本実施形態のハニカム構造体は、例えば、図示は省略するが、多孔質の隔壁を有し、隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数のセルが区画形成された柱状のハニカムセグメントが、接合材層を介して複数個組み合わされた構造を有するハニカム構造体（以下、「接合型ハニカム構造体」ということがある）であってもよい。
【００４８】
このような、複数個のハニカムセグメントが接合材層によって一体化されてなる接合型ハニカム構造体であっても、各ハニカムセグメントを構成する多孔質の隔壁が、気孔率が５０〜８０％であり、且つ平均細孔径が１５〜７０μｍであり、更に、隔壁によって区画形成された複数のセルが、流入側の端面から流出側の端面にかけてセルの流路方向に垂直な断面の面積が一定の大きさに形成された第一の多角形セルと、流出側の端面側の端部の開口部内に、その開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材が配設され、流出側の端面側の端部においてセルの流路方向に垂直な断面の面積が縮小するように形成された第二の多角形セルとを含んでなることによって、排気ガスの浄化効率を有効に向上させることができる。
【００４９】
［１−２］セル：
本実施形態のハニカム構造体においては、多孔質の隔壁によって、流入側の端面から流出側の端面まで貫通する複数のセルが区画形成されている。このセルは、流体、即ち、排気ガスの流路となり、流入側の端面から流入した排気ガスの一部を、そのセルを区画する隔壁を透過させて、隣接するセル内に流出させ、その際に、隔壁の細孔の内表面、及び隔壁表面に担持された触媒によって有害物質を浄化し、得られた浄化ガスを流出側の端面から排出することができるように構成されている。
【００５０】
図１〜４に示すように、本実施形態のハニカム構造体１においては、この複数のセル５４が、流入側の端面３２から流出側の端面３４にかけてセルの流路方向に垂直な断面の面積が一定の大きさに形成され、さらに、流出側の端面３４側の端部の開口部内に、その開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材１８が配設され、流出側の端面３４側の端部においてセルの流路方向に垂直な断面の面積が縮小するように形成されている。
【００５１】
即ち、本実施形態のハニカム構造体１においては、図３、４に示されるように、多角形セル５４に隣接するセルは、全て多角形セル５４であり、多角形セル５４同士が隔壁１２を隔てて隣接するように構成されている。この多角形セル５４は、流出側の端面３４側の端部においてセルの流路方向に垂直な断面の面積が縮小しているため、流入側の端面３２の開口部から排気ガスが流入すると、流出側の端面３４に移動するに従って、排気ガスの流速が低下し、且つ多角形セル５４の圧力も増加する。他方、多角形セル５４は、部分的に開口面積縮小部材が配設されているため、残りの一部は、開口している。このため、多角形セル５４に流入した排気ガスは、一部が、同一セルの部分的に開口している開口口から外部に排出され、残部は、隣接する多角形セルと区分けする隔壁を透過しながら、隣接する多角形セルに流入（移動）していくことになる。したがって、隔壁１２の透過時に触媒による浄化が有効に行われる。
【００５２】
［１−２−１］多角形セル：
多角形セルは、流出側の端面３４側の端部の開口部内に、その開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材１８が配設され、流出側の端面３４側の端部においてセルの流路方向に垂直な断面の面積が縮小するように形成されたセル５４である。即ち、この多角形セルは、セルの流出側の端面３４側の端部の開口部内に、上記開口面積縮小部材１８が配設されたセルである。
【００５３】
この多角形セルは、開口面積縮小部材によって流路方向に垂直な断面の面積が縮小するように形成されたセルであれば、それぞれのセルにおける流路方向に垂直な断面の面積が同一でなくともよい。即ち、セルの流路方向に垂直な断面の形状が相似形であってもよいし、また、その断面の面積（開口面積縮小部材が配設された箇所以外の断面の面積）の大きさが異なる複数種類のセルによって、多角形セルが構成されていてもよいし、勿論、全ての多角形セルにおいて、流路方向に垂直な断面の面積（開口面積縮小部材が配設された箇所以外の断面の面積）が同一に構成されていてもよい。
【００５４】
また、開口面積縮小部材が配設された、流出側の端面側の端部における流路方向に垂直な断面の面積（即ち、流出側の端面側の開口部の面積）においても、全てのセルが同一の大きさに構成されていてもよいし、異なる大きさに構成されていてもよい。
【００５５】
また、多角形セルの流路方向に垂直な断面の形状については、多角形からなるセルであれば、特に限定されるものではなく、たとえば、三角形、四角形（正方形、長方形等）、五角形等のものも含まれる。ただし、より好ましいのは、六角形状からなる六角セルである。成形容易であることに加え、強度向上を図ることができるからである。なお、多角形は正多角形に限定されるものではなく、たとえば六角セルとして構成される場合には、全ての辺の長さが等しく、全ての内角の大きさが等しい正六角形に限定されるものではない。具体的には、六角セルとしては、図１、２に示されるものを例示でき、四角形状からなる四角形セルとしては、図１４に示されるものを例示でき、三角形状からなる三角形セルとしては、図１４Ｂに示されるものを例示できる。さらに、図１４Ｃは、長方形の形状からなるセルの一部に開口面積縮小部材が配設された一例である。
【００５６】
本実施形態のハニカム構造体においては、多角形セルは、流出側の端面における開口部の面積（即ち、開口面積縮小部材によって縮小した部分の開口部の面積）の、開口面積縮小部材によって開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積に対する割合（以下、「流出側の端面における開口部の面積の割合」ということがある）、５０〜９５％となるように形成されていることが好ましく、下限は５５％以上更には６０％以上であることが好ましく、上限は９０％以下更には８０％以下であることが好ましい。このように構成することによって、圧力損失の増加を有効に抑制することができる。
【００５７】
なお、上述した流出側の端面における開口部の面積の割合が５０％未満であると、多角形セルの流出側の端面における開口部（即ち、開口面積縮小部材によって縮小した開口部）からの排気ガスの流出がしづらくなり、実質的に、圧力損失が高くなることがある。一方、９５％を超えると、隣接する多角形セル同士の隔壁圧力差が生じ難くなるため、隣接する多角形セル同士間の隔壁を介しての排気ガスの透過が行われ難くなり、浄化効率の向上効果が十分に得られないことがある。
【００５８】
また、多角形セルは、流出側の端面における開口部の面積の総和の、開口面積縮小部材によって開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積の総和に対する割合（以下、「流出側の端面における開口部の総和面積の割合」ということがある）が、５０〜９５％となるように形成されていることが好ましく、下限は５５％以上更には６０％以上であることが好ましく、上限は９０％以下更には８０％以下であることが好ましい。
【００５９】
なお、上述した流出側の端面における開口部の総和面積の割合が５０％未満であると、多角形セルの流出側の端面における開口部（即ち、開口面積縮小部材によって縮小した開口部）から流出される排気ガスの流通部が減少し圧力損失が大幅に増加することがある。一方、９５％を超えると、隣接する六角セル同士間での圧力差が生じ難くなるため、隣接セル間での排気ガスの透過が行われ難くなり、浄化効率の向上効果が十分に得られないことがある。
【００６０】
［１−２−２］開口面積縮小部材：
開口面積縮小部材は、多角形セルの流出側の端面側の端部の開口部内に、その開口部の一部を塞ぐように配設された部材である。
【００６１】
このような開口面積縮小部材は、例えば、まず、多角形セルの流出側の端面側の端部の開口部（以下、単に「流出側開口部」ということがある）に、開口面積縮小部材を構成する材料を含む開口面積縮小用のスラリーを充填し、多角形セルの流出側開口部を完全に封止し、その後、開口面積縮小用のスラリーによって封止された部位の一部に、流出側の端面側から多角形セルの内部に貫通する貫通孔を穿孔することにより形成することができる。なお、開口面積縮小部材の形成方法については、上述した方法に限定されることはなく、例えば、予め貫通孔を通す栓状の部材を、多角形セルの流出側開口部に配設することによって形成することもできる。他の方法として、スラリーに流出側端面をディップした後、必要に応じて余剰スラリーを圧縮エアー等で吹き払い、その後、流路方向を垂直から傾けた状態で乾燥することによっても、得ることができる。
【００６２】
開口面積縮小部材は、多角形セルの流出側開口部の開口面積を縮小することができるものであれば、その材質については特に制限はないが、例えば、上記のセラミック原料と添加剤を配合したスラリーを挙げることができる。添加剤として、水やバインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して、粘度１５０〜４００ｄＰａ・ｓに調整することが好ましく、１８０〜３５０ｄＰａ・ｓに調整することが更に好ましい。
【００６３】
また、開口面積縮小部材は、多角形セルのいずれも同一の箇所に形成されていることが好ましい。このように形成されることにより、開口面積縮小部材によって、効率的に隣接する六角セルに流体を透過でき、ハニカム構造体全体として、隔壁圧損を低減させながら、浄化効率を向上させることができるため好ましい。
【００６４】
また、開口面積縮小部材が配設されず形成される開口部は、多角形セルの１辺以上の隔壁に接していることが好ましい。確実に有害物質浄化しながら、圧力損失の増加を抑制できるため、本願の効果をより奏することができるからである。
【００６５】
また、開口面積縮小部材の夫々が、互いに対向しないように配設されていることが好ましい。このように形成されることにより、開口面積縮小部材によって、より効率的に隣接する多角形セルに流体を透過させやすくなるため好ましい。
【００６６】
また、開口面積縮小部材は、最も長い多角形セル対角線によって、多角形セルを２分させる領域に形成されていることが好ましい。たとえば、多角形セルが、正六角形からなるものであれば、各対角線の長さは同じであるため、開口面積縮小部材が形成される面積は同じであるが、対角線の夫々に差異が生じる対角線を有する非六角形からなるセルである場合には、最も長い多角形セル（六角セル）対角線によって、多角形セルを２分させる領域に形成すると、セル開口面積を有効に利用できる。すなわち、隣接する多角形セルに流体を透過させて浄化を効率的に行いながら、隔壁圧損を低減させることができるため好ましい。
【００６７】
また、開口面積縮小部材は、最も長い多角形セルの対角線を除いた対角線によって、多角形セルを２分させる領域に形成されていることも好ましい形態の一つである。たとえば、多角形セルが正六角形からなるものであれば、各対角線の長さは同じであるため、開口面積縮小部材が形成される面積は同じであるが、対角線の夫々に差異が生じる対角線を有する非六角形からなるセルである場合には、最も長い多角形セル対角線（六角セル）を除いた、他の対角線によって、多角形セルを２分させる領域に形成する場合には、より隔壁圧損を低減させることができ、本願の効果を奏することができるため好ましい。
【００６８】
また、多角形セルは、流出側の端面における開口部の面積総和の、開口面積縮小部材によって開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積の総和に対する割合が５０〜９５％となるように形成されていることが好ましい。隔壁圧損をより低減できるため好ましい。
【００６９】
また、多角形セルは、流出側の端面における開口部の面積の、開口面積縮小部材によって開口部の一部が塞がれる前の開口部の面積に対する割合が５０〜９５％となるように形成されていることが好ましい。すなわち、各多角形セルの開口面積縮小部材の割合が、前述の数値内であると、隔壁圧損を低減させながら浄化効率を向上させることができる。尚、個々の多角形セルの上記割合は、均一であることが好ましいが、必ずしも均一であることが必要ではない。例えば、排気ガス流量の大きい中央部では開口割合を小さくし、排気ガス流量の小さい外周部では開口割合を大きくするのも、好適な実施態様の１つである。
【００７０】
また、開口面積縮小部材は、気孔率が２０〜８０％の多孔質体からなることが好ましい。このように構成することによって、排ガスが開口面積縮小部材を透過することができるため、開口面積縮小部材によっても排ガスを浄化することができる。なお、気孔率が２０％未満では、細孔の表面積を十分に利用することができないことがあり、一方、気孔率が８０％を超えると、開口面積縮小部材の機械的強度が著しく低下することにより、破損等が生じることがある。より好ましい開口面積縮小部材の気孔率は、下限が４０％以上更には６５％以上であり、上限は８０％以下更には７５％以下である。
【００７１】
また、この開口面積縮小部材は、酸処理によって形成されたものであってもよい。より具体的には、開口面積縮小部材の気孔率を高めるため、塩酸などを加えて細孔を大きくすることによって形成されたものでもよい。このように構成することによって、目的とする気孔率を得ることができる。
【００７２】
また、開口面積縮小部材は、触媒材（例えば、触媒組成物）によって形成されたものであってもよい。より具体的には、ハニカム構造体にコートされている触媒材（例えば、触媒組成物）によって形成されたものであってもよい。このように構成することによって、開口面積縮小部材も触媒性能を示し、浄化性能向上に寄与することができる。
【００７３】
開口面積縮小部材は、流出側開口部における端面から、多角形セル内部側の端面までの長さ、即ち、開口面積縮小部材の配設深さが、０．３〜１０ｍｍであることが好ましく、０．５〜５ｍｍであることが更に好ましい。例えば、上記長さ（配設深さ）が０．３ｍｍ未満であると、開口面積縮小部材の機械的強度が低下し、また、開口面積縮小部材と隔壁との接合力が十分に得られず、排気ガスの圧力や外部から振動等によって開口面積縮小部材が破損し易くなることがある。一方、１０ｍｍを越えると、流路方向に垂直な断面の面積が縮小される部位の長さが長くなり過ぎて、排気ガスが透過するための隔壁の有効な面積が減少してしまい、十分な浄化効率が得られないことがある。尚、配設深さは、全体で均一であることが好ましいが、均一であることが必ずしも必要ではなく、例えば、排気ガス流量の大きい中央部では深くして脱落に対する安全率を高め、排気ガス流量の小さい外周部では浅くして隔壁有効面積を稼ぐのも、好適な実施態様の１つである。
【００７４】
なお、開口面積縮小部材によって、セルの流路方向に垂直な断面の面積が縮小するように形成された多角形セルの流出側の開口部の形状については、多角形セルの開口部を縮小させることにより、これまでに説明した本発明の効果を得られるような形状であれば特に制限はない。例えば、図２においては、流出側のセル５４の開口部に開口面積縮小部材１８が配設され、開口面積縮小部材１８によって流出側のセル５４の開口部が半分、四角形状に形成された場合の例を示しているが、図示は省略するが、流出側のセルの開口部の形状は、四角、三角、六角、楕円等の形状であってもよい。また、一定の形状に定まっていない不定形状であってもよい。また、各流出側のセル毎に、開口面積縮小部材により形成される開口部の形状が異なっていてもよい。
【００７５】
［２］ハニカム構造体の製造方法：
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、これまでに説明した本発明のハニカム構造体、即ち、図１Ａ及び図１Ｂに示すような、複数のセルのいずれの断面形状も、多角形状からなる多角形セルとして構成されてなり（図１Ａ及び図１Ｂでは六角セル）、複数のセルの少なくとも一部は、流入側の端面では開口しているとともに、さらに、流出側の端面側の端部の開口部内に、開口部の一部を塞ぐように開口面積縮小部材が配設され、流出側の端面側の端部においてセルの流路方向に垂直な断面の面積が縮小するように形成されているハニカム構造体を製造する方法である。
【００７６】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、図５Ａに示すように、セラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセル５４を区画形成する隔壁５２を有する柱状のハニカム成形体７２を得る工程（１）と、図５Ｂに示すように、得られたハニカム成形体７２の一方の端面８４側の多角形セル５４の開口部にフィルム６７を被せ、レーザーを用いて多角形セル５４に穴をあけて部分的に開口させた部分開口部（部分貫通孔）６６を形成する工程（２）と、図５Ｂに示すように、前述の（２）の工程で形成した部分的開口部に目封止スラリー８６を充填して、多角形セル５４の開口部の面積が縮小した開口面積縮小ハニカム成形体７６を得る工程（３）と、図５Ｃに示すように、得られた開口面積縮小ハニカム成形体７６を焼成してハニカム構造体７１を得る工程（４）と、を備えたハニカム構造体の製造方法である。
【００７７】
ここで、図５Ａ〜図５Ｃは、本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態の各工程を説明する説明図である。なお、図５Ａは、工程（１）を示し、図５Ｂは、工程（２）、（３）を示し、図５Ｃは、工程（４）を示す。
【００７８】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、図５Ｂに示すように、上記工程（２）において、一方の端面８４側である流出側の端面側の多角形セル５４をフィルムで覆い、レーザー光線を照射して、所望の開口形状とするものである。すなわち、レーザー光線を照射することにより、被せたフィルムには穴が開くため、その部分には、後述の目封止スラリー８６を充填しても、多角形セル５４の開口部の面積を縮小せる開口面積縮小部材が配設されないことになる。換言すれば、開口面積縮小部材は、穴が開いてないフィルム上に形成されることになる。
【００７９】
なお、部分貫通孔（部分開口部）の開口率、開口形状、及び形成位置は、レーザー照射を適宜調整することにより、所望のものが得られる。また、フィルムは、粘着性のある粘着性フィルムなどを用いることができる。
【００８０】
このような製造方法により、図１及び図２に示すようなハニカム構造体１を簡便且つ低コストに製造することができる。
【００８１】
以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法を、各工程毎に更に詳細に説明する。
【００８２】
［２−１］工程（１）：
工程（１）は、図５Ａに示すように、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセル５４を区画形成する隔壁５２を有する柱状のハニカム成形体７２を得る工程である。この工程（１）は、従来公知のハニカム構造体の製造方法に準じて行うことができる。
【００８３】
［２−２］工程（２）及び（３）：
工程（２）は、図５Ａ〜５Ｃに示すように、得られたハニカム成形体７２（図１参照）の一方の端面８４側の多角形セル５４の開口部にフィルム６７を被せ、工程（３）はレーザーを用いて多角形セル５４に穴をあけて部分的に開口させた部分開口部（部分貫通孔）６６を形成する工程である。
【００８４】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、多角形セルの流出側開口部に配設される開口面積縮小部材を形成する際に、上記目封止スラリー８６によって、部分開口部（部分貫通孔）６６を目封止して、多角形セルの流出側開口部の一部を覆う開口面積縮小部材を形成する。
【００８５】
このように構成することによって、得られるハニカム構造体において、少なくとも同一の多角形セルに、部分貫通孔６６（部分開口部）と開口していない、開口面積縮小部材２２が形成されることになり、本発明のハニカム構造体を効率的に製造することができる。
【００８６】
なお、フィルムを配設する（被せる）工程では特に制限はないが、例えば、ハニカム成形体７２の一方の端面８４全体に粘着性フィルム６８ａを貼着し、その粘着性フィルム６８ａを部分的（即ち、マスクを施さない所定のセル５４ｂの開口部に対応する部位）に孔開けする方法等を挙げることができる。より具体的には、ハニカム成形体７２の一方の端面８４全体に粘着性フィルム６８ａを貼着した後に、目封止部６４を開口面積縮小部材に相当する部分のみをレーザーにより孔を開ける方法等を好適に用いることができる。粘着性フィルム６８ａとしては、ポリエステル、ポリエチレン、熱硬化性樹脂等の樹脂からなるフィルムの一方の表面に粘着剤が塗布されたもの等を好適に用いることができる。
【００８７】
開口面積縮小部材を形成するための目封止スラリーとしては、例えば、上記のセラミック原料と添加剤を配合したスラリーを挙げることができる。添加剤として、水やバインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して、粘度１５０〜４００ｄＰａ・ｓに調整することが好ましく、１８０〜３５０ｄＰａ・ｓに調整することが更に好ましい。
【００８８】
また、このように目封止スラリーによって目封止部６４を形成した後、得られた目封止ハニカム成形体７４を更に乾燥してもよい。
【００８９】
［２−３］工程（４）：
工程（４）は、図５Ｃに示すように、得られた開口面積縮小ハニカム成形体７６を焼成してハニカム構造体７１を得る工程である。このようにして、図１及び図２に示すような、本発明のハニカム構造体を簡便且つ低コストに製造することができる。この工程（４）は、従来公知のハニカム構造体の製造方法に準じて行うことができる。
【００９０】
目封止部の配設は、ハニカム成形体を焼成した後に行うことも可能である。なお、本発明のハニカム構造体を製造する方法として、上記方法に限定されることはなく、例えば、以下のような方法を用いてもよい。
【００９１】
まず、従来公知の方法に準じて、多孔質の隔壁を有し、前記隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体を作製する。次に、ハニカム構造体の（目封止を設ける側の）端面全体に粘着性フィルムを貼着した後に、目封止部を形成したいセルに相当する部分のみをレーザーによって孔を開ける。粘着性フィルムとしては、ポリエステル、ポリエチレン、熱硬化性樹脂等の樹脂からなるフィルムの一方の表面に粘着材が塗布されたもの等を好適に用いることができる。
【００９２】
その後、フィルム貼着面から、開口面積を縮小させたい深さまで、開口面積縮小用スラリーに浸漬することによって、所望のセルのみ、その開口面積を縮小させることができる。開口面積縮小用スラリーの粘性や縮小させたい程度によって、前記浸漬から引き上げのみの操作で、所望の大きさに開口部を縮小させることができる。なお、必要に応じて、圧縮エアー等で余剰スラリーを吹く払うことによって、所望の大きさに開口部を縮小させることが好ましい。また、ハニカム構造体の端面において、部分的に圧縮エアー等を噴射することにより、また、噴射する圧縮エアー等の圧力を変えることにより、開口面積を縮小させる各セルにおいて、開口面積の縮小程度にそれぞれ変化を持たせることも可能となる。
【００９３】
［３］ハニカム触媒体：
次に、本発明のハニカム触媒体の一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態のハニカム触媒体は、これまでに説明した本発明のハニカム構造体（例えば、図１に示すハニカム構造体１）と、このハニカム構造体の隔壁の細孔の内表面に担持されるとともに、隔壁表面に担持された触媒と、を備えたハニカム触媒体である。
【００９４】
このようなハニカム触媒体は、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスを、流入側の端面から各セルに流入させ、流入した排気ガスを、隔壁を透過させて、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）等の有害物質を触媒により浄化するものである。このようにして隔壁を透過した透過流体（浄化ガス）は、隣接するセルの流出側の端面の開口部から流出される。
【００９５】
本実施形態のハニカム触媒体は、多角形セルの流出側端面におけるセルの開口部の面積が開口面積縮小部材によって小さくなっているため、多角形セルに流入した流体の一部を、隣接する多角形セルと区画形成されている隔壁を透過して、その隣接する多角形セルの内部に積極的に流出させることができ、排気ガスに含まれる有害物質を効率的に浄化することができる。
【００９６】
また、本実施形態のハニカム触媒体は、隔壁の気孔率及び平均細孔径が特定の範囲であり、且つ多角形セルは、開口部の面積が縮小されてはいるものの、縮小された開口部から流体の一部を流出させることができる（即ち、完全には開口部が封止されていない）ため、上述したように排気ガスの浄化効率を向上させたとしても、圧力損失の増加を有効に抑制、又は圧力損失を低減することができる。
【００９７】
即ち、本実施形態のハニカム触媒体は、排気ガスの浄化効率を向上と、圧力損失の増加の抑制という、従来の技術では両立困難であった問題を同時に解決することができる。
【００９８】
本実施形態のハニカム触媒体に用いられる触媒は、排気ガスに含まれる有害物質を浄化することができるものであれば、特に制限はないが、例えば、貴金属として白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１種を含有し、活性アルミナ、及び酸素吸蔵剤としてのセリアを更に含有するもの等が好ましい。このような触媒は、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）等の有害物質の浄化に特に有効である。
【００９９】
触媒の担持量については、触媒の種類、触媒担体として使用するハニカム構造体の大きさやセル構造、及び浄化する排気ガスの種類や処理量等によっても異なるが、例えば、ハニカム構造体の容積１Ｌ当りに、１００〜２５０ｇの触媒が担持されていることが好ましい。このように構成することによって、排気ガスの浄化効率を向上させることができ、且つ、圧力損失の増加を有効に抑制することができる。なお、触媒の担持量は、ハニカム構造体の容積１Ｌ当りに、１００〜２５０ｇであることが更に好ましく、１５０〜２３０ｇであることが特に好ましい。
【０１００】
隔壁の細孔の内表面に担持された触媒は、隔壁表面に担持される触媒の量に対し同量以上であることが好ましい。隔壁の細孔の内表面に担持された触媒が、隔壁表面に担持された触媒の量に対し同量以上でないと、細孔内表面積を有効に使えず浄化率が悪化することがある。
【０１０１】
［３−１］ハニカム触媒体の製造方法：
次に、本実施形態のハニカム触媒体を製造する方法の一例について説明する。なお、本実施形態のハニカム触媒体を製造する方法については、以下の方法に限定されることはない。
【０１０２】
まず、本実施形態のハニカム触媒体の触媒担体としてのハニカム構造体を作製する。本実施形態のハニカム触媒体においては、これまでに説明した本発明のハニカム構造体が使用されるため、上述した本実施形態のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態に準じてハニカム構造体を製造することができる。
【０１０３】
次に、得られたハニカム構造体の隔壁表面と、隔壁の細孔の内表面とに触媒を担持する。触媒の担持方法については特に制限はなく、従来公知のハニカム触媒体の製造方法において用いられる方法に準じて触媒を担持することができる。例えば、ハニカム構造体に対して、触媒成分を含む触媒液をウォッシュコートした後、圧縮エアー等で余剰スラリーを吹き払い高温で熱処理して焼き付ける方法、隔壁細孔を触媒溶液が閉塞しないように、例えば、脱気処理を施して触媒を担持する方法等を挙げることができる。
【実施例】
【０１０４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、各物性の測定は、下記の方法によった。
【０１０５】
［平均細孔径（μｍ）］：細孔径は、水銀ポロシメータ（水銀圧入法）によって測定されたもので、多孔質基材に圧入された水銀の累積容量が、多孔質基材の全細孔容積の５０％となった際の圧力から算出された細孔径を意味するものとする。水銀ポロシメータとしては、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製、商品名：Ａｕｔｏ  Ｐｏｒｅ  ＩＩＩ  型式９４０５を用いた。
【０１０６】
［気孔率（％）］：細孔径同様に、水銀ポロシメータを用いた。
【０１０７】
［孔開口率（％）］：ハニカム構造体を構成するハニカム構造部における、六角セルの流出側の端面における開口部の面積（開口面積縮小部材により縮小された状態における開口部の面積）の総和の、開口面積縮小部材によって開口部の一部が塞がれる前の六角セルの開口部の面積の総和に対する割合（百分率）を、六角セルの孔開口率（％）とした。
【０１０８】
［触媒担持量（ｇ／Ｌ）］：触媒担体としてのハニカム構造体の容積１Ｌ当りの、触媒の担持（ｗａｓｈ  ｃｏａｔ：Ｗ／Ｃ）量（ｇ／Ｌ）を算出した。
【０１０９】
［白金族金属担持量（ｇ／Ｌ）］：触媒担体としてのハニカム構造体の容積１Ｌ当りの、触媒に含まれる白金族金属の担持量（ｇ／Ｌ）を算出した。白金族金属は、白金（Ｐｔ）とロジウム（Ｒｈ）との割合（Ｐｔ：Ｒｈ）が、５：１となるように構成されている。
【０１１０】
［圧力損失（ｋＰａ）］：ハニカム触媒体に、２５℃、１ａｔｍの測定用ガス（空気）を一定量通気して、流入側の端面と流出側の端面との圧力をそれぞれ測定し、その圧力差を圧力損失（ｋＰａ）とした。上記圧力の測定は、測定用ガスの流量を、０．９２Ｎｍ３／ｍｉｎから９．９１Ｎｍ３／ｍｉｎまで、流量を約１Ｎｍ３／ｍｉｎずつ増加させて、合計１０回の測定を行った。
【０１１１】
［有害成分排出量（ｇ／ｍｉｌｅ）］：有害成分排出量の測定は、排気量２リッターのガソリンエンジン車両の排気系に、各実施例又は比較例のハニカム触媒体を配設し、このガソリンエンジン車両を用いてＦＴＰ（米国連邦規制の、ＬＡ−４）運転モードで運転し、走行距離１ｍｉｌｅ（マイル）あたりに排出される排出ガスに含まれる有害成分の排出量（ｇ）を測定した。有害成分としては、排出ガス中の炭化水素（ＨＣ）と窒素酸化物（ＮＯＸ）との量（ｇ）をそれぞれ測定した。なお、有害成分排出量の測定は、白金族金属担持量が１ｇ／Ｌの場合と、白金族金属担持量が２ｇ／Ｌの場合との場合とで測定を行った。尚、実施例のハニカム触媒体の白金族金属担持量は２ｇ／Ｌであり、比較例のハニカム触媒体の白金族金属担持量は２．５ｇ／Ｌであるが、有害成分排出量測定のために、各実施例、比較例のハニカム触媒体において、白金族金属担持量が１ｇ／Ｌのもの（比較例については、１ｇ／Ｌ及び２ｇ／Ｌのもの）を作製して測定を行った。
【０１１２】
（実施例１）
タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカのうちから複数を組み合わせて、その化学組成が、ＳｉＯ２４２〜５６質量％、Ａｌ２Ｏ３０〜４５質量％、及びＭｇＯ１２〜１６質量％となるように所定の割合で調合されたコージェライト化原料１００質量部に対して、造孔材としてグラファイトを１０〜２０質量部添加した。更に、メチルセルロース、及び界面活性剤をそれぞれ適当量添加した後、調製した杯土を真空脱気した後、押出成形することにより円柱型のハニカム成形体を得た。このハニカム成形体の隔壁厚さは、２００μｍ（８ｍｉｌ）であり、セル密度は６２セル／ｃｍ２（４００ｃｐｓｉ）である。なお、「１（ｍｉｌ）」は１０００分の１インチであり、「ｃｐｓｉ」は「セル／平方インチ」のことである。
【０１１３】
次に、得られたハニカム成形体の、流出側の端面のセルの開口部の一部に、六角セルの端部に目封止部を形成し、目封止ハニカム成形体を得た。目封止部を形成する目封止スラリーとしては、上記コージェライト化原料と添加剤を配合したスラリーを用いた。
【０１１４】
次に、得られた目封止ハニカム成形体における目封止部に、前記流出側の端面側から目封止したセルの内部まで貫通する貫通孔を穿孔して、流出側の端面側において所定のセル（六角セル）の開口部の面積が縮小した開口面積縮小ハニカム成形体を得た。本実施例においては、六角セルの孔開口率（％）が５０％となるように、上記貫通孔を穿孔した。
【０１１５】
次に、得られた開口面積縮小ハニカム成形体を焼成してハニカム構造体を製造した。表１に、ハニカム構造体の、隔壁厚さ（μｍ）、セル密度（セル／ｃｍ２）、平均細孔径（μｍ）、及び気孔率（％）を示す。
【０１１６】
次に、得られたハニカム構造体に、白金（Ｐｔ）とロジウム（Ｒｈ）との割合（Ｐｔ：Ｒｈ）が、５：１となるように調製された白金族金属を含む触媒を、触媒担持量が１６０ｇ／Ｌとなるように担持し、ハニカム触媒体を製造した（実施例１）。なお、担持した触媒の助触媒としては、セリウム（Ｃｅ）の酸化物（ＣｅＯ２）とジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物（ＺｒＯ２）を用いた。また、白金族金属担持量は２ｇ／Ｌである。
【０１１７】
【表１】
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【０１１８】
実施例１のハニカム触媒体について、上記した圧力損失の測定と、有害成分排出量の測定を行った。圧力損失の測定結果を表２、及び有害成分排出量の測定結果を表３、表４に示す。また、ここで、図６は、圧力損失の測定結果を示すグラフであり、横軸が測定用ガスの流量（Ｎｍ３／ｍｉｎ）を示し、縦軸が圧力損失（ｋＰａ）を示す。また、図７及び図８は、有害成分排出量の測定結果を示すグラフであり、横軸が白金族金属担持量（ｇ／Ｌ）を示し、縦軸が有害成分排出量（ｇ／ｍｉｌｅ）を示す。なお、図７は、有害成分として炭化水素（ＨＣ）を測定した結果であり、図８は、有害成分として窒素酸化物（ＮＯＸ）を測定した結果である。
【０１１９】
【表２】
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【０１２０】
【表３】
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【０１２１】
【表４】
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【０１２２】
（実施例２、３）
六角セルの孔開口率（％）を、表１に示すように変化させたこと以外は、実施例１と同様に構成されたハニカム構造体を製造し、得られたハニカム構造体に、実施例１と同様の方法によって触媒を同量担持し、ハニカム触媒体を製造した（実施例２、３）。実施例２、３のそれぞれのハニカム触媒体について、上記した圧力損失の測定と、有害成分排出量の測定を行った。結果を表２〜表４に示す。
【０１２３】
（比較例１）
ハニカム構造体の、隔壁厚さ（μｍ）、セル密度（セル／ｃｍ２）、平均細孔径（μｍ）、気孔率（％）が表１に示すようなハニカム構造体を製造し、表１に示された異なる点以外は、実施例１と同様に製造した。次に、得られたハニカム構造体に、表１に示すように、触媒担持量が２００ｇ／Ｌとなるように触媒を担持し、ハニカム触媒体を製造した。比較例１のハニカム触媒体について、上記した圧力損失の測定と、有害成分排出量の測定を行った。結果を表２〜表４に示す。なお、このハニカム成形体の隔壁厚さは、９０μｍ（３．５ｍｉｌ）であり、セル密度は９３セル／ｃｍ２（６００ｃｐｓｉ）である。
【０１２４】
（比較例２）
ハニカム構造体の、隔壁厚さ（ｍｉｌ）、セル密度（ｃｐｓｉ）、平均細孔径（μｍ）、気孔率（％）が表１に示すようなハニカム構造体を製造し、表１に示された異なる点以外は、実施例１と同様に製造した。次に、得られたハニカム構造体に、表１に示すように、触媒担持量が１６０ｇ／Ｌとなるように触媒を担持し、ハニカム触媒体を製造した（比較例２）。比較例２のハニカム触媒体について、上記した圧力損失の測定と、有害成分排出量の測定を行った。結果を表２〜表４に示す。
【０１２５】
（結果１）
表２、及び図６に示すように、圧力損失の測定において、実施例１のハニカム触媒体は、測定用ガスの流量が５ｍ３／ｍｉｎ以上で比較例１よりも高い値を示したが、実施例２、３は、１０ｍ３／ｍｉｎまで比較例１よりも低い値を示した。８Ｎｍ３／ｍｉｎで比較すると、実施例３では圧力損失が２０％程度低減していることが確認された。
【０１２６】
また、表３及び表４、図７及び図８に示すように、有害成分排出量の測定において、実施例１〜３のハニカム触媒体では、孔開口率が小さくなるにつれて、浄化性能が向上する。このことから、実施例１では、貴金属が６０％、実施例３でも貴金属が３０％低減できる可能性が示された。とりわけ、比較例１と比較すると、有害成分排出量の低減化が顕著に実現されている（表３、４における白金族金属担持量２．５における比較例１と、白金族金属担持量１における実施例１の結果値参照）。他方、比較例２のように、孔開口率が１００％であると隣接する六角セルに排気ガスが流れなくなり、有害成分排出量が大幅に増加することが確認された。
【０１２７】
また、図９に、圧力損失と有害成分排出量との関係を示す。図９においては、比較例１の圧力損失と有害成分排出量とに対する、各実施例１〜３及び比較例１、２の比率を示したものであり、横軸が、比較例１の圧力損失を１とした場合の比率であり、縦軸が、比較例１の有害成分（ＨＣ）排出量を１とした場合の比率である。さらに、表５は、比較例１の圧力損失及び有害成分（ＨＣ）排出量を夫々１とした際の、実施例１〜３及び比較例２の圧損及びエミッションとを対比させた表である。
【表５】
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【０１２８】
図９、表５に示すように、実施例１〜３のハニカム触媒体は、比較例１の圧力損失及び有害成分排出量に対して、１０％の低減が確認されるトレードオフラインＸ（図９の符号Ｘ）を超え、圧力損失と浄化性能という二律背反の関係の性能を両立させることができた。
【０１２９】
（実施例４〜７、及び比較例１、２）
実施例４〜７では、平均細孔径（μｍ）及び気孔率（％）を、表６に示すように変化させたこと以外は、実施例２（孔開口率７５％）と同様に構成されたハニカム構造体を製造し、得られたハニカム構造体に、実施例１と同様の方法によって触媒を担持し、ハニカム触媒体を製造した。これらの実施例４〜７、及び比較例１、２のそれぞれのハニカム触媒体について、上記した圧力損失の測定と、有害成分排出量の測定を行った。結果を表７及び表８、表９に示す。また、ここで、図１０は、圧力損失の測定結果を示すグラフであり、横軸が測定用ガスの流量（Ｎｍ３／ｍｉｎ）を示し、縦軸が圧力損失（ｋＰａ）を示す。また、図１１及び図１２は、有害成分排出量の測定結果を示すグラフであり、横軸が白金族金属担持量（ｇ／Ｌ）を示し、縦軸が有害成分排出量（ｇ／ｍｉｌｅ）を示す。なお、図１１は、有害成分として炭化水素（ＨＣ）を測定した結果であり、図１２は、有害成分として窒素酸化物（ＮＯＸ）を測定した結果である。
【０１３０】
【表６】
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【０１３１】
【表７】
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【０１３２】
【表８】
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【０１３３】
【表９】
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【０１３４】
（結果２）
表８、及び図１０に示すように、圧力損失の測定において、実施例２、４〜７は、いずれも１０ｍ３／ｍｉｎまで、比較例１のハニカム触媒体よりも低い値を示した。８Ｎｍ３／ｍｉｎで比較すると、実施例７では圧力損失が２０％程度低減していることが確認された。とりわけ、比較例１と比較すると、有害成分排出量の低減化が顕著に実現されている（表８、９における白金族金属担持量２．５における比較例１と、白金族金属担持量１における実施例７の結果値参照）。
【０１３５】
また、表８、表９、図１１及び図１２に示すように、有害成分排出量の測定において、平均細孔径には最適値があり、実施例６の２０μｍ近傍に最適値があることがわかった。即ち、比較例１のように平均細孔径が４μｍよりも小さい場合は、隔壁の細孔が閉塞され、細孔表面積を利用できなくなり、有害成分排出量が大幅に増加する。
【０１３６】
また、図１３に、圧力損失と有害成分排出量との関係を示すとともに、表１０に、比較例１の圧力損失及び有害成分排出量を夫々１とした際の、実施例２、４〜７及び比較例２の圧損及びエミッションとを対比させた表である。ここで、図１３では、比較例１の圧力損失と有害成分排出量とに対する、各実施例２、４〜７、及び比較例１、２の比率を示し、横軸が、比較例１の圧力損失を１とした場合の比率であり、縦軸が、比較例１の有害成分排出量を１とした場合の比率である。
【０１３７】
【表１０】
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【０１３８】
図１３、表１０に示すように、実施例２、４〜７のハニカム触媒体は、比較例１の圧力損失及び有害成分排出量に対して、１０％の低減が確認されるトレードオフライン（図１３の符号Ｘ）を超え、圧力損失と浄化性能という二律背反の関係の性能を両立させることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明のハニカム構造体は、触媒を担持することにより、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することができ、ハニカム触媒体の触媒担体として好適に利用することができる。
【０１４０】
また、本実施例のハニカム触媒体は、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）等の有害成分を浄化するために好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示すハニカム構造体の流出側の端面を拡大した拡大平面図である。
【図３】図１におけるセルの一つを部分的に拡大した部分斜視図であって、流体の流れを模式的に示す概略断面図である。
【図４】図１におけるハニカム構造体の流入側の端面から流出側の端面方向への断面を模式的に示した図である。
【図５Ａ】本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態の工程（１）を説明する説明図である。
【図５Ｂ】本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態の工程（２）、（３）を説明する説明図である。
【図５Ｃ】本発明のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態の工程（４）を説明する説明図である。
【図６】実施例における圧力損失の測定結果を示すグラフである。
【図７】実施例における有害成分（ＨＣ）排出量の測定結果を示すグラフである。
【図８】実施例における有害成分（ＮＯＸ）排出量の測定結果を示すグラフである。
【図９】実施例における圧力損失と有害成分排出量との関係を示すグラフである。
【図１０】実施例における圧力損失の測定結果を示すグラフである。
【図１１】実施例における有害成分（ＨＣ）排出量の測定結果を示すグラフである。
【図１２】実施例における有害成分（ＮＯＸ）排出量の測定結果を示すグラフである。
【図１３】実施例における圧力損失と有害成分排出量との関係を示すグラフである。
【図１４Ａ】本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示すとともに、流出側の端面を拡大した拡大平面図であって、セルの形状の一例を示した図である。
【図１４Ｂ】本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示すとともに、流出側の端面を拡大した拡大平面図であって、セルの形状の一例を示した図である。
【図１４Ｃ】本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示すとともに、流出側の端面を部分的に拡大した拡大平面図であって、セルの形状の一例を示した図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１：ハニカム構造体、１２：隔壁、１４：縮小開口部、１６：外壁、１８：開口面積縮小部材、３２：流入側の端面、３４：流出側の端面、５２：隔壁、５４：セル（多角形セル）、６４：目封止部（開口面積縮小部材）、６６：部分貫通孔（部分開口部）、６７：フィルム、７２：ハニカム成形体、７４：目封止ハニカム成形体、７６：開口面積縮小ハニカム成形体、８２：他方の端面、８４：一方の端面、８６：目封止セラリー、Ｘ：１０％トレードオフライン。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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