(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁と、前記隔壁によって区画形成されて第１端面から第２端面への軸方向に通じる流体の流路となる複数のセルと、各々の前記セルの前記第１端面の側または前記第２端面の側の少なくともいずれかを目封止する目封止部とを有するハニカム構造体であって、
前記第２端面の側に前記目封止部を設けられている前記セルの一部または全部において前記セルの前記軸方向での中間部分に設けられて、前記セル内に前記第１端面から前記第２端面の方向へ前記流体を流すときに前記第２端面の方向に向かう前記流体の流れに抵抗を与えつつ前記第２端面の側に前記流体の一部を通過させるセラミックスを主成分とする抵抗部を備えるハニカム構造体。
【請求項２】
前記抵抗部は、前記流体の流路となる貫通孔が設けられている請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記第１端面の側からの前記第２端面側に向かって連続的または断続的に減少する流路断面積を有する請求項２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記抵抗部は、多数の細孔を有する多孔質体からなり、前記細孔が前記セルにおける前記抵抗部を設けられている箇所での前記流体の流路となる請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記抵抗部は、前記軸方向における厚さが１〜３ｍｍの壁状の構造を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記抵抗部が設けられている各々の前記セルにおいて、前記セルを区画形成する前記隔壁の気孔率が、前記抵抗部を境に前記第１端面の側と前記第２端面の側とで異なる請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記軸方法に垂直な断面において、隣接する前記セルの間で断面積が異なっている請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記セルの前記第１端面の側を目封止する前記目封止部が、前記第１端面に露出せず前記セルの内部に設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
共に多孔質の隔壁と前記隔壁によって区画形成されて一方の端面から他方の端面に向かう軸方向に通じて流体の流路となる複数のセルとを有する第１のハニカム構造体および第２のハニカム構造体の前記端面同士を合わせて一体化して、接合ハニカム構造体を形成するハニカム構造体の製造方法であって、
前記第１のハニカム構造体の前記端面のいずれか１つの前記端面における一部または全部の前記セルの端部に、前記流体の前記流路の流路断面積を小さくするセラミックスを主成分とする抵抗部を設ける抵抗部配設工程と、
前記第１のハニカム構造体の前記抵抗部を設けた側の前記端面と、前記第２のハニカム構造体の前記端面とを合わせて互いの前記セルを連通させて、前記軸方向における中間部分に前記抵抗部を備える前記セルを有する前記接合ハニカム構造体を形成する接合工程と、
前記接合ハニカム構造体における各々の前記セルが前記軸方向で少なくともいずれか一方の端部の側を目封止されるように、前記第１のハニカム構造体および前記第２のハニカム構造体の前記セルに目封止部を設ける目封止工程と、を有するハニカム構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記抵抗部配設工程は、前記第１のハニカム構造体のいずれか１つの前記端面に一部または全部の前記セルの開口に対応するように開口したマスクを設け、そのマスクの上またはマスクの表面上と同一平面上に前記抵抗部材料を供給し、前記マスクの表面上にて、その表面に対して鋭角に配置されて前記抵抗部材料を加圧するための加圧面を有する加圧部材を移動させることにより、前記加圧面にて前記抵抗部材料を加圧して前記端面における前記セルの端部に前記抵抗部材料を充填し、次いで前記セルの端部に充填されている前記抵抗部材料が流動性を有する間に、前記抵抗部材料が充填されている前記セル内を陽圧または陰圧にして、前記セルの端部に充填されている前記抵抗部材料に前記セルの内部と前記セルの外部とを通じさせる貫通孔を形成する工程を有する請求項９に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１１】
抵抗部配設工程は、前記セルの端部に前記抵抗部材料を充填してから所定時間を経過後に、前記抵抗部材料が充填されている前記セル内を陰圧にして前記貫通孔を形成する請求項１０に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記第１のハニカム構造体と前記第２のハニカム構造体とは、前記隔壁の気孔率が異なる請求項９〜１１のいずれか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスなどの浄化に用いられる濾過機能を備える隔壁と、隔壁に区画形成される複数のセルとを有するハニカム構造体、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム構造体は、隔壁および隔壁により区画形成され一方の端面から他方の端面まで貫通する複数のセルから構成され、隔壁が多孔質である場合には、ディーゼルエンジン等による排気ガスを浄化するための排ガスフィルターとして使用される。例えば、排ガス中に含まれるパティキュレートマター（以下、「ＰＭ」：微粒子物質）を多孔質の隔壁により捕集する、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）には、ハニカム構造体を使用する。
【０００３】
排ガスフィルターとして使用するハニカム構造体では、多孔質の隔壁を排ガスが必ず通過する構成を備える。このようなハニカム構造体の代表的な実施形態では、セルの両端部のいずれか一方が目封止部によって目封止されている。これよって、排ガスは、目封止部のないセルの端部よりセル内に流入しても、反対側のセル端部にある目封止部に行き当たり、必ず多孔質の隔壁を通過して隣のセルに流れ込む。そして、排ガスが多孔質の隔壁を通過する際、排ガス中に含まるＰＭは、隔壁の細孔を通過できずそのまま隔壁に捕集される。よって、排ガスは、ハニカム構造体の外部に排出される際、ＰＭを含まず浄化されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、上述のようなハニカム構造体のフィルター機能を向上させるために、目封止を配置する位置、あるいは１つのセル内に配置する目封止部の数などを工夫したハニカム構造体が、以下の特許文献２〜５に開示されている。
【０００５】
特許文献２、３に記載のハニカム構造体では、排ガスを流入する側において、目封止部が、端面に露出せず、セルの奥に設けられている。このハニカム構造体では、排ガスが流入する流入側端面で全てのセルを開口するため、流入側端面における排ガスの流入抵抗が小さくなる。これにより、流入側端面の近傍のセル内での排ガスの澱みを低減する。
【０００６】
特許文献４、５に記載のハニカム構造体では、目封止部をいずれか一方のセル端部に１つ備え、さらにセルの貫通方向におけるセルの中間部分にもう１つの目封止部を備える。そのため、このハニカム構造体では、排ガスが必ず２回以上隔壁を通過して排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６９５８５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５１１３７号公報
【特許文献３】特開２００６−２７２１５６号公報
【特許文献４】特開２００５−２６２２１０号公報
【特許文献５】特開２００７−２８９９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のハニカム構造体では、セル内の一部の箇所の隔壁に集中して多量のＰＭが堆積してしまう。具体的に述べると、排ガスを流入させるために開口するセルの端部の近傍、およびその反対側のセル端部の目封止部の近傍では、セルの中間部分に比べ、ＰＭの堆積量が非常に多い。
【０００９】
特許文献２、３のハニカム構造体では、排ガスが外部より流入する側のセルの端部の近傍において排ガスが澱むことが低減されるものの、ＰＭの堆積量の偏在を解消できていない。
【００１０】
また、特許文献２〜５のハニカム構造体では、開口するセルの端部から流入した排ガスが、セルの中間部分にある目封止部に行き当たる。よって、これらのハニカム構造体では、排ガスが流入する側のセルの端部から目封止部が設けられている中間部分までの短い流路部分において最初の排ガス浄化を強いられる。すなわち、開口するセル端部からセルの中間部分までを構成する、小さい面積の隔壁は、多量のＰＭを含有する未処理の排ガスの濾過を強いられ、ＰＭの堆積が集中しやすい。
【００１１】
上記の問題に鑑みて、本発明の課題は、被捕集物（例えばＰＭ）を隔壁によって捕集するフィルターとして使用した場合、隔壁の一部の箇所で集中的に被捕集物を捕集しないハニカム構造体およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明者等は、鋭意検討して本発明を完成するに至った。すなわち、本発明によれば、以下に示すハニカム構造体が提供される。
【００１３】
［１］  多孔質の隔壁と、前記隔壁によって区画形成されて第１端面から第２端面への軸方向に通じる流体の流路となる複数のセルと、各々の前記セルの前記第１端面の側または前記第２端面の側の少なくともいずれかを目封止する目封止部とを有するハニカム構造体であって、前記第２端面の側に前記目封止部を設けられている前記セルの一部または全部において前記セルの前記軸方向での中間部分に設けられて、前記セル内に前記第１端面から前記第２端面の方向へ前記流体を流すときに前記第２端面の方向に向かう前記流体の流れに抵抗を与えつつ前記第２端面の側に前記流体の一部を通過させるセラミックスを主成分とする抵抗部を備えるハニカム構造体。
【００１４】
［２］  前記抵抗部は、前記流体の流路となる貫通孔が設けられている前記［１］に記載のハニカム構造体。
【００１５】
［３］  前記貫通孔は、前記第１端面の側からの前記第２端面側に向かって連続的または断続的に減少する流路断面積を有する前記［２］に記載のハニカム構造体。
【００１６】
［４］  前記抵抗部は、多数の細孔を有する多孔質体からなり、前記細孔が前記セルにおける前記抵抗部を設けられている箇所での前記流体の流路となる前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１７】
［５］  前記抵抗部は、前記軸方向における厚さが１〜３ｍｍの壁状の構造を有する前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１８】
［６］  前記抵抗部が設けられている各々の前記セルにおいて、前記セルを区画形成する前記隔壁の気孔率が、前記抵抗部を境に前記第１端面の側と前記第２端面の側とで異なる前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１９】
［７］  前記軸方法に垂直な断面において、隣接する前記セルの間で断面積が異なっている前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００２０】
［８］  前記セルの前記第１端面の側を目封止する前記目封止部が、前記第１端面に露出せず前記セルの内部に設けられている前記［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００２１】
［９］  共に多孔質の隔壁と前記隔壁によって区画形成されて一方の端面から他方の端面に向かう軸方向に通じて流体の流路となる複数のセルとを有する第１のハニカム構造体および第２のハニカム構造体の前記端面同士を合わせて一体化して、接合ハニカム構造体を形成するハニカム構造体の製造方法であって、前記第１のハニカム構造体の前記端面のいずれか１つの前記端面における一部または全部の前記セルの端部に、前記流体の前記流路の流路断面積を小さくするセラミックスを主成分とする抵抗部を設ける抵抗部配設工程と、前記第１のハニカム構造体の前記抵抗部を設けた側の前記端面と、前記第２のハニカム構造体の前記端面とを合わせて互いの前記セルを連通させて、前記軸方向における中間部分に前記抵抗部を備える前記セルを有する前記接合ハニカム構造体を形成する接合工程と、前記接合ハニカム構造体における各々の前記セルが前記軸方向で少なくともいずれか一方の端部の側を目封止されるように、前記第１のハニカム構造体および前記第２のハニカム構造体の前記セルに目封止部を設ける目封止工程と、を有するハニカム構造体の製造方法。
【００２２】
［１０］  前記抵抗部配設工程は、前記第１のハニカム構造体のいずれか１つの前記端面に一部または全部の前記セルの開口に対応するように開口したマスクを設け、そのマスクの上またはマスクの表面上と同一平面上に前記抵抗部材料を供給し、前記マスクの表面上にて、その表面に対して鋭角に配置されて前記抵抗部材料を加圧するための加圧面を有する加圧部材を移動させることにより、前記加圧面にて前記抵抗部材料を加圧して前記端面における前記セルの端部に前記抵抗部材料を充填し、次いで前記セルの端部に充填されている前記抵抗部材料が流動性を有する間に、前記抵抗部材料が充填されている前記セル内を陽圧または陰圧にして、前記セルの端部に充填されている前記抵抗部材料に前記セルの内部と前記セルの外部とを通じさせる貫通孔を形成する工程を有する前記［９］に記載のハニカム構造体の製造方法。
【００２３】
［１１］  抵抗部配設工程は、前記セルの端部に前記抵抗部材料を充填してから所定時間を経過後に、前記抵抗部材料が充填されている前記セル内を陰圧にして前記貫通孔を形成する前記［１０］に記載のハニカム構造体の製造方法。
【００２４】
［１２］  前記第１のハニカム構造体と前記第２のハニカム構造体とは、前記隔壁の気孔率が異なる前記［９］〜［１１］のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のハニカム構造体は、被捕集物を隔壁によって捕集するフィルターとして使用した場合、隔壁の一部の箇所で集中的に捕集物を捕集しなくなくなる。そのため、本発明のハニカム構造体では、隔壁の一部の箇所がいち早く濾過機能を損なうことを防止でき、長時間のフィルターとして使用しても、隔壁のほぼ全面積によって被捕集物の捕集を継続できる。
【００２６】
また、本発明のハニカム構造体の製造方法は、上記のように、フィルターとして継続的に使用しても、隔壁の一部の箇所がいち早く濾過機能を損なわず、隔壁のほぼ全面積によって被捕集物の捕集を継続できるハニカム構造体を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のハニカム構造体の一実施形態を表す縦面図である。
【図２】図１に示す縦断面図を一部拡大し、セル内における流体の流れを模式的に表す説明図である。
【図３】図２に示す流体の流れによって流体に含まれる被捕集物が隔壁に捕集された様子を模式的に表す本発明のハニカム構造体の一実施形態の縦断面図である。
【図４】従来のハニカム構造体の一実施形態を一部拡大し、セル内における流体の流れを模式的に表す縦断面図である。
【図５】図４に示す流体の流れによって流体に含まれる被捕集物が隔壁に捕集された様子を模式的に表す従来のハニカム構造体の縦断面図である。
【図６】貫通孔を有する抵抗部を設けているハニカム構造体の一部の縦断面図であり、貫通孔の内壁の一部が隔壁から構成されている実施形態におけるセル内での流体の流れを模式的に表す説明図である。
【図７】多数の細孔を有する多孔質体からなる抵抗部がセル内に設けられているハニカム構造体の一部の縦断面図であり、セル内における流体の流れを模式的に表す説明図である。
【図８】貫通孔を有する抵抗部および多孔質体からなる抵抗部が同一のセル内に設けられているハニカム構造体の一部の縦断面図であり、セル内における流体の流れを模式的に表す説明図である。
【図９】本発明のハニカム構造体の一実施形態の一部断面図であり、抵抗部が配置されている箇所を境に第１端面側と第２端面側との間で気孔率の異なる隔壁を表している図である。
【図１０Ａ】本発明のハニカム構造体の一実施形態において抵抗部が設けられている箇所を拡大したハニカム構造体の断面図である。
【図１０Ｂ】本発明のハニカム構造体の一実施形態において抵抗部が設けられている箇所を拡大したハニカム構造体の断面図である。
【図１０Ｃ】本発明のハニカム構造体の一実施形態において抵抗部が設けられている箇所を拡大したハニカム構造体の断面図である。
【図１１】本発明のハニカム構造体の一実施形態において目封止部が第１端面に露出せずセルの内部に設けられている様子を表しているハニカム構造体の一部の縦断面図である。
【図１２Ａ】本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態に用いる第１のハニカム構造体の断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す第１のハニカム構造体に対して、本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態における抵抗部配設工程によって抵抗部を設けた第１のハニカム構造体の断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｂに示す抵抗部を設けられている第１のハニカム構造体と、第２のハニカム構造体とを合わせる、本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態における接合工程を説明するための図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｃに続いて、接合工程によって第１のハニカム構造体と第２のハニカム構造体とを合わせて形成された接合ハニカム構造体の断面図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅに続いて、本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態における目封止工程によって目封止部が設けられている接合ハニカム構造体の断面図である。
【図１３Ａ】本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態における目封止工程によって目封止部を設けられている第１のハニカム構造体の断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂに示す第１のハニカム構造体に対して、本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態における抵抗部配設工程によって抵抗部を設けた第１のハニカム構造体の断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｂに示す目封止部および抵抗部を設けられている第１のハニカム構造体と、別途の目封止工程によって目封止部を設けた第２のハニカム構造体とを合わせる、本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態における接合工程を説明するための図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｃに続いて、接合工程によって第１のハニカム構造体と第２のハニカム構造体とを合わせて形成された接合ハニカム構造体の断面図である。
【図１４】本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態の抵抗部配設工程において、加圧部材を用いてセルの端部に抵抗部材料を充填し、セルの端部に充填されている抵抗部材料に貫通孔を形成する様子を説明するための図である。
【図１５】本発明のハニカム構造体の製造方法の一実施形態の抵抗部配設工程において、加圧部材を用いてセルの端部に抵抗部材料を充填された直後の状態を模式的に表す図である。
【図１６】図１５に続いて、抵抗部配設工程において、セルの端部に充填されている抵抗部材料に貫通孔を形成する様子を説明するための図である。
【図１７】図１６中の丸枠Ａ内の拡大したハニカム構造体の端面近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２９】
１．ハニカム構造体：
１−１．本発明のハニカム構造体の基本的な実施形態：
図１は、本発明の技術的範囲に属するハニカム構造体１の断面図であり、第１の端面４から第２の端面５までセル３を縦断する断面にて表す。本発明のハニカム構造体１は、多孔質の隔壁２と、隔壁２によって区画形成されて第１端面４から第２端面５まで通じる流体Ｇの流路となる複数のセル３とを有する。また、各セル３には、第１端面４の側または第２端面５の側の少なくともいずれかを目封止する目封止部６が設けられている。
【００３０】
多孔質の隔壁２には、例えばＤＰＦとして用いられるハニカム構造体のように、セラミックスを主成分として形成されているものを挙げることができる。もちろん、本発明のハニカム構造体１では、隔壁２が多数の細孔を有する多孔質からなるものである限り、セラミックスを主成分として形成されるものに限定されない。
【００３１】
さらに、本発明のハニカム構造体１では、目封止部６が第２端面５の側に設けられているセル３の一部または全部には、軸方向Ｘにおけるセル３の中間部分に、抵抗部１１が設けられている。
【００３２】
図２は、図１に示すハニカム構造体１の縦断面図を一部拡大し、セル３内における流体Ｇの流れを模式的に表す。抵抗部１１は、セル３内に第１端面４から第２端面５の方向へ流体Ｇを流すとき、第２端面５の方向に向かう流体Ｇの流れに抵抗を与えつつ流体Ｇの一部を同じセル３内の第２端面５の側に通過させるものである。
【００３３】
抵抗部１１には、セル３の流路断面積を局所的に小さくするものが挙げられる。抵抗部１１の具体的な実施形態には、図２に示す、貫通孔１２を有してセル３を仕切る壁状の構造物がある。
【００３４】
以下、特に言及のない場合、流体Ｇの流れついては、第１端面４の側が開口しているセル３内に流体Ｇを流入させ、このセル３内において第１端面４から第２端面５の方向へ流体Ｇを流す一具体例を取り上げて説明しているものとする。
【００３５】
「抵抗部１１が軸方向Ｘにおけるセル３の中間部分に設けられる」とは、対象の抵抗部１１の位置と、この抵抗部１１を有するセル３の近傍にあるセル３に配置される第１端面４の側の目封止部２１の位置とを比較したとき、抵抗部１１の位置の方が、軸方向Ｘにおいてより第２端面５の側にあることをいう。なお、抵抗部１１を設ける位置については、１つのセル３内に設ける抵抗部１１の数、および抵抗部１１が流体Ｇに及ぼす抵抗の大きさなどによって、適宜定めることができる。
【００３６】
「抵抗部１１を流体Ｇが通過する」とは、流体Ｇが、セル３内の抵抗部１１が設けられている箇所を通り抜けて同一セル３内を一方の端面の側から他方の端面の側に流れることをいう。
【００３７】
「第２端面５の方向に向かう流体Ｇの流れに抵抗を与える」とは、抵抗部１１が設けられている箇所の近傍において、セル３内を第１端面４から第２端面５の方向へ流れてくる流体Ｇの一部が、図２中の流体Ｇ３、Ｇ４のように隔壁２を通過し隣のセル３内へ流れ込むように作用することをいう。なお、抵抗部１１より第１端面４側のみ、あるいは抵抗部１１より第２端面５側のみにおいて隔壁２を通過し隣のセル３内へ流れ込むように作用する場合でも、流体Ｇの流れに抵抗を与えることに該当する。
【００３８】
図２に示す実施形態の抵抗部１１では、第１端面４から抵抗部１１に至ると流路断面積が縮小するため、抵抗部１１が設けられている箇所までセル３内を流れてきた流体Ｇの一部は、抵抗部１１を通過できず、流体Ｇ３のように隔壁２を通過して隣のセル３内に流れ込む。
【００３９】
そして、対抗部１１の貫通孔１２を抜けて第２端面５の側に行くとき、流路断面積が再び大きくなるため、貫通孔１２を抜けた流体Ｇの一部は、抵抗部１１の第２端面５側の壁面４２の近傍で渦を巻いて逆流し、流体Ｇ４のように隔壁２を通過して隣接するセル３内に流れ込む。
【００４０】
また、流体Ｇが第１端面４からハニカム構造体１の内部に流入する際には、第１端面４の近傍において流体Ｇに対する流入抵抗が生じ、第１端面４の近傍では隔壁２を通過して隣接するセル３内に流れ込む流体Ｇの流れが発生する（図２、流体Ｇ１を参照）。
【００４１】
加えて、突き当たりの目封止部２２まで到達した流体Ｇは、行く手を阻まれ、隔壁２を通過して隣接するセル３内に流れ込む（図２、流体Ｇ２を参照）。
【００４２】
したがって、隔壁２を通過して隣接するセル３内に流れ込む流体Ｇの流れは、図２中のＧ１〜Ｇ４に示されるように、軸方向Ｘに沿って分散する。
【００４３】
図３は、図２に示すものと同じハニカム構造体１の縦断面図であり、図２に示す流体Ｇの流れによって、流体Ｇに含まれる被捕集物が隔壁２に捕集された様子を表す。本発明のハニカム構造体１では、図３中のＰＭ１〜ＰＭ４に示すように、軸方向Ｘに沿って被捕集物が隔壁２上に散在する。
【００４４】
図４は、セル３内に抵抗部１１が設けられていない従来のハニカム構造体１の縦断面図である。従来のハニカム構造体１では、軸方向Ｘにおけるセル３の中間部分において第１端面４から第２端面５への方向の流体Ｇの流れが整い、この中間部分では隔壁２を通過する流体Ｇの流れが顕著でない。よって、従来のハニカム構造体１では、隔壁２を通過する流体Ｇの流れは、流体Ｇ１にて示す第１端面４近傍、および流体Ｇ２にて示す第２端面５の側の目封止部２２近傍でのみ顕著になる。
【００４５】
図５は、従来のハニカム構造体１の縦断面図であり、流体Ｇに含まれる被捕集物が隔壁２に捕集された様子を表す。上述の流体Ｇの流れに対応し、被捕集物が隔壁２によって多く捕集される箇所は、図４中のＰＭ１示す第１端面４近傍およびＰＭ２示す第２端面５の側の目封止部２２近傍に偏在する。時には、図４中のＰＭ２にて示すように、セル３の実質的な流路長が、被捕集物の堆積により第２端面５側から減少することもある。
【００４６】
これとは対照的に、本発明のハニカム構造体１では、隔壁２のほぼ全面積による被捕集物の捕集を長時間継続できるため、隔壁２に捕集された被捕集物を燃焼除去するまでの時間、いわゆる燃焼再生期間を長くできる。
【００４７】
本発明のハニカム構造体１は、上述の基本的実施形態の構成を備えつつ、以下に述べるような実施形態も適用できる。
【００４８】
１−２．貫通孔を有する抵抗部が設けられている実施形態：
図６は、本発明の技術的範囲に属するハニカム構造体１の一実施形態である。この実施形態では、貫通孔１２を有する抵抗部１１が、軸方向Ｘにおけるセル３の中間部分に設けられている。この図に示すように、貫通孔１２は、貫通孔１２を形成する内壁４１の一部がセル３を区画形成する隔壁２から構成されていてもよい。
【００４９】
貫通孔１２を有する抵抗部１１では、第１端面４側の貫通孔１２の縁および／または第２端面５側の貫通孔１２の縁に丸みを帯びると好ましい。このような貫通孔１２の形態とすることにより、貫通孔１２の縁に角がある場合に比べて、抵抗部１１を通過して第２端面５に流れる流体Ｇの圧力損失を小さくできる。
【００５０】
１−３．多孔質体からなる抵抗部が設けられている実施形態：
図７に示すハニカム構造体１では、抵抗部１１が多孔質の壁状構造を備えてセル３を仕切っている。このように、抵抗部１１は、多数の細孔を有する多孔質体から構成され、細孔から流体Ｇの一部を第２端面５の側に通過させる実施形態にもできる。
【００５１】
抵抗部１１が多孔質体から構成される場合、流体Ｇは、対抗部１１内部で網目状に連結した細孔内を流れ、第２端面５側の壁面４２全面から流出する。そのため、壁面４２から流出した流体Ｇが渦を巻くこともなく、壁面４２近傍で流体Ｇが隔壁２を通過することも少ない。
【００５２】
多孔質体から構成される抵抗部１１では、この抵抗部１１自身が流体Ｇに含まれる被捕集物を捕集することもできる。これにより、被捕集物の捕集効率を高められる。
【００５３】
抵抗部１１が多孔質体から構成される場合、抵抗部１１を構成する多孔質体の平均細孔径は、セル３を区画形成する隔壁２の平均細孔径よりも大きいことが好ましく、隔壁２の平均細孔径の２倍以上であることがより好ましい。これにより、抵抗部１１を流体Ｇが通過する際の圧力損失を小さくできる。
【００５４】
１−４．厚さ１〜３ｍｍの壁状の構造を有する抵抗部が設けられている実施形態：
本発明のハニカム構造体１において、抵抗部１１は、軸方向Ｘにおける厚さが１〜３ｍｍの壁状の構造を有することが好ましい。ここでいう壁状の構造を有する抵抗部１１には、貫通孔１２を有する抵抗部１１や多孔質体から構成される抵抗部１１も含まれる。
【００５５】
このような実施形態の抵抗部１１では、抵抗部１１を流体Ｇが通過する際の圧力損失を小さくできる。また、隔壁２と抵抗部１１との接続部分が小さくなるため、セル３内の流体Ｇに対して隔壁２の表面がより広くさらされ、被捕集物の捕集効率が高まる。例えば、抵抗部１１の厚さが３ｍｍの場合と抵抗部１１の厚さが３０ｍｍの場合を比較すると、前者の方が、２７ｍｍ流路長が長くなり、流路長が長い分だけセル３内の流体Ｇにさらされる隔壁２の表面積も広くなる。
【００５６】
１−５．同一のセル内に複数の抵抗部が設けられている実施形態：
図８は、同一セル３内に２つの抵抗部１１が設けられているハニカム構造体１の一部の断面を表す。この図に示すように、本発明のハニカム構造体１では、同一セル内３に複数の抵抗部１１を設け、隔壁２を通過して隣接するセル３に流れ込む流体Ｇの流れを更に分散させることも可能である。
【００５７】
図８に示す実施形態では、第２端面５の側が目封止部６により目封止されている同一のセル３内において、第１端面４の側に貫通孔１２を有する抵抗部１１ａ、第２端面５の側に多孔質体から構成される抵抗部１１ｂと、２つの抵抗部１１を設ける。この実施形態では、抵抗部１１ａの第２端面５側には隔壁２を通過する流体Ｇ４の流れが生じ易いのに対し、抵抗部１１ｂの第２端面５側には隔壁２を通過する流体Ｇの流れが生じにくい。このように、抵抗部１１の形態を選択することによって、流体Ｇの流れを適宜調節できる。
【００５８】
１−６：同一面上において抵抗部を境に気孔率が異なる隔壁を有する実施形態：
図９は、本発明の技術的範囲に属するハニカム構造体１の断面図である。図９に示す実施形態では、抵抗部１１を境として、第１端面４側の隔壁５１と第２端面５側の隔壁５２とは、気孔率が異なる。
【００５９】
このように抵抗部１１を境に隔壁５１、５２の気孔率の差を生じさせて、抵抗部１１を境に第１端面４の側と第２端面５の側との間のセル３内の圧力差を調整し、ひいては抵抗部１１を通過する際に流体Ｇに対して生じる抵抗を調整できる。
【００６０】
例えば、抵抗部１１の通過時に流体Ｇの圧力が過剰に損失するような実施形態の場合には、この抵抗部１１から第２端面側の隔壁５２の気孔率を大きくすると、隔壁５２でも圧力を失った流体Ｇが依然通過しやすい状態にできる。
【００６１】
図１０Ａ〜１０Ｃは、セル３における抵抗部１１が設けられている箇所を拡大した断面図である。気孔率が異なる第１端面側の隔壁５１と第２端面側の隔壁５２との界面５３の位置は、抵抗部１１の中間の位置（図１０Ａ）、抵抗部１１の第１端面４側の端の位置（図１０Ｂ）、または抵抗部１１の第２端面５側の端の位置（図１０Ｃ）のいずれであってもよい。
【００６２】
１−７．第１端面において全てのセルが開口している実施形態：
図１１は、本発明の技術的範囲に属するハニカム構造体１の一部の断面図である。図１１に示す実施形態では、セル３の第１端面４の側を目封止する目封止部２１が、第１端面４に露出せず、セル３の内部に設けられている。
【００６３】
この実施形態では、第１端面４において全てセル３が開口しており、第１端面４から全てのセル３の内部に流体Ｇが流入する。これにより、ハニカム構造体１全体からみると第１端面４での流体Ｇの流路断面積の減少が無くなり、流体Ｇを流入させる第１端面４の側のセル３の端部では、流体Ｇの流入抵抗が低減する。
【００６４】
１−８．隣接セルの間で断面積が異なる実施形態：
本発明のハニカム構造体１では、軸方向Ｘに垂直な断面において、隣接するセル３の間で断面積が異なっていると好ましい。隣接するセル３の断面積が異なる場合、そのうちの断面積が広いセル３に外部より流体Ｇを流入すると、流体Ｇの流入抵抗を一層確実に低減できる。
【００６５】
１−９：目封止部の配置の形態：
本発明のハニカム構造体１において、第１端面４の側および第２端面５の側のいずれにおいても、共通の隔壁２により隔てられて隣接するセル３のうち、目封止部６が一方のセル３に設けられかつ他方のセル３に設けられていない実施形態であることが好ましい。具体例としては、ハニカム構造体１を第１端面４または第２端面５の平面図において、目封止部６を設けるセル３が互い違いに市松模様状に現れる実施形態がある。
【００６６】
２．ハニカム構造体の製造方法：
上述の本発明のハニカム構造体１の製造には、従来の技術に基づいて当業者が用いうるあらゆる方法を適用可能であるが、具体的な実施形態として、次に述べるハニカム構造体の製造方法（以下、「本発明の製造方法」）を適用できる。
【００６７】
２−１．本発明の製造方法の基本的な実施形態：
概要を述べると、本発明の製造方法は、２つのハニカム構造体を用意し、そのうちの一方のハニカム構造体の１つの端面において所定のセルの端部に抵抗部を設けた後、このハニカム構造体の抵抗部を設けた側の端面と、もう一方のハニカム構造体の端面とを合わせ、接合ハニカム構造体を作製する。接合ハニカム構造体では、２つのハニカム構造体のセル同士が軸方向にて連通し、１つの連通したセルの中間部分に抵抗部を備える。
【００６８】
本発明の製造方法は、抵抗部を設ける抵抗部配設工程、２つのハニカム構造体を合わせて１つの接合ハニカム構造体を形成する接合工程、およびセルに目封止部を設ける目封止工程、という３つの工程を有する。以下、本発明の製造方法の一実施形態の概略を示す図１２Ａ〜１２Ｅを参照し、順を追って説明する。
【００６９】
２−１−１．抵抗部配設工程：
図１２Ａは、本発明の製造方法の一実施形態で抵抗部配設工程に用いる、第１のハニカム構造体６１の断面図である。抵抗部配設工程では、図１２Ｂに示すように、第１のハニカム構造体６１の端面６５における一部または全部のセル３の端部に、流体の流路の流路断面積を小さくする抵抗部１１を設ける。図１２Ｂに示す実施形態では、貫通孔１２を有する抵抗部１１を設けている。
【００７０】
ここでは図示しないが、抵抗部配設工程は、例えば、所定の端面６５において所定のセル３の開口面積を小さくするように、セル３内部でなく端面６５上に、１個のセル３の開口面積より小さい孔の開いたフィルムを付ける工程でも良い。
【００７１】
２−１−２．接合工程：
図１２Ｃは、接合工程の一実施形態を表す。この図に示すように、接合工程では、第１のハニカム構造体の抵抗部１１を設けた側の端面６６と、第２のハニカム構造体６２の端面６５とを合わせる。その結果、図１２Ｄに示す、接合ハニカム構造体７１を形成する。
【００７２】
接合ハニカム構造体７１には、第１のハニカム構造体６１のセル６３と第２のハニカム構造体６２のセル６４とが連通したセル７２が構築される。そして、セル７２には、抵抗部１１が軸方向Ｘの中間部分に設けられる。
【００７３】
セル２２を構築する際には、第１のハニカム構造体６１の隔壁６７と第２のハニカム構造体６２の隔壁６８とを一体にする。この場合、第１のハニカム構造体６１の隔壁６７の縁部８１と第２のハニカム構造体６２の隔壁６８の縁部８２とを接合材を介して連結させてもよい。
【００７４】
接合材としては、第１のハニカム構造体６１および／または第２のハニカム構造体６２の隔壁２と同じ材質のものを用いることができる。
【００７５】
２−１−３．目封止工程：
目封止工程は、セル７２に目封止部６を設ける工程であり、従来の目封止ハニカム構造体の製造方法での目封止工程を適用できる。
【００７６】
図１２Ａ〜１２Ｄに示す工程に続き、目封止工程を経て、図１２Ｅに示すように、接合ハニカム構造体７１の各々セル７２には、軸方向Ｘにおける少なくともいずれか一方の端部の側に目封止部６が設けられる。
【００７７】
図１３Ａ〜１３Ｄは、上記とは異なる、本発明の製造方法の一実施形態の概略を示す図である。図１３Ａ〜１３Ｄに示す実施形態では、抵抗配設工程および接合工程に先立ち、第１のハニカム構造体６１および第２のハニカム構造体６２の所定のセル３のいずれか１つの端面６５の側に目封止部６を設けておく（図１３Ａ、１３Ｃを参照）。
【００７８】
なお、図１３Ａ〜１３Ｄに示す実施形態では、第１のハニカム構造体６１における目封止部６を設ける側の端面６５とは反対側の端面６６に、抵抗部１１を設けている（図１３Ｂ参照）。
【００７９】
本発明の製造方法では、目封止工程を行う時期は、抵抗部配設工程および／または接合工程の前あっても後であってもよい。
【００８０】
本発明の製造方法では、上述の基本的な実施形態を備えつつ、次に述べる実施形態も採用できる。以下に幾つか実施形態を示すが、これら複数の実施形態より任意に２以上の実施形態を選択し、これら選択された実施形態の構成を組み合わせたものも、本発明の製造方法の技術的範囲に含まれる。
【００８１】
２−２．加圧部材を用いて抵抗部材料をセルの端部に充填する実施形態：
図１４は、抵抗部配設工程の一実施形態を模式的に表し、流動性を有する抵抗部材料８５を用いて、貫通孔１２を有する抵抗部１１を設ける様子を示す。まず、この実施形態の抵抗部配設工程では、第１のハニカム構造体の６１の端面６６に一部または全部のセル６３の開口に対応するように開口したマスク８７を設ける。
【００８２】
続いて、マスク８７の上またはマスク８７の表面上と同一平面上に流動性を有する抵抗部材料８５を供給し、マスク８７の表面上にて、その表面に対して鋭角に配置されて抵抗部材料８５を加圧するための加圧面９０を有する加圧部材８８を移動させ、加圧面９０にて抵抗部材料８５を加圧して端面６６におけるセル６３の端部に抵抗部材料８５を充填する。
【００８３】
この実施形態では、抵抗部材料８５を、軸方向Ｘにおいて厚さ３ｍｍ以下にてセル６３に充填することができる。よって、この実施形態により設けた抵抗部１１は、非常に薄いため、流体Ｇに対して過剰な抵抗を与えない利点がある。
【００８４】
次いで、図１４に示すように、セル６３の端部に充填されている抵抗部材料８５が流動性を有する間に、抵抗部材料８５が充填されているセル６３内を陽圧または陰圧にする。
【００８５】
セル６３内を陽圧または陰圧にすることにより、セル６３の端部に充填されている抵抗部材料８５の一部がセル６３外に流出またはセル６３のさらに奥へ流入し、残余の抵抗部材料８５がほぼ同じ場所で隔壁６７に付着したまま留まる。そのため、セル６３の内部とセル６３の外部とを貫通させる貫通孔１２を有する抵抗部１１が形成される。
【００８６】
図１４に示す実施形態では、吸引手段８６によって、対抗部材料８５の固化の程度に応じてセル６３を１つずつ、抵抗部材料８５を充填する側とは反対側の端部６５から吸引している。図示しないが、吸引手段８６による吸引は、全てのセル６３を一斉に行ってもよい。
【００８７】
２−３．貫通孔の端が丸みを帯びている抵抗部を設ける実施形態：
図１５は、第１のハニカム構造体６１のセル６３の端部に流動性を有する抵抗部材料８５を充填した後、セル６３内の圧力を人為的には変化させずにそのまま所定時間保持している様子を表す。抵抗部材料８５は流動性を有するため、抵抗部材料８５を充填後そのまま放置すると、端面６６に露出する抵抗部材料８５の表面は、中心付近が凹む。
【００８８】
続いて、図１６に示すように、抵抗部材料８５を充填する側とは反対側の端部６５から吸引手段８６によってセル６３内を吸引して、貫通孔１２を形成する。
【００８９】
図１７は、図１６中の枠Ａ内の拡大図である。この実施形態では、端面６６に現れている側の貫通孔１２の縁は、丸みを帯びて形成される。
【００９０】
本発明の製造方法では、第１のハニカム構造体６１および／または第２のハニカム構造体６２にセラミックスを主成分とするものを用いることができる。この場合、第１のハニカム構造体６１と第２のハニカム構造体６２とは、隔壁６７、６８の気孔率が異なるようにもできる。
【００９１】
また、流動性を有する抵抗部材料８５は、セラミックスを主成分とするものを用いることが可能である。この場合、抵抗部１１を、多数の細孔を有する多孔質体から構成されるものにできる。
【実施例】
【００９２】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９３】
（実施例１）
（１）ハニカム構造体
焼成後にコージェライトとなるように調整されたタルク、カオリン、アルミナ、シリカを、その化学組成が、ＳｉＯ２４２〜５６質量％、Ａｌ２Ｏ３３０〜４５質量％、およびＭｇＯ１２〜１６質量％となるように所定の割合で調合し、これに造孔材、バインダー、界面活性剤、混合水を添加し、混合、混錬を実施した後に押出成形を行うことでハニカム成形体を得た。
【００９４】
次に、得られたハニカム成形体を、１８０℃で３分間乾燥させ、その後、１４２０℃で５時間焼成して、ハニカム構造体を得た。ハニカム構造体は、隔壁厚さが１ｍｍ、セル密度が３００セル／ｉｎｃｈ２、水銀ポロシメータによって測定された気孔率（隔壁の気効率）４５％、平均細孔径（隔壁の平均細孔径）２５μｍであった。なお、同じハニカム構造体を２体作製した。
【００９５】
（２）目封止工程
目封止部材料としては、平均粒径５μｍのカオリン４０質量％、平均粒径４０μｍのタルク４０質量％、平均粒径１０μｍの酸化アルミニウム１５質量％、平均粒径５μｍのシリカ５質量を主たる無機成分として用いた。目封止材料の粘度は、２５℃で２５０ｄＰａ・ｓであった。この目封止材料を、２体のハニカム構造体それぞれの片側の端面に充填した。なお、目封止材料の充填は、特開２００９−４００４６号公報に記載される、加圧部材を使用する方法を用いた。目封止材料を充填する条件は、加圧部材からの圧力０．４ＭＰａ、加圧部材駆動速５０ｍｍ／ｓｅｃ、ハニカム構造体と加圧面との角度１５°とした。充填された目封止部は、厚みの平均３ｍｍ、目封止部の厚みの平均値に対する標準偏差０．３ｍｍであった。
【００９６】
（３）抵抗部配設工程
２体のハニカム構造体のうち、１体には、目封止部とは反対の端面に抵抗部を形成した。ハニカム構造体と同じ材料のセラミックススラリーを抵抗部材料とし、図１５に示されるように、端面にマスクを設け、次いで加圧部材によって抵抗部材料をセル端部に充填し、抵抗部材料を充填した側とは反対側の端面からセル内を吸引することにより、貫通孔を有する抵抗部を形成した。抵抗部材料を充填する際の条件は、加圧部材からの圧力０．４ＭＰａ、加圧部材駆動速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、ハニカム構造体と加圧面がなす角度３０°とした。このようにして形成された抵抗部は、厚みの平均１．０ｍｍ、抵抗部の厚みの平均値に対する標準偏差０．３ｍｍであった。
【００９７】
（４）接合工程
抵抗部を形成したハニカム構造体の抵抗部のある端面と、もう一方のハニカム構造体の目封止をしていない端面とを接合した。両端面の接合は、接合させる２つの端面のうち、一方の端面の隔壁の縁部に抵抗部と同じ材質の接着剤を塗布し、隔壁の縁部同士を接着、さらに加圧後、焼成して行った。以上により、軸方向におけるセルの中間部分に抵抗部を設けたハニカム構造体を得た。
【００９８】
（実施例２）
抵抗部材料を充填する際の条件を、加圧部材からの圧力０．３ＭＰａ、加圧部材駆動速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、ハニカム構造体と加圧面がなす角度３０°とした以外は、実施例１と同じ方法によってハニカム構造体を得た。なお、抵抗部は、厚みの平均２．０ｍｍ、抵抗部の厚みの平均値に対する標準偏差０．３ｍｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、排ガスなどの浄化に用いられる濾過機能を備える隔壁と隔壁に区画形成される複数のセルとを有するハニカム構造体、およびその製造方法として利用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１：ハニカム構造体、２：隔壁、３：セル、４：第１端面、５：第２端面、６：目封止部、１１：抵抗部、１１ａ、抵抗部、１１ｂ：抵抗部、１２：貫通孔、１３：多孔質体、２１：目封止部、２２：目封止部、４１：内壁、４２：第２端面側の壁面、５１：隔壁、５２：隔壁、５３：界面、６１：第１のハニカム構造体、６２：第２のハニカム構造体、６３：セル、６４：セル、６５：端面、６６：端面、６７：隔壁、６８：隔壁、６９：端面、７１：接合ハニカム構造体、７９：端面、８０：端面、８１：隔壁の縁部、８２：隔壁の縁部、８５：抵抗部材料、８６：吸引手段、８７：マスク、８８：加圧部材、９０：加圧面。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
0005607962.tif 000011
【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
0005607962.tif 000014
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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