(57)【要約】【課題】  セルを封止するための封止材ペーストの充填が容易であり、製造効率の良く、かつ、ＰＭ燃焼効率の良好なハニカム構造体を提供すること。【解決手段】  多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体を含むハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、セルは、ハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、外周セルより内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された基本セルとからなり、外周セルは、基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含むことを特徴とするハニカム構造体。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体を含むハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、
前記セルは、前記ハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、前記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
前記外周セルは、前記基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含むことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカムブロックは、一のハニカム焼成体からなる請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカムブロックは、複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されてなり、
少なくとも１つの前記ハニカム焼成体において、前記外周セルは、前記基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含む請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記異形セルは、前記ハニカム焼成体の外周壁のうち、前記ハニカムブロックの外周を構成する外周壁に接する位置に形成されている請求項３に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記異形セルは、前記ハニカム焼成体の外周壁のうち、前記接着剤層に対向する外周壁に接する位置に形成されている請求項３又は４に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記基本セルは、第１基本セルと第２基本セルとからなり、前記第１基本セルのセル断面積は前記第２基本セルのセル断面積より大きい請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記異形セルは、前記第１基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、前記第２基本セルと隣接する請求項６に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記異形セルは、前記第２基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、前記第１基本セルと隣接する請求項６に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記基本セル及び前記外周セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されている請求項１〜８のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記ハニカムブロックは、前記ハニカムブロックの外周を構成する外方ハニカム焼成体と、
前記外周ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とが接着材層を介して結束されてなり、
少なくとも１つの前記外方ハニカム焼成体において、前記セルは、前記外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外方外周セルと、前記外方外周セルより内側に位置する外方基本セルとからなり、
前記外方外周セルは、前記外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを含む請求項３に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
前記外方異形セルは、前記外方ハニカム焼成体の外周壁のうち、前記ハニカムブロックの外周を構成する外周壁に接する位置に形成されている請求項１０に記載のハニカム構造体。
【請求項１２】
前記外方異形セルは、前記外方ハニカム焼成体の外周壁のうち、前記接着剤層に対向する外周壁に接する位置に形成されている請求項１０又は１１に記載のハニカム構造体。
【請求項１３】
前記外方基本セルは、第１外方基本セルと第２外方基本セルとからなり、前記第１外方基本セルのセル断面積は前記第２外方基本セルのセル断面積より大きい請求項１０〜１２のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１４】
前記外方異形セルは、前記第１外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、前記第２外方基本セルと隣接する請求項１３に記載のハニカム構造体。
【請求項１５】
前記外方異形セルは、前記第２外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、前記第１外方基本セルと隣接する請求項１３に記載のハニカム構造体。
【請求項１６】
少なくとも１つの前記内方ハニカム焼成体において、前記セルは、前記内方ハニカム焼成体の外周壁に接する内方外周セルと、前記内方外周セルより内側に位置する、内方基本セルとからなり、
前記内方外周セルは、前記内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する内方異形セルを含む請求項１０〜１５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１７】
前記ハニカムブロックは、前記ハニカムブロックの外周を構成する外方ハニカム焼成体と、
前記外周ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とが接着材層を介して結束されてなり、
少なくとも１つの前記内方ハニカム焼成体において、前記セルは、前記内方ハニカム焼成体の外周壁に接する内方外周セルと、前記内方外周セルより内側に位置する内方基本セルとからなり、
前記内方外周セルは、前記内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する内方異形セルを含む請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項１８】
前記内方基本セルは、第１内方基本セルと第２内方基本セルとからなり、前記第１内方基本セルのセル断面積は前記第２内方基本セルのセル断面積より大きい請求項１７に記載のハニカム構造体。
【請求項１９】
前記内方異形セルは、前記第１内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、前記第２内方基本セルと隣接する請求項１８に記載のハニカム構造体。
【請求項２０】
前記内方異形セルは、前記第２内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、前記第１内方基本セルと隣接する請求項１８に記載のハニカム構造体。
【請求項２１】
少なくとも１つの前記外方ハニカム焼成体において、前記セルは、前記外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外方外周セルと、前記外方外周セルより内側に位置する外方基本セルとからなり、
前記外方外周セルは、前記外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを含む請求項１７〜２０のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項２２】
前記外方ハニカム焼成体及び前記内方ハニカム焼成体のセルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されている請求項１０〜２１のいずれか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】
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）やその他の有害成分が環境及び人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。そこで、排ガス中のＰＭを捕集して排ガスを浄化するハニカムフィルタとして、また、その内部に排ガスを通過させることにより排ガス中の有害成分を浄化する触媒担体として、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。
【０００３】
このようなハニカム構造体として、従来、多数のセルを有するハニカム焼成体が複数個組み合わさったハニカムブロックからなるハニカム構造体が知られている。従来のハニカム構造体を製造する際に用いられるハニカム焼成体のうち、ハニカム構造体の最外周に位置するハニカム焼成体の例を、図１０（ａ）及び（ｂ）に模式的に示す（特許文献１）。図１０（ａ）及び（ｂ）に示すハニカム焼成体１４１０、１４２０では、ハニカムブロックの外周面を構成する曲面に最も近いセル１４１１、１４２１の形状は、それらより内側のセルの形状から変形された形状である略三角形状又は略台形状となっており、セル１４１１、１４２１の一辺が上記曲面に沿って形成されている。
【０００４】
ハニカム焼成体を用いて製造したハニカム構造体を排ガス浄化フィルタとして使用するためには、ハニカム焼成体のセルのいずれか一方を封止材によって封止する必要がある。ハニカム焼成体１４１０、１４２０の最外周部に位置するセル１４１１、１４２１を封止する際には、セルの開口面積が小さいことから、封止材ペーストをセルに充填しにくかったり、封止材のセルからの漏れやはみ出しが生じやすかったりし、これによりセルの封止が不充分となる。
【０００５】
そして、セルの封止が不充分であるハニカム焼成体を用いて製造したハニカム構造体を排ガス浄化フィルタとして使用すると、ハニカム構造体に流入した排ガスがセル壁を通過せずに同一のセルから流出してしまいフィルタとしての機能を果たさないという問題がある。
【０００６】
他方、ハニカム焼成体のセルにおいて、最外周部に位置するセルと最外周部以外に位置するセルの形状を同一とし、封止材ペーストのセルへの充填を容易にしたハニカム構造体が提案されている（特許文献２）。図１１（ａ）及び（ｂ）に、最外周部に位置するセルと最外周部以外に位置するセルの形状を同一とした従来のハニカム焼成体の例をそれぞれ示す。ハニカム焼成体１１１０、１１２０のセル１１１１、１１２１のその長手方向に垂直な断面形状は全て実質的に正方形状であり、セル１１１１、１１２１が等間隔に並ぶようにセル１１１１、１１２１の位置が設計されている。そして、最外周部に位置するセルと最外周部以外に位置するセルの形状を同一にするために、外周壁１１１６、１１２６には最外周に位置するセル１１１１、１１２１の位置に対応した段差が設けられている。
【０００７】
このような従来のハニカム構造体によると、従来では開口面積が小さくなって封止材ペーストのセルへの充填が困難であった最外周部のセルも、最外周部のセル以外のセルの開口面積と同じ開口面積を有するので、封止材ペーストのセルへの充填が容易となり、ハニカム構造体の製造効率もある程度向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１５４７１８号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１２６３３５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、ハニカム構造体の排ガスの漏れの防止や外観を整えることを目的として、ハニカムブロックの外周にコート層を形成することがある。コート層の形成の際には、コ−ト材ペーストをハニカムブロックの外周に塗布し、塗布したコ−ト材ペーストを均して全体的に均一な厚さとした後に、コ−ト材ペーストを乾燥、固化させるという手順を経る。
【００１０】
特許文献２に記載された従来のハニカム構造体においても上記手順に則ってコート層を形成することができるものの、ハニカム焼成体の外周壁には段差が設けられていることから、段差を埋めるのに必要な分だけコ−ト材ペーストの使用量が増加することになる。また、ハニカム焼成体の外周壁の段差に沿って隙間なくコ−ト材ペーストを塗布するために、注意深くコ−ト材ペーストを塗布する必要があり、これにより製造効率の低下を招く。
【００１１】
さらに、特許文献２に記載の従来のハニカム構造体では、端面方向から見たときには、ハニカム焼成体の外周壁に段差がない場合の従来のハニカム構造体と比較して、ハニカム焼成体の外周壁に段差を設けている分だけハニカム構造体の外周壁の長さ（又は量）が増加する。ハニカム焼成体の外周壁の増加量に応じてハニカム焼成体を構成するのに必要な原料も増加するので、ハニカム焼成体の外周壁に段差のないハニカム焼成体を用いたハニカム構造体の場合よりも不経済となる。
【００１２】
加えて、ハニカム焼成体の重量の増加はハニカム構造体全体の重量の増加につながる。ハニカム構造体の重量が増加すると熱容量が上昇し、ＰＭ燃焼時においてハニカム構造体の温度が上昇しにくくなってＰＭの燃焼効率が低下する。
また、特許文献２に記載の従来のハニカム構造体は、ハニカム焼成体のセルの数が少なくなるので、フィルタとして機能するろ過面積が減少する。
【００１３】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、セルを封止するための封止材ペーストのセルへの充填が容易であり、製造効率の良く、ろ過面積が減少せず、かつ、ＰＭ燃焼効率の良好なハニカム構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために請求項１に記載のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体を含むハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、上記セルは、上記ハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、上記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、上記外周セルは、上記基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明によると、外周セルは、基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含む。従来のハニカム構造体であれば、より内側のセルの断面形状から変形してしまったセル断面積が小さいセル（以下、変形セルともいう）は、ハニカム構造体の製造工程で残存し、セルの封止工程の効率を低下させていた。しかし、本発明のハニカム構造体は、変形セルが形成されることが予想される場合に、変形セルと基本セルとを隔てるセル壁を取り除くことで異形セルとすることができる。これにより、ハニカム構造体の外周セルのセル断面積を広げることができ、封止材ペーストのセルへの充填も容易に行うことができる。
【００１６】
また、ハニカム構造体の外周壁に接する変形セルが存在しないようにするためにハニカム焼成体の外周壁に段差を設けた特許文献２の従来のハニカム構造体の場合とは異なり、ハニカム焼成体の外周壁には何ら処理を施すことなく、異形セルを設けることによりセル断面積を増加させていることから、ハニカム焼成体からなるハニカムブロックの外周に効率良くコート層を形成することができる。
【００１７】
このように異形セルを設けることでハニカム構造体全体としての開口率を増加させることができるので、ＰＭ捕集時のハニカム構造体の圧力損失の増大を抑制することができる。
また、基本セルのセル断面積より小さなセル断面積を有するセルをなくすために段差を設けると、ろ過面積が減少することになるが、本発明では基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有するセルとしているため、ろ過面積は減少しない。
なお、本明細書において開口率とは、ハニカム構造体の端面の外周により規定される当該端面の面積（Ａ）に対する当該断面において開口したセルのセル断面積の合計（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）のことをいう。
【００１８】
加えて、変形セルが形成されて外周セルのセル断面積が小さくなってしまうと予想される場合は、変形セルと基本セルとを隔てていたセル壁を取り除くことにより異形セルを設けてやればよい。これにより、外周セルのセル断面積を充分に確保することができるとともに、両者を隔てるセル壁を構成するのに必要であった原料分だけハニカム構造体の製造に必要な原料を削減することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、両者を隔てるセル壁を取り除いた分だけハニカム構造体の重量が減少する。ハニカム構造体の重量の減少は熱容量の減少をもたらすことから、ＰＭ燃焼時にハニカム構造体の温度も上昇しやすくなり、ハニカム構造体のＰＭの燃焼効率を向上させることができる。
【００１９】
ところで、従来のハニカム構造体を排ガス流路に設置した場合、一般的に排ガスはハニカム構造体の外周部より中央部を流れようとする傾向にあり、ハニカム構造体の中央部にＰＭがたまりやすくなる。そのため、ハニカム構造体へのＰＭの蓄積の度合いが外周部と中央部とで異なることがある。しかし、本発明のハニカム構造体によると、異形セルを設けることにより、特に外周部でのセル断面積を高めることができるので、排ガスはハニカム構造体の外周部に流れ込みやすくなり、ハニカム構造体の外周部にＰＭがたまりやすくなる。そのため、ハニカム構造体の外周部と中央部とのＰＭの蓄積の度合いを従来のハニカム構造体に比して平均化（均一化）することができる。
【００２０】
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記ハニカムブロックは、一のハニカム焼成体からなる。
【００２１】
請求項３に記載のハニカム構造体では、ハニカムブロックは、複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されてなり、少なくとも１つの上記ハニカム焼成体において、上記外周セルは、上記基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含む。
本発明のハニカム構造体としては、請求項２に記載のハニカム構造体のように、ハニカムブロックが一のハニカム焼成体により構成されていてもよく（以下、一のハニカム焼成体からなるハニカム構造体を一体型ハニカム構造体ともいう）、上記の請求項３に記載のハニカム構造体のように、ハニカムブロックが接着剤層を介して複数結束されたハニカム焼成体により構成されていてもよい（以下、複数のハニカム焼成体からなるハニカム構造体を集合型ハニカム構造体ともいう）。
【００２２】
請求項４に記載のハニカム構造体では、上記異形セルは、上記ハニカム焼成体の外周壁のうち、上記ハニカムブロックの外周を構成する外周壁に接する位置に形成されている。特にハニカムブロックが曲面状の外周面を有する場合、変形セルは、ハニカムブロックの曲線状の外周を構成する外周壁に接する位置に存在する場合が多くなる。そのような場合であっても、変形セルと基本セルとを隔てるセル壁を取り除いて異形セルを設けることで外周セルの開口面積を増加させることができ、封止材ペーストの外周セルへの充填を容易に行うことができる。
【００２３】
請求項５に記載のハニカム構造体によると、上記異形セルは、上記ハニカム焼成体の外周壁のうち、上記接着剤層に対向する外周壁に接する位置に形成されている。本発明の異形セルが、接着剤層に対向する外周壁に接する位置に設けられていることにより、ハニカム構造体の開口率が高くなり、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失の増大を抑制することができる。
【００２４】
ここで、複数のハニカム焼成体からなるハニカムブロックでは、ハニカム焼成体間に接着剤層が存在することから、ハニカム構造体の寸法（直径）を一定とした場合には、接着剤層の分だけ開口率が低下することになる。しかし、異形セルを、上記接着剤層に対向する外周壁に接する位置に設けることで、ハニカム構造体の開口率を高めることができるので、接着剤層の分だけ減少した開口率を補うことができる。
【００２５】
請求項６に記載のハニカム構造体では、上記基本セルは、第１の基本形成パターンを有する第１基本セルと第２の基本形成パターンを有する第２基本セルとからなり、上記第１基本セルのセル断面積は上記第２基本セルのセル断面積より大きい。第１基本セルを排ガスの流入側セルとすることにより、ハニカム構造体の排ガス流入側の開口率を排ガス流出側と比べて大きくすることができ、ＰＭが蓄積したときのハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【００２６】
請求項７に記載のハニカム構造体によると、上記異形セルは、上記第１基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、上記第２基本セルと隣接する。ハニカム構造体が第１基本セルと第２基本セルとを基本セルとして有する場合は、異形セルは、第１基本セル及び第２基本セルのいずれとも隣接する場合が生じる。しかし、主に流出側セルとして用いられる第２基本セルに隣接するように異形セルを設け、この異形セルを流入側セルとして用いることによりハニカム構造体の開口率をより大きくすることができ、その結果、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【００２７】
請求項８に記載のハニカム構造体のように、上記異形セルは、上記第２基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、上記第１基本セルと隣接していてもよい。このような異形セルであっても、第２基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有しているので、封止材ペーストの充填を容易に行うことができる。なお、この場合の異形セルは、通常、排ガスの流出側セルとなるが、排ガスの流入側セルとして使用してもよい。
【００２８】
請求項９に記載のハニカム構造体では、上記基本セル及び上記外周セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されている。セルのいずれか一方の端部が交互に封止されているので、ハニカム構造体をフィルタとして好適に使用することができる。
【００２９】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、上記ハニカムブロックは、上記ハニカムブロックの外周を構成する外方ハニカム焼成体と、上記外周ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とが接着材層を介して結束されてなり、少なくとも１つの上記外方ハニカム焼成体において、上記セルは、上記外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外方外周セルと、上記外方外周セルより内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された外方基本セルとからなり、上記外方外周セルは、上記外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを含む。
【００３０】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、少なくとも１つの外方ハニカム焼成体が、外方異形セルを有することから、封止材ペーストのセルへの充填及びハニカムブロックの外周部のコート層形成の容易性やＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失上昇の抑制、ハニカム構造体のＰＭの燃焼効率の向上、ハニカム構造体の外周部及び中央部におけるＰＭの蓄積の平均化の作用効果を奏することができる。
【００３１】
請求項１１に記載のハニカム構造体によると、上記外方異形セルは、上記外方ハニカム焼成体の外周壁のうち、上記ハニカムブロックの外周を構成する外周壁に接する位置に形成されている。特にハニカムブロックが曲面状の外周面を有する場合、変形セルは、ハニカムブロックの曲線状の外周を構成する外周壁に接する位置に存在する場合が多くなる。そのような場合であっても、変形セルと外方基本セルとを隔てるセル壁を取り除いて外方異形セルを設けることで外方外周セルの開口面積を増加させることができ、封止材ペーストの外方外周セルへの充填を容易に行うことができる。
【００３２】
請求項１２に記載のハニカム構造体では、上記外方異形セルは、上記外方ハニカム焼成体の外周壁のうち、上記接着剤層に対向する外周壁に接する位置に形成されている。本発明の外方異形セルが、接着剤層に対向する外周壁に接する位置に設けられていることにより、ハニカム構造体の開口率が高くなり、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑制することができる。
【００３３】
請求項１３に記載のハニカム構造体によると、上記外方基本セルは、第１の基本形成パターンを有する第１外方基本セルと第２の基本形成パターンを有する第２外方基本セルとからなり、上記第１外方基本セルのセル断面積は上記第２外方基本セルのセル断面積より大きくなっている。第１外方基本セルを排ガスの流入側セルとすることにより、ハニカム構造体の排ガス流入側の開口率を排ガス流出側と比べて大きくすることができ、ＰＭが蓄積したときのハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【００３４】
請求項１４に記載のハニカム構造体では、上記外方異形セルは、上記第１外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、上記第２外方基本セルと隣接している。ハニカム構造体が第１外方基本セルと第２外方基本セルとを基本セルとして有する場合は、外方異形セルは、第１外方基本セル及び第２外方基本セルのいずれとも隣接する場合が生じる。しかし、主に排ガスの流出側セルとして用いられる第２外方基本セルに隣接するように異形セルを設け、この外方異形セルを排ガスの流入側セルとして用いることによりハニカム構造体の開口率をより大きくすることができ、その結果、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【００３５】
請求項１５に記載のハニカム構造体のように、上記外方異形セルは、上記第２外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、上記第１外方基本セルと隣接していてもよい。このような異形セルであっても、第２外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有しているので、封止材ペーストのセルへの充填を容易に行うことができる。なお、この場合の外方異形セルは、通常、排ガスの流出側セルとなるが、排ガスの流入側セルとして使用してもよい。
【００３６】
請求項１６に記載のハニカム構造体によると、少なくとも１つの上記内方ハニカム焼成体において、上記セルは、上記内方ハニカム焼成体の外周壁に接する内方外周セルと、上記内方外周セルより内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された内方基本セルとからなり、上記内方外周セルは、上記内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する内方異形セルを含む。
外方ハニカム焼成体及び内方ハニカム焼成体のそれぞれの外周セルに外方異形セル及び内方異形セルが存在することから、一方のハニカム焼成体にのみ異形セルが存在する場合よりハニカム構造体の開口率を高めることができ、ＰＭ捕集時のハニカム構造体の圧力損失の上昇をより効率的に抑制することができる。さらに、変形セルと基本セルとを隔てるセル壁を取り除いた分だけハニカム構造体の重量が減少するところ、外方ハニカム焼成体においてだけでなく内方ハニカム焼成体においてもセル壁を取り除いているので、ハニカム構造体の重量をより減少させることができる。これにより、ハニカム構造体の熱容量のさらなる減少につながり、ＰＭ燃焼時にハニカム構造体の温度も上昇しやすくなることから、ハニカム構造体のＰＭの燃焼効率を向上させることができる。
【００３７】
請求項１７に記載のハニカム構造体は、上記ハニカムブロックは、上記ハニカムブロックの外周を構成する外方ハニカム焼成体と、上記外周ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とが接着材層を介して結束されてなり、少なくとも１つの上記内方ハニカム焼成体において、上記セルは、上記内方ハニカム焼成体の外周壁に接する内方外周セルと、上記内方外周セルより内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された内方基本セルとからなり、上記内方外周セルは、上記内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する内方異形セルを含む。
【００３８】
請求項１７に記載のハニカム構造体のように、内方ハニカム焼成体に内方異形セルが存在していると、ハニカム構造体の開口率は向上するので、ＰＭ捕集時のハニカム構造体の圧力損失増大の傾向を抑制することができる。また、内方ハニカム焼成体であっても、例えば、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状の一部が曲線により形成されたり、三角形や台形等の形状をとる場合等、形状によっては変形セルが生じることがある。そうした場合には、変形セルと内方基本セルとを隔てるセル壁を取り除くことにより、好適に内方異形セルを設けることができ、封止材ペーストの充填を容易にすることができる。さらに、取り除いたセル壁の分だけハニカム構造体の重量が減少することから、ハニカム構造体の熱容量を低下させることができる。そうすると、ＰＭ燃焼時にはハニカム構造体の温度が容易に上昇することになるから、ハニカム構造体のＰＭの燃焼効率を向上させることができる。
【００３９】
請求項１８に記載のハニカム構造体では、上記内方基本セルは、第１の基本形成パターンを有する第１内方基本セルと第２の基本形成パターンを有する第２内方基本セルとからなり、上記第１内方基本セルのセル断面積は上記第２内方基本セルのセル断面積より大きくなっている。第１内方基本セルを排ガスの流入側セルとすることにより、排ガス流入側のハニカム構造体の開口率を排ガス流出側と比べて大きくすることができ、ＰＭが蓄積したときのハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【００４０】
請求項１９に記載のハニカム構造体によると、上記内方異形セルは、上記第１内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、上記第２内方基本セルと隣接している。ハニカム構造体が第１内方基本セルと第２内方基本セルとを基本セルとして有する場合は、内方異形セルは、第１内方基本セル及び第２内方基本セルのいずれとも隣接する場合が生じる。しかし、主に排ガスの流出側セルとして用いられる第２内方基本セルに隣接するように内方異形セルを設け、この内方異形セルを排ガスの流入側セルとして用いることによりハニカム構造体の開口率をより大きくすることができ、その結果、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【００４１】
請求項２０に記載のハニカム構造体のように、上記内方異形セルは、上記第２内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、上記第１内方基本セルと隣接していてもよい。このような内方異形セルであっても、第２内方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有しているので、封止材ペーストのセルへの充填を容易に行うことができる。なお、この場合の内方異形セルは、通常、排ガスの流出側セルとなるが、排ガスの流入側セルとして使用してもよい。
【００４２】
請求項２１に記載のハニカム構造体のように、少なくとも１つの上記外方ハニカム焼成体において、上記セルは、上記外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外方外周セルと、上記外方外周セルより内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された外方基本セルとからなり、上記外方外周セルは、上記外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを含んでいてもよい。この場合、外方ハニカム焼成体及び内方ハニカム焼成体のそれぞれの外周セルに外方異形セル及び内方異形セルが存在することから、一方のハニカム焼成体にのみ異形セルが存在する場合よりハニカム構造体の開口率を高めることができ、ＰＭ捕集時のハニカム構造体の圧力損失の上昇をより効率的に抑制することができる。さらに、変形セルと基本セルとを隔てるセル壁を取り除いた分だけハニカム構造体の重量が減少するところ、内方ハニカム焼成体においてだけでなく外方ハニカム焼成体においてもセル壁を取り除いているので、ハニカム構造体の重量をより減少させることができる。これにより、ハニカム構造体の熱容量のさらなる減少につながり、ＰＭ燃焼時にハニカム構造体の温度も上昇しやすくなることから、ハニカム構造体のＰＭの燃焼効率を向上させることができる。
【００４３】
請求項２２に記載のハニカム構造体では、上記外方ハニカム焼成体及び上記内方ハニカム焼成体のセルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されている。セルのいずれか一方の端部が交互に封止されているので、ハニカム構造体をフィルタとして好適に使用することができる。
【００４４】
なお、本明細書において、外方ハニカム焼成体及び内方ハニカム焼成体にそれぞれ存在し得る外方異形セル及び内方異形セル、外方外周セル及び内方外周セル、並びに、外方基本セル及び内方基本セルを互いに区別する必要がない場合は、単に異形セル、外周セル及び基本セルということがある。さらに、異形セル、外周セル及び基本セルの区別を要しない場合は、単にセルということもある。
【００４５】
上記ハニカム構造体において、基本セルとは、ハニカム焼成体を構成するセルを長手方向に垂直な断面で観察した際、１種類の形状のセル、又は、複数個の異なる形状の組み合わせからなるセルが、上下左右に一定の繰り返しで形成されている最小単位のセルをいう。例えば、図３に示すハニカム焼成体１２０では、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面において、正方形の図形が繰り返されているとき、正方形のセルを基本セルという。これらのセルは、上述のように、例えば、セル断面積の異なる２種類のセルを組み合わせて最小単位としたときの繰り返しであってよく、この場合、セル断面積の異なる２種類のセルの両方を合わせて基本セルという。ただし、便宜的に上記２種類のセルのうち、一方のセルを基本セルという場合もある。明細書中に記載の基本形成パターンとは、上記基本セルの形状をいう。
【００４６】
異形セルとは、ハニカムブロックを構成するハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルの１種であって、上記ハニカム焼成体を構成するセルを長手方向に垂直な断面で観察した際、上記基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有するセルをいう。基本セルが１種類の形状のセルである場合には、上記基本セルよりも大きい面積を有するセルを異形セルという。また、基本セルがセル断面積の異なる２種類以上のセルを組み合わせたパターンの繰り返しとなっているハニカム焼成体においては、例えば、相対的にセル断面積の大きい形状のセルよりも大きいセル断面積を有するセル、又は、相対的にセル断面積の小さい形状のセルより大きい断面積を有するセルを異形セルという。異形セルは、例えば、変形セルと該変形セルに隣接する基本セルとを隔てるセル壁や変形セルと該変形セルに隣接する他の変形セルとを隔てるセル壁を取り除くことにより形成することができる。
変形セルとは、セルのうちで異形セルを除く、基本セルよりも断面積の小さい断面積を有するセルのことをいう。また、「断面積」はハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積をいうこととする。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における内方ハニカム焼成体を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における外方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す外方ハニカム焼成体の部分拡大図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】圧力損失測定装置の概要図である。
【図６】本発明の第二実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示した斜視図である。
【図８】本発明の第四実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第五実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示した斜視図である。
【図１０】（ａ）は、従来のハニカム構造体を製造する際に用いられるハニカム焼成体のうち、従来のハニカム構造体の最外周に位置するハニカム焼成体の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、従来のハニカム構造体の最外周に位置するハニカム焼成体の別の一例を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は、従来のハニカム構造体の最外周部に位置するセルと最外周部以外に位置するセルの形状を同一としたハニカム焼成体の一例を示す正面図であり、（ｂ）は、従来のハニカム構造体の最外周部に位置するセルと最外周部以外に位置するセルの形状を同一としたハニカム焼成体の別の一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
（第一実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４９】
本実施形態のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体を含むハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、上記ハニカム焼成体は、上記ハニカムブロックの外周を構成する外方ハニカム焼成体と、上記外周ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とからなり、少なくとも１つの上記外方ハニカム焼成体において、上記セルは、上記外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外方外周セルと、上記外方外周セルより内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された外方基本セルとからなり、上記外方外周セルは、上記外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを含むことを特徴とする。
【００５０】
上記ハニカム構造体において、少なくとも１つの上記外方ハニカム焼成体において、上記セルは、外方異形セルを含むが、全ての外方ハニカム焼成体のセルが上記した外方異形セルを含むことが望ましい。本発明の効果をより確実に発揮することが出来るからである。
また、上記ハニカム構造体において、上記外方外周セルは、外方異形セルを少なくとも１つ含むことが基本的な条件であるが、ハニカムブロックの外周全体に渡って外方異形セルを含んでいることが望ましい。本発明の効果をより確実に発揮することが出来るからである。
【００５１】
図１は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図であり、図２（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における内方ハニカム焼成体を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体における外方ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、その部分拡大図である。図４は、図１に示す外方ハニカム焼成体のＡ−Ａ線断面図である。
【００５２】
図１及び図４に示すハニカム構造体１００では、図２（ａ）、（ｂ）に示すような形状の内方ハニカム焼成体１１０と、図３に示すような形状の外方ハニカム焼成体１２０とが複数個ずつ接着剤層１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）を介して結束されてハニカムブロック１０３を構成し、さらに、このハニカムブロック１０３の外周にコート層１０２が形成されている。ハニカム焼成体１１０、１２０は、多孔質炭化ケイ素焼結体からなる。
【００５３】
ハニカム構造体１００では、図１及び図４に示すように、８個の外方ハニカム焼成体１２０がハニカムブロックの外周を構成する位置にあり、４個の内方ハニカム焼成体１１０が外方ハニカム焼成体１２０の内側に位置し、合計１２個のハニカム焼成体が、ハニカム構造体１００（ハニカムブロック１０３）の断面が略円形となるように、接着剤層１０１を介して結束されている。
【００５４】
そして、ハニカム構造体１００は、その断面において、外方ハニカム焼成体を結束する接着剤層１０１Ｃ、１０１Ｄのうち、一つの内方ハニカム焼成体の角部からハニカム構造体１００の外周側面に向かう方向に形成されている接着剤層１０１Ｃと、二つの内方ハニカム焼成体の間からハニカム構造体１００の外周側面に向かう方向に形成されている接着剤層１０１Ｄとが所定の角度（例えば、４５°）をなしている。
【００５５】
図２（ａ）、（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０の断面の形状は略正方形である。内方ハニカム焼成体１１０には、多数のセル１１１がセル壁１１３を隔てて長手方向（図２（ａ）中、矢印ａの方向）に並設されており、セル１１１のいずれかの端部が封止材（封止材ペースト）１１２で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル１１１に流入した排ガスＧ（図２（ｂ）中、矢印参照）は、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１１１から流出するようになっている。排ガスＧがセル壁１１３を通過する際に排ガス中のＰＭ等が捕集され、排ガスＧはろ過される。これにより、ハニカム構造体のセル壁１１３がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００５６】
一方、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０の断面の形状は、３つの線分１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃと１つの円弧１２０ｄとで囲まれた形状である。この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角（線分１２０ｂと線分１２０ｃとが成す角、及び、線分１２０ａと線分１２０ｂとが成す角）はそれぞれ９０°と１３５°である。外方ハニカム焼成体１２０にも、内方ハニカム焼成体１１０と同様、多数のセル１２４がセル壁１２３を隔てて長手方向に並設されており、セル１２４のいずれかの端部が封止材１２２で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル１２４に流入した排ガスは、必ずセル１２４を隔てるセル壁１２３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１２４から流出するようになっている。すなわち、外方ハニカム焼成体１２０は、外観形状が内方ハニカム焼成体１１０と異なるものの、そのフィルタ機能は内方ハニカム焼成体１１０と共通する。
【００５７】
外方ハニカム焼成体１２０において、セルは、外方ハニカム焼成体１２０の外周壁１２１（１２１ａ〜１２１ｄ）に接する外方外周セル１２５と、外方外周セル１２５より内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された外方基本セル１２４とからなる。このとき外方外周セル１２５は、外方基本セル１２５のセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セル１２６（１２６ａ、１２６ｄ）を含んでいる。
【００５８】
外方基本セル１２４は、基本形成パターンとして格子状に形成されており、それぞれの外方基本セル１２４の断面形状は正方形か又は実質的に正方形と同視し得る形状であるとともに、互いに等しいセル断面積を有している。外周壁１２１ｂ、１２１ｃに接する外周セル１２５ｂ、１２５ｃは、外方基本セル１２４と同じセル断面形状を有している。言い換えると、外方基本セル１２４がその基本形成パターンを維持したまま外周壁１２１ｂ、１２１ｃに接することで、外方基本セル１２４がそのまま外方外周セル１２５ｂ、１２５ｃになったと考えることもできる。
【００５９】
外方異形セル１２６ａ、１２６ｄは、外周壁１２１ａ〜１２１ｄのうち、外周壁１２１ａ、１２１ｄに接するように設けられている。外方ハニカム焼成体１２０の外周壁１２１ｄは、ハニカムブロック１０３の外周を構成することにもなるので（図４参照）、外方異形セル１２６ｄは、ハニカム焼成体の外周壁のうち、ハニカムブロック１０３の外周を構成する外周壁に接する位置に形成されていることになる。
【００６０】
同様に、外方異形セル１２６ａは、外周壁１２１ａに接するように設けられている。外方ハニカム焼成体１２０の外周壁１２１ａは、接着剤層１０１Ｃに対向することになるので（図４参照）、外方異形セル１２６ａは、接着剤層１０１Ｃに対向する外周壁１２１ａに接する位置に形成されていることになる。
【００６１】
外方異形セル１２６ａ、１２６ｄは、外方基本セル１２４のセル断面積より大きいセル断面積を有している。図３（ａ）に示されるように、特に、外周壁１２１ａ、１２１ｄのように外周壁が曲面状等である場合は、外方基本セル１２４のセル断面積より小さいセル断面積を有する外方外周セル（すなわち、変形セル）が複数形成される傾向にある。そのような場合であっても、変形セルとこの変形セルに隣接する基本セルとを隔てるセル壁を取り除いて外方異形セルを設けることにより外周セルが形成され、外方ハニカム焼成体の開口率が増加するので、封止材ペーストのセルへの充填を容易に行うことができ、また、ハニカム構造体のＰＭ捕集時の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【００６２】
外周セルは少なくとも１つの外方異形セルを含んでいればよく、全ての外周セルが外方異形セルとして存在している必要はない。外方異形セルは、ハニカム焼成体の外周壁の形状及び外周壁により規定される外周セルの形状を考慮して設ければよい。外方ハニカム焼成体において外方異形セルを設ける際の考え方について、図面を参照しつつ以下に説明する。
【００６３】
図３（ｂ）は、本発明の第一実施形態の外方異形セルを設ける際の考え方を説明するための模式図であり、本実施形態のハニカム構造体における外方ハニカム焼成体の部分拡大図である。基本形成パターンに従って外方基本セル１２４が外方に広がるようにパターン形成されているところ、ハニカム焼成体の外周壁１２１ｄによってそのパターン形成が終了すると考える。この考えに基づくと、例えば、図３（ａ）中のハニカム焼成体の外周壁１２１ｂ及び外周壁１２１ｃによって外方基本セル１２４のパターン形成が終了する場合、上述したように、外方基本セル１２４の有する基本形成パターンは外周壁１２１ｂ、１２１ｃによって崩されることはなく、その基本形成パターンを維持したまま、ハニカム焼成体の外周壁に接することにより外方外周セル（１２５ｂ、１２５ｃ）が形成されてパターン形成が終了する。
【００６４】
ところが、ハニカム焼成体の外周壁１２１ａや外周壁１２１ｄによって外方基本セル１２４のパターン形成が終了する場合には、外周壁１２１ａと基本形成パターンを規定するセル壁とが斜めに交差したり、外周壁１２１ｄが曲面状であったりすることから、外方基本セル１２４の基本形成パターンが崩れて変形してしまい、外周セルとして外方基本セル１２４のセル断面積より小さいセル断面積を有する変形セルが形成されてしまう（図３（ｂ）の符号１２５ｖで表される仮の変形セルに相当）。このような変形セルが形成されると、セルを交互に目封じするのにかなりの困難が伴い、ハニカム構造体の製造効率の低下をきたす。
【００６５】
本発明では、ハニカム焼成体の外周壁が、外周壁１２１ｄのように曲面状であったり、外周壁１２１ａのように基本形成パターンを規定するセル壁と斜めに交差したりして、上記のような変形セル１２５ｖが形成されると仮に予測される場合に、予測に従って形成されれば存在したであろう、仮の変形セル１２５ｖと仮の外方基本セル１２４ｖとを隔てる仮のセル壁１２３ｖを取り除くことにより、外方基本セル１２４のセル断面積より大きなセル断面積を有する外方異形セル１２６ｄを形成している。言い換えると、仮の変形セル１２６ｄと仮の外方基本セル１２４ｖとが一体となって外方異形セル１２６ｄが形成されている。また、図３（ｂ）に示したように、仮の変形セル１２５ｖと仮の外方基本セル１２４ｖとが一体化してもよく、仮の変形セル１２５ｖとこの仮の変形セル１２５ｖに隣接する外方外周セル１２５とが一体化してもよい。このようにして外方異形セルを設けることにより、封止材ペーストの充填が困難であったセル断面積の小さい変形セルを排除することができるとともに、外方ハニカム焼成体の開口率を向上させることができる。
【００６６】
なお、形成が予測される全ての変形セルを外方基本セルと一体化させて外方異形セルとする必要はなく、交互目封じのパターンに従うと封止されることになる変形セルが封止材ペーストの充填に充分でないセル断面積を有することになると予測される場合に、当該変形セルに隣接する外方基本セルとを一体化させればよい。もちろん、基本形成パターンを設計変更して、全ての外周セルが外方異形セルとなるようにしてもよい。
【００６７】
変形セルのセル断面積によってはそれ自体が封止材ペーストの充填に充分なセル断面積を有し、外方基本セルと一体化させなくてもよい場合が生じる。封止されるべき変形セルと外方基本セルとを一体化して外方異形セルを設ける場合の変形セルのセル断面積としては特に限定されないが、外方基本セルのセル断面積の８０％以下が好ましく、７０％以下がより好ましく、６０％以下がさらに好ましく、５０％以下がなおより好ましい。変形セルが外方基本セルのセル断面積の８０％を超えるセル断面積を有していれば、封止材ペーストの充填が容易であるので、特に外方異形セルを設けることを省略することができる。ただし、このように変形セルのセル断面積が比較的大きい場合でも、所望により外方異形セルを設けてもよい。
【００６８】
本実施形態のハニカム構造体では、８つの外方ハニカム焼成体のそれぞれに図３（ａ）に示したような外方異形セルが形成されているのに対し、４つの内方ハニカム焼成体には異形セルを形成しなくてもよい。内方ハニカム焼成体に異形セル（存在する場合は、内方異形セルと称する）が形成されていなくても、本実施形態のハニカム構造体は、上述した異形セルによる効果を充分に奏することができる。もちろん、内方ハニカム焼成体に内方異形セルが形成されていてもよい。内方ハニカム焼成体に内方異形セルが形成されている場合には、ＰＭ捕集時のハニカム構造体の圧力損失増加の抑制に加え、ハニカム構造体の重量の減少によるコスト削減やハニカム構造体のＰＭの燃焼効率の向上の効果をハニカム構造体全体として相乗的に増大させることができる。
【００６９】
次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。
本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体を含むハニカムブロックからなり、上記ハニカム焼成体は、上記ハニカムブロックの外周を構成する外方ハニカム焼成体と、上記外周ハニカム焼成体より内側に位置する内方ハニカム焼成体とからなり、少なくとも１つの上記外方ハニカム焼成体において、上記セルは、上記外方ハニカム焼成体の外周壁に接する外方外周セルと、上記外方外周セルより内側に位置し、かつ、基本形成パターンに基づいて形成された外方基本セルとからなり、上記外方外周セルは、上記外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを含むハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物を押出成形することによって、外方ハニカム焼成体又は内方ハニカム焼成体となるハニカム成形体を作製する成形工程と、
上記ハニカム成形体の所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封じする封止工程と、
上記ハニカム成形体を加熱し、上記ハニカム成形体に含まれる有機物を分解、除去する脱脂工程と、
上記脱脂処理後のハニカム成形体を加熱して内方ハニカム焼成体と外方ハニカム焼成体とを製造する焼成工程と、
製造された内方ハニカム焼成体と外方ハニカム焼成体の側面に、接着剤ペーストを塗布して接着剤ペースト層を形成し、接着剤ペースト層を介して複数のハニカム焼成体が結束されたハニカムブロックを作製する結束工程とからなることを特徴とする。
本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、この後、得られたハニカムブロックの外周にコート材ペーストを塗布し、乾燥、固化してコート層を形成するコート層形成工程を行ってもよい。
【００７０】
（１）本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、まず、セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。具体的には、まず、セラミック粉末として平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と、有機バインダと液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
【００７１】
ここで、断面が略正方形のハニカム成形体や、断面が３つの線分と１つの円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状のハニカム成形体を作製するためには、それぞれの形状に応じた押出成形用金型を使用する。
【００７２】
（２）次に、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、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、凍結乾燥機等を用いて乾燥させた後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封じする封止工程を行う。切断工程、乾燥工程、封止工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【００７３】
（３）その後、ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱する脱脂工程を行い、焼成炉に搬送し、焼成工程を行ってハニカム焼成体を作製する。脱脂工程及び焼成工程の条件としては、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。以上の工程によって、内方ハニカム焼成体と外方ハニカム焼成体とを製造することができる。
【００７４】
（４）続いて、各セルの所定の端部が封止された内方ハニカム焼成体及び外方ハニカム焼成体のそれぞれの所定の側面に、接着剤ペーストを塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返して所定数のハニカム焼成体を結束し、接着材ペーストを乾燥、固化してハニカムブロックを作製する結束工程を行う。
ここで接着剤ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着剤ペーストはさらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００７５】
（５）最後に、略円柱状としたハニカムブロックの外周に、コート材ペーストを塗布し、乾燥、固化してコート層を形成するコート層形成工程を行う。コート材ペーストとしては、上記接着剤ペーストと同様の又は異なるペーストを使用する。なお、コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。コート層を形成する場合には、接着材ペーストとコート材ペーストとの乾燥、固化を同時に行ってもよい。以上の工程によって、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。
【００７６】
以下、本実施形態のハニカム構造体の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態のハニカム構造体は、外方基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを少なくとも１つ含むので、封止材ペーストのセルへの充填及びハニカムブロックの外周部のコート層形成の容易であり、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失上昇の抑制、ハニカム構造体のＰＭの燃焼効率の向上、ハニカム構造体の外周部及び中央部におけるＰＭの蓄積の平均化（均一化）できるという作用効果を奏することができる。
【００７７】
（２）本実施形態のハニカム構造体では、上記外方異形セルは、上記外方ハニカム焼成体の外周壁のうち、少なくとも上記ハニカムブロックの外周を構成する外周壁に接する位置に形成されている。特に、ハニカムブロックが曲面状の外周面を有する場合、変形セルは、ハニカムブロックの曲線状の外周を構成する外周壁に接する位置に存在する場合が多くなる。そのような場合であっても、変形セルと基本セルとを隔てるセル壁を取り除いて異形セルを設けることで外周セルの開口面積を増加させることができ、封止材ペーストの外周セルへの充填を容易に行うことができる。
【００７８】
（３）本実施形態のハニカム構造体によると、外方異形セルは、外方ハニカム焼成体の外周壁のうち、接着剤層に対向する外周壁に接する位置にも形成されている。外方異形セルが、接着剤層に対向する外周壁に接する位置に設けられていることにより、ハニカム構造体の開口率が高くなり、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失の増大を抑制することができる。
【００７９】
（４）本実施形態のハニカム構造体では、上記基本セル及び上記外周セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されている。セルのいずれか一方の端部が交互に封止されているので、ハニカム構造体をフィルタとして好適に使用することができる。
【００８０】
（実施例１）
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００８１】
（１）平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日油社製  ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行った。本工程では、図２（ａ）、（ｂ）に示した内方ハニカム焼成体１１０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体と、図３（ａ）に示した外方ハニカム焼成体１２０と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体とを作製した。外方ハニカム焼成体となるべきハニカム成形体の外周セルには、外方基本セルのセル断面積よりセル断面積の大きい外方異形セルを設けた。
【００８２】
（２）次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記湿潤混合物と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填し、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００８３】
（３）乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂工程を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行った。
これにより、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、大きさが３４．５ｍｍ×３４．５ｍｍ×１５０ｍｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）の多孔質炭化ケイ素焼結体からなる内方ハニカム焼成体１１０と、気孔率、平均気孔径、セルの数（セル密度）及びセル壁の厚さが内方ハニカム焼成体１１０と同一で、断面が３つの線分と１つの円弧とで囲まれ、この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角がそれぞれ９０°と１３５°である形状（線分１２０ａ＝２０．８ｍｍ、線分１２０ｂ＝３５．０ｍｍ、線分１２０ｃ＝３５．７ｍｍ）の外方ハニカム焼成体１２０とを製造した。
【００８４】
（４）内方ハニカム焼成体１１０、及び、外方ハニカム焼成体１２０の所定の側面に接着剤ペーストを塗布し、この接着剤ペーストを介して内方ハニカム焼成体１１０を４個と、外方ハニカム焼成体１２０を８個とを図１に示した配置になるように接着させ、さらに、１８０℃、２０分で接着剤ペーストを乾燥、固化させることにより、接着剤層の厚さが１ｍｍで円柱状のハニカムブロック１０３を作製した。ここで、接着剤ペーストとしては、平均粒径０．６μｍの炭化ケイ素粒子３０．０重量％、シリカゾル（固形分３０重量％）２１．４重量％、カルボキシメチルセルロース８．０重量％、及び、水４０．６重量％からなる接着剤ペーストを使用した。
【００８５】
（５）上記（４）の工程で使用した接着剤ペーストと同じ組成のコート材ペーストを用いて、ハニカムブロック１０３の外周部にコート材ペースト層を形成した。その後、このコート材ペースト層を１２０℃で乾燥、固化して、外周にコート層１０２が形成された直径１４３．８ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状のハニカム構造体１００を製造した。
【００８６】
（比較例１）
外方ハニカム焼成体として、最外周に位置するセルの位置に対応した段差を外周壁に設け、最外周部に位置するセルと最外周部以外に位置するセルの形状を同一にしたハニカム焼成体（図１１（ａ）、（ｂ）参照）を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順にてハニカム構造体を製造した。
【００８７】
（比較例２）
外方ハニカム焼成体として、外方異形セルを設けずに変形セルが存在したままの従来品と同形状のハニカム焼成体（図１０（ａ）、（ｂ）参照）を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順にてハニカム構造体を製造した。
【００８８】
実施例１及び比較例１、２で製造したハニカム構造体を用いて、重量測定、圧力損失測定及び再生率測定を行った。
【００８９】
（重量測定）
実施例１及び比較例１，２で製造したハニカム構造体のそれぞれについて、電子式重量計を用いて重量（ｇ）を測定した。また、重量測定の結果に基づき、比較例２のハニカム構造体の重量を１として、実施例１及び比較例１のハニカム構造体の重量の比を求めた。
ハニカム構造体の重量は、それぞれ実施例１で１５２１ｇ（重量比０．９９４）、比較例１で１５６７ｇ（重量比１．０２４）、比較例２で１５３０ｇ（重量比１）であった。
【００９０】
（圧力損失測定）
図５に示したような圧力損失測定装置１５０を用いて実施例１及び比較例１、２の各ハニカム構造体の圧力損失を測定した。この圧力損失測定装置１５０は、送風機１５１と連結した排気ガス管１５２に、ハニカム構造体１００を金属ケーシング１５３内に固定して配置し、ハニカム構造体１００の前後の圧力を検出可能になるように圧力計１５４が取り付けられている。そして、送風機１５１を排気ガスの流通量が４００ｍ３／ｈになるように運転し、運転開始から５分後の差圧（圧力損失）（ｋＰａ）を測定した。
その結果、実施例１の圧力損失は、５．０５Ｋ・Ｐａ、比較例１の圧力損失は、５．０８Ｋ・Ｐａ、比較例２の圧力損失は、５．０９Ｋ・Ｐａであった。
【００９１】
重量測定の結果、上記したように、実施例１のハニカム構造体の重量が最も小さい値となっていた。これは、ハニカム構造体において外方異形セルを設けることにより、ハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルのうち、基本セルのセル断面形状から変形してしまうか、又はセル断面積が小さくなることになる変形セルと、この変形セルに隣接する基本セルとを隔てるセル壁が取り除かれることになって、その結果、当該セル壁が存在するハニカム構造体と比較して重量が減少したためと考えられる。
【００９２】
なお、比較例１のハニカム構造体の重量が比較例２のハニカム構造体の重量より大きくなっているのは、ハニカム焼成体の外周壁に段差を設けたことにより、外周壁の長さが長くなったこと及びコート層の量が多くなったことが原因であると考えられる。
【００９３】
圧力損失測定の結果についても、実施例１のハニカム構造体が最も小さい値を示し、ハニカム構造体の圧力損失上昇の抑制効果が良好であった。これは、基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する外方異形セルを外方ハニカム焼成体に設けているので、ハニカム構造体全体の開口率が向上し、これによりＰＭ堆積時のＰＭの層の厚さが低減されて排ガスの流通抵抗が小さくなったことによると考えられる。
【００９４】
さらに、ハニカム構造体の特性の一つである再生率について考えてみる。
ハニカム構造体の再生率とは、所定の条件でハニカム構造体に堆積したＰＭのうち、再生処理で除去されたＰＭの割合（通常は、百分率で表す）を再生率という。具体的な測定方法としては、予め、パティキュレートを未堆積の状態でハニカム構造体の重量を測定しておき、次に、所定の条件でエンジンを所定時間運転し、所定重量のＰＭをハニカム構造体に堆積させる。その後、ポストインジェクション方式等を用いてエンジンを所定時間運転することにより、ハニカム構造体に再生処理を施し、再生処理後のハニカム構造体の重量を測定する。そして、減少したＰＭ重量から下記式（１）を用いて算出することにより再生率（％）が求められる。
再生率（％）＝（再生前ＰＭ重量−再生後ＰＭ重量）／再生前ＰＭ重量・・・（１）
【００９５】
上記した再生率に関し、実施例１に係るハニカム構造体が最も高い再生率の値を示すことが予測され、良好な再生効率を有することが予測される。実施例１に係るハニカム構造体では、変形セルとこれに隣接する基本セルとを隔てるセル壁の除去されていることから、比較例１、２に比べてハニカム構造体の重量が減少している。これにより実施例１のハニカム構造体の熱容量も比較例１、２に比べて減少し、再生処理の際にハニカム構造体の温度も上昇しやすくなることから、ＰＭの燃焼が促進され、再生率の向上につながると考えられる。
【００９６】
（第二実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第二実施形態について説明する。本発明の第一実施形態ではハニカムブロックが複数のハニカム焼成体により構成されているのに対し、本実施形態ではハニカムブロックが一のハニカム焼成体からなる点で、本実施形態は、本発明の第一実施形態とは異なる。
【００９７】
本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体を含むハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、
上記ハニカムブロックは、一のハニカム焼成体からなり、
前記セルは、前記ハニカム焼成体の外周壁に接する外周セルと、前記外周セルより内側に位置する基本セルとからなり、
前記外周セルは、前記基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含む。
【００９８】
上記ハニカム構造体において、上記外周セルは、異形セルを少なくとも１つ含むことが基本的な条件であるが、外周全体に渡って異形セルを含んでいることが望ましい。本発明の効果をより確実に発揮することが出来るからである。
【００９９】
図６は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。図６に示すハニカム構造体２００は、多数のセル２２４、２２５がセル壁２２３を隔てて長手方向に並設された柱状の１つのハニカム焼成体２２０からなり、ハニカム焼成体２２０の周囲にコート層２０２が形成されている。本発明の第二実施形態では、ハニカム焼成体２２０が第一実施形態のハニカムブロックに相当する。なお、コート層は、必要に応じて形成されていればよい。
【０１００】
ハニカム構造体２００には、格子状の基本形成パターンを有する基本セル２２４と外周壁２２１に接する外周セル２２５とが存在しており、基本セル２２４及び外周セル２２５のそれぞれの端部の一方が交互に目封じされている。外周セル２２５は、基本セル２２４のセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セル２２６を含んでいる。ハニカム構造体２００を構成するハニカム焼成体２２０は略円柱状であり、外周壁２２１全体が曲線状となっていることから、外周セル２２５として変形セルが生じやすくなっている。従って、異形セル２２６も外周壁２２１の特定の一部に沿うように偏在して設けられているわけではなく、外周壁２２１の全体に沿って散在するように設けられている。
【０１０１】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、略円柱状のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム焼成体を作製する。このハニカム焼成体は、結束工程を経ることなくハニカムブロックとして扱うことができる。そして、ハニカムブロックとしてのハニカム焼成体の外周面にコート材ペーストを塗布してコート材ペースト層を形成し、コート材ペースト層を乾燥、固化することで本実施形態のハニカム構造体としてもよい。
【０１０２】
本実施形態のハニカム焼成体の形状は略円柱状に限定されず、略楕円柱状、略角柱状、断面が略長円の柱状等、任意の形状とすることができる。
【０１０３】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜(４)を発揮することができる。
【０１０４】
（第三実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第三実施形態について説明する。本発明の第一実施形態ではハニカムブロックを構成するハニカム焼成体が、外方ハニカム焼成体と内方ハニカム焼成体のように外側と内側とに分かれて構成されているのに対し、本実施形態ではハニカム焼成体に外側と内側という概念はなく全てのハニカム焼成体がハニカムブロックの外周の一部を構成する点で、本実施形態は本発明の第一実施形態とは異なる。
【０１０５】
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体を含むハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、
前記ハニカムブロックは、複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されてなり、
少なくとも１つの前記ハニカム焼成体の外周セルは、前記基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セルを含む。
【０１０６】
上記ハニカム構造体において、少なくとも１つの上記外方ハニカム焼成体のセルは、上記した外方異形セルを含むが、全ての上記外方ハニカム焼成体のセルが上記した異形セルを含むことが望ましい。本発明の効果をより確実に発揮することが出来るからである。
また、上記ハニカム構造体において、上記外周セルは、異形セルを少なくとも１つ含むことが基本的な条件であるが、外周全体に渡って異形セルを含んでいることが望ましい。本発明の効果をより確実に発揮することが出来るからである。
【０１０７】
図７（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示した斜視図である。図７（ａ）に示すハニカム構造体３００では、４個のハニカム焼成体３２０が接着剤層３０１を介して結束されてハニカムブロック３０３を構成し、さらに、このハニカムブロック３０３の外周にコート層３０２が形成されている。
【０１０８】
図７（ｂ）に示すハニカム焼成体３２０の断面の形状は中心角９０°の扇形である。ハニカム焼成体３２０には、多数のセル３２４、３２５がセル壁３２３を隔てて長手方向に並設されており、セル３２４、３２５のいずれかの端部が封止材で交互に封止されている。
【０１０９】
ハニカム焼成体３２０において、セルは、ハニカム焼成体３２０の外周壁３２１に接する外周セル３２５と、外周セル３２５より内側に位置し、かつ、基本形成パターンとして格子状に形成された基本セル３２４とからなる。外周セル３２５は、基本セル３２４のセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セル３２６を含んでいる。
【０１１０】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、断面が扇形のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム構造体を作製することができる。なお、ハニカム成形体の断面の扇形の中心角は９０°に限定されず、例えば３０°、４５°、６０°及び１２０°等、任意の角度とすることができる。
【０１１１】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜(４)を発揮することができる。
【０１１２】
（第四実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第四実施形態について説明する。本発明の第一実施形態ではハニカムブロックが複数のハニカム焼成体により構成され、各基本セルが実質的に同一のセル断面積を有しているのに対し、本実施形態ではハニカムブロックが一のハニカム焼成体からなる点、及び、基本セルの基本形成パターンとしてセル断面積に大小関係がある点で、本実施形態は本発明の第一実施形態とは異なる。本実施形態は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の基本セルとしてセル断面積に大小関係のある基本セルとした形態であるともいえる。
【０１１３】
図８は、本発明の第四実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。図８に示すハニカム構造体４００は、多数のセル４２４、４２５がセル壁４２３を隔てて長手方向に並設された柱状の１つのハニカム焼成体４２０からなり、ハニカム焼成体４２０の周囲にコート層４０２が形成されている。なお、コート層は、必要に応じて形成されていればよい。
【０１１４】
ハニカム構造体４００には、所定の基本形成パターンを有する基本セル４２４（４２４ａ、４２４ｂ）と外周壁４２１に接する外周セル４２５とが存在しており、基本セル４２４及び外周セル４２５のそれぞれの端部の一方が交互に目封じされている。
【０１１５】
基本セル４２４は、第１の基本形成パターンを有する第１基本セル４２４ａと第２の基本形成パターンを有する第２基本セル４２４ｂとからなり、第１基本セル４２４ａのセル断面積は第２基本セル４２４ｂのセル断面積より大きくなっている。第１の基本形成パターンは、セル断面形状を略八角形として第１基本セルを形成する形成パターンであり、第２の基本形成パターンは、セル断面積を略四角形として第２基本セルを形成する形成パターンである。
【０１１６】
第１の基本形成パターン及び第２の基本形成パターンは、第１基本セルのセル断面積が第２基本セルのセル断面積より大きくなっていれば、それぞれセル断面形状が略八角形及び略四角形となる形成パターンに限定されず、任意の形成パターンとすることができる。例えば、第１の基本形成パターン及び第２の基本形成パターンともにセル断面形状が略正方形であり、第１基本セルと第２基本セルとのセル断面積のみが異なる形成パターンであってもよい。
【０１１７】
ハニカム構造体４００には、外周セル４２５として、第１基本セル４２４ａのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セル４２６が複数設けられている。また、異形セル４２６は、第２基本セル４２４ｂと隣接するように設けられている。これは、本実施形態のハニカム構造体４００を排ガス浄化フィルタとして機能させる場合、第１基本セル４２４ａ及び異形セル４２６を排ガス流入側セルとし、第２基本セル４２４ｂを排ガス流出側セルとすることで、ハニカム構造体全体の開口率を向上させることができるからである。しかし、異形セルが設けられる位置によっては、第２基本セル４２４ｂのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、第１基本セル４２４ａと隣接するように異形セルを設けてもよい。
【０１１８】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、ハニカム成形体を略円柱状とし、基本セルのセル断面積に大小関係を付与して作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム構造体を製造することができる。なお、ハニカム成形体の形状は略円柱状に限定されず、略楕円柱状、略角柱状、断面が略長円の柱状等、任意の形状とすることができる。
【０１１９】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜(４)に加え、以下の作用効果を発揮することができる。
【０１２０】
（５）本実施形態のハニカム構造体では、基本セルとして、第１の基本形成パターンを有する第１基本セルと第２の基本形成パターンを有する第２基本セルとを設け、第１基本セルのセル断面積を第２基本セルのセル断面積より大きくしている。第１基本セルを排ガスの流入側セルとすることにより、排ガス流入側のハニカム構造体の開口率を排ガス流出側と比べて大きくすることができ、ＰＭが蓄積したときのハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【０１２１】
（６）本実施形態のハニカム構造体においては、異形セルは、第１基本セルのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、第２基本セルと隣接している。ハニカム構造体が第１基本セルと第２基本セルとを基本セルとして有する場合は、異形セルは、第１基本セル及び第２基本セルのいずれとも隣接する場合が生じる。しかし、本実施形態のように、主に排ガスの流出側セルとして用いられる第２基本セルに隣接するように異形セルを設け、この異形セルを排ガスの流入側セルとして用いることによりハニカム構造体の開口率をより大きくすることができ、その結果、ＰＭ蓄積時のハニカム構造体の圧力損失の上昇幅を低減させることができる。
【０１２２】
（第五実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第五実施形態について説明する。本発明の第一実施形態ではハニカム焼成体として外方ハニカム焼成体と内方ハニカム焼成体とし、基本セルの各セル断面積が実質的に同一であるのに対し、本実施形態ではハニカム焼成体に外側と内側という概念はなく全てのハニカム焼成体がハニカムブロックの外周を構成する点、及び、基本セルの基本形成パターンとしてセル断面積に大小関係がある点で、本実施形態は本発明の第一実施形態とは異なる。本実施形態は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の基本セルとしてセル断面積に大小関係のある基本セルとした形態であるともいえる。
【０１２３】
図９（ａ）は、本発明の第五実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示した斜視図である。図９（ａ）に示すハニカム構造体５００では、４個のハニカム焼成体５２０が接着剤層５０１を介して結束されてハニカムブロック５０３を構成し、さらに、このハニカムブロック５０３の外周にコート層５０２が形成されている。
【０１２４】
図９（ｂ）に示すハニカム焼成体５２０の断面の形状は中心角９０°の略扇形である。ハニカム焼成体５２０には、多数のセル５２４、５２５がセル壁５２３を隔てて長手方向に並設されており、セル５２４、５２５のいずれかの端部が封止材で封止されている。ハニカム焼成体５２０には、セルとして、所定の基本形成パターンを有する基本セル５２４（５２４ａ、５２４ｂ）と外周壁５２１に接する外周セル５２５とが存在している。
【０１２５】
基本セル５２４は、第１の基本形成パターンを有する第１基本セル５２４ａと第２の基本形成パターンを有する第２基本セル５２４ｂとからなり、第１基本セル５２４ａのセル断面積は第２基本セル５２４ｂのセル断面積より大きくなっている。第１の基本形成パターンは、セル断面形状を略八角形として第１基本セルを形成する形成パターンであり、第２の基本形成パターンは、セル断面積を略四角形として第２基本セルを形成する形成パターンである。
【０１２６】
第１の基本形成パターン及び第２の基本形成パターンは、第１基本セルのセル断面積が第２基本セルのセル断面積より大きくなっていれば、それぞれセル断面形状が略八角形及び略四角形となる形成パターンに限定されず、任意の形成パターンとすることができる。例えば、第１の基本形成パターン及び第２の基本形成パターンともにセル断面形状が略正方形であり、第１基本セルと第２基本セルとのセル断面積のみが異なる形成パターンであってもよい。
【０１２７】
ハニカム焼成体の断面の略扇形を形成する２本の線分に該当する外周壁に第１基本セル及び第２基本セルとが接して外周セルとなる場合、第２基本セルは第２基本形成パターンを維持したままセル断面形状が略四角形の外周セルとなるのに対し、第１基本セルのセル断面形状は変形して略六角形となっている。また、略扇形の２本の線分に該当する外周壁の交点部分に第２基本セルが接する場合はそのままセル断面形状が略四角形の外周セルとなるものの、第１基本セルが当該交点部分に接する場合はセル断面形状が略五角形の外周セルとなる。
【０１２８】
ハニカム構造体５００には、外周セル５２５として、第１基本セル５２４ａのセル断面積より大きいセル断面積を有する異形セル５２６が複数設けられている。また、異形セル５２６は、第２基本セル５２４ｂと隣接するように設けられている。これは、本実施形態のハニカム構造体５００を排ガス浄化フィルタとして機能させる場合、第１基本セル５２４ａ及び異形セル５２６を排ガス流入側セルとし、第２基本セル５２４ｂを排ガス流出側セルとすることで、ハニカム構造体全体の開口率を向上させることができるからである。しかし、異形セルが設けられる位置によっては、第２基本セル５２４ｂのセル断面積より大きいセル断面積を有し、かつ、第１基本セル５２４ａと隣接するように異形セルを設けてもよい。
【０１２９】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、ハニカム成形体の断面を略扇形とし、基本セルのセル断面積に大小関係を付与して作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム構造体を製造することができる。なお、ハニカム成形体の断面の扇形の中心角は９０°に限定されず、例えば３０°、４５°、６０°及び１２０°等、任意の角度とすることができる。
【０１３０】
本実施形態においても、本発明の第四実施形態において説明した作用効果（１）〜(６)を発揮することができる。
【０１３１】
（その他の実施形態）
本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の気孔率は特に限定されないが、３５〜６０％であることが望ましい。
ハニカム焼成体の気孔率が３５％未満であると、本発明のハニカム構造体がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、ハニカム焼成体の気孔率が６０％を超えると、ハニカム焼成体の強度が低下して容易に破壊されることがあるからである。
【０１３２】
上記ハニカム焼成体の平均気孔径は５〜３０μｍであることが望ましい。
ハニカム焼成体の平均気孔径が５μｍ未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすことがあり、一方、ハニカム焼成体の平均気孔径が３０μｍを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、ハニカム構造体がフィルタとして機能することができないことがあるからである。
【０１３３】
なお、上記ハニカム焼成体の気孔率及び平均気孔径は、従来公知の水銀圧入法により測定することができる。
【０１３４】
本発明のハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されないが、０．１〜０．４ｍｍが望ましい。
ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．１ｍｍ未満であると、ハニカム構造を支持するセル壁の厚さが薄くなり、ハニカム焼成体の強度を保つことができなくなるおそれがあり、一方、ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．４ｍｍを超えると、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を引き起こす場合があるからである。
【０１３５】
また、本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体が有する外壁（外周壁）の厚さは、特に限定されるものではないが、ハニカム焼成体のセル壁の厚さと同様に０．１〜０．４ｍｍであることが望ましい。
【０１３６】
また、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面におけるセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
【０１３７】
ハニカム焼成体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、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、炭化ジルコニウム、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、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等のセラミック粉末が挙げられる。これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。なお、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミック、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等のセラミック原料も構成材料として挙げられ、これらのなかでは、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたもの（ケイ素含有炭化ケイ素）が望ましい。特に、炭化ケイ素を６０ｗｔ％以上含むケイ素含有炭化ケイ素質セラミックが望ましい。
【０１３８】
また、セラミック粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、１．０〜５０μｍの平均粒径を有する粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍの平均粒径を有する粉末５〜６５重量部とを組み合わせたものが好ましい。ハニカム焼成体の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、セラミック粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
【０１３９】
湿潤混合物における有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
【０１４０】
湿潤混合物における可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。また、潤滑剤は特に限定されず、例えば、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等が挙げられる。潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【０１４１】
また、湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。さらに、湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【０１４２】
さらに、湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、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、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１４３】
セルを封止する封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が３０〜７５％となるものが望ましく、例えば、湿潤混合物と同様のものを用いることができる。
【０１４４】
接着剤ペースト及びコ−ト材ペーストにおける無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【０１４５】
接着剤ペースト及びコ−ト材ペーストにおける有機バインダとしては、例えば、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、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【０１４６】
接着剤ペースト及びコ−ト材ペーストにおける無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【０１４７】
接着剤ペースト及びコ−ト材ペーストにおける無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。
【０１４８】
さらに、接着剤ペースト及びコ−ト材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、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、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１４９】
また、本発明のハニカム構造体には、触媒が担持されていてもよい。
本発明のハニカム構造体では、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化することが可能となる触媒を担持させることにより、触媒反応により排ガス中の有害なガス成分を充分に浄化することが可能となる。また、ＰＭの燃焼を助ける触媒を担持させることにより、ＰＭをより容易に燃焼除去することが可能となる。
【符号の説明】
【０１５０】
１００、２００、３００、４００、５００  ハニカム構造体
１０１、３０１、５０１  接着剤層
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２  コート層
１０３、３０３、５０３  ハニカムブロック
１１０  内方ハニカム焼成体
１１１  内方基本セル
１１３、１２３、２２３、３２３、４２３、５２３  セル壁
１１５  内方外周セル
１２０  外方ハニカム焼成体
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１  外周壁
１２４  外方基本セル
１２５  外方外周セル
１２６  外方異形セル
２２０、３２０、４２０、５２０  ハニカム焼成体
２２４、３２４、４２４、５２４  基本セル
２２５、３２５、４２５、５２５  外周セル
２２６、３２６、４２６、５２６  異形セル
【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１０】
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【図１１】
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