(57)【要約】【課題】排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出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】複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１を有するハニカム基材４を備え、隔壁１の気孔率が、３５〜６５％であり、セル２が、貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂと出口目封止セル２ｃとを含み、貫通セル２ａの個数が、全てのセル２の個数に対して、４０〜６０％であり、入口目封止セル２ｂの個数が、入口目封止セル２ｂと出口目封止セル２ｃとの合計個数に対して、６０〜８５％であり、貫通セル２ａが、少なくとも１つの入口目封止セル２ｂ及び少なくとも１つの出口目封止セル２ｃと隣接するように配置された、特定貫通セル２ａａを含み、特定貫通セル２ａａの個数が、全ての貫通セル２ａの個数に対して、７０％以上である、ハニカム構造体１００。【選択図】図１
2015183532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが流入する側の端面である流入端面から排ガスが流出する側の端面である流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、を有するハニカム基材を備え、
前記隔壁の気孔率が、３５〜６５％であり、
前記セルが、前記流入端面側から前記流出端面側まで実質的に貫通する貫通セルと、前記ハニカム基材の前記流入端面側において前記セルの端部が目封止部によって実質的に塞がれた入口目封止セルと、前記ハニカム基材の前記流出端面側において前記セルの端部が目封止部によって実質的に塞がれた出口目封止セルと、を含み、
前記貫通セルの個数が、全ての前記セルの個数に対して、４０〜６０％であり、
前記入口目封止セルの個数が、前記入口目封止セルと前記出口目封止セルとの合計個数に対して、６０〜８５％であり、
前記貫通セルが、少なくとも１つの前記入口目封止セル及び少なくとも１つの前記出口目封止セルと前記隔壁を隔てて隣接するように配置された、特定貫通セルを含み、
前記特定貫通セルの個数が、全ての前記貫通セルの個数に対して、７０％以上である、ハニカム構造体。
【請求項２】
前記隔壁の厚さが、１２０〜４６０μｍである、請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカム基材のセル密度が、１５〜１００セル／ｃｍ２である、請求項１又は２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。更に詳しくは、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出を有効に抑制することが可能なハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、鉄道、建設機械、農業用機械、等の内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出される、「炭素を主成分とする粒子状物質」を捕集することが求められている。以下、粒子状物質のこと、「ＰＭ」又は「パティキュレートマター」ということがある。また、ＧＤＩ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）エンジン等のガソリンエンジンから排出されるＰＭを捕集することも求められている。これに対して、近時では、所定のセルの一方の端部と残余のセルの他方の端部とが目封止され、当該所定のセルと当該残余のセルとが交互に配置された目封止ハニカム構造体を、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として使用している。そして、このようなＤＰＦによって、ディーゼル機関等から排出されるＰＭを捕集する方法が盛んに用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このようなＤＰＦによれば、排ガスの入口側の端面からセル内に排ガスが流入し、セル内に流入した排ガスが隔壁を通過し、隔壁を通過した排ガス（別言すれば、浄化ガス）が排ガスの出口側の端面から排出される。そして、排ガスが隔壁を通過するときに、排ガス中に含有されるＰＭが隔壁により捕集され、排ガスが浄化される。
【０００４】
しかし、従来の、「両端面に目封止部が形成されたハニカム構造体」においては、流入した排ガスの全てが隔壁を通過し、排ガス中の粒子状物質のほとんどが、隔壁で捕集されるため、圧力損失が増大し易いものであった。また、エンジンオイルや燃料中に含まれるＳ、Ｃａ等により、灰分（Ａｓｈ）が生成し、長時間の運転により、当該灰分がＤＰＦのセル内に堆積し、圧力損失が増大するという問題があった。
【０００５】
このような問題点を解決するために、排ガスが流出する側の端面のみに目封止部を形成するハニカム構造体（ハニカムフィルタ）が提案されている（例えば、特許文献２〜４を参照）。また、排ガスが流入する側の端面のみに目封止部を形成するハニカム構造体も提案されている（例えば、特許文献５を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５４０３４号公報
【特許文献２】特表２００２−５３７９６５号公報
【特許文献３】特許第３９４２０８６号公報
【特許文献４】特開２００４−２５１１３７号公報
【特許文献５】国際公開第２０１２／０４６４８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２〜４に記載されたハニカムフィルタは、目封止部が形成されたセル内に灰分が堆積し、セル内の空間が灰分によって埋められていくため、ハニカムフィルタの使用に伴い圧力損失が上昇してしまうという問題があった。また、特許文献２〜４に記載されたハニカムフィルタは、目封止部が形成されたセルの流出端面側に、排ガス中のＰＭが順次堆積していく。そのため、例えば、流出端面側に堆積したＰＭが一度に燃焼した場合などには、ハニカムフィルタが局所的に極めて高温となり、ハニカムフィルタの流出端面側近傍にてクラック等の破損を生じることがある。
【０００８】
また、特許文献５に記載されたハニカム構造体は、図７Ａに示すように、ハニカム構造体８００の流入端面８１１側の開口部に、粒子状物質８１３が堆積しやすい傾向がある。ここで、図７Ａは、従来のハニカム構造体のセルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。図７Ａに示すハニカム構造体８００は、流入端面８１１のみに目封止部８０５が設けられたハニカム構造体８００である。このようなハニカム構造体８００においては、流入端面８１１側の目封止部８０５が途切れる箇所から、貫通セル８０２ａと入口目封止セル８０２ｂとに差圧が生じることとなる。そして、このハニカム構造体８００では、流入端面８１１側の目封止部８０５が途切れる箇所の近傍に、排ガスＧに含まれる粒子状物質８１３が多く堆積する。したがって、上述した粒子状物質８１３の堆積が一定の量を超えた場合に、図７Ｂに示すように、流入端面８１１側に局所的に堆積した粒子状物質８１３が隔壁８０１から剥がれ落ちてしまうことがある。また、流入端面８１１から流入する排ガスＧの流量が多くなった場合にも、流入端面８１１側に局所的に堆積した粒子状物質８１３が隔壁８０１から剥がれ落ちてしまうことがある。更に、粒子状物質８１３により貫通セル８０２ａの流路が閉塞し易いため、閉塞箇所にて排ガスＧの流速が上がり、上述した粒子状物質８１３の剥がれ落ちがより起こり易くなることもある。そして、隔壁８０１から剥がれ落ちた粒子状物質８１３は、貫通セル８０２ａ内を通過し、ハニカム構造体８００の流出端面８１２から流出してしまう。このように、隔壁８０１から剥がれ落ちた粒子状物質８１３が、ハニカム構造体８００の流出端面８１２から流出してしまうことを、以下、「ブローオフ」ということがある。このようなブローオフの問題は、貫通セル８０２ａを有し、この貫通セル８０２ａを区画する隔壁８０１にて粒子状物質８１３を捕集するハニカム構造体８００に特有の問題である。そして、現在、このようなブローオフの抑制されたハニカム構造体の開発が要望されている。図７Ｂは、図７Ａに示すハニカム構造体が、ブローオフを生じている状態を示す模式図である。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、符号８０３は外周壁を示し、符号８０４はハニカム基材を示す。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
［１］  排ガスが流入する側の端面である流入端面から排ガスが流出する側の端面である流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、を有するハニカム基材を備え、前記隔壁の気孔率が、３５〜６５％であり、前記セルが、前記流入端面側から前記流出端面側まで実質的に貫通する貫通セルと、前記ハニカム基材の前記流入端面側において前記セルの端部が目封止部によって実質的に塞がれた入口目封止セルと、前記ハニカム基材の前記流出端面側において前記セルの端部が目封止部によって実質的に塞がれた出口目封止セルと、を含み、前記貫通セルの個数が、全ての前記セルの個数に対して、４０〜６０％であり、前記入口目封止セルの個数が、前記入口目封止セルと前記出口目封止セルとの合計個数に対して、６０〜８５％であり、前記貫通セルが、少なくとも１つの前記入口目封止セル及び少なくとも１つの前記出口目封止セルと前記隔壁を隔てて隣接するように配置された、特定貫通セルを含み、前記特定貫通セルの個数が、全ての前記貫通セルの個数に対して、７０％以上である、ハニカム構造体。
【００１２】
［２］  前記隔壁の厚さが、１２０〜４６０μｍである、前記［１］に記載のハニカム構造体。
【００１３】
［３］  前記ハニカム基材のセル密度が、１５〜１００セル／ｃｍ２である、前記［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のハニカム構造体によれば、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出を有効に抑制することができる。本発明のハニカム構造体は、排ガスが流入する側の端面である流入端面から排ガスが流出する側の端面である流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、を有するハニカム基材を備えたものである。このハニカム構造体は、ハニカム基材の隔壁の気孔率が、３５〜６５％である。このハニカム構造体においては、複数のセルが、貫通セルと、入口目封止セルと、出口目封止セルと、を含む。ここで、貫通セルは、流入端面側から流出端面側まで実質的に貫通するセルである。入口目封止セルは、ハニカム基材の流入端面側においてセルの端部が目封止部によって実質的に塞がれたセルである。出口目封止セルは、ハニカム基材の流出端面側においてセルの端部が目封止部によって実質的に塞がれたセルである。このハニカム構造体は、貫通セルの個数が、全てのセルの個数に対して、４０〜６０％である。このハニカム構造体は、入口目封止セルの個数が、入口目封止セルと出口目封止セルとの合計個数に対して、６０〜８５％である。そして、このハニカム構造体は、貫通セルが、少なくとも１つの入口目封止セル及び少なくとも１つの出口目封止セルと隔壁を隔てて隣接するように配置された、特定貫通セルを含み、この特定貫通セルの個数が、全ての貫通セルの個数に対して、７０％以上である。
【００１５】
本発明のハニカム構造体においては、目封止部が配設されていない貫通セルに排ガスが流入すると、当該貫通セル内の圧力が上昇し、貫通セルに隣接する入口目封止セル内の圧力が貫通セル内の圧力に対して相対的に低くなる。このため、排ガスの一部が貫通セルから隔壁を透過して入口目封止セルに流入し、入口目封止セルの、目封止部が配設されていない側（ハニカム基材における流出端面側）の端部から、隔壁を透過した排ガスが排出される。そして、このように、排ガスの一部が隔壁を透過することにより、貫通セル内の隔壁に、排ガスに含有される粒子状物質が堆積するため、粒子状物質を良好に捕集することができる。
【００１６】
そして、本発明のハニカム構造体においては、特定貫通セルが、少なくとも１つの入口目封止セル及び少なくとも１つの出口目封止セルと隔壁を隔てて隣接するように配置されていることが重要である。このような特定貫通セルを有することにより、ブローオフの抑制されたハニカム構造体とすることができる。すなわち、この特定貫通セルにおいては、当該特定貫通セルと入口目封止セルとを区画する隔壁には、流入端面側の目封止部近傍から粒子状物質の堆積が生じる。ただし、特定貫通セルと出口目封止セルとを区画する隔壁には、粒子状物質の堆積があまり起こらない。この理由は、特定貫通セルから入口目封止セルへと移動する排ガスの量に比して、特定貫通セルから出口目封止セルへと移動する排ガスの量が少ないことを挙げることができる。実際には、特定貫通セル内の圧力と、出口目封止セル内の圧力では、出口目封止セル内の圧力が高くなることがあるため、特定貫通セルと出口目封止セルとを隔てる隔壁の、特定貫通セル側の表面には、粒子状物質の堆積がほとんど起こらないこともある。したがって、特定貫通セル内の隔壁の少なくとも一つの表面（すなわち、特定貫通セルと出口目封止セルとを区画する隔壁の表面）には、粒子状物質の堆積が生じ難く、流路の閉塞が起こり難い。このため、本発明のハニカム構造体によれば、ブローオフを有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。
【図２】本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流出端面側からみた斜視図である。
【図３】本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。
【図４】本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流出端面側からみた平面図である。
【図５】本発明のハニカム構造体の第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。
【図６Ａ】本発明のハニカム構造体の第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。
【図６Ｂ】図６Ａの符号Ｘに示す破線で囲われた範囲を拡大して示す、拡大図である。
【図７Ａ】従来のハニカム構造体のセルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すハニカム構造体が、ブローオフを生じている状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００１９】
（１）ハニカム構造体：
図１〜図５に示すように、本発明のハニカム構造体の第一実施形態は、流体（すなわち、排ガスＧ）の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１を有するハニカム基材４を備えたハニカム構造体１００である。この隔壁１によって、排ガスＧが流入する側の端面である流入端面１１から排ガスＧが流出する側の端面である流出端面１２まで延びる複数のセル２が区画形成されている。本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム基材４の隔壁１の気孔率が、３５〜６５％である。また、本実施形態のハニカム構造体１００においては、複数のセル２が、貫通セル２ａと、入口目封止セル２ｂと、出口目封止セル２ｃと、を含んでいる。ここで、貫通セル２ａとは、流入端面１１側から流出端面１２側まで実質的に貫通するセル２のことである。入口目封止セル２ｂとは、ハニカム基材４の流入端面１１側においてセル２の端部が目封止部５によって実質的に塞がれたセル２のことである。出口目封止セル２ｃとは、ハニカム基材４の流出端面１２側においてセル２の端部が目封止部５によって実質的に塞がれたセル２のことである。本実施形態のハニカム構造体１００は、貫通セル２ａの個数が、全てのセル２の個数に対して、４０〜６０％である。また、入口目封止セル２ｂの個数が、入口目封止セル２ｂと出口目封止セル２ｃとの合計個数に対して、６０〜８５％である。また、本実施形態のハニカム構造体１００は、貫通セル２ａが、特定貫通セル２ａａを含む。特定貫通セル２ａａとは、少なくとも１つの入口目封止セル２ｂ及び少なくとも１つの出口目封止セル２ｃと隔壁１を隔てて隣接するように配置されたセル２のことである。そして、この特定貫通セル２ａａの個数が、全ての貫通セル２ａの個数に対して、７０％以上である。以下、例えば、貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとが「隔壁１を隔てて隣接して配置される」ことを、貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとが「隣接して配置される」、或いは、単に「隣接する」ということがある。
【００２０】
ここで、「セルの端部が目封止部によって「実質的」に塞がれる」とは、セルの端部が目封止部によって塞がれ、それにより排ガスが当該セルを通過し難い状態であることを意味する。目封じ形成時にできるわずかな隙間や、目封止部５が多孔体であることにより、目封止部を通過する微量のガス流れがあってもよい。また、「セルが「実質的」に貫通する」とは、排ガスが当該セルを通過することができる状態を意味する。これは、目封止部等がセル内に配設されていても、当該目封止部等に孔が開いている等の状態により、排ガスが当該セルを通過できるような場合も含むものである。また、図１に示すような円柱形のハニカム構造体１００において、「セルの延びる方向」とは、円柱形のハニカム構造体１００の中心軸方向のことを意味する。
【００２１】
図１は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流出端面側からみた斜視図である。図３は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流入端面側からみた平面図である。図４は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態を模式的に示す、流出端面側からみた平面図である。図５は、本発明のハニカム構造体の第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。
【００２２】
本実施形態のハニカム構造体１００によれば、排ガス中に含まれる粒子状物質を良好に捕集することができ、且つ、一旦捕集した粒子状物質の外部への流出を有効に抑制することができる。すなわち、図６Ａに示すように、本実施形態のハニカム構造体１００によれば、ハニカム基材４の流入端面１１から排ガスＧを流入させたときに、排ガスＧ中に含まれる粒子状物質を、貫通セル２ａを区画形成する隔壁１によって捕集することができる。すなわち、貫通セル２ａに排ガスＧが流入すると、当該貫通セル２ａ内の圧力が上昇し、貫通セル２ａに隣接する入口目封止セル２ｂ内の圧力が貫通セル２ａ内の圧力に対して相対的に低くなる。このため、排ガスＧの一部が、貫通セル２ａから多孔質の隔壁１を透過して入口目封止セル２ｂに流入し、この入口目封止セル２ｂに流入した排ガスＧが、入口目封止セル２ｂの、目封止部５が配設されていない側の端部から排出される。貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとが隣接することにより、貫通セル２ａと入口目封止セル２ｂとの間に位置する多孔質の隔壁１を透過して、排ガスＧが「貫通セル２ａから入口目封止セル２ｂへと」移動することができる。そして、このように、排ガスＧの一部が隔壁１を透過することにより、貫通セル２ａ内の隔壁１に、排ガスＧに含有される粒子状物質が堆積するため、粒子状物質を捕集することができる。図６Ａは、本発明のハニカム構造体の第一実施形態の、排ガスの流れる方向に平行な断面を示す模式図である。
【００２３】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、特定貫通セル２ａａが、少なくとも１つの入口目封止セル２ｂ及び少なくとも１つの出口目封止セル２ｃと隔壁１を隔てて隣接するように配置されていることが重要である。このような特定貫通セル２ａａを有することにより、ブローオフの抑制されたハニカム構造体１００とすることができる。すなわち、特定貫通セル２ａａにおいては、当該特定貫通セル２ａａと入口目封止セル２ｂとを隔てている隔壁１には、流入端面１１側の目封止部５近傍から粒子状物質１３の堆積が生じる。ただし、特定貫通セル２ａａと出口目封止セル２ｃとを隔てている隔壁１には、粒子状物質１３の堆積があまり起こらない。この理由は、特定貫通セル２ａａから入口目封止セル２ｂへと移動する排ガスＧの量に比して、特定貫通セル２ａａから出口目封止セル２ｃへと移動する排ガスＧの量が少ないことを挙げることができる。実際には、特定貫通セル２ａａ内の圧力と、出口目封止セル２ｃ内の圧力とでは、出口目封止セル２ｃ内の圧力が高くなることがある。このため、特定貫通セル２ａａと出口目封止セル２ｃとを隔てる隔壁１の、特定貫通セル２ａａ側の表面には、粒子状物質の堆積がほとんど起こらないこともある。このため、特定貫通セル２ａａ内の隔壁１の少なくとも一つの表面には、粒子状物質１３の堆積が生じ難く、特定貫通セル２ａａの流入端面１１側が、粒子状物質１３の堆積によって狭くなり難くなる。そして、特定貫通セル２ａａ内の流路を広く確保することができれば、排ガスＧの流量が増大しても、堆積した粒子状物質１３にかかる圧力を抑制することができ、粒子状物質１３の隔壁１からの剥がれ落ちを防止することができる。したがって、本実施形態のハニカム構造体１００によれば、一旦捕集した粒子状物質１３の外部への流出（別言すれば、ブローオフ）を有効に抑制することができる。このようなブローオフを有効に抑制するという効果は、貫通セル２ａを有し、この貫通セル２ａを区画する隔壁１にて粒子状物質１３を捕集するハニカム構造体１００に特有の顕著な効果である。
【００２４】
本実施形態のハニカム構造体においては、隔壁の気孔率が、３５〜６５％である。隔壁の気孔率が３５％未満であると、ハニカム構造体の圧力損失が増大する。また、隔壁の気孔率が６５％を超えると、粒子状物質を捕集する捕集効率が低下し、また、ハニカム構造体の強度も低下する。また、隔壁の気孔率が６５％を超えると、ブローオフの抑制効果が十分に発現しないことがある。隔壁の気孔率は、３７〜６３％であることが好ましく、４０〜６０％であることが更に好ましく、４５〜５５％であることが特に好ましい。隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００２５】
本実施形態のハニカム構造体においては、貫通セルの個数が、全てのセルの個数に対して、４０〜６０％である。以下、「全てのセルの個数に対する貫通セルの個数の割合」を、単に、「貫通セルの個数割合」又は「貫通セルの割合」ということがある。貫通セルの割合が、４０％未満であると、ハニカム構造体の圧力損失が大きく増加してしまう。貫通セルの割合が、６０％を超えると、ハニカム構造体の粒子状物質を捕集する捕集効率が低下してしまう。貫通セルの割合は、４２〜５８％であることが好ましく、４５〜５５％であることが更に好ましい。
【００２６】
また、上述した、一旦捕集した粒子状物質の隔壁からの剥がれ落ちを有効に防止するためには、特定貫通セルの個数が、全ての貫通セルの個数に対して、７０％以上であることが重要である。以下、「全ての貫通セルの個数に対する特定貫通セルの個数の割合」を、単に、「特定貫通セルの個数割合」又は「特定貫通セルの割合」ということがある。特定貫通セルの割合が、７０％未満であると、一旦捕集した粒子状物質の流出を抑制する効果が十分に発現しないことがある。特定貫通セルの割合は、７０〜１００％であることが好ましく、９０〜１００％であることが更に好ましい。特定貫通セルの割合を上記のような数値範囲とすることで、粒子状物質の外部への流出を特に有効に抑制することができる。
【００２７】
また、入口目封止セルの個数が、入口目封止セルと出口目封止セルとの合計個数に対して、６０〜８５％であることも重要である。以下、「入口目封止セルと出口目封止セルとの合計個数に対する入口目封止セルの個数の割合」を、単に、「入口目封止セルの個数割合」又は「入口目封止セルの割合」ということがある。入口目封止セルの割合が、６０％未満であると、「貫通セルの割合」及び「特定貫通セルの割合」が本発明において必要とされる数値範囲を満たす場合に、出口目封止セルの個数が相対的に多くなる。ここで、図６Ｂに示すように、出口目封止セル２ｃの流入端面１１から流入した排ガスＧに含まれる粒子状物質１３は、出口目封止セル２ｃを区画する隔壁１の内面に捕集される。そして、出口目封止セル２ｃを区画する隔壁１の内面に捕集された粒子状物質１３の多くは、ハニカム基材４の流出端面１２側に集まるようにして堆積する。出口目封止セル２ｃの個数が相対的に多くなると、出口目封止セル２ｃの流出端面１２側に堆積する粒子状物質１３も相対的に多くなる。粒子状物質１３の成分は、煤などの可燃性物質であり、捕集した粒子状物質１３が燃焼した場合には、ハニカム構造体１００が局所的に高温になることがある。例えば、本実施形態のハニカム構造体１００においては、捕集した粒子状物質１３を燃焼させてフィルタ機能を再生することがある。このような再生において、出口目封止セル２ｃの流出端面１２側に堆積する粒子状物質１３の量が多いと、出口目封止セル２ｃの流出端面１２側に大きな熱応力が発生し、ハニカム構造体１００が破損してしまうことがある。入口目封止セル２ｂの割合が、６０％以上であれば、出口目封止セル２ｃの割合が相対的に低くなり、上述したような、ハニカム構造体１００の再生時において、ハニカム構造体１００が破損し難くなる。また、入口目封止セルの割合が、８５％を超えると、ブローオフの抑制効果が十分に発現しないことがある。入口目封止セルの割合は、６５〜８０％であることが好ましく、７０〜７５％であることが更に好ましい。入口目封止セルの割合を上記のような数値範囲とすることで、ブローオフの抑制効果と、ハニカム構造体の耐久性向上効果との両立を有効に図ることができる。
【００２８】
貫通セルは、少なくとも１つの入口目封止セル及び少なくとも１つの出口目封止セルと隣接するように配置された「特定貫通セル」と、入口目封止セル及び出口目封止セルの少なくとも一方と隣接しないように配置された「非特定貫通セル」と、から構成されることとなる。以下、単に、「貫通セル」という場合は、「特定貫通セル」及び「非特定貫通セル」の両方を含むものとする。
【００２９】
非特定貫通セルは、以下の態様のセルを挙げることができる。「第１の態様の非特定貫通セル」は、当該非特定貫通セルに隣接するセルが、全て入口目封止セルとなるセルである。「第２の態様の非特定貫通セル」は、当該非特定貫通セルに隣接するセルが、全て出口目封止セルとなるセルである。「第３の態様の非特定貫通セル」は、当該非特定貫通セルに隣接するセルが、全て貫通セルとなるセルである。「第４の態様の非特定貫通セル」は、当該非特定貫通セルに隣接するセルが、貫通セル及び入口目封止セルのみとなるセルである。「第５の態様の非特定貫通セル」は、当該非特定貫通セルに隣接するセルが、貫通セル及び出口目封止セルのみとなるセルである。
【００３０】
ハニカム基材のセルの形状は、特に限定されないが、セルの延びる方向に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、又は楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。
【００３１】
隔壁の厚さは、１２０〜４６０μｍであることが好ましく、１５０〜３９０μｍであることが更に好ましい。１２０μｍより薄いと、ハニカム基材の強度が低下することがある。４６０μｍより厚いと、捕集性能が低下し、圧力損失が増大することがある。また、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のＰＭ量が比較的多いため、通常、セル数を少なくする（セル密度を小さくする）傾向がある。そのため、隔壁１の厚さを２００〜３９０μｍとすることが、強度と捕集性能のバランスをよくするために好ましい。また、ガソリンエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、ガソリンエンジンから排出される排ガス中のＰＭ量が比較的少ないため、通常、セル数を多くする（セル密度を大きくする）傾向がある。そのため、隔壁の厚さを１５０〜３６０μｍとすることが、強度と捕集性能のバランスをよくするために好ましい。隔壁の厚さは、ハニカム基材の軸方向の断面を顕微鏡観察する方法で測定した値である。
【００３２】
ハニカム基材は、隔壁の気孔率が３５〜６５％であり、且つ、隔壁の厚さが０．１０〜０．４０ｍｍである場合に、より効果的に、圧力損失の増大を抑制しながら、排ガス中の粒子状物質を捕集することができる。また、上記のような気孔率及び隔壁の厚さを採用することにより、ハニカム基材の強度を低下させることもない。
【００３３】
ハニカム基材のセル密度（ハニカム基材のセルの延びる方向に直交する断面における、単位面積当たりのセルの個数）は、１５〜１００セル／ｃｍ２であることが好ましい。１５セル／ｃｍ２より小さいと、捕集性能が低下することがある。１００セル／ｃｍ２より大きいと、ハニカム基材の流入端面付近にＰＭが堆積し、セルがＰＭによって閉塞していくため、圧力損失が大きくなることがある。また、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、３０〜７０セル／ｃｍ２であることが更に好ましい。３０セル／ｃｍ２より小さいと、捕集性能が低くなることがある。７０セル／ｃｍ２より大きいと、圧力損失が大きくなることがある。また、ガソリンエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、１５〜１００セル／ｃｍ２であることが更に好ましい。ガソリンエンジンから排出される排ガスは、ＰＭ量が少ないため、セルが閉塞するリスクが低いため、セル密度を高くすることが可能であり、セル密度を高くすることにより捕集性能を高くすることができる。また、セルが閉塞し難いため、連続再生も行い易い。１５セル／ｃｍ２より小さいと、捕集性能が低くなることがあり、１００セル／ｃｍ２より大きいと、ＰＭ捕集時の圧力損失が大きくなることがある。
【００３４】
隔壁の平均細孔径は、８０μｍ以下であることが好ましく、０．１〜８０μｍであることが更に好ましく、１〜８０μｍであることがより更に好ましく、５〜２５μｍであることが特に好ましい。８０μｍより大きいと、ハニカム基材が脆くなり欠落し易くなり、また、隔壁内に粒子状物質が入り込み、深層ろ過となることがある。そして、このような平均細孔径の大きな隔壁は、ＰＭ捕集に伴って、粒子状物質捕集性能が低下しやすいため好ましくない。また、隔壁の平均細孔径が、０．１μｍより小さいと、粒子状物質の堆積が少ない場合でも圧力損失が増大するため好ましくない。更に、隔壁の平均細孔径が、５μｍよりも小さいと、酸化触媒を担持した場合の壁透過抵抗（排ガスが隔壁を透過する際の抵抗）が大きくなることがある。また、隔壁の平均細孔径が、２５μｍよりも大きいと、隔壁内部に灰分（Ａｓｈ）が堆積し、長期間の使用の後、捕集性能が悪化する可能性が高くなることがある。隔壁の平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００３５】
ハニカム基材４の外周壁３の厚さは、特に限定されないが、０．５〜６ｍｍが好ましい。０．５ｍｍより薄いと、外周近傍のセルが欠けやすく、強度が低下することがある。６ｍｍより厚いと、圧力損失が増大することがある。
【００３６】
ハニカム基材の形状（別言すれば、ハニカム構造体の形状）は、特に限定されないが、円柱形状、底面が楕円形の柱状、底面が四角形、五角形、六角形等の多角形の柱形状等が好ましい。ハニカム構造体は、セルの延びる方向を中心軸方向とする柱形状であることが好ましい。また、ハニカム基材（別言すれば、ハニカム構造体）の大きさは、特に限定されないが、セルの延びる方向における長さが７６．２〜２０３．２ｍｍであることが好ましい。ハニカム基材の長さがこのような範囲であるため、ハニカム構造体によって、圧力損失を増大させずに、優れた捕集性能で排ガスを処理することができる。７６．２ｍｍより短いと、捕集性能が悪化することがある。また、２０３．２ｍｍより長いと、捕集性能向上はあまり期待できず、むしろ、圧力損失が増大することがある。捕集性能と圧力損失のバランスを考えると、ハニカム基材の長さは、７６．２〜２０３．２ｍｍが更に好ましい。特に複数個のハニカム構造体を、収納容器内に直列に配置する場合において、効果的である。また、例えば、ハニカム基材（別言すれば、ハニカム構造体）の外形が円柱形の場合、その底面（端面）の直径は、１０１．６〜２６６．７ｍｍであることが好ましい。ハニカム基材の底面の直径は、上記範囲内において、エンジン排気量や出力に合わせて、適宜選定される。
【００３７】
ハニカム基材の隔壁及び外周壁は、セラミックを主成分とするものであることが好ましい。隔壁及び外周壁の材質としては、具体的には、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、熱伝導率に優れた炭化珪素、及び、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライトが好ましい。通常のＤＰＦでは、ＰＭ堆積量を増やし、再生間隔を長くすることが必要であるため、炭化珪素のように熱容量の大きい材質が好ましいが、本発明においては、連続再生しやすい熱容量の比較的小さいコージェライトが特に好ましい。隔壁と外周壁の材質は、同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。また、「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の９０質量％以上含有することを意味する。
【００３８】
入口目封止セル及び出口目封止セルの目封止部の深さは、１〜１０ｍｍであることが好ましく、１〜５ｍｍであることが更に好ましい。１ｍｍより浅いと、目封止部の強度が低下することがある。１０ｍｍより深いと、隔壁の、粒子状物質を捕集する面積が小さくなることがある。ここで、目封止部の深さとは、目封止部の、セルの延びる方向における長さを意味する。
【００３９】
目封止部の材質は、ハニカム基材の隔壁の材質と同じであることが好ましい。
【００４０】
ハニカム構造体のセルの延びる方向における長さから、目封止部の深さを差し引いた値が２５ｍｍ以上であることが好ましく、２５〜５００ｍｍであることが更に好ましく、５０〜２００ｍｍであることが特に好ましい。２５ｍｍより短いと、フィルタ面積が小さくなることがある。また、５００ｍｍより長いと圧損が高く、セル密度を大きくする必要があるが、セル密度を大きくすると捕集効率が悪化することがある。更に、２５〜５０ｍｍまでは、長くすることによる捕集性能向上効果が大きく、２００ｍｍ以上では、その効果が得られ難くなるため、ハニカム構造体を排ガス浄化装置に用いた際に、当該排ガス浄化装置のコンパクト化の点で不利となることがある。
【００４１】
本実施形態のハニカム構造体は、隔壁の少なくとも一部に酸化触媒が担持されたものであってもよい。更に詳細には、ハニカム構造体を構成するハニカム基材の隔壁に触媒が担持されていることが好ましい。触媒の、単位体積当りの担持量は、０．１〜１５０ｇ／リットルであることが好ましく、１０〜８０ｇ／リットルであることが更に好ましい。「ｇ／リットル」は、ハニカム構造体１リットル当たりの触媒のグラム数（ｇ）を示す。０．１ｇ／リットルより少ないと、触媒効果が発揮され難くなることがある。１５０ｇ／リットルより多いと、隔壁の細孔が閉塞することにより、圧力損失が大きくなり、捕集効率が著しく低下することがある。また、ウォッシュコート層を形成する酸化触媒の場合、触媒の単位体積当たりの担持量は、１０〜１５０ｇ／リットルであることが好ましい。触媒担持量が１０ｇ／リットルより少ないと、ウォッシュコート層を形成し難くなることがある。
【００４２】
酸化触媒としては貴金属を含有するものを挙げることができ、具体的には、Ｐｔ、Ｒｈ及びＰｄからなる群より選択される少なくとも一種を含有するものが好ましい。貴金属の合計量は、ハニカム構造体の単位体積当り、０．１〜５ｇ／リットルであることが好ましい。
【００４３】
（２）ハニカム構造体の製造方法：
本発明のハニカム構造体を製造する方法について、以下に説明する。
【００４４】
まず、多孔質の隔壁を有するハニカム基材を作製する。具体的には、まず、成形原料を混練して坏土とする。次に、得られた坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得る。
【００４５】
成形原料は、セラミック原料に分散媒及び添加剤を加えたものであることが好ましい。添加剤としては、有機バインダ、造孔材、界面活性剤等を挙げることができる。分散媒としては、水等を挙げることができる。
【００４６】
セラミック原料としては、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト化原料、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライト化原料が好ましい。
【００４７】
有機バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。有機バインダの含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、５〜２５質量部であることが好ましい。
【００４８】
造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、１０〜２０質量部であることが好ましい。
【００４９】
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組合せて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、３〜２０質量部であることが好ましい。
【００５０】
分散媒の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、１０〜３０質量部であることが好ましい。
【００５１】
使用するセラミック原料（骨材粒子）の粒子径及び配合量、並びに添加する造孔材の粒子径及び配合量を調整することにより、所望の気孔率、平均細孔径の多孔質基材（ハニカム基材）を得ることができる。
【００５２】
成形原料を混練して坏土を形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。押出成形は、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて行うことができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。
【００５３】
次に、得られたハニカム成形体の一方の端面（流入端面）における一部のセル（具体的には、入口目封止セルとなるセル）の開口部を目封止する。セルの開口部を目封止する方法としては、セルの開口部に目封止材を充填する方法を挙げることができる。目封止材を充填する方法としては、まず、ハニカム成形体の流入端面に、貫通セルとなるセル及び出口目封止セルとなるセルの開口部を塞ぐようにマスクを施す。ここで、マスクの施し方には、特に制限はなく、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。また、ここでは、まず、入口目封止セルとなるセルの開口部を目封止し、その後、出口目封止セルとなるセルの開口部を目封止するという順番で、セルの開口部を目封止する例について説明するが、セルの開口部を目封止する順番については特に制限はない。
【００５４】
また、別途、セラミック原料、水又はアルコール、及び有機バインダを含むスラリー状の目封止材を、貯留容器に貯留しておく。セラミック原料としては、ハニカム成形体の原料として用いられるセラミック原料と同じであることが好ましい。セラミック原料は、目封止材全体の６８〜９０質量％であることが好ましい。また、水又はアルコールは、目封止材全体の８〜３０質量％であることが好ましく、有機バインダは、目封止材全体の０．１〜２．０質量％であることが好ましい。有機バインダとしては、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、メチルセルロース等が挙げられる。
【００５５】
そして、上記マスクを施した方の端部を、貯留容器中に浸漬して、マスクが施されていないセルの開口部に目封止材を充填して目封止部を形成する。目封止材の粘度は、６００〜１２００Ｐａ・ｓであることが好ましい。尚、目封止材の粘度は、温度３０℃において回転式粘度計で３０ｒｐｍの回転数で測定した値である。
【００５６】
次に、ハニカム成形体の他方の端面（流出端面）における他の一部のセルの開口部を目封止する。具体的には、ハニカム成形体の流出端面に、貫通セルとなるセル及び入口目封止セルとなるセルの開口部を塞ぐようにマスクを施す。そして、これまでに説明した方法と同様の方法にて、出口目封止セルとなるセルの開口部に目封止材を充填する。
【００５７】
次に、目封止材をセルの開口部に充填したハニカム成形体を焼成する。焼成温度は、ハニカム成形体の材質よって適宜決定することができる。例えば、ハニカム成形体の材質がコージェライトの場合、焼成温度は、１３８０〜１４５０℃が好ましく、１４００〜１４４０℃が更に好ましい。また、焼成時間は、３〜１０時間程度とすることが好ましい。
【００５８】
ハニカム成形体を焼成する前に乾燥させてもよい。乾燥方法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等を挙げることができ、これらの中でも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又は組合せて行うことが好ましい。また、乾燥条件としては、乾燥温度３０〜１５０℃、乾燥時間１分〜２時間とすることが好ましい。
【００５９】
また、ハニカム成形体に目封止部を形成する前に、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を得、得られたハニカム焼成体の入口目封止セルとなるセル及び出口目封止セルとなるセルの開口部に目封止部を形成した後、更に焼成してもよい。以上のようにして、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。
【実施例】
【００６０】
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。
【００６１】
（実施例１）
（ハニカム構造体）
まず、コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を１３質量部、分散媒を３５質量部、有機バインダを６質量部、分散剤を０．５質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては平均粒子径１〜１０μｍのコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。造孔材の粒子径と量をコントロールすることにより、隔壁の細孔径及び気孔率をコントロールした。
【００６２】
次に、所定の金型を用いて坏土を押出成形し、セル形状が四角形で、全体形状が円柱形のハニカム成形体を得た。
【００６３】
次に、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。
【００６４】
次に、ハニカム成形体の流入端面に、貫通セルとなるセル及び出口目封止セルとなるセルの開口部を塞ぐようにマスクを施し、マスクを施した流入端面側の端部を、コージェライト化原料を含有する目封止スラリーに浸漬した。これにより、入口目封止セルとなるセルの流入端面側の端部に、目封止スラリーを充填した。次に、ハニカム成形体の流出端面に、貫通セルとなるセル及び入口目封止セルとなるセルの開口部を塞ぐようにマスクを施し、マスクを施した流出端面側の端部を、コージェライト化原料を含有する目封止スラリーに浸漬した。これにより、出口目封止セルとなるセルの流出端面側の端部に、目封止スラリーを充填した。
【００６５】
実施例１においては、貫通セルの割合が５０％となり、特定貫通セルの割合が７５％となり、入口目封止セルの割合が８５％となるように、セルの開口部に目封止スラリーを充填した。
【００６６】
次に、目封止部を形成したハニカム成形体を熱風乾燥機で乾燥し、更に、１４１０〜１４４０℃で、５時間、焼成した。このようにして、複数のセルが多孔質の隔壁１によって区画形成されたハニカム基材を備えたハニカム構造体を得た。このハニカム構造体は、複数のセルが、貫通セル、入口目封止セル、及び出口目封止セルの３種類のセルによって構成されている。
【００６７】
得られたハニカム構造体のハニカム基材は、中心軸に直交する断面の直径が１４３．８ｍｍであり、中心軸方向の長さが１５２．４ｍｍの円筒形であった。隔壁の厚さは、３０５μｍであり、セル密度は、４６．５セル／ｃｍ２であった。セルの形状は、四角形であった。ハニカム基材の材質は、コージェライトであった。隔壁の気孔率は、５０％であり、隔壁の平均細孔径は、２０μｍであった。隔壁の気孔率及び平均細孔径は、水銀ポロシメータ（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製、商品名：Ａｕｔｏｐｏｒｅ  ９５００）により測定した値である。表１に、ハニカム基材の材質、隔壁の厚さ（ｍｍ）、セル密度（セル／ｃｍ２）、ハニカム基材の直径（ｍｍ）及び長さ（ｍｍ）、気孔率（％）、平均細孔径（μｍ）を示す。
【００６８】
実施例１のハニカム構造体は、貫通セルの割合が５０％であり、特定貫通セルの割合が７５％であり、入口目封止セルの割合が８５％であった。表２に、貫通セルの割合（％）、特定貫通セルの割合（％）、及び入口目封止セルの割合（％）を示す。また、表２の「特定貫通セルの有無」の欄に、入口目封止セルと出口目封止セルの両方と隔壁を共有する貫通孔（すなわち、特定貫通セル）の有無を示す。特定貫通セルを有する場合は、「特定貫通セルの有無」の欄に「有」と記す。特定貫通セルを有さない場合は、「特定貫通セルの有無」の欄に「無」と記す。
【００６９】
【表１】
2015183532.tif 000003
【００７０】
【表２】
2015183532.tif 000004
【００７１】
得られたハニカム構造体について、以下の方法で、「捕集効率（％）」、及び「再生時におけるクラック発生時のハニカム構造体の単位容積あたりの煤堆積量（ｇ／Ｌ）」、及び「圧力損失（ｋＰａ）」を測定した。また、得られたハニカム構造体について、以下の方法で、「ブローオフ試験」及び「耐久性評価」を行った。結果を、表３に示す。
【００７２】
（捕集効率）
軽油を燃料とするバーナーを用いて煤を発生させる。ガス全体の流量が１．５Ｎｍ３／分となるように、燃焼ガスに所定量の空気を混合し、得られた混合ガスをハニカム構造体に導入する。混合ガスの温度は、２００℃とする。試験時間は１２０分とする。サンプリングは試験後に実施した。混合ガス中の粒子状物質の濃度が、４ｇ／時間となるようにする。ハニカム構造体の上流側及び下流側に設けたサンプリング用の配管から、真空ポンプにより排ガスを約２分間サンプリングする。そして、排ガスをサンプリングする際に、排ガスを、ろ紙をセットしたホルダーに通すことにより、ＰＭをろ紙に捕集する。尚、予め、ろ紙の質量を測定しておく。ハニカム構造体の上流側からサンプリングした排ガス中のＰＭの質量（ろ紙に捕集されたＰＭの質量）と、ハニカム構造体の下流側からサンプリングした排ガス中のＰＭの質量（ろ紙に捕集されたＰＭの質量）とから、捕集効率（％）を算出する。具体的には、下記式（１）により、捕集効率（％）を求める。捕集効率が４０％以上である場合には、ハニカム構造体を、排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタとして良好に用いることができる。
捕集効率（％）＝｛（ＰＭ質量Ａ−ＰＭ質量Ｂ）／ＰＭ質量Ａ｝×１００  ・・・  （１）
（ただし、上記式（１）において、「ＰＭ質量Ａ」は、ハニカム構造体の上流側からろ紙に捕集されたＰＭの質量（ｇ）を示す。「ＰＭ質量Ｂ」は、ハニカム構造体の下流側からろ紙に捕集されたＰＭの質量（ｇ）を示す。）
【００７３】
（再生時におけるクラック発生煤堆積量）    
ディーゼルエンジン（３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒）から排出される排気ガスをハニカム構造体に流入させて、ハニカム構造体の隔壁にて、所定量の煤を捕集する。その後、エンジン回転数を１７００ｒｐｍ、エンジントルクを８６Ｎｍの状態でポストインジェクションから燃料噴射量を増やし、排ガス温度を上昇させ、捕集した煤を燃焼させる。このようにして、煤を燃焼させることにより、煤を捕集したハニカム構造体を再生させる。ハニカム構造体に流入させる排ガスの温度は、６００℃とする。ハニカム構造体の隔壁にて捕集する煤の量を、０．１ｇ／Ｌ（ハニカム構造体の単位容積あたりの質量で）おきに段階的に増加させていき、ハニカム構造体にクラックが発生するまで、ハニカム構造体の再生を繰り返し行う。ハニカム構造体にクラックが発生する際の、ハニカム構造体の単位体積（１Ｌ）当りの煤の量（ｇ）を、「再生時におけるクラック発生煤堆積量（ｇ／Ｌ）」とする。クラックが発生しているか否かの確認は、目視にて行う。再生時におけるクラック発生煤堆積量が５．０ｇ／Ｌ以上である場合には、ハニカム構造体を、排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタとして良好に用いることができる。
【００７４】
（圧力損失）
ディーゼルエンジン（３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒）から排出される排気ガスをハニカム構造体に流入させて、煤の堆積量が４ｇ／Ｌとなるように、ハニカム構造体の隔壁にて煤を捕集する。そして、煤の堆積量が４ｇ／Ｌとなった状態で、２００℃のエンジン排ガスを３．０Ｎｍ３／ｍｉｎの流量で流入させてハニカム構造体の流入端面側と流出端面側との圧力を測定し、その圧力差を算出することにより、圧力損失（ｋＰａ）を求めた。圧力損失が５．６ｋＰａ以下である場合には、ハニカム構造体を、排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタとして良好に用いることができる。
【００７５】
（ブローオフ試験）
ディーゼルエンジン（３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒）から排出される排気ガスをハニカム構造体に流入させて、ハニカム構造体に１０．０ｇ／Ｌの煤を堆積させる。次に、エンジン始動後アイドリング運転を行い、５秒後に回転数２０００ｒｐｍ、トルク１７８Ｎ・ｍとし２分間運転した。運転開始後、ＡＶＬ社製のスートセンサーにて、ハニカム構造体の流出端面から排出される排ガス中１ｍ３当たりの煤の量を測定する。スートセンサーに計測された最大値を、ブローオフ量（ｍｇ／ｍ３）とする。ブローオフの量が１０００ｍｇ／ｍ３未満の場合を、ブローオフが生じていないものとし、ブローオフ試験を合格とする。ブローオフ試験が合格の場合は、表３の「ブローオフ試験」の欄に、「ＯＫ」と記す。一方で、ブローオフの量が１０００ｍｇ／ｍ３以上の場合を、ブローオフが生じたものとし、ブローオフ試験を不合格とする。ブローオフ試験が不合格の場合は、表３の「ブローオフ試験」の欄に、「ＮＧ」と記す。
【００７６】
（耐久性評価）
ディーゼルエンジン（３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒）から排出される排気ガスをハニカム構造体に流入させて、ハニカム構造体内に煤を１０．０ｇ／Ｌ堆積させた後、ディーゼルエンジン（３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒）の排気系に、ハニカム構造体を設置する。エンジン回転数２０００ｒｐｍ、トルク１７８Ｎ・ｍで運転させて排ガスの温度が６００℃に達した後アイドルに落とした強制再生試験により耐久性評価を行った。試験後に目視でクラックの有無を確認して、クラックが観察されなかった場合を、耐久性評価を合格とし、表３の「耐久性評価」の欄に、「ＯＫ」と記す。一方で、クラックが観察された場合を、耐久性評価を不合格とし、表３の「耐久性評価」の欄に、「ＮＧ」と記す。
【００７７】
【表３】
2015183532.tif 000005
【００７８】
（実施例２〜２３、比較例１〜８）
ハニカム基材の構成を表１に示すように変更し、且つ、貫通セルの割合（％）、特定貫通セルの割合（％）、及び入口目封止セルの割合（％）を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法でハニカム構造体を作製した。実施例２２では、ハニカム基材の材質を、炭化珪素とした。実施例２３では、ハニカム基材の材質を、窒化アルミニウムとした。
【００７９】
実施例１〜２３、及び比較例１〜８のハニカム構造体について、実施例１と同様の方法で、「捕集効率（％）」、及び「再生時におけるクラック発生煤堆積量（ｇ／Ｌ）」、及び「圧力損失（ｋＰａ）」を測定した。また、得られたハニカム構造体について、実施例１と同様の方法で、「ブローオフ試験」及び「耐久性評価」を行った。結果を、表３に示す。
【００８０】
（結果）
表３に示すように、実施例１〜２３のハニカム構造体は、捕集効率が４０％以上であり、排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタとして良好に利用することができるものであった。また、実施例１〜２３のハニカム構造体は、再生時におけるクラック発生煤堆積量が多く（実施例１〜２３のハニカム構造体は、５ｇ／Ｌ以上）であり、排ガス中の粒子状物質を良好に捕集することができるものであった。特に、実施例１〜２３のハニカム構造体は、再生時におけるクラック発生煤堆積量が多いため、再生の間隔を長くすることができる。また、実施例１〜２３のハニカム構造体は、煤の堆積量が４ｇ／Ｌの時の圧力損失が５．６ｋＰａ以下であり、所定量の煤が隔壁上に堆積した場合であっても、圧力損失が低いものであった。更に、実施例１〜２３のハニカム構造体は、ブローオフ試験及び耐久性評価においても、共に良好な結果を得ることができた。
【００８１】
比較例１，２のハニカム構造体は、貫通セルの割合が３０％であったため、煤の堆積量が４ｇ／Ｌの時の圧力損失が非常に高いものであった。すなわち、貫通セルの割合が３０％程度では、ハニカム構造体を、排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタとして利用するには、圧力損失が高くなりすぎてしまうことがわかった。
【００８２】
比較例３，４のハニカム構造体は、貫通セルの割合が７０％であったため、捕集効率が低いものであった。また、比較例３，４のハニカム構造体は、ブローオフ試験も不合格であった。更に、比較例４のハニカム構造体は、再生時におけるクラック発生煤堆積量も少ないため、煤の堆積量が多い状態にて再生を行った際に、クラックの生じる可能性がある。
【００８３】
比較例５のハニカム構造体は、気孔率が３０％であるため、煤の堆積量が４ｇ／Ｌの時の圧力損失が非常に高いものであった。比較例６のハニカム構造体は、気孔率が７０％であるため、捕集効率が低く、また、再生時におけるクラック発生煤堆積量も少なかった。比較例６のハニカム構造体は、ブローオフ試験及び耐久性評価も不合格であった。
【００８４】
比較例７のハニカム構造体は、特定貫通セルの割合が６５％であったため、捕集効率が低いものであった。また、比較例７のハニカム構造体は、ブローオフ試験も不合格であった。比較例７のハニカム構造体は、入口目封止セルの割合も６０〜８５％から外れるものであった。
【００８５】
比較例８のハニカム構造体は、入口目封止セルの割合が５０％であったため、捕集効率が低く、また、再生時におけるクラック発生煤堆積量が多いものであった。また、比較例８のハニカム構造体は、耐久性評価も不合格であった。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明のハニカム構造体は、排ガスの浄化用のフィルタとして利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１：隔壁、２：セル、２ａ：貫通セル、２ａａ：特定貫通セル、２ｂ：入口目封止セル、２ｃ：出口目封止セル、３：外周壁、４：ハニカム基材、５：目封止部、１１：流入端面、１２：流出端面、１３：粒子状物質、１００，８００：ハニカム構造体、８０１：隔壁、８０２：セル、８０２ａ：貫通セル、８０２ｂ：入口目封止セル、８０３：外周壁、８０４：ハニカム基材、８０５：目封止部、８１３：粒子状物質、Ｇ：排ガス。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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