(57)【要約】  複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１と、外周壁３とを有する電気抵抗率１〜２００Ωｃｍの柱状のハニカム構造部４と、ハニカム構造部４の側面５に配設された一対の帯状の電極部６，６とを備え、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面において、中心から、外周に向かって中心から外周までの長さの１０％の位置まで、の領域を中央部２１とし、且つ、外周から、中心に向かって外周から中心までの長さの１０％の位置まで、の領域を外周部２２としたときに、中央部２１の開口率が、外周部２２の開口率の０．７０〜０．９５倍であるハニカム構造体１００。触媒担体であると共に電圧を印加することによりヒーターとしても機能し、電圧を印加して排ガスを浄化する際に、短時間で中央部まで、必要温度に昇温することができるハニカム構造体を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路となり一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、外周に位置する外周壁とを有する柱状のハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部とを備え、
前記ハニカム構造部の電気抵抗率が、１〜２００Ωｃｍであり、
前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向に延びる帯状に形成され、
前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記一対の電極部における一方の前記電極部が、前記一対の電極部における他方の前記電極部に対して、前記ハニカム構造部の中心を挟んで反対側に配設され、
前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、中心から、外周に向かって中心から外周までの長さの１０％の位置まで、の領域を中央部とし、且つ、外周から、中心に向かって外周から中心までの長さの１０％の位置まで、の領域を外周部としたときに、
前記中央部の開口率が、前記外周部の開口率の０．７０〜０．９５倍であるハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム構造部において、前記中央部と前記外周部との間の領域を中間部としたときに、前記中間部の開口率が、前記中央部の開口率以上、前記外周部の開口率以下である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記中央部の前記隔壁の厚さが、前記外周部の前記隔壁の厚さの１．０〜２．０倍である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記ハニカム構造部及び前記電極部が、炭化珪素を含む材料により形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記中央部のセル密度が、前記外周部のセル密度の１．０〜１．５倍である請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記中央部の開口率が、前記外周部の開口率の０．７５〜０．９０倍である請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記中央部の開口率が、前記外周部の開口率の０．８０〜０．８５倍である請求項６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。さらに詳しくは、触媒担体であると共に電圧を印加することによりヒーターとしても機能し、電圧を印加して排ガスを浄化する際に、短時間で中央部まで、必要温度に昇温することができるハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コージェライト製のハニカム構造体に触媒を担持したものを、自動車エンジンから排出された排ガス中の有害物質の処理に用いていた。また、炭化珪素質焼結体によって形成されたハニカム構造体を排ガスの浄化に使用することも知られている（例えば、特許文献１を参照）。【０００３】
ハニカム構造体に担持した触媒によって排ガスを処理する場合、触媒を所定の温度まで昇温する必要があるが、エンジン始動時には、触媒温度が低いため、排ガスが十分に浄化されないという問題があった。【０００４】
そのため、触媒が担持されたハニカム構造体の上流側に、金属製のヒーター（電気加熱式触媒装置用メタル担体）を設置して、排ガスを昇温させる方法が検討されている（例えば、特許文献２を参照）。【０００５】
また、セラミック製のハニカム構造体を「加熱可能な触媒担体」として使用することが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１３６３１９号公報
【特許文献２】特開平８−１３１８４０号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／１２５８１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなヒーターを、自動車に搭載して使用する場合、自動車の電気系統に使用される電源が共通で使用され、例えば２００Ｖという高い電圧の電源が用いられる。しかし、金属製のヒーターは、電気抵抗が低いため、このような高い電圧の電源を用いた場合、過剰に電流が流れ、電源回路を損傷させることがあるという問題があった。【０００８】
また、特許文献３に記載のハニカム構造体は、所定の電気抵抗率のセラミック製であるため、通電により、電源回路の損傷等もなく、均一に（温度分布の偏りなく）発熱するものであった。特許文献３に記載のハニカム構造体は、通電発熱式の触媒担体として優れたものである。一方で、ハニカム構造体全体に均一に電流を流そうとするものであるため、排ガスの流量が多い中心部付近を効率的に加熱するという点で、改良の余地があった。更に具体的には、特許文献３に記載のハニカム構造体は、柱状のハニカム構造部の側面に電極が配設されているため、通電時、外周部から中央部に向けて発熱が進行する。そのため、「中央部を、浄化性能を確保するために必要な温度まで昇温する」のに必要な時間を、短くするという点で改良の余地があった。【０００９】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、触媒担体であると共に電圧を印加することによりヒーターとしても機能し、電圧を印加して排ガスを浄化する際に、短時間で中央部まで、必要温度に昇温することができる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】
【００１０】
上述の課題を解決するため、本発明は、以下のハニカム構造体を提供する。【００１１】
［１］  流体の流路となり一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、外周に位置する外周壁とを有する柱状のハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部とを備え、前記ハニカム構造部の電気抵抗率が、１〜２００Ωｃｍであり、前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部のセルの延びる方向に延びる帯状に形成され、前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記一対の電極部における一方の前記電極部が、前記一対の電極部における他方の前記電極部に対して、前記ハニカム構造部の中心を挟んで反対側に配設され、前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、中心から、外周に向かって中心から外周までの長さの１０％の位置まで、の領域を中央部とし、且つ、外周から、中心に向かって外周から中心までの長さの１０％の位置まで、の領域を外周部としたときに、前記中央部の開口率が、前記外周部の開口率の０．７０〜０．９５倍であるハニカム構造体。【００１２】
［２］  前記ハニカム構造部において、前記中央部と前記外周部との間の領域を中間部としたときに、前記中間部の開口率が、前記中央部の開口率以上、前記外周部の開口率以下である［１］に記載のハニカム構造体。【００１３】
［３］  前記中央部の前記隔壁の厚さが、前記外周部の前記隔壁の厚さの１．０〜２．０倍である［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。【００１４】
［４］  前記ハニカム構造部及び前記電極部が、炭化珪素を含む材料により形成されている［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。【００１５】
［５］  前記中央部のセル密度が、前記外周部のセル密度の１．０〜１．５倍である［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。【００１６】
［６］  前記中央部の開口率が、前記外周部の開口率の０．７５〜０．９０倍である［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。【００１７】
［７］  前記中央部の開口率が、前記外周部の開口率の０．８０〜０．８５倍である［６］に記載のハニカム構造体。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のハニカム構造体は、中央部の開口率が外周部の開口率の０．７０〜０．９５倍である。そのため、中央部の電気抵抗率が外周部の電気抵抗率より低くなり、ハニカム構造体に電圧を印加したときに中央部に多くの電流が流れ、中央部が従来よりも早く発熱するようになる。これにより、ハニカム構造体に電圧を印加して排ガスを浄化する際に、短時間で中央部まで、必要温度に昇温することができる。そして、外周部よりも多くの排ガスが流れる中央部において、効果的に排ガスの処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。
【図３】本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。
【図４】本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。
【図５】本発明のハニカム構造体の他の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。
【図６】本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明する。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、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００２１】
（１）ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、図１〜図４に示すように、柱状のハニカム構造部４と、ハニカム構造部４の側面５に配設された一対の電極部６，６とを備えるものである。ハニカム構造部４は、流体の流路となり「一方の端面である第１端面１１から他方の端面である第２端面１２まで延びる」複数のセル２を、区画形成する多孔質の隔壁１と、外周７に位置する外周壁３とを有するものである。そして、ハニカム構造部４の電気抵抗率は、１〜２００Ωｃｍである。そして、一対の電極部６，６のそれぞれが、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びる帯状に形成されている。そして、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の電極部６，６における一方の電極部６が、一対の電極部６，６における他方の電極部６に対して、ハニカム構造部４の中心Ｏを挟んで反対側に配設されている。そして、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面において、中心Ｏから、「外周７に向かって、中心Ｏから外周７までの長さの１０％の位置」まで、の領域を中央部２１とする。更に、外周７から、「中心Ｏに向かって、外周７から中心Ｏまでの長さの１０％の位置」まで、の領域を外周部２２とする。そのときに、中央部２１の開口率が、外周部２２の開口率の０．７０〜０．９５倍である。ここで、「開口率」とは、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面において、セルの面積を、隔壁とセルのそれぞれの面積の合計で除して得られた値（セル面積合計／（セル面積合計＋隔壁面積合計））を、百分率で表した値である。つまり、各領域の「開口率」は、該当する領域における「開口率」の平均値であるということもできる。図１は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態（ハニカム構造体１００）を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。図３は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。図４は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。尚、図３、図４においては、隔壁が省略されている。
【００２２】
このように、本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム構造部４の電気抵抗率が１〜２００Ωｃｍであるため、電圧の高い電源を用いて電流を流しても、過剰に電流が流れず、ヒーターとして好適に用いることができる。また、本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極部６，６のそれぞれが、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びる帯状に形成されている。そして、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の電極部６，６における一方の電極部６が、一対の電極部６，６における他方の電極部６に対して、ハニカム構造部４の中心を挟んで反対側に配設されている。そのため、一対の電極部６，６間に電圧を印加したときの、ハニカム構造部４の温度分布の偏りを抑制することができる。尚、中央部２１の温度と、外周部２２の温度とは、異なっていてもよい。「ハニカム構造部４の温度分布の偏り」とは、局所的に温度が高くなっていたり、局所的に温度が低くなっていたりすることを意味する。
【００２３】
更に、本実施形態のハニカム構造体１００は、中央部２１の開口率が外周部２２の開口率の０．７０〜０．９５倍である。そのため、中央部２１の電気抵抗率が外周部２２の電気抵抗率より低くなり、ハニカム構造体１００に電圧を印加したときに中央部２１に多くの電流が流れ、中央部２１が早く発熱するようになる。これにより、ハニカム構造体１００に電圧を印加して排ガスを浄化する際に、短時間で中央部２１まで、必要温度に昇温することができる。そして、外周部２２よりも多くの排ガスが流れる中央部２１において、効果的に排ガスの処理を行うことができる。更に、中央部を必要温度まで昇温する際の熱量も、少なくすることができる。
【００２４】
ここで、「セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の電極部６，６における一方の電極部６が、一対の電極部６，６における他方の電極部６に対して、ハニカム構造部４の中心Ｏを挟んで反対側に配設される」の意味は以下の通りである。まず、セル２の延びる方向に直交する断面において、「一方の電極部６の中央点（「ハニカム構造部４の周方向」における中央の点）とハニカム構造部４の中心Ｏとを結ぶ線分」を第１線分ｘとする。そして、セル２の延びる方向に直交する断面において、「他方の電極部６の中央点（「ハニカム構造部４の周方向」における中央の点）とハニカム構造部４の中心Ｏとを結ぶ線分」を第２線分ｙとする。そのとき、第１線分ｘと第２線分ｙとにより形成される角度β（「中心Ｏ」を中心とする角度（図４を参照））が、１７０°〜１９０°の範囲となるような位置関係になるように、一対の電極部６，６がハニカム構造部４に配設されていることを意味する。また、「電極部６の中心角α」は、図４に示されるように、セルの延びる方向に直交する断面において、電極部６の両端とハニカム構造部４の中心Ｏとを結ぶ２本の線分により形成される角度である。また、「電極部６の中心角α」は、以下のようにいうこともできる。まず、セルの延びる方向に直交する断面において、「電極部６の一方の端部と中心Ｏとを結ぶ線分」を第３線分ｚとする。そして、セルの延びる方向に直交する断面において、「同じ電極部６の他方の端部と中心Ｏとを結ぶ線分」を第４線分ｗとする。そのとき、「電極部６の中心角α」は、セルの延びる方向に直交する断面において、「電極部６」と、第３線分ｚと、第４線分ｗとにより形成される形状（例えば、扇形）における、中心Ｏの部分の内角である。
【００２５】
本実施形態のハニカム構造体１００において、中央部２１の開口率は、上記のように、外周部２２の開口率の０．７０〜０．９５倍である。そして、中央部２１の開口率は、外周部２２の開口率の０．７５〜０．９０倍であることが好ましく、０．８０〜０．８５倍であることが更に好ましい。中央部２１の開口率が、外周部２２の開口率の０．７０倍より小さいと、中央部２１の圧力損失が大きくなり、排ガスが流れ難くなる。中央部２１の開口率が、外周部２２の開口率の０．９５倍より大きいと、ハニカム構造体１００に電圧を印加して排ガスを浄化する際に、短時間で中央部２１まで、必要温度に昇温することができなくなる。中央部２１及び外周部２２の開口率の比については上記の通りであるが、このとき、中央部２１及び外周部２２のそれぞれの開口率は、以下のとおりである。中央部２１の開口率は５０〜８０％が好ましく、５５〜７５％が更に好ましく、６０〜７０％が特に好ましい。５０％より小さいと圧力損失が大きくなることがある。８０％より大きいと、中央部２１の開口率を外周部２２の開口率よりも小さくすることが難しくなることがある。外周部２２の開口率は５５〜８５％が好ましく、６０〜８０％が更に好ましく、６５〜７５％が特に好ましい。５５％より小さいと、外周部２２の開口率を中央部２１の開口率よりも大きくすることが難しくなることがある。８５％より大きいと、ハニカム構造体１００の強度が低下することがある。
【００２６】
本実施形態のハニカム構造体１００において、中央部２１の開口率を外周部２２の開口率よりも小さくする（０．７０〜０．９５倍にする）ために、中央部２１の隔壁の厚さを外周部２２の隔壁の厚さよりも厚くすることが好ましい。このとき、中央部２１の隔壁１の厚さが、外周部２２の隔壁１の厚さの１．０〜２．０倍であることが好ましく、１．２〜１．８倍であることが更に好ましく、１．４〜１．７倍であることが特に好ましい。１．０倍より薄いと、電圧印加時の、中央部２１の昇温速度を向上させ難くなることがある。２．０倍より厚いと、中央部２１の圧力損失が大きくなり、排ガスが流れ難くなることがある。
【００２７】
また、中央部２１の開口率を外周部２２の開口率よりも小さくする（０．７０〜０．９５倍にする）ために、中央部２１のセル密度を外周部２２のセル密度よりも大きくすることが好ましい。このとき、中央部２１のセル密度は、外周部２２のセル密度の１．０〜１．５倍であることが好ましく、１．０〜１．４倍であることが更に好ましく、１．０５〜１．３倍であることが特に好ましい。１．０倍より小さいと、電圧印加時の、中央部２１の昇温速度を向上させ難くなることがある。１．５倍より大きいと、中央部２１の圧力損失が大きくなり、排ガスが流れ難くなることがある。
【００２８】
図６に示されるように、本実施形態のハニカム構造体１００は、セルの延びる方向に直交する断面において、中央部の隔壁１の交点部分１３に、Ｒ部１４が形成されていることも好ましい態様である。Ｒ部１４は、交点部分１３において、表面が「内側に凹む円弧状」に形成されるように、肉厚に形成された部分である。Ｒ部１４によって、隔壁１の交点部分１３の隔壁１表面が、円弧状に滑らかに繋がった状態になる。また、隔壁１の交点部分１３がＲ部１４を有する場合、セル２の断面形状における角部が、頂点ではなく、円弧状になる。このように、中央部の隔壁１の交点部分１３にＲ部１４を形成することにより、中央部の開口率を小さくすることができる。また、中央部及び外周部の両方において隔壁１の交点部分１３を厚くし、中央部において、外周部よりも、隔壁１の交点部分１３の厚さを、より厚くしてもよい。Ｒ部１４の円弧の半径は、０．０５〜０．６ｍｍが好ましい。図６は、本実施形態のハニカム構造体の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。
【００２９】
また、上記隔壁厚さ、セル密度、及び隔壁の交点部分の厚さの、それぞれの条件を組み合わせて、中央部２１の開口率を外周部２２の開口率よりも小さくする（０．７０〜０．９５倍にする）ことも好ましい態様である。
【００３０】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、ハニカム構造部４の中央部２１と外周部２２との間の領域を中間部２５としたときに、中間部２５の開口率が、中央部２１の開口率以上、外周部２２の開口率以下であることが好ましい。中間部２５の開口率が、中央部２１の開口率より低い値であると、中間部２５に多くの電流が流れ、中央部２１の昇温速度が低下することがある。中間部２５の開口率が、外周部２２の開口率より高い値であると、耐熱衝撃性が低下することがある。
【００３１】
本実施形態のハニカム構造体１００は、中央部２１の隔壁１の厚さが１００〜３１０μｍであることが好ましく、１３０〜２５０μｍであることが更に好ましく、１５０〜２３０μｍであることが特に好ましい。隔壁１の厚さをこのような範囲にすることにより、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持しても、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなり過ぎることを抑制できる。隔壁１の厚さが１００μｍより薄いと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。隔壁１の厚さが３１０μｍより厚いと、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなることがある。
【００３２】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、ハニカム構造部４全体が同じ材料であることが好ましい。ハニカム構造部４を構成する材料が、ハニカム構造部４における場所（部分）によって異なっていると、当該材料を異ならせるための操作や工程が必要になる。これに対し、ハニカム構造部４全体が同じ材料であると、略均一に調合した成形原料を押出成形してハニカム成形体を作製し、ハニカム成形体の材料に手を加えることなく焼成し、ハニカム構造体１００を得ることができる。そのため、ハニカム構造体１００の製造が容易である。本実施形態のハニカム構造体１００は、このようにハニカム構造部４全体が同じ材料であっても、電圧を印加した際に、中央部２１を早く昇温させることができる。また、本実施形態のハニカム構造体１００において、中央部２１を構成する材料の電気抵抗率は、外周部２２を構成する材料の電気抵抗率と同じであることが好ましい。これにより、ハニカム構造体１００の作製において、材料を異ならせるための操作や工程が必要なくなる。
【００３３】
本実施形態のハニカム構造体１００は、中央部２１のセル密度が６０〜１２５セル／ｃｍ２であることが好ましく、７５〜１１５セル／ｃｍ２であることが更に好ましく、８５〜１１０セル／ｃｍ２であることが好ましい。セル密度をこのような範囲にすることにより、排ガスを流したときの圧力損失を小さくした状態で、触媒の浄化性能を高くすることができる。セル密度が６０セル／ｃｍ２より低いと、触媒担持面積が少なくなることがある。セル密度が１２５セル／ｃｍ２より高いと、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなることがある。
【００３４】
本実施形態のハニカム構造体１００の、セルの延びる方向に直交する断面において、ハニカム構造部４の外周形状（外周部２２の外周形状）と、中央部２１の外周形状及び外周部２２の内周の形状が相似形であることが好ましい。例えば、図１〜図３に示されるように、ハニカム構造部４の外周形状が円形である場合、中央部２１の外周形状及び外周部２２の内周形状も円形であることが好ましい。
【００３５】
本実施形態のハニカム構造体１００において、セル２の延びる方向に直交する断面における、中央部２１を含む中央側の領域を中央側領域２３とし、外周部２２を含む外周側の領域を外周側領域２４とする。このとき、中央側領域２３の開口率が中央部２１の開口率と同じであり、外周側領域２４の開口率が外周部２２の開口率と同じであることも、好ましい態様である。更に、図１〜図３に示されるように、「中央部２１の開口率と同じ開口率」の中央側領域２３と、「外周部２２の開口率と同じ開口率」の外周側領域２４とが、接するように形成されている態様も、好ましい態様である。中央側領域２３と外周側領域２４とが接すように形成された態様とは、ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面が、中央側に位置する中央側領域２３と外周側に位置する外周側領域２４との、２つの領域に二分された態様のことである。また、「中央部２１の開口率と同じ開口率」の中央側領域２３と、「外周部２２の開口率と同じ開口率」の外周側領域２４との間に、中央部２１の開口率と外周部２２の開口率との間の値の開口率を有する、中間的な領域である中間領域２６が形成されていてもよい（図５参照）。また、本実施形態のハニカム構造体１００の、セル２の延びる方向に直交する断面において、中間部２５の開口率は、中間部２５内において一定でも良いが、中央部２１に接する部分から外周部２２に接する部分に向けて、段階的に変化してもよい。また、中央側領域２３は、開口率が段階的に変化してもよいし連続的に変化してもよい。また、外周側領域２４も、開口率が段階的に変化してもよいし連続的に変化してもよい。更に、中央側領域２３と外周側領域２４の開口率は、両方が連続的に変化してもよいし、両方が段階的に変化してもよいし、一方のみが連続的に変化してもよいし、一方のみが段階的に変化してもよい。更に、中央部２１は、開口率が一定でもよく変化を設けてもよい。変化を設ける場合には、開口率が段階的に変化してもよいし連続的に変化してもよい。また、外周部２２も、開口率が一定でもよく変化を設けてもよい。変化を設ける場合には、開口率が段階的に変化してもよいし連続的に変化してもよい。更に、中央部２１と外周部２２の開口率は、両方が連続的に変化してもよいし、両方が段階的に変化してもよいし、一方のみが連続的に変化してもよいし、一方のみが段階的に変化してもよい。また、中間部２５は、中央部２１に接する部分から外周部２２に接する部分に向けて、連続的に開口率が変化してもよい。図５は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態（ハニカム構造体２００）の、セルの延びる方向に直交する断面を示す模式図である。図５においては、隔壁は省略されている。
【００３６】
ハニカム構造部の側面に帯状の電極部を有する通電発熱式（ハニカム構造部が通電により発熱するもの）のハニカム構造体は、電極部周辺の熱応力が大きくなる傾向にある。これにより、耐熱衝撃性という点で、更に改良の余地があった。これに対し、本実施形態のハニカム構造体１００は、上記のように、中央部２１の開口率が、外周部２２の開口率の０．７０〜０．９５倍であるため、外周部２２のヤング率が低くなっており、電極部６周辺の熱応力を低減する効果を有している。このように、本実施形態のハニカム構造体１００は、外周部２２のヤング率が低くなっており、電極部６周辺の熱応力が低減されるため、耐熱衝撃性の高いものである。
【００３７】
本実施形態のハニカム構造体１００において、ハニカム構造部４及び電極部６は、炭化珪素を含む材料により形成されていることが好ましい。炭化珪素を含む材料としては、珪素−炭化珪素複合材料、炭化珪素等を主成分とする材料を挙げることができる。これらの中でも珪素−炭化珪素複合材料を主成分とする材料が更に好ましい。そして、ハニカム構造部４及び電極部６を構成する材料は、珪素−炭化珪素複合材料を９５質量％以上含有する材料であることが特に好ましい。本明細書において、「材料が、珪素−炭化珪素複合材料である」という場合、「珪素−炭化珪素複合材料」を９５質量％以上含有することを意味する。ここで、「主成分」とは、全体の９０質量％以上含有されている成分のことをいう。珪素−炭化珪素複合材料は、複数の炭化珪素粒子が、金属珪素によって結合された材料である。珪素−炭化珪素複合材料は、「複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に気孔が形成されるように金属珪素によって結合されている」ことにより、多孔質であることが好ましい。このような材質を用いることにより、ハニカム構造部４の電気抵抗率を１〜２００Ωｃｍにすることができる。ハニカム構造部４の電気抵抗率は、４００℃における値である。また、ハニカム構造部４及び電極部６が炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることにより、電極部６の成分とハニカム構造部４の成分とが同じ成分又は近い成分となるため、電極部６とハニカム構造部４の熱膨張係数が同じ値又は近い値になる。また、材質が同じもの又は近いものになるため、電極部６とハニカム構造部４との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造体１００に熱応力がかかっても、電極部６がハニカム構造部４から剥れたり、電極部６とハニカム構造部４との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。
【００３８】
ハニカム構造部４が珪素−炭化珪素複合材料である場合、珪素−炭化珪素複合材料中の金属珪素の含有率は、１０〜５０質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることが更に好ましい。１０質量％より少ないと、ハニカム構造部４の電気抵抗率が高くなりすぎることがある。５０質量％より多いと、ハニカム構造部４の電気抵抗率が低くなりすぎることがある。
【００３９】
本実施形態のハニカム構造体１００は、図１〜図４に示されるように、ハニカム構造部４の側面５に一対の電極部６，６が配設されている。本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極部６，６間に電圧を印加することにより、発熱する。印加する電圧は１２〜９００Ｖが好ましく、６４〜６００Ｖが更に好ましい。
【００４０】
本実施形態のハニカム構造体１００において、ハニカム構造部４を形成する材料が「珪素−炭化珪素複合材料」である場合、ハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子（骨材）の平均粒子径は、３〜５０μｍであることが好ましい。そして、ハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子（骨材）の平均粒子径は、３〜４０μｍであることが更に好ましい。ハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子の平均粒子径をこのような範囲とすることにより、ハニカム構造部４の４００℃における電気抵抗率を１〜２００Ωｃｍにすることができる。炭化珪素粒子の平均粒子径が３μｍより小さいと、ハニカム構造部４の電気抵抗率が大きくなることがある。炭化珪素粒子の平均粒子径が５０μｍより大きいと、ハニカム構造部４の電気抵抗率が小さくなることがある。更に、炭化珪素粒子の平均粒子径が５０μｍより大きいと、ハニカム成形体を押出成形するときに、押出成形用の口金に成形原料が詰まることがある。炭化珪素粒子の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。
【００４１】
ハニカム構造部４の隔壁１の気孔率は、３５〜６０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが更に好ましい。気孔率が、３５％未満であると、焼成時の変形が大きくなってしまうことがある。気孔率が６０％を超えるとハニカム構造体の強度が低下することがある。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００４２】
ハニカム構造部４の隔壁１の平均細孔径は、２〜１５μｍであることが好ましく、４〜８μｍであることが更に好ましい。平均細孔径が２μｍより小さいと、電気抵抗率が大きくなりすぎることがある。平均細孔径が１５μｍより大きいと、電気抵抗率が小さくなりすぎることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００４３】
本実施形態のハニカム構造体１００の形状（ハニカム構造部４の形状）は特に限定されず、例えば、底面が円形の柱状（円柱形状）、底面がオーバル形状の柱状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の柱状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体１００（ハニカム構造部４）の大きさは、底面の面積が２０００〜２００００ｍｍ２であることが好ましく、４０００〜１００００ｍｍ２であることが更に好ましい。また、ハニカム構造体１００（ハニカム構造部４）の中心軸方向の長さは、５０〜２００ｍｍであることが好ましく、７５〜１５０ｍｍであることが更に好ましい。また、ハニカム構造部４の端面の直径が、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向における長さの３倍以下であることが好ましく、０．５〜２．５倍であることが更に好ましく、０．８〜２．０倍であることが特に好ましい。ハニカム構造部４の端面の直径が、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向における長さの３倍超であると、ハニカム容積が小さくなり、充分な排ガス浄化性能を発揮できる量の触媒を、担持できなくなることがある。
【００４４】
また、本実施形態のハニカム構造体１００のハニカム構造部４の外周を構成する外周壁３の厚さは、０．１〜２ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと、ハニカム構造体１００の強度が低下することがある。２ｍｍより厚いと、触媒を担持する隔壁の面積が小さくなることがある。
【００４５】
本実施形態のハニカム構造体１００は、セル２の延びる方向に直交する断面におけるセル２の形状が、四角形、六角形、八角形、又はこれらの中のいずれかの組み合わせ、であることが好ましい。セル形状をこのようにすることにより、ハニカム構造体１００に排ガスを流したときの圧力損失が小さくなり、触媒の浄化性能が優れたものとなる。
【００４６】
図１〜図４に示されるように、本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極部６，６のそれぞれが、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びる「帯状」に形成されている。そして、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の電極部６，６における一方の電極部６が、一対の電極部６，６における他方の電極部６に対して、ハニカム構造部４の中心Ｏを挟んで反対側に配設されている。このように、本実施形態のハニカム構造体１００は、電極部６が帯状に形成され、電極部６の長手方向が、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向であり、一対の電極部６，６がハニカム構造部４の中心Ｏを挟んで反対側に配設されている。そのため、一対の電極部６，６間に電圧を印加した時に、中央部２１及び外周部２２のそれぞれを流れる電流の偏りを抑制することができ、これにより中央部２１及び外周部２２のそれぞれにおける発熱の偏りを抑制することができる。
【００４７】
そして、更に、セル２の延びる方向に直交する断面において、それぞれの電極部６，６の中心角αの０．５倍（中心角αの０．５倍の角度θ）が、１５〜６５°であることが好ましい。更に、セル２の延びる方向に直交する断面において、電極部６，６の「中心角αの０．５倍の角度θ」の上限値は、６０°が好ましく、５５°が更に好ましい。また、セル２の延びる方向に直交する断面において、電極部６，６の「中心角αの０．５倍の角度θ」の下限値は、２０°が好ましく、３０°が更に好ましい。また、一方の電極部６の「中心角αの０．５倍の角度θ」は、他方の電極部６の「中心角αの０．５倍の角度θ」に対して、０．８〜１．２倍の大きさであることが好ましく、１．０倍の大きさ（同じ大きさ）であることが更に好ましい。これにより、一対の電極部６，６間に電圧を印加した時に、中央部２１及び外周部２２のそれぞれを流れる電流の偏りを抑制することができ、これにより中央部２１及び外周部２２のそれぞれにおいて、発熱の偏りを抑制することができる。
【００４８】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、電極部６の電気抵抗率は、ハニカム構造部４の中央部２１の電気抵抗率より低いものであることが好ましい。更に、電極部６の電気抵抗率が、ハニカム構造部４の中央部２１の電気抵抗率の、２０％以下であることが更に好ましく、１〜１０％であることが特に好ましい。電極部６の電気抵抗率を、ハニカム構造部４の中央部２１の電気抵抗率の、２０％以下とすることにより、電極部６が、より効果的に電極として機能するようになる。
【００４９】
電極部６の厚さは、０．０１〜５ｍｍであることが好ましく、０．０１〜３ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、中央部２１及び外周部２２のそれぞれを、より均一に発熱することができる。電極部６の厚さが０．０１ｍｍより薄いと、電気抵抗が高くなり均一に発熱できないことがある。５ｍｍより厚いと、キャニング時に破損することがある。
【００５０】
図１、図２に示されるように、本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極部６，６のそれぞれが、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びると共に「両端部間（両端面１１，１２間）に亘る」帯状に形成されている。このように、本実施形態のハニカム構造体１００では、一対の電極部６，６が、ハニカム構造部４の両端部間に亘るように配設されている。これにより、一対の電極部６，６間に電圧を印加した時に、中央部２１及び外周部２２のそれぞれを流れる電流の偏りを、より効果的に抑制することができる。ここで、「電極部６が、ハニカム構造部４の両端部間に亘るように形成（配設）されている」というときは、以下のことを意味する。つまり、電極部６の一方の端部がハニカム構造部４の一方の端部（一方の端面）に接し、電極部６の他方の端部がハニカム構造部４の他方の端部（他方の端面）に接していることを意味する。
【００５１】
一方、電極部６の「ハニカム構造部４のセル２の延びる方向」における少なくとも一方の端部が、ハニカム構造部４の端部（端面）に接していない（到達していない）状態も好ましい態様である。これにより、ハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させることができる。
【００５２】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、例えば、図１〜図４に示されるように、電極部６は、平面状の長方形の部材を、円柱形状の外周に沿って湾曲させたような形状となっている。ここで、湾曲した電極部６を、湾曲していない平面状の部材に変形したときの形状を、電極部６の「平面形状」と称することにする。上記、図１〜図４に示される電極部６の「平面形状」は、長方形になる。そして、「電極部の外周形状」というときは、「電極部の平面形状における外周形状」を意味する。
【００５３】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、帯状の電極部６の外周形状が、長方形の角部が曲線状に形成された形状であってもよい。このような形状にすることにより、ハニカム構造体１００の耐熱衝撃性を向上させることができる。また、帯状の電極部６の外周形状が、長方形の角部が直線状に面取りされた形状であることも好ましい態様である。このような形状にすることにより、ハニカム構造体１００の耐熱衝撃性を向上させることができる。
【００５４】
電極部６の電気抵抗率は、０．１〜１００Ωｃｍであることが好ましく、０．１〜５０Ωｃｍであることが、更に好ましい。電極部６の電気抵抗率をこのような範囲にすることにより、一対の電極部６，６が、高温の排ガスが流れる配管内において、効果的に電極の役割を果たす。電極部６の電気抵抗率が０．１Ωｃｍより小さいと、セルの延びる方向に直交する断面において、電極部６の両端付近のハニカム構造部４の温度が上昇し易くなることがある。電極部６の電気抵抗率が１００Ωｃｍより大きいと、電流が流れ難くなるため、電極としての役割を果たし難くなることがある。電極部６の電気抵抗率は、４００℃における値である。
【００５５】
電極部６は、気孔率が３０〜６０％であることが好ましく、３０〜５５％であることが更に好ましい。電極部６の気孔率がこのような範囲であることにより、好適な電気抵抗率が得られる。電極部６の気孔率が、３０％より低いと、製造時に変形してしまうことがある。電極部６の気孔率が、６０％より高いと、電気抵抗率が高くなりすぎることがある。気孔率は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００５６】
電極部６は、平均細孔径が５〜４５μｍであることが好ましく、７〜４０μｍであることが更に好ましい。電極部６の平均細孔径がこのような範囲であることにより、好適な電気抵抗率が得られる。電極部６の平均細孔径が、５μｍより小さいと、電気抵抗率が高くなりすぎることがある。電極部６の平均細孔径が、４５μｍより大きいと、電極部６の強度が弱くなり破損し易くなることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００５７】
電極部６の主成分が「珪素−炭化珪素複合材料」である場合に、電極部６に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜６０μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍであることが更に好ましい。電極部６に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がこのような範囲であることにより、電極部６の電気抵抗率を０．１〜１００Ωｃｍの範囲で制御することができる。電極部６に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、１０μｍより小さいと、電極部６の電気抵抗率が大きくなり過ぎることがある。電極部６に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、６０μｍより大きいと、電極部６の強度が弱くなり破損し易くなることがある。電極部６に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
【００５８】
電極部６の主成分が「珪素−炭化珪素複合材料」である場合に、電極部６に含有される「炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計」に対する、電極部６に含有される珪素の質量の比率が、２０〜４０質量％であることが好ましい。そして、電極部６に含有される、「炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計」に対する珪素の質量の比率が、２５〜３５質量％であることが更に好ましい。電極部６に含有される、「炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計」に対する珪素の質量の比率が、このような範囲であることにより、電極部６の電気抵抗率を０．１〜１００Ωｃｍの範囲にすることができる。電極部６に含有される、「炭化珪素粒子と珪素のそれぞれの質量の合計」に対する珪素の質量の比率が、２０質量％より小さいと、電気抵抗率が大きくなりすぎることがあり、４０質量％より大きいと、製造時に変形し易くなることがある。
【００５９】
本実施形態のハニカム構造体１００のアイソスタティック強度は、１ＭＰａ以上であることが好ましく、３ＭＰａ以上であることが更に好ましい。アイソスタティック強度は、値が大きいほど好ましいが、ハニカム構造体１００の材質、構造等を考慮すると、６ＭＰａ程度が上限となる。アイソスタティック強度が１ＭＰａ未満であると、ハニカム構造体１００を触媒担体等として使用する際に、破損し易くなることがある。アイソスタティック強度は水中にて静水圧をかけて測定した値である。
【００６０】
（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は、特に限定されるものではない。本発明のハニカム構造体は、公知の方法を用いて、例えば、押出成形時に使用する口金の構造を調整することにより、製造することができる。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。【００６２】
（実施例１）
炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合してセラミック原料を調製した。そして、セラミック原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加すると共に、水を添加して成形原料とした。そして、成形原料を真空土練機により混練し、円柱状の坏土を作製した。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに７質量部であった。造孔材の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに３質量部であった。水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４２質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は２０μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。また、造孔材の平均粒子径は、２０μｍであった。炭化珪素、金属珪素及び造孔材の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。【００６３】
得られた円柱状の坏土を押出成形機を用いて成形し、図１に示すハニカム構造体１００を構成するハニカム構造部４と同様の形状のハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体は、中央側領域２３に相当する「隔壁の厚さが厚く形成された」部分と、外周側領域２４に相当する「隔壁の厚さが中央側領域２３に対して薄く形成された」部分とを備えた形状とした。ハニカム成形体の形状は、口金の形状により調整した。【００６４】
得られたハニカム成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥し、両端面を所定量切断して、ハニカム乾燥体を作製した。【００６５】
その後、ハニカム乾燥体を、脱脂（仮焼）し、焼成し、更に酸化処理してハニカム焼成体を得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。酸化処理の条件は、１３００℃で１時間とした。【００６６】
次に、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを６０：４０の質量割合で混合し、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、保湿剤としてグリセリン、分散剤として界面活性剤を添加すると共に、水を添加して、混合した。混合物を混練して電極部形成原料とした。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに０．５質量部であり、グリセリンの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに１０質量部であり、界面活性剤の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに０．３質量部であり、水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４２質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は５２μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。炭化珪素及び金属珪素の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。混練は、縦型の撹拌機で行った。【００６７】
次に、電極部形成原料を、ハニカム焼成体の側面に、厚さが０．１５ｍｍ、「セルの延びる方向に直交する断面において中心角の０．５倍が５０°」になるようにして、ハニカム焼成体の両端面間に亘るように帯状に塗布した。電極部形成原料は、ハニカム焼成体の側面に、２箇所塗布した。そして、セルの延びる方向に直交する断面において、２箇所の電極部形成原料を塗布した部分の中の一方が、他方に対して、ハニカム焼成体の中心を挟んで反対側に配置されるようにした。【００６８】
次に、ハニカム焼成体に塗布した電極部形成原料を乾燥させて、未焼成電極付きハニカム焼成体を得た。乾燥温度は、７０℃とした。【００６９】
その後、未焼成電極付きハニカム焼成体を、脱脂（仮焼）し、焼成し、更に酸化処理してハニカム構造体を得た。脱脂の条件は、酸化雰囲気下、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下、１４５０℃、２時間とした。酸化処理の条件は、酸化雰囲気下、１３００℃で１時間とした。【００７０】
得られたハニカム構造体の隔壁の平均細孔径（気孔径）は８．６μｍであり、気孔率は４５％であった。平均細孔径および気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。また、ハニカム構造体の底面は直径９３ｍｍの円形であり、ハニカム構造体のセルの延びる方向における長さは７５ｍｍであった。また、得られたハニカム構造体のアイソスタティック強度は２．５ＭＰａであった。アイソスタティック強度は水中で静水圧をかけて測定した破壊強度である。また、ハニカム構造体の、２つの電極部の、セルの延びる方向に直交する断面における中心角の０．５倍は、５０°であった。また、２つの電極部の厚さは、いずれも１．５ｍｍであった。【００７１】
また、中央部の開口率は、外周部の開口率の０．９５倍であった。また、ハニカム構造体は、図１に示されるハニカム構造体１００のように、セルの延びる方向に直交する断面において、中央側領域と外周側領域とが接する構造であった。また、ハニカム構造体の、中央側領域の隔壁の厚さは１５２μｍであり、外周側領域の隔壁の厚さは１２７μｍであった。また、ハニカム構造体の、中央側領域のセル密度は９３．０セル／ｃｍ２であり、外周側領域のセル密度は９３．０セル／ｃｍ２であった。また、セルの延びる方向に直交する断面において、セル形状は正六角形であった。セルピッチは、１．１１ｍｍであった。セルピッチは、隣接する平行な隔壁（正六角形の向かい合う２つの辺、を構成する隔壁）の、厚さ（隔壁厚さ）方向における中央部分間の距離である。尚、隔壁の厚さ方向における中央部分は、隔壁の厚さ方向における中央の位置である。また、電極部の電気抵抗率は、１．３Ωｃｍであった。中央部の隔壁の交点部分はＲ部が形成されており、Ｒ部の円弧の半径は０．３ｍｍであった。また、外周部の隔壁の交点部分にもＲ部が形成されており、Ｒ部の円弧の半径は０．３ｍｍであった。また、中央部の開口率は７１．８％であり、外周部の開口率は７５．８％であった。【００７２】
得られたハニカム構造体について、以下に示す方法で「通電性能」及び「耐熱衝撃性」を測定した。結果を表１に示す。【００７３】
表１において、「リブ厚（μｍ）」は、隔壁の厚さ（μｍ）を示す。また、「セル密度（セル／ｃｍ３）」は、セルの延びる方向に直交する断面における、単位面積（ｃｍ３）当たりのセル数を示す。また、「交点Ｒ（ｍｍ）」は、Ｒ部の円弧の半径を示す。また、「開口率」は、セルの延びる方向に直交する断面において、セルの面積を、隔壁とセルのそれぞれの面積の合計で除して得られた値（セル面積合計／（セル面積合計＋隔壁面積合計））を、百分率で表した値を示す。また、開口率比は、外周部の開口率に対する、中央部の開口率の比の値（中央部の開口率／外周部の開口率）を示す。【００７４】
（通電性能）
ハニカム構造体に５ｋＷの電力で通電試験を行う。そして、その際のハニカム構造部の中心の温度を測定する。ハニカム構造部の中心温度が３００℃に達するまでの通電時間を計測し、必要な熱量（ｋＪ）の比較を行う。熱量は、「熱量＝投入電力（ｋＷ）×通電時間（ｓｅｃ）」の式で算出する。【００７５】
（耐熱衝撃性試験（バーナー試験））
「ハニカム構造体を収納する金属ケースと、当該金属ケース内に加熱ガスを供給することができるプロパンガスバーナーと、を備えたプロパンガスバーナー試験機」を用いてハニカム構造体の加熱冷却試験を実施した。上記加熱ガスは、ガスバーナー（プロパンガスバーナー）でプロパンガスを燃焼させることにより発生する燃焼ガスとした。そして、上記加熱冷却試験によって、ハニカム構造体にクラックが発生するか否かを確認することにより、耐熱衝撃性を評価した。具体的には、まず、プロパンガスバーナー試験機の金属ケースに、得られたハニカム構造体を収納（キャニング）した。そして、金属ケース内に、プロパンガスバーナーにより加熱されたガス（燃焼ガス）を供給し、ハニカム構造体内を通過するようにした。金属ケースに流入する加熱ガスの温度条件（入口ガス温度条件）を以下のようにした。まず、５分で９００℃まで昇温し、９００℃で１０分間保持し、その後、５分で１００℃まで冷却し、１００℃で１０分間保持した。このような昇温、冷却、保持の一連の操作を「昇温、冷却操作」と称する。その後、ハニカム構造体のクラックを確認した。クラックが確認されなかった場合、耐熱衝撃性試験合格とし、クラックが確認された場合、耐熱衝撃性試験不合格とする。【００７６】
【表１】
2015151823.tif 000003
【００７７】
（実施例２〜１２、比較例１，２）
各条件を、表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。表１において、「Ｒｅ−ＳｉＣ」は、「再結晶ＳｉＣ」を意味し、炭化珪素を再結晶させることにより作製したものである。実施例１の場合と同様にして、ハニカム構造体の「通電性能」及び「耐熱衝撃性」の測定を行った。結果を表１に示す。【００７８】
表１より、実施例１〜１２のハニカム構造体は、中央部の開口率が、外周部の開口率の０．７０〜０．９５倍であるため、中央部の温度上昇が速く、必要熱量も少ないことがわかる。また、実施例１〜１２のハニカム構造体は、中央部の開口率が、外周部の開口率の０．７０〜０．９５倍であるため、耐熱衝撃性に優れていることがわかる。また、実施例１０のハニカム構造体は、中央部のセル密度が高いため、触媒を担持して排ガスを通じたときに、実施例９のハニカム構造体と比較して、圧力損失の増加が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のハニカム構造体は、自動車の排ガスを浄化する排ガス浄化装置用の触媒担体として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１：隔壁、２：セル、３：外周壁、４：ハニカム構造部、５：側面、６：電極部、７：外周、１１：第１端面、１２：第２端面、１３：交点部分、１４：Ｒ部、２１：中央部、２２：外周部、２３：中央側領域、２４：外周側領域、２５：中間部、２６：中間領域、１００，２００：ハニカム構造体、Ｏ：中心、α：中心角、β：角度、θ：中心角の０．５倍の角度、ｘ：第１線分、ｙ：第２線分、ｚ：第３線分、ｗ：第４線分。
【図１】
2015151823.tif 000004
【図２】
2015151823.tif 000005
【図３】
2015151823.tif 000006
【図４】
2015151823.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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