(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面である流入端面から他方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構造部と、
前記ハニカム構造部の外周の一部から外側に突出する凸部と、を備えるハニカム構造体であり、
前記凸部は、前記ハニカム構造部の前記外周をリング状に連続的または断続的に取り囲むように配設され、
前記凸部は、少なくとも一方の端部の形状がテーパー面を有するテーパー状であり、
前記凸部は、少なくとも前記テーパー面を構成する外周コート層を有し、
前記凸部は、前記セルの延びる方向に直交する断面において、最大厚さが１〜２０ｍｍであり、
前記凸部は、前記外周コート層により構成される前記テーパー面上に表面粗さが５〜７０μｍである粗面領域を有し、
前記ハニカム構造体の中心軸に平行に当該ハニカム構造体を見た場合に、前記ハニカム構造体の中心軸から、前記粗面領域を通過するように外周面に向かって引いた２つの直線がなす角度の最大を粗面領域角θとするとき、前記粗面領域角θの合計が１０８°以上となり、
前記セルの延びる方向に平行な断面において、前記テーパー面と前記セルの延びる方向とのなす角度である傾斜角が１０〜８０度であり、
前記テーパー面上には、前記粗面領域以外の領域である滑面領域を有し、当該滑面領域の表面の表面粗さの値が、前記粗面領域の表面粗さの値より小さい、ハニカム構造体。
【請求項２】
前記セルの延びる方向に平行な断面において、前記凸部の幅は、前記ハニカム構造部の全長の１〜８０％である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記凸部の表面の一部が、前記セルの延びる方向に平行な平面である平面部である請求項１または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が、コージェライト、炭化珪素、ムライト、アルミニウムチタネート及びアルミナからなる群より選択される少なくとも一種からなるものである請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記ハニカム構造部が、前記複数のセルのうちの所定のセルである流入セルの前記流入端面側の開口部及び前記複数のセルのうちの残余のセルである流出セルの前記流出端面側の開口部を目封止する目封止部を備える請求項１〜４のいずれか一項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、缶体に収納した際における周方向のずれが生じ難く、また、缶体内に収納する際に外周に巻かれるマットを破損し難いハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両や船舶の内燃機関等の排気ガス浄化用に触媒を担持して使用される触媒担体や、集塵装置のフィルタエレメントとして、ハニカム形状の内柱部（ハニカム構造部）と、その内柱部の外周に形成された凸部を備えたハニカム構造体が知られている。このようなハニカム構造体として、例えば、少なくとも一方の端面がテーパー状である凸部を備えるものが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８４２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のハニカム構造体は、使用状況によっては、缶体に収納した際における周方向のずれが生じて、車両等の振動により異音が発生するなどの問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものである。本発明は、缶体に収納した際における周方向のずれが生じ難く、また、缶体内に収納する際に外周に巻かれるマットを破損し難いハニカム構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］  一方の端面である流入端面から他方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構造部と、前記ハニカム構造部の外周の一部から外側に突出する凸部と、を備えるハニカム構造体であり、前記凸部は、前記ハニカム構造部の前記外周をリング状に連続的または断続的に取り囲むように配設され、前記凸部は、少なくとも一方の端部の形状がテーパー面を有するテーパー状であり、前記凸部は、少なくとも前記テーパー面を構成する外周コート層を有し、前記凸部は、前記セルの延びる方向に直交する断面において、最大厚さが１〜２０ｍｍであり、前記凸部は、前記外周コート層により構成される前記テーパー面上に表面粗さが５〜７０μｍである粗面領域を有し、前記ハニカム構造体の中心軸に平行に当該ハニカム構造体を見た場合に、前記ハニカム構造体の中心軸から、前記粗面領域を通過するように外周面に向かって引いた２つの直線がなす角度の最大を粗面領域角θとするとき、前記粗面領域角θの合計が１０８°以上となり、前記セルの延びる方向に平行な断面において、前記テーパー面と前記セルの延びる方向とのなす角度である傾斜角が１０〜８０度であり、前記テーパー面上には、前記粗面領域以外の領域である滑面領域を有し、当該滑面領域の表面の表面粗さの値が、前記粗面領域の表面粗さの値より小さい、ハニカム構造体。
【０００７】
［２］  前記セルの延びる方向に平行な断面において、前記凸部の幅は、前記ハニカム構造部の全長の１〜８０％である前記［１］に記載のハニカム構造体。
【０００８】
［３］  前記凸部の表面の一部が、前記セルの延びる方向に平行な平面である平面部である前記［１］または［２］に記載のハニカム構造体。
【０００９】
［４］  前記ハニカム構造部が、コージェライト、炭化珪素、ムライト、アルミニウムチタネート及びアルミナからなる群より選択される少なくとも一種からなるものである前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１０】
［５］  前記ハニカム構造部が、前記複数のセルのうちの所定のセルである流入セルの前記流入端面側の開口部及び前記複数のセルのうちの残余のセルである流出セルの前記流出端面側の開口部を目封止する目封止部を備える前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハニカム構造体は、テーパー面を有する所定の凸部と、この凸部のテーパー面を覆い、その表面に粗面領域を有する外周コート層と、を備え、この粗面領域は、その粗面領域角θの合計が１０８°以上の領域である。そのため、本発明のハニカム構造体は、缶体に収納した際における周方向のずれが生じ難くなる。その結果、本発明のハニカム構造体は、ハニカム構造体を缶体内に収納する際にハニカム構造体の外周に巻かれるマットを破損し難い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のハニカム構造体の一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実施形態のセルの延びる方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図４】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模式的に示す断面図である。
【図５】本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態のセルの延びる方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のハニカム構造体の一実施形態を、その中心軸に平行に見た状態を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を、その中心軸に平行に見た状態を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。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。
【００１４】
（１）ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体の一実施形態は、図１、図２に示すハニカム構造体１００である。ハニカム構造体１００は、多孔質の隔壁１を有するハニカム構造部１０と、このハニカム構造部１０の外周の一部から外側に突出する凸部１５と、を備えている。隔壁１は、一方の端面である流入端面１１から他方の端面である流出端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成するものである。ハニカム構造体１００の凸部１５は、ハニカム構造部１０の外周をリング状に連続的または断続的に取り囲むように配設されている。凸部１５は、少なくとも一方の端部の形状がテーパー面１５ａを有するテーパー状である。凸部１５は、少なくともテーパー面１５ａを構成する外周コート層２０を有している。凸部１５は、セル２の延びる方向に直交する断面において、最大厚さが１〜２０ｍｍである。凸部１５は、外周コート層２０により構成されるテーパー面１５ａ上に表面粗さが５〜７０μｍである粗面領域１８を有し、更に、テーパー面１５ａ上には、粗面領域１８以外の領域である滑面領域を有し、当該滑面領域の表面の表面粗さの値が、粗面領域１８の表面粗さの値より小さい。そして、ハニカム構造体１００の中心軸Ｏに平行にハニカム構造体１００を見た場合（図６参照）に、ハニカム構造体１００の中心軸Ｏから、粗面領域１８を通過するように外周面に向かって引いた２つの直線Ａ、Ｂがなす角度の最大を粗面領域角θとする。このとき、凸部１５粗面領域１８は、粗面領域角θの合計が１０８°以上である。ハニカム構造体１００は、セル２の延びる方向に平行な断面において、テーパー面１５ａとセル２の延びる方向とのなす角度である傾斜角αが１０〜８０度である。なお、粗面領域角θは、直線Ａ、Ｂのなす角度のうち、粗面領域が存在する側の角度をいう。
【００１５】
このようなハニカム構造体１００は、テーパー面１５ａを有し、このテーパー面１５ａ上に粗面領域１８を有する凸部１５を備え、この凸部１５の粗面領域１８の粗面領域角θの合計が１０８°以上である。そのため、ハニカム構造体１００は、缶体に収納した際における周方向のずれが生じ難くなる。また、ハニカム構造体１００は、ハニカム構造体１００を缶体内に収納する際にハニカム構造体１００の外周に巻かれるマットを破損し難い。
【００１６】
図１は、本発明のハニカム構造体の一実施形態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実施形態のセルの延びる方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。
【００１７】
（１−１）凸部：
凸部は、ハニカム構造部の外周をリング状に連続的または断続的に取り囲むように配設されている。このような凸部が形成されていることにより、ハニカム構造体が缶体内に収納され、振動などを受けた際においても、ハニカム構造体の中心軸方向の移動を規制できる。つまり、凸部によって、ハニカム構造体の中心軸方向のずれを防止できる。
【００１８】
ハニカム構造部の外周を「リング状に連続的に取り囲む」とは、ハニカム構造部の外周に沿って切欠かれた部分を有さないように、環状の凸部がハニカム構造部を取り囲むことを意味する。また、「リング状に断続的に取り囲む」とは、ハニカム構造部の外周に沿って切欠かれた部分を有するように凸部がハニカム構造部を取り囲むことを意味する。つまり、「リング状に断続的に取り囲む」とは、ハニカム構造体の中心軸方向にハニカム構造体を見たとき、ハニカム構造体の外縁は、凸部の表面と、ハニカム構造部の側面（外周）とからなることを意味する。
【００１９】
また、凸部は、少なくとも一方の端部の形状がテーパー面を有するテーパー状である。そして、凸部は、少なくともテーパー面を構成する外周コート層を有している。即ち、図１、図２に示すように、凸部１５には、その表面の少なくとも一部に外周コート層２０が配設されている。この外周コート層２０は、少なくとも凸部１５のテーパー面１５ａを構成するように配設されている。このように外周コート層２０が配設されていると、ハニカム構造体１００の搬送中などに凸部１５が外力を受けたとしてもこの凸部１５に欠けなどの欠陥を生じ難くなる。なお、図２に示すように、凸部１５のうち、外周コート層２０に覆われる部分（凸部本体１７）は、少なくとも一方の端部の形状がテーパー面を有するテーパー状であることが好ましい。このようにすることで、外周コート層２０からなるテーパー面１５ａを容易に形成することができる。
【００２０】
本発明のハニカム構造体は、セルの延びる方向に平行な断面において、凸部のテーパー面とセルの延びる方向とのなす角度である傾斜角αが、１０〜８０度である。そして、上記傾斜角αは、１０〜８０度であることが好ましく、２０〜６０度であることが更に好ましい。上記傾斜角αが下限値未満であると、自動車等における限られた搭載スペースに搭載出来ないおそれがある。上限値超であると、リング状の凸部の端部（最外周部）が欠けるおそれがある。なお、傾斜角αは、セル２の延びる方向に平行な断面において、図２に示すように、テーパー面１５ａとセル２の延びる方向に平行な直線Ｃとのなす角度ということもできる。
【００２１】
なお、ハニカム構造体１００は、セルの延びる方向に平行な断面において、凸部本体１７のテーパー面とセル２の延びる方向とのなす角度である傾斜角についても１０〜８０度であることが好ましい。このようにすることで、ハニカム構造体１００を製造する際に、凸部のテーパー面とセルの延びる方向とのなす角度である傾斜角αを容易に上記範囲内とすることができる。
【００２２】
凸部は、セルの延びる方向に直交する断面において、最大厚さが１〜２０ｍｍであり、３〜１５ｍｍであることが好ましく、５〜１０ｍｍであることが更に好ましい。この最大厚さが下限値未満であると、凸部によってハニカム構造体を保持することができない。即ち、缶体内に収納された際に、ハニカム構造体がその中心軸方向及び周方向にずれてしまう。一方、上限値超であると、自動車等における限られた搭載スペースに搭載することが困難になる。「凸部の厚さ」は、ハニカム構造部から突出する方向の高さということもできる（図４の符号「Ｈ」参照）。なお、凸部の厚さは、外周コート層を含んだ値である。
【００２３】
凸部の幅は、セルの延びる方向に平行な断面において、ハニカム構造部の全長の１〜８０％であることが好ましく、５〜２０％であることが特に好ましい。凸部の幅が下限値未満であると、凸部によってハニカム構造体を保持することができないおそれがある。上限値超であると、自動車等における限られた搭載スペースに搭載できないおそれがある。ここで、「凸部の幅」は、凸部の、ハニカム構造体のセルの延びる方向における長さのことである（図２の符号「Ｌ」参照）。なお、凸部の幅は、外周コート層を含んだ値である。
【００２４】
凸部１５は、セル２の延びる方向において、ハニカム構造部１０のどの位置に配置されていてもよい。例えば、ハニカム構造部１０の中央部に配設してもよいし、端部に配設してもよい。凸部１５は、ハニカム構造部１０の中央部に配設されることが好ましい。なお、ハニカム構造部の中央部は、ハニカム構造部の、セルが延びる方向における中央部のことである。凸部の位置は、具体的には、ハニカム構造部の流入端面から、この流入端面に近い方の凸部の端部までの距離Ｘ（図２参照）が、ハニカム構造体のセルの延びる方向の長さの１％以上であることが好ましい。距離Ｘが下限値未満であると、缶体内に収納する際にハニカム構造体の外周に巻かれるマットの取り付けが困難なため、ハニカム構造体を缶体に収納できないおそれがある。
【００２５】
凸部の数は、１つに限定されない。即ち、凸部は複数設けることができる。複数の凸部を配設する場合、凸部は、少なくとも、流出端面側の端部及び中央部に配設されることが好ましい。
【００２６】
外周コート層は、少なくとも、凸部のテーパー面を構成するように配設されている。この外周コート層を形成することにより、ハニカム構造体の搬送中などに凸部が外力を受けたとしてもこの凸部に欠けなどの欠陥を生じ難くなる。また、凸部がハニカム構造を有する場合、凸部から排ガスが漏れ出てしまうことを防止できる。なお、「凸部がハニカム構造を有する」とは、凸部が、ハニカム構造部のセルの延びる方向に平行に複数のセルを区画形成する隔壁を有することを意味する。図２に示すハニカム構造体１００は、凸部１５が、ハニカム構造部１０のセル２の延びる方向に平行に複数のセル２を区画形成する隔壁１を有する例である。ここで、凸部１５は、そのセル２の開口部が外周コート層２０によって塞がれている。そのため、上記のように、凸部から排ガスが漏れ出てしまうことを防止できる。
【００２７】
凸部は、外周コート層により構成されるテーパー面上に表面粗さが５〜７０μｍである粗面領域を有している。更に、本発明のハニカム構造体は、粗面領域以外の領域（滑面領域）の表面の表面粗さの値が、粗面領域の表面粗さの値より小さいものである。つまり、ハニカム構造部の外周面及び凸部の表面において、凸部の粗面領域以外の領域は滑らかであり、一方、粗面領域は表面が粗い（表面粗さが５〜７０μｍである）。このように、所定の部分の表面を敢えて粗くすることにより、缶体に収納した際における周方向のずれを良好に防止することができる。
【００２８】
上記粗面領域の表面粗さは、５〜７０μｍであり、１５〜６０μｍであることが好ましい。上記粗面領域の表面粗さが下限値未満であると、缶体に収納した際における周方向のずれが大きくなる。更に、ハニカム構造体の凸部がマットを介して缶体の内壁に片当たりしてしまい、ハニカム構造体が破損する場合がある。上限値超であると、ハニカム構造体を缶体内に収納する際にハニカム構造体の外周に巻いたマットと、粗面領域との摩擦抵抗が大きくなる。そのため、マットが破損してしまう場合がある。なお、表面粗さ（Ｒａ）は、算術平均粗さＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１により測定した値である。
【００２９】
滑面領域の表面粗さの値は、粗面領域の表面粗さの値より小さい限り特に制限はない。例えば、０μｍ以上で５μｍ未満とすることができる。
【００３０】
外周コート層におけるテーパー面の粗面領域は、粗面領域角θの合計が１０８°以上となる領域である。この粗面領域角θの合計は、１０８〜３６０°であることが好ましく、１４４〜３６０°であることが更に好ましい。上記粗面領域角θの合計が下限値未満であると、缶体に収納した際における周方向のずれが大きい。また、ハニカム構造体のズレによってマットが破損する。なお、粗面領域が１箇所の場合にはその１箇所の粗面領域の粗面領域角θが１０８°以上であり、粗面領域が複数箇所形成される場合には、各粗面領域の粗面領域角θの合計が１０８°以上である。図７に示すハニカム構造体１０３は、粗面領域１８が４箇所形成されている場合を示しており、各粗面領域１８は周方向に間隔を空けて形成されている。この場合、図７に示すように、粗面領域１８ごとに２つの直線Ａ，Ｂを引き、直線Ａと直線Ｂのなす角度を求め、これらの合計の角度を粗面領域角θとする。
【００３１】
外周コート層の厚さは、１〜５０００μｍであることが好ましく、１０〜３０００μｍであることが更に好ましい。上記外周コート層の厚さが下限値未満であると、触媒を担持させる際に触媒用スラリーがハニカム構造体から漏れ出るおそれがある。上限値超であると、排ガス浄化機能を有さない部分の断面の比率が大きくなるため、浄化性能が低下するおそれがある。
【００３２】
本発明のハニカム構造体は、凸部の表面の一部に、セルの延びる方向に平行な平面である平面部が形成されていることが好ましい。このように平面部を形成すると、凸部の厚さを平面部において薄くすることができる（図４の符号「ｈ」参照）。そのため、ハニカム構造体を搬送する際に使用する既存の梱包容器に収納することができる。即ち、本発明のハニカム構造体は、凸部が形成されるため、この凸部の厚さ分だけ同様の性能を有する従来のハニカム構造体より幅広になる。そのため、このハニカム構造体を複数個収納して搬送する際に使用する梱包容器について、その大きさを変更する必要が生じる場合がある。しかし、平面部を形成すると、上記のように、既存の梱包容器を使用することができる。また、自動車等のように搭載スペースが小さい場所であっても搭載することができる。また、平面部が形成されることによって、更に周方向のずれが生じ難い構造となる。
【００３３】
ここで、平面部が形成されている場合、上記のような利点がある。一方、平面部の大きさによっては、ハニカム構造体の平面部と缶体の平面部とが接触することにより、ハニカム構造体が僅かに動いた際に、ハニカム構造体の外周に巻かれたマットとハニカム構造体とに片当たりが発生する可能性がある。「缶体の平面部」は、缶体のうち、ハニカム構造体の平面部と嵌り合う平面状の部分のことである。「片当たり」とは、以下のような状態にあることをいう。マットとハニカム構造体とが局所的に接触するようになり、ハニカム構造体と缶体とに挟まれたマットの一部に大きな荷重が加わるようになることをいう。片当たりの結果としてハニカム構造体の凸部に破損が生じる。
【００３４】
図３、図４には、凸部１５の表面の一部に、セル２の延びる方向に平行な平面である平面部１６が形成されたハニカム構造体１０１を示す。図３は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図４は、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模式的に示す断面図である。
【００３５】
凸部には、互いに平行な１対の平面部が形成されることが好ましい。更に、凸部には、互いに平行な１対の平面部が、２組形成されていることが好ましい。そして、このとき、一方の１対の平面部は、他方の１対の平面部に直交するように形成されることが好ましい。このように平面部が形成されることにより、凸部の厚さを考慮する必要が少なくなるため、上記のように既存の梱包容器を使用することができる。また、平面部が形成されていない場合に比べて、収納スペースを小さくすることが可能になる。そのため、本発明のハニカム構造体は、自動車等のように搭載スペースが小さい場所であっても、良好に搭載することができる。
【００３６】
図４に示すハニカム構造体１０１は、互いに平行な１対の平面部１６が２組形成され、且つ、一方の１対の平面部１６は、他方の１対の平面部１６に直交するように形成されている。
【００３７】
（１−２）ハニカム構造部：
ハニカム構造部１０は、コージェライト、炭化珪素、ムライト、アルミニウムチタネート及びアルミナからなる群より選択される少なくとも一種を主成分とすることができる。また、ハニカム構造部１０は、コージェライト、炭化珪素、ムライト、アルミニウムチタネート及びアルミナからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。ここで、本明細書において「主成分」は、全体の中の５０質量％を超える成分を意味する。
【００３８】
隔壁１の平均細孔径は、５〜１００μｍが好ましく、８〜５０μｍが特に好ましい。平均細孔径が上記下限値未満であると、圧力損失が大きくなることがある。平均細孔径が上記上限値超であると、ハニカム構造体の強度が低くなることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータによって測定した値である。
【００３９】
隔壁１の気孔率は、２５〜８０％が好ましく、３５〜７５％が特に好ましい。気孔率が上記下限値未満であると、圧力損失が大きくなることがある。気孔率が上記上限値超であると、ハニカム構造体１００の強度が低くなることがある。気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。
【００４０】
隔壁１の厚さは、４０〜６００μｍであることが好ましく、１５０〜４００μｍであることが特に好ましい。隔壁１の厚さが上記下限値未満であると、ハニカム構造体１００の強度が低くなることがある。上記上限値超であると、圧力損失が高くなることがある。
【００４１】
ハニカム構造部１０の形状は、特に限定されない。ハニカム構造部１０の形状としては、円柱状、端面が楕円形の柱状、端面が「正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の多角形の柱状、等が好ましい。図１〜図４に示すハニカム構造体１００，１０１においては、ハニカム構造部１０の形状は円柱状である。
【００４２】
ハニカム構造部１０のセル形状（セルが延びる方向に直交する断面におけるセル形状）としては、特に制限はない。セル形状としては、三角形、四角形、六角形、八角形、円形、あるいはこれらの組合せを挙げることができる。四角形のなかでは、正方形または長方形が好ましい。
【００４３】
ハニカム構造部１０のセル密度については、特に制限はない。ハニカム構造部１０のセル密度は、１５〜２００セル／ｃｍ２であることが好ましく、３０〜１００セル／ｃｍ２であることが特に好ましい。セル密度が下限値未満であると、排ガスを流通させたときに、短時間で圧力損失が大きくなったり、ハニカム構造体１００の強度が低くなったりすることがある。セル密度が上限値超であると、圧力損失が大きくなることがある。
【００４４】
ハニカム構造部１０は、図１、図２に示すように、外周（凸部が配設される部分を除く）に外周壁２１を有していてもよい。この外周壁２１は、外周コート層２０と同じ材質とすることができる。この外周壁２１を形成することにより、ハニカム構造体１００の搬送中などにハニカム構造部１０が外力を受けたとしてもこのハニカム構造部１０に欠けなどの欠陥を生じ難くなる。
【００４５】
本発明のハニカム構造体は、ハニカム構造部が、少なくとも一部のセルの開口部に配設された目封止部を備えていてもよい。目封止部を備えることにより、本発明のハニカム構造体に流入した排ガスは隔壁でろ過されるため、排ガス中の粒子状物質を良好に捕集することができる。図５に示すハニカム構造体１０２は、一方の端面における所定のセル２（流入セル２ａ）の開口部及び他方の端面における残余のセル２（流出セル２ｂ）の開口部に配設された目封止部５を備えている。そして、流入セル２ａと流出セル２ｂとは、交互に並んでいる。それによって、ハニカム構造体１０２の流入端面１１及び流出端面１２のそれぞれに、目封止部５と「セルの開口部」とにより、市松模様が形成されている。
【００４６】
目封止部５の材質とハニカム構造部の材質とは、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。目封止部５の材質は、ハニカム構造部（隔壁）の材質として好ましいとされた材質であることが好ましい。
【００４７】
また、目封止部５のセルの延びる方向における長さは、１〜１５ｍｍであることが好ましく、５〜１０ｍｍであることが更に好ましい。
【００４８】
ハニカム構造部は、複数個の柱状のハニカムセグメントと、これら複数個のハニカムセグメントの側面同士を接合するように配置された接合層と、を備えるものであってもよい。
【００４９】
（２）ハニカム構造体の製造方法：
本発明のハニカム構造体は、以下の方法で製造することができる。即ち、本発明のハニカム構造体は、ハニカム焼成体を作製するハニカム焼成体作製工程と、このハニカム焼成体の外周部を切削して凸部を形成する切削工程とを有する方法により製造できる。更に、外周コート層を備える場合には、ハニカム焼成体の外周部を切削した後、外周コート層形成工程を有することが好ましい。「ハニカム焼成体」は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する、セラミック原料が焼成されて形成された多孔質の隔壁を備えるハニカム焼成体である。
【００５０】
以下、本発明のハニカム構造体の製造方法について、工程毎に説明する。
【００５１】
（２−１）ハニカム焼成体作製工程：
ハニカム焼成体作製工程は、セラミック原料が焼成されて形成された多孔質の隔壁を備えたハニカム焼成体を作製する工程である。ハニカム焼成体を作製する方法は、特に限定されない。以下、ハニカム焼成体作製工程を、段階的に工程に分けて説明する。
【００５２】
（２−１−１）成形工程：
まず、成形工程において、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁（未焼成）を備えるハニカム成形体を形成することが好ましい。ハニカム成形体は、ハニカム構造の成形体である。
【００５３】
セラミック成形原料に含有されるセラミック原料としては、コージェライト化原料、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、チタン酸アルミニウム、からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。尚、コージェライト化原料とは、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミック原料である。そして、コージェライト化原料は、焼成されてコージェライトになるものである。
【００５４】
また、セラミック成形原料は、上記セラミック原料に、分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して調製することが好ましい。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造体の構造、材質等に合わせた組成比とすることが好ましい。
【００５５】
セラミック成形原料を成形する際には、まずセラミック成形原料を混練して坏土とし、得られた坏土をハニカム形状に成形することが好ましい。セラミック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。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法としては特に制限はなく、押出成形、射出成形等の公知の成形方法を用いることができる。例えば、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押出成形してハニカム成形体を形成する方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。
【００５６】
ハニカム成形体の形状としては、円柱状、端面が楕円の柱状、端面が「正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の多角柱状、等を挙げることができる。「平面部が形成された凸部」を備えるハニカム構造体を製造する場合、多角柱状のハニカム成形体とすることが好ましい。多角柱の側面の一部を残すことにより、この残った側面の一部を凸部の平面部とすることができるためである。即ち、平面部を形成する操作を省略することができるためである。ハニカム成形体としては、四角柱状が更に好ましい。
【００５７】
また、上記成形後に、得られたハニカム成形体を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に限定されるものではない。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る。これらの、なかでも、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。
【００５８】
（２−１−２）焼成工程：
次に、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を作製する。ハニカム成形体を焼成（本焼成）する前に、ハニカム成形体を仮焼することが好ましい。仮焼は、脱脂のために行うものである。ハニカム成形体を仮焼する方法は、特に限定されるものではなく、有機物（有機バインダ、界面活性剤、造孔材等）を除去することができればよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度である。そのため、仮焼の条件としては、酸化雰囲気において、２００〜１０００℃程度で、３〜１００時間程度加熱することが好ましい。
【００５９】
ハニカム成形体の焼成（本焼成）は、仮焼したハニカム成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われる。焼成条件（温度、時間、雰囲気等）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。例えば、コージェライト化原料を使用している場合には、焼成温度は、１４１０〜１４４０℃が好ましい。また、焼成時間は、最高温度でのキープ時間として、４〜８時間が好ましい。仮焼、本焼成を行う装置としては、特に限定されないが、電気炉、ガス炉等を用いることができる。
【００６０】
（２−２）切削工程：
切削工程は、ハニカム焼成体の外周部を切削する工程である。ハニカム焼成体を切削する方法は特に限定されない。ハニカム焼成体の外周部を切削する方法としては、従来公知の方法を適宜採用できるが、ハニカム焼成体を回転させながら、ダイヤモンドをまぶした砥石を、押し当てる手法が好ましい。切削工程において「切削される、ハニカム焼成体の外周部」の厚さは、切削後に形成される凸部の厚さと同じになる。
【００６１】
ここで、凸部に平面部が形成される場合には、ハニカム焼成体を、以下のように切削することが好ましい。即ち、多角柱状のハニカム焼成体の側面の一部が残り、残った側面の一部が凸部の平面部となるようにハニカム焼成体を切削することが好ましい。このようにすることにより、切削の後に、改めて平面部を形成する操作を行う必要がなくなる。
【００６２】
なお、切削は、ハニカム成形体の焼成前後のいずれでもよいが、焼成後に行うことが好ましい。焼成後に切削することにより、焼成によってハニカム焼成体が変形した場合でも、ハニカム焼成体の形状を切削によって整えることが可能となる。
【００６３】
（２−３）目封止工程：
目封止部を備えるハニカム構造体を作製する場合には、切削工程の後に、下記目封止工程を行うことが好ましい。この目封止工程において、ハニカム焼成体の、一方の端面（流入端面）における「所定のセル（流入セル）」の開口部及び他方の端面（流出端面）における「残余のセル（流出セル）」の開口部に、目封止部を配設する。以下に具体的に説明する。
【００６４】
まず、ハニカム焼成体（ハニカム構造部）の一方の端面（流入端面）のセル開口部に目封止材を充填する。一方の端面（流入端面）のセル開口部に目封止材を充填する方法としては、マスキング工程と圧入工程とを有する方法が好ましい。マスキング工程は、ハニカム焼成体の一方の端面にシートを貼り付け、シートにおける、「目封止部を形成しようとするセル」と重なる位置に孔を開ける工程である。圧入工程は、「ハニカム焼成体の、シートが貼り付けられた側の端部」を目封止材が貯留された容器内に圧入して、目封止材をハニカム焼成体のセル内に圧入する工程である。目封止材をハニカム焼成体のセル内に圧入する際には、目封止材は、シートに形成された孔を通過し、シートに形成された孔と連通するセルのみに充填される。
【００６５】
目封止材は、上記セラミック成形原料の構成要素として挙げた原料を適宜混合して作製することができる。目封止材に含有されるセラミック原料としては、隔壁の原料として用いるセラミック原料と同じであることが好ましい。
【００６６】
次に、ハニカム焼成体に充填された目封止材を乾燥させることが好ましい。
【００６７】
ハニカム焼成体の一方の端面（流入端面）において、目封止部が形成されたセルと目封止部が形成されていないセルとが交互に並ぶことが好ましい。この場合、目封止部が形成された一方の端面において、目封止部と「セルの開口部」とにより市松模様が形成されることになる。
【００６８】
次に、ハニカム焼成体の、他方の端面（流出端面）における「残余のセル（第２セル）」の開口部に、一方の端面（流入端面）の場合と同様にして、目封止部を配設することが好ましい。尚、目封止材の乾燥は、ハニカム焼成体の両端面において、目封止材を充填した後に、行ってもよい。また、ハニカム成形体に目封止材を充填した後に焼成工程を行ってもよい。
【００６９】
（２−４）外周コート層形成工程：
切削されたハニカム焼成体の外周に、外周コート材を塗布して外周コート層を形成することが好ましい。外周コート層を形成することにより、ハニカム構造体に外力が加わった際にハニカム構造体が欠けてしまうことを防止できる。
【００７０】
外周コート材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したものなどを挙げることができる。外周コート材を塗布する方法は、「切削されたハニカム焼成体」をろくろ上で回転させながらゴムへらなどでコーティングする方法等を挙げることができる。
【００７１】
そして、テーパー面に、表面粗さが５〜７０μｍである粗面領域を形成する方法は、以下の方法を挙げることができる。即ち、外周コート層の厚さを薄くする方法が挙げられる。つまり、通常、外周コート層や外周壁を形成する前のハニカム構造部の外周及び凸部の表面は粗い（表面粗さの値が大きい）。そのため、外周コート層及び外周壁を形成してハニカム構造体の外周を滑らかな状態にする（表面粗さの値を小さくする）ことが行われる。この際に、凸部における外周コート層の厚さを薄くすることで、ハニカム構造部の外周及び凸部の一部の表面は滑らかにしつつ（表面粗さの値を小さくしつつ）、凸部の残部の表面は所望の程度に粗くすることができる。このとき、粗面領域の粗面領域角θの合計が１０８°以上となるように、外周コート層を形成する。
【００７２】
また、粗面領域を形成する方法としては、凸部の所定の部分（粗面領域となる部分）に外周コート材をスプレー等で吹き付ける方法が挙げられる。
【００７３】
更に、粗面領域を形成する方法としては、ハニカム焼成体において、凸部となる部分の所定の表面（粗面領域となる表面）をサンドペーパー等で研削する方法が挙げられる。
【実施例】
【００７４】
以下、本発明を、実施例により更に具体的に説明する。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。
【００７５】
（実施例１）
セラミック原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを混合したものを用いた。そして、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、造孔材を添加すると共に、水を添加して成形原料を作製した。そして、成形原料を真空土練機により混練し、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。
【００７６】
得られた坏土を押出成形機を用いて成形し、四角柱状のハニカム成形体を得た。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時間乾燥した。
【００７７】
次に、脱脂５５０℃で３時間、アルゴン雰囲気下で２時間焼成して、四角柱状のハニカム焼成体を複数得た。
【００７８】
得られたハニカム焼成体は、セルの延びる方向に直交する断面が一辺１６０．０ｍｍの四角柱であり、セルの延びる方向における長さが１２７．０ｍｍであった。また、ハニカム焼成体は、セル密度が４７．２セル／ｃｍ２であり、隔壁の厚さが２５４μｍであった。
【００７９】
次に、得られた複数のハニカム焼成体のそれぞれの側面に接合材を塗布し、これらを組み付けた後、接合材を乾燥させて四角柱状の接合体を得た。
【００８０】
次に、得られた四角柱状の接合体の外周部を、ハニカム構造部のセルの延びる方向の中央部に凸部が残るように研削した。これにより、ハニカム焼成体において、ハニカム構造部とこのハニカム構造部の外周の一部から突出した凸部を形成して、切削ハニカム焼成体を得た。
【００８１】
ハニカム焼成体の外周部を研削する方法としては、ハニカム焼成体を回転させるとともに「ダイヤモンドをまぶした砥石」を回転させながら、この砥石をハニカム焼成体の外周部に押し当てる方法とした。凸部の凸部本体となる両端部はテーパー面を有するテーパー状とした。そして、セルの延びる方向に平行な断面において、凸部本体のテーパー面とセルの延びる方向とのなす角度である傾斜角が３５度となるようにした。
【００８２】
その後、ハニカム焼成体の外周（ハニカム構造部の側面、及び凸部の表面）に、外周コート材を塗布して外周コート層及び外周壁を形成し、ハニカム構造体を得た。このとき、粗面領域とする部分には、外周コート材の塗布量を少なく塗布した（即ち、外周コート層を薄くした）。
【００８３】
得られたハニカム構造体のハニカム構造部は、セルの延びる方向に直交する断面の形状が円形であり、セルの延びる方向に直交する断面における直径が１４３．８ｍｍであった。また、ハニカム構造部は、セルの延びる方向における長さが１２７．０ｍｍであった。
【００８４】
凸部は、図１、図２に示すハニカム構造体１００のように、ハニカム構造部の外周をリング状に連続的に取り囲むように配設されていた。また、凸部は、セルの延びる方向における長さ（凸部の幅）Ｌが、２０ｍｍであった。なお、凸部の幅は、ハニカム構造部の全長の１６％であった。凸部は、セルの延びる方向に直交する断面における最大厚さ（凸部の厚さ）Ｈが、６．３ｍｍであった。
【００８５】
なお、凸部には、平面部が形成されていなかった。
【００８６】
また、ハニカム構造部の一方の端面と、このハニカム構造部の一方の端面と同じ方向を向く凸部の端面との最短の距離（ハニカム構造部の一方の端面を基準とする、凸部が形成された位置）Ｘは、５６ｍｍであった。
【００８７】
外周コート層は、粗面領域の表面粗さの平均値が２０．５μｍであり、厚さが１ｍｍであった。なお、表面粗さ（Ｒａ）は、算術平均粗さＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１により測定した値である。「粗面領域の表面粗さの平均値」は、任意に選択した５箇所の表面粗さを測定し、その平均値を算出した。また、粗面領域は、その粗面領域角θの合計が１８０°であった。また、凸部のテーパー面とセルの延びる方向とのなす角度である傾斜角αは、３５．２度であった。
【００８８】
得られたハニカム構造体について、以下に示す方法で、「周方向のずれ量」、「マット破損」、及び「片当たり」の各評価を行った。結果を表１に示す。
【００８９】
［周方向のずれ量］
周方向のずれ量は、加熱振動試験によって評価を行った。具体的には、まず、ハニカム構造体に、長さ１１０ｍｍの非熱膨張性のセラミックマットを巻きつける。このセラミックマットは、凸部を中心に巻きつける。そして、セラミックマットが巻きつけられたハニカム構造体を、２分割されたステンレス製（ＳＵＳ４３０）の缶体に収納した後、溶接して、缶体内にハニカム構造体を収納した試験用の缶体を組み立てる。
【００９０】
次に、ハニカム構造体を収納した缶体（試験用の缶体）を加熱振動試験装置に取り付ける。次に、加熱振動試験装置によって、プロパンの燃焼ガスを、ハニカム構造体の入口端面におけるガス温度が９５０℃でガス流量が１２Ｎｍ３／分となるように缶体内に連続して供給する。
【００９１】
次に、上記燃焼ガスを缶体内に連続して供給した状態で、ハニカム構造体のセルの延びる方向に直交する方向の振動を缶体（即ち、缶体に収納されたハニカム構造体）に与える。具体的に、缶体に、２００Ｈｚ、４０Ｇの振動を１０時間与える。試験後、ハニカム構造体の周方向のずれ（試験前後における缶体とハニカム構造体との周方向の位置関係のずれ）の有無を確認して、以下に示す基準で評価を行う。
【００９２】
ハニカム構造体の周方向のずれ量（移動量）が、ハニカム構造体のいずれかの端面の最外周部において１．０ｍｍ以下の場合に「Ａ」、１．０ｍｍ超で３．０ｍｍ以下の場合に「Ｂ」とした。そして、上記ずれ量が３．０ｍｍ超の場合に「Ｃ」とした。なお、ハニカム構造体の周方向のずれ量（移動量）が、３．０ｍｍ以下であれば実用上問題ないが、１．０ｍｍ以下が好ましい。
【００９３】
［マット破損］
マット破損の評価は以下のようにして行った。まず、作製したハニカム構造体を缶体に収納した。次に、缶体に収納したハニカム構造体について、加振試験にて振動を与えた。その後、以下の評価基準で評価を行った。缶体に収納したハニカム構造体を缶体から外した後、マットが破れていた場合を「有」とした。缶体に収納したハニカム構造体を缶体から外した後、マットが破れていない場合を「無」とした。なお、加振試験の振動条件は、「周方向のずれ量」の評価と同様に、２００Ｈｚ、４０Ｇの振動を１０時間与えることとした。
【００９４】
［片当たり］
缶体とハニカム構造体との片当たりについて、以下のようにして評価を行った。まず、作製したハニカム構造体を缶体に収納した。次に、缶体に収納したハニカム構造体の初期位置が分かるようにハニカム構造体と缶体に印を記入し、その後、ハニカム構造体を加振試験した。その後、以下の評価基準で評価を行った。加振試験後にハニカム構造体の凸部に破損が確認された場合は「有」とした。加振試験後にハニカム構造体の凸部に破損が確認されなければ「無」とした。なお、加振試験の振動条件は、「周方向のずれ量」の評価と同様に、２００Ｈｚ、４０Ｇの振動を１０時間与えることとした。
【００９５】
ここで、「片当たり」とは、ハニカム構造体が、缶体に収納した初期の状態からズレることにより、マットとハニカム構造体とが局所的に接触して、ハニカム構造体と缶体とに挟まれたマットの一部に大きな荷重が加わっている状態をいう。片当たりの結果としてハニカム構造体の凸部に破損が生じる。
【００９６】
［判定］
上記各評価に基づいて、以下の基準でハニカム構造体の「判定」を行った。「周方向のずれ量」の評価において「Ａ」または「Ｂ」であり、「マット破損」の評価が「無」である場合を「ＯＫ」とした。なお、平面部が有る場合には更に「片当たり」の評価が「無」である場合を「ＯＫ」とした。「周方向のずれ量」の評価において「Ｃ」であるか、または「マット破損」の評価が「有」である場合を「ＮＧ」とした。なお、平面部が有る場合は「片当たり」の評価が「有」である場合にも「ＮＧ」とした。
【００９７】
【表１】
0006667342.tif 000002
【００９８】
表１において、「表面粗さ（Ｒａ）」の欄の「粗面領域」は、粗面領域の表面粗さの平均値を示す。「表面粗さ（Ｒａ）」の欄の「粗面領域以外の領域」は、粗面領域以外の領域（滑面領域）の表面粗さの平均値を示す。「テーパー面の角度（度）」の欄は、セルの延びる方向に平行な断面において、テーパー面とセルの延びる方向とのなす角度（傾斜角）を示す。「凸部の厚さ」の欄は、セルの延びる方向に直交する断面における凸部の最大厚さを示す。「粗面領域角θ」の欄は、ハニカム構造体の中心軸に平行に当該ハニカム構造体を見た場合に、ハニカム構造体の中心軸から、粗面領域を通過するように外周面に向かって引いた２つの直線がなす角度の最大を示す。なお、粗面領域が複数箇所存在する場合には、各粗面領域についての上記２つの直線の最大の角度の合計を示す。
【００９９】
（実施例２〜１６、比較例１〜５）
表１に示すように条件を変更した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を得た。得られたハニカム構造体について、「周方向のずれ量」、「マット破損」、及び「片当たり」の各評価を行った。その後、各評価に基づいて、ハニカム構造体の「判定」を行った。結果を表１に示す。
【０１００】
なお、実施例５、６は、凸部のテーパー面に４箇所の粗面領域が存在し、粗面領域角θは、これらの合計を示す。その他の実施例及び比較例では、粗面領域は１箇所であった。実施例１５、１６においては、凸部に平面部を４箇所形成した。平面部の位置関係は、ハニカム構造体の中心軸を通り、この中心軸に直交する任意の線（基準線）を０°−１８０°とした場合、０°、９０°、１８０°、２７０°の４方向とした。つまり、基準線に平行な１組の平面と、基準線に直交する１組の平面とが平面部として形成されていた（図４参照）。そして、平面部が形成された部分の凸部の厚さｈ（即ち、セルの延びる方向に直交する断面における最小の厚さ）は、１．１ｍｍであった。
【０１０１】
表１から、実施例１〜１６のハニカム構造体は、比較例１〜５のハニカム構造体に比べて、缶体に収納した際における周方向のずれが生じ難いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明のハニカム構造体は、自動車等の排ガスを浄化するフィルタとして好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１：隔壁、２：セル、２ａ：流入セル、２ｂ：流出セル、５：目封止部、１０：ハニカム構造部、１１：流入端面、１２：流出端面、１５：凸部、１５ａ：テーパー面、１６：平面部、１７：凸部本体、１８：粗面領域、２０：外周コート層、２１：外周壁、１００，１０１，１０２，１０３：ハニカム構造体、α：傾斜角、Ｏ：中心軸、Ａ，Ｂ：直線、θ：粗面領域角。
【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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