(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口端部と、出口端部と、前記入口端部から前記出口端部までの軸線に沿って延びる複数のセルとを備えた、ディーゼルエンジンに用いられるハニカム構造体において、
該ハニカム構造体が第１部分および第２部分をさらに備え、前記第１部分は前記入口端部から前記軸線に沿って或る距離延び、前記第２部分は前記第１部分から連続して前記軸線に沿って前記出口端部まで延び、前記第２部分におけるセルは、前記第１部分におけるセルよりも厚い壁を有し、前記双方の部分におけるセルの壁の厚さは各部分に亘って一様であり、
前記入口端部における前記セルの一部および前記出口端部における前記セルの一部には栓が施され、排気ガスが前記入口端部における開放セルを通って前記ハニカム構造体内に流入し、多孔質の壁を通り抜け、かつ前記出口端部における開放セルを通って前記ハニカム構造体外に流出するように、前記入口端部において栓が施された前記セルの一部は前記出口端部において栓が施された前記セルの一部と異なるセルであり、
前記出口端部における前記セル内の前記栓は、前記入口端部における前記セル内の前記栓よりも厚いことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記入口端部における前記セルにおける前記栓は、該入口端部が栓なしの前端部を備えるように、前記軸線に沿って前記ハニカム構造体の内部に或る距離ずらされていることを特徴とする請求項１記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記より薄い壁部分が２０マイクロメートルよりも厚い厚さを有することを特徴とする請求項１記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記より薄い壁部分が４５マイクロメートルよりも厚い厚さを有することを特徴とする請求項３記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記より厚い壁部分が３００マイクロメートルよりも厚い厚さを有することを特徴とする請求項１記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記より厚い壁部分が４００マイクロメートルよりも厚い厚さを有することを特徴とする請求項５記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記ハニカム構造体が、前記入口端部から前記出口端部までの１本の軸線に沿って、８．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋよりも高く０．２５ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋよりも低い範囲の熱容量を有することを特徴とする請求項１記載のハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、排気ガスの濾過に用いるための、特に微粒子物質を捕捉するための構造体に関するものである。さらに厳密に言えば、本発明は、多セル構造体，特にディーゼル微粒子フィルタに適した、流動軸線に沿って壁厚または熱容量が変化するハニカム構造体に関するものである。
【０００２】
市販の標準的なフィルタは、コージェライト（２ＭｇＯ−２Ａｌ２Ｏ３−５ＳｉＯ２）で作られている。コージェライトは、低い熱膨張係数（約５〜８×１０−７/℃）と、良好な耐熱衝撃性と、適度な高融点（約１４６０℃）とを備えている。これらの特性は、コージェライト形成用原材料（例えば、粘土、タルク、アルミナ、およびシリカ）が廉価であることと相俟って、コージェライトにディーゼル微粒子フィルタとして望ましい資格を与えることになった。しかしながら、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）のように、捕捉した炭素煤の再生が必要な用途では、炭素煤の燃焼行程において、コージェライトの融点を超えさせるかも知れない熱スパイクが生じ、熱衝撃およびクラックまたはフィルタの溶融さえも生じる可能性がある。したがって、従来のＤＰＦが抱えている深刻な問題は、必要なフィルタ再生サイクル中においてダメージを受けやすいということである。
【０００３】
今まで、コージェライトと同等の耐熱衝撃性を持ちながらコージェライトよりも高い使用温度を有する材料を発見することに大きな努力が払われてきたが、コージェライトと同等の、製造の容易さ、コ煤および特性、特に熱膨張率を備えた材料は未だ発見されていない。
【０００４】
近来、炭化ケイ素をＤＰＦに用いることが提案されている。ＳｉＣはコージェライトよりも遥かに高い融点（２７５０℃）を備えている。しかしながら、ＳｉＣの欠点は、ダイの磨耗が著しく、かつ焼成が困難なため、これがＤＰＦの製造コ煤を高め，商業的用途を限定することになる。炭化ケイ素のＤＰＦは、無機ファイバを含む無機セメントで接合された、約１インチ（２５．４ｍｍ）平方のＤＰＦ型のハニカムセグメント（複数）から形成される。
【０００５】
ＮＺＰのような他の高温材料が提案されたが、ダイの磨耗が著しく、焼成が困難で、燐損失等のため、商業的用途が極めて限定される。
【０００６】
適切な低背圧および妥当な煤充填容量を備えながら、コージェライトのように中間温度で溶融する可能性のあるＤＰＦ作成用材料に関しては、構造体の一部分の熱質量の増大が望ましいことは従来から知られている。しかしながら、その一部分の質量が大き過ぎると、再生の開始が困難で、通常は燃料を用いる入力エネルギーのコ煤をより多くかけることによって初めて再生の着火が可能になる。
【０００７】
一般的なフィルタ構造では、ＤＰＦの前面において着火が生じ、かつ最高温度は後面で生じる。したがって、フィルタ構造によって、フィルタの下流端における再生時の温度が過大にならないようにしながら、再生を開始させるエネルギーコ煤を最小にすることができれば有利であろう。
【０００８】
発明の概要
本発明の一つの実施の形態は、壁の厚さが流動軸線に沿って変化する、特にディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）に適した、ハニカム構造体のような多セル構造体であるが、通り抜けハニカムにも適用可能である。このハニカムは、単一体であっても、数個のセグメントに分かれたＤＰＦ形式のものであってもよい。好ましい実施の形態は、構造体がハニカムの一端部においてはより薄い壁を備え、他端部においてはより厚い壁を備えた、特にディーゼルエンジンまたは自動車エンジンのためのハニカムである。自動車用ハニカムについては、より薄い壁を備えた前端部（より低質量の前端部）がより早期の着火を可能にする。このハニカムは、コージェライトまたは炭化ケイ素のような任意の適当なセラミックで作成することができる。
【０００９】
このハニカム構造体は、入口端部から出口端部までの軸線に沿って８．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋよりも高く０．２５ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋよりも低い範囲の熱容量を有する。
【００１０】
本発明はまた、固体自由形状製造、特に結合剤インクジェットプリンティングを用いてこの構造体を生成させることでもある。
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明は、入口端部と、出口端部と、入口端部から出口端部まで延びてエンジン排気流が通過する多数のセルとを備えた多セル構造体、特にハニカム構造体に関し、このハニカム構造体は、ハニカムの入口端部から出口端部まで制御された態様で厚さが変化する壁を備えている。その一例は、フィルタの入口端部における薄い仕切り壁からフィルタの出口端部における厚い仕切り壁まで仕切り壁の厚さが連続的に変化するものである。他の例は、上流側のハニカムが、より薄い壁および／またはより低いセル密度を備えている二層ハニカムを作成することである。これによって、ハニカムの後端部においては、より厚い仕切り壁およびより高い熱質量を確保しながら、前端部においてはより低い熱質量を備えることができる。
【００１２】
本発明の構造体を作成するための適当な方法は、すべてが引例としてここに組み入れられる米国特許第５,２０４,０５５号明細書に開示されているように、固体自由形状製造、特に結合剤インクジェットプリンティングを用いて本発明の構造体を生成させることである。この方法を簡潔に述べると、薄いパウダー層を移動可能なサポーティングベッド上に配置する。１個のインクジェット形式のヘッドまたは一列のインクジェットヘッドをパウダーベッド上を通過させ、コンピュータによる制御を用いてパウダーベッドの選択された領域に液状の結合剤を堆積させる。上記サポーティングベッドを下方へ割出しして、新たなパウダー層をベッド上に施す。この工程を反復して、結合剤とパウダーとからなる構造体を立ち上げる。所望の構造体が得られたら、この構造体から、結合されていないパウダーを除去する。この構造体を随意的に焼成して、開放または閉塞された気孔を生じさせる。
【００１３】
他の適当な方法は、すべてが引例としてここに組み入れられる米国特許第５,９４０,６７４号明細書に開示されているように、マスクとスプレーノズルとを用いる方法である。
【００１４】
さらに他の適当な方法は、無機セメントを用いて、低セル密度および／または薄壁ハニカムをＤＰＦの上流側に「接着」または固定する方法である。より小型の２個のハニカムピースからより大型の構造体を作成するために種々のセラミックセメントが使用されて来ており、通常はハニカムチャンネルの軸線と垂直な方向の寸法を大きくするのに用いられる。別の、より厚い壁を備えたハニカムの前面に、より薄い壁を備えたハニカムを、チャンネルを塞がないように注意しながら単純に連結することができる。上記セメントは、類似の熱膨張係数と、接合されるハニカムが遭遇するような高い使用温度とを有することが好ましい。２個の焼成されたハニカムピースを接合したならば、両ハニカムの融点よりも低い温度で、セメントを固化または「硬化」すればよい。
【００１５】
この方法の変形が、乾かされたが、焼成はされていないハニカムを再水和させ、かつ作り直してフィルタのための栓を作成するという国際公開第９４／２２５５６号パンフレットに記載されている。この方法は、薄い壁のハニカムを壁の厚いハニカムに接合するのに用いることができる。壁の厚さを異にする少なくとも２個のハニカムを別々に押出し成形して乾燥させる。２個のハニカムの少なくとも一端を再水和させ（溶剤として水を用いないときには軟化させ）、水和させられた端部同士を圧着し、直接接触結合を形成する。複合ハニカムを乾燥させ、かつ焼成する。その結果、薄い壁と厚い壁とを備えたハニカムが得られる。勿論、この工程を反復することにより、壁厚が連続的に厚くなる、薄い壁と厚い壁とを備えたハニカムを得ても差支えない。
【００１６】
単に２種類の異なる壁厚または熱容量領域を備えたディーゼル微粒子フィルタに関しては、この接着法、再水和および圧着法が好ましい。
【００１７】
さらに他の適当な方法として、焼成済みまたは未焼成構造体に対し穏やかなサンドブラ煤を施して、前面の仕切り壁を薄くするというような、ハニカムの面に対して一種の研磨法を施すものがある。焼成済みハニカムに関しては、チャンネルサイズよりも著しく細かい砂が利用される。シリカよりもむしろアルミナおよび炭化ケイ素のような研磨粒子を用いれば、この工程が短縮されるであろう。研磨粒子は流体、特に圧搾空気中において浮遊状態で運ばれて、ハニカムの面に対しこれを薄くするのに十分な速度で当てられるが、ひどく侵食はしない。この工程は、押出し成形後、乾かされたが未だ焼成はされていないハニカムに対しても用いることができる。この場合、流体の速度および圧力が高い必要はなく、また研磨粒子をそんなに多くする必要もない。
【００１８】
図１は、特にＤＰＦに適したハニカム構造体１０を示す。ハニカム構造体１０は、入口端部１２と、出口端部４と、入口端部から出口端部まで延びる、多孔質の壁を備えたセルすなわちチャンネル１６とを有し、入口端部１２におけるセルの全数の一部には、それらの長さ方向の一部分に沿って栓２０が施され、入口端部において開放されている残りのセル２２には、出口端部においてそれらの長さ方向の一部分に沿って栓が施され、その結果、ハニカムのセルを入口端部から出口端部まで通過するエンジン排気流は、入口端部において開放されているセルに流入し、セル壁を通り抜け、かつ出口端部において開放されているセルを通って構造体外へ流出する。
【００１９】
壁１８は、再生時の入力エネルギーを低減するために、入口端部１２から出口端部１４までガスの流れ方向（矢印で示されている）に沿って連続的に厚くなっている。
【００２０】
図２は、ＤＰＦとして特に好適な、明確な二種類の壁厚を備えたハニカム構造体１０を示す。入口端部１２の壁１７は、出口端部１４の壁１９よりも薄い。この構造により、入口端部におけるハニカムの上流側のセル密度が低くなる。
【００２１】
両実施の形態とも、栓２４よりも栓２０の方が薄い。この施栓概念が、低い熱質量・薄い壁の前端部すなわち入口端部と、高い熱質量・厚い壁の後端部すなわち出口端部とを備えたフィルタ構造を支えている。
【００２２】
２ｍｍから５ｍｍ以上の栓深さが望ましい現行よりもずっと薄い、好ましくは約０．３ｍｍから１．５ｍｍの薄い栓２０を備えていることが望ましい。固体自由形状製造を利用するときには、一方の壁から反対側の壁に向かうテーパーの付いた薄い壁、対向する二方の壁から、あるいは三方の壁から一つの垂直な壁に向かうテーパーの付いた薄い壁、あるいは四方の壁から中心に向かうテーパーの付いた薄い壁をそれぞれ備えた栓を作成することができる。
【００２３】
溶融を防ぐために後端部においては十分な熱質量を備えながら、より低い熱質量の前端部を備えたフィルタの構造により、容易な、燃料消費量の少ない、再生の着火が可能になる。ある程度までは、煤の堆積が完全に一様にはならない。より薄い壁を備えたハニカムの入口端部、すなわち前端部においては、圧力低下が少ないために、少なくとも初期には、より多くの煤が集まる。煤層が生成されるのにつれて、背圧が発生する。その結果、ＤＰＦ全体に亘って煤の堆積が一様になる。したがって、入口端部すなわち前端部においては煤層がいくらか厚くなるであろう。このことは、再生の着火後、（相対的な意味で）フィルタの出口端部、すなわち後端部におけるエネルギーの蓄積を低減させながら、したがって最高温度を低下させながら、入口端部すなわち前端部におけるエネルギーの蓄積、したがって温度を増大させる効果がある。
【００２４】
図３は、特にＤＰＦに適したハニカム構造体３０を示す。ハニカム３０は二つの部分３２および３４を備えている。第１部分３２は、栓の施されていない、壁の薄いおよび／または低セル密度のハニカム、すなわち、低質量、薄壁、栓無しハニカムである。第２部分３４は栓の施されたハニカムである。部分３２は、部分３４の壁３８よりも薄い壁３６を備えていて、前端部すなわち入口端部３１においては、より低い熱質量を備え、かつ後端部すなわち出口端部３３においては、より高い熱質量を備えた構造が得られる。ガスが通り抜ける壁の部分ではないとはいえ、少しの煤はハニカム上に堆積するであろう。上述のように、部分３４は、栓３７よりも薄い栓３５を備えている。
【００２５】
示されている図面はディーゼル微粒子フィルタに関するものであるが、本発明は、自動車の触媒サブ煤レートすなわちガス通り抜けモノリスのような他の形式の濾過装置にも適用可能である。
【００２６】
薄い壁および厚い壁の厚さは、極めて大きく変えることが可能である。実際上の制約は、製作できる可能性のみであることが多い。自動車の触媒サブ煤レートについては、厚さ２ミルすなわち５０μｍの範囲の壁が得られている。この範囲の壁の厚さには基本的な科学的制約がないので、厚さ１ミルすなわち２５μｍの範囲の壁も得られるように思われるが、薄い壁の厚さは２０μｍ以上であることが好ましい。壁の厚さは４５μｍ以上であることがより好ましい。ディーゼル微粒子フィルタの厚い方の壁については、厚さを約３００μｍ以上とすべきである。約４００μｍ以上の厚さが好ましい。約５００μｍ以上の厚さがより好ましい。
【００２７】
壁の厚さを連続的に変える代りに、別の実施の形態においては、厚い部分と薄い部分とが多数回交互となっているハニカムを作成することができる。ある程度までは、より薄い壁の領域に煤がより多く集まり、より厚い壁の領域に煤がより少なく集まる。このことは、多量の煤の堆積を可能にするが、再生時に、より厚い仕切り壁部分が制御された最高温度に保たれることを可能にする。このことは、壁の厚さが薄い方から厚い方まで連続的に変化するものよりも、ある程度までは、フィルタ全体に亘って、煤のより一様な堆積を可能にする。
【００２８】
一般にフィルタ部材は、コージェライトのような、低い熱膨張係数と、高い耐熱衝撃性と、比較的高い融点とを有するセラミック材料で作成される。ディーゼル微粒子フィルタに関しては、モノリシックなフィルタ部材が複数の平行なチャンネルを有してなるハニカム構造を備えている。これらチャンネルは、入口チャンネルと出口チャンネルとに交互に分けられている。入口チャンネルは、フィルタ部材の入口端部において開口し、出口端部においては栓が施されている。これと反対に、出口チャンネルは入口端部において栓が施され、出口端部においては開口している。従って、各セルは一方の端のみにおいて栓が施されている。好ましい構成は、各面において隣接するセルが市松模様に栓を施されていることである。入口チャンネルと出口チャンネルとは、それらの長さ全体に亘って排気ガスが入口チャンネルから出口チャンネルへ通り抜けることを可能にする薄い多孔質の側壁によって隔離されている。このような施栓構造は、排気流とサブ煤レートの多孔質の壁との、より密接な接触を可能にする。排気流は入口端部に開口するセルを通ってサブ煤レート内に流入し、次に多孔質の壁を通り抜け、出口端部に開口するセルを通ってサブ煤レート外へ流出する。この交互チャンネル施栓の結果、処理されるべき排気流に対して流路が、フィルタ外に出るのに先立って多孔質のセラミックセルの壁を通り抜けるように要求するので、ここに記載された形式のフィルタは、「ウォールフロー」フィルタとして知られている。一般に、ハニカムセルの密度は、約９３セル／ｃｍ２（約６００セル／平方インチ）から約４セル／ｃｍ２（約２５セル／平方インチ）までの範囲である。
【００２９】
ディーゼル微粒子フィルタに関する好ましい実施の形態においては、入口チャンネルおよび出口チャンネルが実質的に四角形の断面形状を有することが好ましい。これら四角形の入口チャンネルおよび出口チャンネルは、約８から１２インチ（約２０ｃｍから３０ｃｍ）の長さと、０．０８３インチ（約２．１ｍｍ）の幅を備えていることが好ましい。しかしながら、入口チャンネルおよび出口チャンネルは、２から２４インチ（約５ｃｍから６１ｃｍ）まで範囲の長さで、幅が０．０５から０．１５インチ（約１．３ｍｍから３．８ｍｍ）までの間で変化してもよい。ハニカムモノリシック部材は、単位容積当り極めて大きい濾過表面を備えているので、微粒子フィルタのサイズを著しく小型化することができる。
【００３０】
自動車用触媒のサブ煤レートに関する好ましい実施の形態においては、入口チャンネルおよび出口チャンネルが実質的に四角形の断面形状を有することが好ましい。これら四角形の入口チャンネルおよび出口チャンネルは、約４から１２インチ（約１０ｃｍから３０ｃｍ）の長さと、０．０３３インチ（約０．８ｍｍ）の幅を備えていることが好ましい。しかしながら、入口チャンネルおよび出口チャンネルは、２から２４インチ（約５ｃｍから６１ｃｍ）まで範囲の長さで、幅が０．００５８から０．１５インチ（約０．１５ｍｍから３．８ｍｍ）までの間で変化してもよい。ハニカムモノリシック部材は、背圧を極めて低くする、単位容積当り極めて大きい濾過面を備えている。
【００３１】
ハニカムは、その前端部すなわち入口端部において、８．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋよりも高い熱質量すなわち熱容量を備えていることが好ましい。ハニカムは、その後端部すなわち出口端部において０．２５ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋよりも低い熱容量を備えていることが好ましい。ハニカムが、排気ガスの流れの方向に入口端から出口端まで８．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋと０．２５ｃａｌ／ｃｍ３・Ｋとの間の範囲で熱容量が変化するのが好ましい。
【００３２】
別の実施の形態においては、前端部における低セル密度が、注意深い機械加工を通じて壁の一部をハニカムの前端部から除去することによって得られる。これは、焼成前または焼成後に行なうことができる。ハニカムの一つの面は、外周壁を損傷させることなく四つおきの壁交差部を、隣接する４個の壁のできるだけ多くとともに除去することができる。この作業は、微細なドリル／フライス刃を用いて行なうことができ、これらの刃は、多数の交差部／仕切り壁を機械の一動作で除去するために多連にすることができる。交差部および仕切り壁壁は約１ｍｍから１ｃｍの深さに除去される。ドリル／フライス刃の代りに、超音波振動プローブを用いて材料を除去することができ、これは多数の壁交差部を機械の一動作で除去することができる利点がある。自動車用触媒のサブ煤レートに関しては、ドリル／フライス刃または超音波振動プローブを用いた機械加工が好ましい方法である。
【００３３】
本発明を正方形の格子を備えた正方形セルハニカムに適用した場合が図示されているが、本発明はその他のハニカムパターンにも適用可能であることを理解すべきである。
【００３４】
本発明をより十分に説明するために、非限定的な具体例を下記に挙げる。
【００３５】
具体例１
本発明による、レーザー駆動重合を利用した固体自由形状製造を伴う炭化ケイ素ＤＰＦ製作の予言的具体例を以下に記述する。約６０容積％よりも固形分が少ない炭化ケイ素スラリー浴を、スラリーの表面から約２００μｍ下方に支持台が設けられたゆっくりとした循環槽中に配置する。コンピュータで制御されたレーザーがスラリー中で微細な線を重合して、硬化されたポリマー＋炭化ケイ素パウダーを支持台上に生成させる。スラリー面の高さを一定に保ちながら支持台を２００μｍ下方に移動させ、この工程を反復する。フィルタの前端部は８ミルすなわち２００μｍの厚さの壁を備え、フィルタの後端部は２０ミルすなわち５００μｍの厚さの壁を備える。セルは正方形の断面形状を有し、かつ中心間の距離は約１．８ｍｍである。前端部のセルは４側面ピラミッド状に一点に集まるテーパーの付いた栓を備えている。壁は後部に向かうにつれて階段状に連続した態様で厚くなり、階段の高さは、重合中にレーザーが生じさせることができる最も微細な間隔によって決定される。フィルタの後端部には長さが５ｍｍを超える厚い栓が設けられる。この構造体は熱衝撃によるダメージを軽減させるためにセグメントに分けられる。硬化されたパウダー＋ポリマーフィルタ構造体が完成すると、スラリーを構造体外へ流出させる。スラリー槽の外で構造体をさらに乾燥かつ硬化させた後、構造体を炉内に配置し、酸素の存在の下に低い温度２００〜６００℃で結合剤を焼き切り、次いで不活性雰囲気中で高い温度１５００〜２３００℃で焼成する。得られたフィルタは約４０〜６０％の多孔率を有することが予想される。
【００３６】
具体例２
本発明による自動車用触媒のコージェライトサブ煤レートを作成する予言的具体例を以下に記述する。
【００３７】
９００セル／平方インチ（１４０セル／ｃｍ２）、壁厚２．７ミル（６８．５μｍ）の正方形セルを備えたハニカムを、焼成反応によってコージェライトを形成するバッチ材料を用い、メトセルを結合剤とし、水およびオイルおよびワック煤ともに押出し成形する。９００セル／平方インチ（１４０セル／ｃｍ２）、壁厚１ミル（２５μｍ）のハニカムも作成する。押出し成形された両物品を切断し乾燥させる。焼成に先立って、壁厚２．７ミル（６８．５μｍ）のハニカムの一方の面を、壁厚１ミル（２５μｍ）のハニカムの一方の面とともに再水和させて軟らかくする。二つの再水和された面同士を、良好な接着を行なうには十分であるが、破壊されるほどは大きくない圧力をもって押し付ける。もし双方のハニカムの壁を整合させることができれば、背圧が低くなるので好ましい。この上流側を向いた低質量で薄い壁の面を備えたハニカムを通常通りに乾燥させ、次に焼成する。その結果、低質量の前端部を備えたハニカムが生成されることが予想される。低質量の前端部は、基本となるハニカムの熱質量の２０％よりも低い熱質量を有することが予想される。
【００３８】
具体例３
本発明による炭化ケイ素ＤＰＦ製作の予言的具体例を以下に記述する。２個の炭化ケイ素ハニカムを押出し成形で作成する。１個は２００セルセル／平方インチ（３１セル／ｃｍ２）、壁厚１８ミル（４５０μｍ）のハニカムで、他の１個は壁厚８ミル（２００μｍ）、２００セルセル／平方インチ（３１セル／ｃｍ２）のハニカムである。乾燥後、壁厚１８ミル（４５０μｍ）のハニカムに対し、炭化ケイ素形成用バッチと類似しているが押出し成形用バッチよりも低い粘度を有する材料を用いてＤＰＦとしての栓を市松模様に施す。ＤＰＦの入口側となる面には、より薄い栓を施す。栓を乾してから、未焼成ＤＰＦの入口面を再水和させ、壁厚８ミル（２００μｍ）のハニカムの一方の面も再水和させる。
【００３９】
二つの再水和された面同士を、良好な接着を行なうには十分であるが、破壊されるほどは大きくない圧力をもって押し付ける。もし双方のハニカムの壁を整合させることができれば好ましい。この上流側を向いた低質量で薄い壁の面を備えたハニカムを通常通りに乾燥させ、次に焼成する。ハニカムを炉内に配置し、酸素の存在の下に低い温度２００〜６００℃で結合剤を焼き切り、次いで不活性雰囲気中で高い温度１５００〜２３００℃で焼成する。
【００４０】
得られたフィルタは、壁厚１８ミル（４５０μｍ）の部分において約４０〜６０％の多孔率を有することが予想される。これによって、ＤＰＦ部分の熱質量よりも低質量の前端部を備えたハニカムが得られる。このハニカムは、より高い熱質量を有するＤＰＦボディよりも早く煤着火温度に熱することができ、制御された再生のための燃料消費量が低減される。
【００４１】
具体例４
本発明による自動車用触媒のサブ煤レートを作成する予言的具体例を以下に記述する。
【００４２】
６００セル／平方インチ（９３セル／ｃｍ２）、壁厚４ミル（１００μｍ）の正方形セルを備えた、自動車用触媒のサブ煤レートのためのハニカムを、焼成反応によってコージェライトを形成するバッチ材料を用い、メトセルを結合剤とし、水およびオイルおよびワック煤ともに押出し成形する。押出し成形された物品を切断し乾燥させる。焼成に先立って、外周壁を損傷させることなくハニカムの一方の面の四つおきの壁交差部を、隣接する４個の壁のできるだけ多くとともに除去する。この作業は、微細なドリル／フライス刃を用いて行なうことができ、これらの刃は、多数の交差部／仕切り壁を機械の一動作で除去するために多連にすることができる。壁交差部および仕切り壁壁は約１ｍｍから１ｃｍの深さに除去する。ドリル／フライス刃の代りに、超音波振動プローブを用いて材料を除去することができ、これは多数の壁交差部を機械の一動作で除去することができる利点がある。この上流側を向いた低質量で薄い壁の面を備えたハニカムを通常通りに乾燥させ、次に焼成する。その結果、基本になるハニカムの熱質量の多分１／２よりも低い熱質量を有する低質量の前端部を備えたハニカムが生成される。
【００４３】
これらの実施の形態に加えて、本発明は、その意図する精神および範囲から離れることなく種々の変形および変更が可能なことは、当業者であれば理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  排気ガスの流れ方向に沿って連続的に厚くなる仕切り壁を備えたハニカムを示す図
【図２】  低質量で仕切り壁の薄い前端部を備えたハニカムを示す図
【図３】  ディーゼル微粒子フィルタではない低質量で壁の薄い前端部を備えた、壁の厚いディーゼル微粒子フィルタを示す図
【符号の説明】
１０，３０    ハニカム構造体
１２    入口端部
１４    出口端部
１６    セル
１８    多孔質の壁
２０，２４    栓
【図１】
0004727902.tif 000002
【図２】
0004727902.tif 000003
【図３】
0004727902.tif 000004