(57)【要約】【課題】  パティキュレートやアッシュを多量に堆積させることができ、かつ、圧力損失を大きく上昇させることなく、触媒を多量に担持させることができるハニカム構造体を提供する。【解決手段】  多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、前記多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように一端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、前記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように他端部で封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、前記大容積貫通孔群を構成し、かつ、隣り合う貫通孔同士を隔てる前記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。【選択図】      図１
2005118747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、
前記多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように一端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、前記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように他端部で封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、
前記大容積貫通孔群を構成し、かつ、隣り合う貫通孔同士を隔てる前記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
少なくとも選択的触媒担持部に触媒が担持されている請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
選択的触媒担持部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に設けられた凸部及び／又は凹部である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
選択的触媒担持部に設けられた凸部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの０．０２〜６倍の高さを有する請求項１〜３のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
選択的触媒担持部に設けられた凹部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの０．０２〜０．４倍の深さを有する請求項１〜３のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び／又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、多角形である請求項１〜５のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、八角形であり、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の前記断面の形状は、四角形である請求項１〜７のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の前記断面における面積の総和との比が１．５〜２．７である請求項１〜７のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
長手方向に垂直な断面における隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁と、隣り合う前記大容積貫通孔群を構成する貫通孔と小容積貫通孔群を構成する貫通孔とを隔てる前記隔壁との交わる角の少なくとも１つが鈍角である請求項１〜８のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び／又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部の近傍が曲線により構成されている請求項１〜９のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の前記断面における重心間距離とが等しい請求項１〜１０に記載のハニカム構造体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１に記載のハニカム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるハニカムブロックの外周面に、前記ハニカム構造体よりも気体を通過させにくい材質からなるシール材層が形成されてなるハニカム構造体。
【請求項１３】
車両の排気ガス浄化装置に使用される請求項１〜１２のいずれか１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、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のパティキュレート等を除去するフィルタや、触媒担持体等として用いられる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気ガス中に含有されるスス等のパティキュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
そこで、排気ガス中のパティキュレートを捕集して、排気ガスを浄化することができるフィルタ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】
従来、このようなハニカム構造体として、容積の大きな貫通孔（以下、大容積貫通孔ともいう）と、容積の小さな貫通孔（以下、小容積貫通孔ともいう）の２種類の貫通孔を設け、大容積貫通孔は、一端部で封止材により封止するとともに、小容積貫通孔は、大容積貫通孔の場合と反対の端部で封止材により封止したものがある。また、上記ハニカム構造体であって、大容積貫通孔をフィルタのガス流入側が開口するようにし、小容積貫通孔をフィルタのガス流出側が開口するように技術が開示されている。（例えば、特許文献１〜１２参照）。
【０００４】
また、ガス流入側が開口するように構成された貫通孔（以下、入口側貫通孔という）の数をガス流出側が開口するように構成された貫通孔（以下、出口側貫通孔という）の数よりも多くすることにより、入口側貫通孔の表面積の総量を出口側貫通孔の表面積の総量に比べて相対的に大きくしたフィルタ等も知られている（例えば、特許文献５の図３参照）。
【０００５】
これらのハニカム構造体は、端面から見ると、大容積貫通孔群（貫通孔の表面積／断面積の総量が相対的に大きい）と小容積貫通孔群（貫通孔の表面積／断面積の総量が相対的に小さい）の２種類に別けられており、大容積貫通孔群をガス流入側にし、小容積貫通孔群をガス流出側にすることで、入口側貫通孔の表面積の総量と出口側貫通孔の表面積の総量とが等しいハニカム構造体と比較して、捕集したパティキュレートの堆積層の厚さを薄くすることができ、その結果、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制したり、パティキュレートの捕集限界量を多くしたりすることができる。
【０００６】
しかしながら、入口側貫通孔の表面積の総量が相対的に大きいハニカム構造体では、基材自体の圧力損失が高いため、排気ガス中のパティキュレートや、ＨＣ、ＣＯ等の有害ガス成分を除去する目的で触媒を多量に担持させると、ハニカム構造体の圧力損失が高くなり過ぎてしまうという問題があった。ハニカム構造体には、将来的に、ＮＯｘを除去する触媒等を担持させることが求められており、入口側貫通孔の表面積の総量を大きく確保した上で、圧力損失の上昇を抑えつつ、触媒の担持量の増量を可能にする技術が求められていた。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５６−１２４４１８号公報
【特許文献２】特開昭６２−９６７１７号公報、特開昭６２−９６７１７号公報
【特許文献３】実開昭５８−９２４０９号公報
【特許文献４】米国特許第４４１６６７６号明細書
【特許文献５】特開昭５８−１９６８２０号公報
【特許文献６】米国特許第４４２０３１６号明細書
【特許文献７】特開昭５８−１５００１５号公報
【特許文献８】特開平５−６８８２８号公報
【特許文献９】仏国特許発明第２７８９３２７号明細書
【特許文献１０】国際公開第０２／１００５１４Ａ１号パンフレット
【特許文献１１】国際公開第０２／１０５６２Ａ１号パンフレット
【特許文献１２】国際公開第０３／２０４０７Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、パティキュレートやアッシュを多量に堆積させることができ、かつ、圧力損失を大きく上昇させることなく、触媒を多量に担持させ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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発明者は、鋭意検討した結果、入口側貫通孔同士を隔てる隔壁は、排気ガスが流れ込みにくくなっているので、その形状、触媒の担持量等を変更しても、圧力損失への影響が小さいことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、第一の本発明のハニカム構造体は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、
上記多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように一端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、上記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように他端部で封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、
上記大容積貫通孔群を構成し、かつ、隣り合う貫通孔同士を隔てる上記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第一の本発明のハニカム構造体では、少なくとも選択的触媒担持部に触媒が担持されていることが望ましく、上記選択的触媒担持部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に設けられた凸部及び／又は凹部であることが望ましい。
第一の本発明のハニカム構造体では、上記選択的触媒担持部に設けられた凸部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの０．０２〜６倍の高さを有することが望ましく、選択的触媒担持部に設けられた凹部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの０．０２〜０．４倍の深さを有することが望ましい。
【００１２】
第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び／又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、多角形であることが望ましい。
第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、八角形であり、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の形状は、四角形であることが望ましい。
第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における面積の総和との比が１．５〜２．７であることが望ましい。
第一の本発明のハニカム構造体では、長手方向に垂直な断面における隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁と、隣り合う上記大容積貫通孔群を構成する貫通孔と小容積貫通孔群を構成する貫通孔とを隔てる隔壁との交わる角の少なくとも１つが鈍角であることが望ましい。
第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び／又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部の近傍が曲線により構成されていることが望ましい。
第一の本発明のハニカム構造体では、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における重心間距離とが等しいことが望ましい。
【００１３】
第二の本発明のハニカム構造体は、第一の本発明のハニカム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるハニカムブロックの外周面に、上記ハニカム構造体よりも気体を通過させにくい材質からなるシール材層が形成されてなることを特徴とする。
なお、第一の本発明のハニカム構造体は、第二の本発明のハニカム構造体の構成部材として用いられる場合のほか、１個のみでフィルタとして用いられてもよい。
以下においては、第一の本発明のハニカム構造体のような、全体が一体として形成された構造を有するハニカム構造体を一体型ハニカム構造体ともいい、第二の本発明のハニカム構造体のような、セラミック部材がシール材層を介して複数個組み合わされた構造を有するハニカム構造体を集合体型ハニカム構造体ともいう。また、一体型ハニカム構造体と集合体型ハニカム構造体とを特に区別しない場合に、ハニカム構造体という。
【００１４】
第一又は第二の本発明のハニカム構造体は、車両の排気ガス浄化装置に使用されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
第一の本発明のハニカム構造体によれば、隣り合う貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に選択的触媒担持部が設けられているので、触媒が多く担持される隔壁（以下、隔壁Ａという）と、その他の隔壁（以下、隔壁Ｂという）とで機能を分離させることが可能になる。すなわち、隔壁Ａは、排気ガス中のＨＣ、CO等の触媒を介した酸化反応により発生する熱によりフィルタに熱を供給して温度を上昇させる機能（熱供給機能）を有し、一方、隔壁Ｂは、パティキュレートの堆積時、及び、その燃焼時の両方を通じて排気ガスを通過させ、フィルタの圧力損失が上昇することを抑制する機能（圧力損失上昇抑制機能）を有する。ここで、隔壁Ａは、もともと排気ガスを通過させにくい隔壁であることから、NＯｘ吸蔵触媒等の大量に担持する必要がある触媒を担持させたとしても、圧力損失の上昇は生じにくい。さらに、パティキュレートが燃焼してアッシュが生成した際、隔壁Ａでは、触媒上でパティキュレートの燃焼が起こりやすいために、アッシュは、隔壁Ａ上に付着したままの状態で堆積しやすい。しかしながら、隔壁Ａは、上述したように、圧力損失の上昇の原因となりにくい隔壁であるため、アッシュが堆積したとしても圧力損失の上昇は起こりにくい。
また、隔壁Ａ上に堆積したアッシュは、同時に、隔壁Ａ上における温度低下を防止し、熱供給機能を担保する役目も果たす。一方、隔壁Ｂで、隔壁Ａから供給された熱によるパティキュレートの燃焼により生じたアッシュは、隔壁Ｂの表面に付着している触媒が少ないために剥がれやすく、通過する排気ガスにより、フィルタ後方へと飛散して堆積しやすく、隔壁Ｂに起因する圧力損失の上昇が抑制される。
【００１６】
また、触媒の担持量が増加するため、上記機能と併せて排気ガスの浄化性能が向上し、触媒の担持量によっては、高温で再生処理を行わなくても、パティキュレートを燃焼除去することが可能となり、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、上記選択的触媒担持部が、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に設けられた凸部及び／又は凹部であると、上記選択的触媒担持部に選択的に触媒を担持させやすく、上記選択的触媒担持部に設けられた凸部が隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの０．０２〜６倍の高さを有するか、上記選択的触媒担持部に設けられた凹部が、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの０．０２〜０．４倍の深さを有すると、上記選択的触媒担持部に選択的に触媒を担持させやすく、かつ、排気ガスの圧力等により凸部が破損したり、隔壁が破損してしまうのを防止することができる。
【００１８】
第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び／又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状が多角形であると、圧力損失を下げるために長手方向に垂直な断面における隔壁の面積を減少させて開口率を高くしても、耐久性に優れ、長寿命のハニカム構造体を実現することができる。さらに、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状が八角形であり、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の形状が四角形であると、より耐久性に優れ、長寿命のハニカム構造体を実現することができる。
【００１９】
第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における面積の総和との比が１．５〜２．７であると、入口側の開口率を相対的に大きくして、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制することができるとともに、パティキュレート捕集前の圧力損失が高くなり過ぎることも防止することができる。
【００２０】
第一の本発明のハニカム構造体では、長手方向に垂直な断面における隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁と、隣り合う上記大容積貫通孔群を構成する貫通孔と小容積貫通孔群を構成する貫通孔とを隔てる隔壁との交わる角の少なくとも１つが鈍角であると、圧力損失を低減することができる。
【００２１】
第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び／又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部の近傍が曲線により構成されていると、貫通孔の角部に応力が集中することを防止することができ、クラックの発生を防止することができ、また、圧力損失を低減することができる。
【００２２】
第一の本発明のハニカム構造体では、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における重心間距離とが等しいと、再生時に熱が均一に拡散して温度分布が均一になりやすく、長期間繰り返し使用しても、熱応力に起因するクラック等が発生しにくい耐久性に優れたものとなる。
【００２３】
第二の本発明のハニカム構造体によれば、第一の本発明のハニカム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるため、上記シール材層により熱応力を低減して耐熱性を向上させること、及び、第一の本発明のハニカム構造体の個数を増減させることで自由にその大きさを調整すること等が可能となる。
【００２４】
第一又は第二の本発明のハニカム構造体は、車両の排気ガス浄化装置に使用されると、排気ガスの浄化性能を向上させること、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制して再生までの期間を長期化させること、耐熱性を向上させること、及び、自由にその大きさを調整すること等が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
第一の本発明のハニカム構造体は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、
上記多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように一端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、上記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように他端部で封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、
上記大容積貫通孔群を構成し、かつ、隣り合う貫通孔同士を隔てる上記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
上記大容積貫通孔群と上記小容積貫通孔群との組み合わせとしては、（１）大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とで、長手方向に垂直な断面の面積が同じであって、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の数が多い場合、（２）大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とで、上記断面の面積が異なり、両者の貫通孔の数も異なる場合、（３）大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とで、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の面積が大きく、両者の貫通孔の数が同じ場合が含まれる。
【００２７】
また、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び／又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔は、その形状や長手方向に垂直な断面の面積等が同じ１種の貫通孔からそれぞれ構成されていてもよく、その形状や長手方向に垂直な断面の面積等が異なる２種以上の貫通孔からそれぞれ構成されていてもよい。
【００２８】
図１（ａ）は、本発明の一体型ハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した本発明の一体型ハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は、本発明の一体型ハニカム構造体の別の一例を模式的に示した正面図である。
【００２９】
図１（ａ）〜（ｃ）に示した一体型ハニカム構造体２０、３０では、大容積貫通孔群と小容積貫通孔群との組み合わせを考えると、上記（３）に相当する。すなわち、大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とを比較すると、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の面積が大きく、両者の貫通孔の数が同じである。
以下においては、大容積貫通孔群を構成する貫通孔を、単に大容量貫通孔といい、小容積貫通孔群を構成する貫通孔を単に小容積貫通孔ともいうこととする。
【００３０】
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、一体型ハニカム構造体２０は、略四角柱状であり、その長手方向に多数の貫通孔２１が隔壁２３を隔てて並設されている。貫通孔２１は、一体型ハニカム構造体２０のガスの出口側の端部で封止材２２により封止されてなる大容積貫通孔２１ａと、一体型ハニカム構造体２０のガスの入口側の端部で封止材２２により封止されてなる小容積貫通孔２１ｂとの２種類の貫通孔からなり、大容積貫通孔２１ａは、長手方向に垂直な断面における面積が小容積貫通孔２１ｂに対して相対的に大きくなっており、これらの貫通孔２１同士を隔てる隔壁２３がフィルタとして機能するようになっている。即ち、大容積貫通孔２１ａに流入した排気ガスは、必ず隔壁２３を通過した後、小容積貫通孔２１ｂから流出するようになっている。
この一体型ハニカム構造体２０では、隣り合う大容積貫通孔２１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂに、凸部２４からなる選択的触媒担持部が設けられている。
【００３１】
また、図１（ｃ）に示したように、別の実施形態に係る一体型ハニカム構造体３０では、やはり、その長手方向に多数の貫通孔３１が隔壁３３を隔てて並設されており、貫通孔３１は、ガスの出口側の端部で封止材３２により封止されてなる大容積貫通孔３１ａと、ガスの入口側の端部で封止材３２により封止されてなる小容積貫通孔３１ｂとの２種類の貫通孔からなる。そして、大容積貫通孔３１ａは、長手方向に垂直な断面における面積が小容積貫通孔３１ｂに対して相対的に大きくなっており、これらの貫通孔３１同士を隔てる隔壁３３がフィルタとして機能するようになっている。即ち、大容積貫通孔３１ａに流入した排気ガスは、必ず隔壁３３を通過した後、小容積貫通孔３１ｂから流出するようになっている。
一方、この一体型ハニカム構造体３０では、隣り合う大容積貫通孔３１ａ同士を隔てる隔壁３３ｂに、凹部３４からなる選択的触媒担持部が設けられている。
【００３２】
このように、本発明の一体型ハニカム構造体２０、３０では、隣り合う大容積貫通孔同士２１ａ、３１ａを隔てる隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられているが、上記選択的触媒担持部としては、触媒を選択的に（集中的に）担持させる目的で隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂ、３３ｂに形成されたものであれば特に限定されず、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示したような凸部２４であってもよく、図１（ｃ）に示したような凹部３４であってもよく、隔壁２３ｂ、３３ｂの面粗度を大きくした粗化面等であってもよい。
【００３３】
隔壁２３ｂに凸部２４が設けられていると、触媒又は触媒原料を含有する溶液にハニカム構造体の基材を含浸させて取り出した際に、上記溶液の表面張力を利用して、凸部２４の周囲に液滴を保持させることができ、その後、加熱乾燥することによって、凸部２４及びその近傍に多量の触媒を担持させることができる。
【００３４】
隣り合う大容積貫通孔２１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂに設けられる凸部２４の形状としては特に限定されないが、液滴を保持しやすい形状であるとともに、ある程度の強度を確保することができる形状であることが望ましく、具体的には、末広がり形状であることが望ましい。末広がり形状の凸部は、細長く伸びた形状の凸部よりも高い強度を得やすいからである。また、一体型ハニカム構造体２０の入口側の端部から出口側の端部まで連続的に形成されたものであることが望ましい。高い強度を得ることができるとともに、押出成形により形成することが可能となるからである。
【００３５】
凸部２４の高さとしては特に限定されないが、隣り合う大容積貫通孔２１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂの厚さに対して、望ましい下限は０．０２倍であり、望ましい上限は６．０倍である。０．０２倍未満であると、凸部２４及びその近傍に充分な量の触媒を担持させることができないことがある。６．０倍を超えると、凸部２４の強度が不充分となり、排気ガスの圧力等により破損してしまうことがある。
【００３６】
凸部２４の数としては特に限定されず、それぞれの隣り合う大容積貫通孔２１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂに対して、１つずつ設けてもよいし、複数設けてもよい。なかでも、それぞれの隣り合う大容積貫通孔２１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂに対して、多数の凸部を設けて隔壁２３ｂの表面を波形にすると、それぞれの隔壁２３ｂ上に保持させる液滴の量を多くすることができ、充分な量の触媒を担持させることができる。
【００３７】
隔壁３３ｂに、凹部３４が設けられていると、触媒又は触媒原料を含有する溶液にハニカム構造体の基材を含浸させて取り出した際に、表面張力等により凹部（溝）３４の内部に液滴を保持させることができ、その後、加熱乾燥することによって、凹部３４に多量の触媒を担持させることができる。
【００３８】
凹部３４の形状としては特に限定されないが、液滴を保持しやすい形状であることが望ましく、具体的には、窪み形状や溝形状であることが望ましい。また、一体型ハニカム構造体２０の入口側の端部から出口側の端部まで連続的に形成された溝状のものであることが望ましい。押出成形により形成することが可能となるからである。
【００３９】
凹部３４の深さとしては特に限定されないが、隣り合う大容積貫通孔３１ａ同士を隔てる隔壁３３ａの厚さに対して、望ましい下限は０．０２倍であり、望ましい上限は０．４倍である。０．０２倍未満であると、凸部２４及びその近傍に充分な量の触媒を担持させることができないことがある。０．４倍を超えると、隔壁３３ａの強度が不充分となり、排気ガスの圧力等により破損してしまうことがある。
【００４０】
凹部３４の数としては特に限定されず、それぞれの隣り合う大容積貫通孔３１ａ同士を隔てる隔壁３３ａに対して、１つずつ設けてもよいし、複数設けてもよい。
【００４１】
隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂ、３３ｂの厚さは特に限定されないが、望ましい下限は０．２ｍｍであり、望ましい上限は１．２ｍｍである。０．２ｍｍ未満であると、隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂ、３３ｂに触媒を充分に担持させることができなかったり、一体型ハニカム構造体２０、３０の強度が充分でないことがある。一方、１．２ｍｍを超えると、隣り合う大容積貫通孔２１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂの通気性が低下し、排気ガスの浄化能力が低下したり、一体型ハニカム構造体２０、３０の圧力損失が上昇してしまうことがある。
【００４２】
また、隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａと小容積貫通孔２１ｂ、３１ｂとを隔てる隔壁２３ａ、３３ａの厚さは特に限定されないが、望ましい下限は０．２ｍｍであり、望ましい上限は１．２ｍｍである。０．２ｍｍ未満であると、隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａと小容積貫通孔２１ｂ、３１ｂとを隔てる隔壁２３ａ、３３ａに触媒を充分に担持させることができなかったり、一体型ハニカム構造体２０、３０の強度が充分でないことがある。一方、１．２ｍｍを超えると、隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａと小容積貫通孔２１ｂ、３１ｂとを隔てる隔壁２３ａ、３３ａの通気性が低下し、排気ガスの浄化能力が低下したり、一体型ハニカム構造体２０、３０の圧力損失が上昇してしまうことがある。
【００４３】
なお、隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａ同士を隔てる隔壁２３ｂ、３３ｂは、隣り合う大容積貫通孔２１ａ、３１ａと小容積貫通孔２１ｂ、３１ｂとを隔てる隔壁２３ａ、３３ａよりも厚く形成されることが望ましい。隔壁２３ｂ、３３ｂを厚くすることで、隔壁２３ｂ、３３ｂに多量の触媒を担持させることが可能となるが、入口側貫通孔同士を隔てる隔壁である隔壁２３ｂ、３３ｂは、その厚さを厚くし、多量の触媒を担持させても、圧力損失への影響が小さいからである。
【００４４】
本発明の一体型ハニカム構造体では、隣り合う上記大容積貫通孔同士を隔てる上記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられているため、排気ガスは、まず最初に、選択的触媒担持部が設けられていない隔壁、すなわち隣り合う大容積貫通孔と小容積貫通孔とを隔てる隔壁（隔壁Ｂ）に流入し、その隔壁にパティキュレートが堆積する。
そして、隣り合う大容積貫通孔と小容積貫通孔とを隔てる隔壁（隔壁Ｂ）にパティキュレートがある程度堆積すると、圧力損失が高くなるため、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁（隔壁Ａ）にも排気ガスが流入するようになり、特にフィルタの再生時には、排気ガス中のＨＣ、CO等が酸化され、酸化反応により熱が発生してフィルタの温度が上昇し、堆積したパティキュレートが燃えやすくなる。
パティキュレートが燃焼すると、圧力損失が低くなるため、隔壁Ｂに排気ガスが流入し、その後、上記した過程を繰り返す。
【００４５】
従って、隔壁Ａは、フィルタに熱を供給して温度を上昇させる機能（熱供給機能）を有し、一方、隔壁Ｂは、パティキュレートの堆積時、及び、その燃焼時の両方を通じて排気ガスを通過させ、フィルタの圧力損失が上昇することを抑制する機能（圧力損失上昇抑制機能）を有する。ここで、隔壁Ａは、もともと排気ガスを通過させにくい隔壁であることから、NＯｘ吸蔵触媒等の大量に担持する必要がある触媒を担持させたとしても、圧力損失の上昇は生じにくい。さらに、パティキュレートが燃焼してアッシュが生成した際、隔壁Ａでは、触媒上でパティキュレートの燃焼が起こりやすいために、アッシュは、隔壁Ａ上に付着したままの状態で堆積しやすい。しかしながら、隔壁Ａは、上述したように、圧力損失の上昇の原因となりにくい隔壁であるため、アッシュが堆積したとしても圧力損失の上昇は起こりにくい。
また、隔壁Ａ上に堆積したアッシュは、同時に、隔壁Ａ上における温度低下を防止し、熱供給機能を担保する役目も果たす。一方、隔壁Ｂで、隔壁Ａから供給された熱によるパティキュレートの燃焼により生じたアッシュは、隔壁Ｂの表面に付着している触媒が少ないために剥がれやすく、通過する排気ガスにより、フィルタ後方へと飛散して堆積しやすく、隔壁Ｂに起因する圧力損失の上昇が抑制される。
【００４６】
本発明の一体型ハニカム構造体には、少なくとも上記選択的触媒担持部に触媒が担持されている。勿論、上記選択的触媒担持部以外に触媒が担持されていてもよく、大容積貫通孔内の隔壁に触媒が担持されていることが望ましい。
上記触媒としては特に限定されないが、パティキュレートの燃焼の活性化エネルギーを低下させるものや、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排気ガス中の有害なガス成分を浄化することができるもの等が望ましく、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属等を挙げることができる。なかでも、白金、パラジウム、ロジウムからなる、いわゆる三元触媒が望ましい。また、貴金属に加えて、アルカリ金属（元素周期表１族）、アルカリ土類金属（元素周期表２族）、希土類元素（元素周期表３族）、遷移金属元素等を担持させてもよい。
【００４７】
上記触媒は、隔壁内部の気孔の表面に担持されていてもよいし、隔壁上にある厚みをもって担持されていてもよい。また、上記触媒は、隔壁の表面及び／又は気孔の表面に均一に担持されていてもよいし、ある一定の場所に偏って担持されていてもよい。なお、上記選択的触媒担持部を構成する隔壁についても同様である。
【００４８】
なかでも、上記触媒は、隔壁の表面に担持されていることが望ましく、上記選択的触媒担持部の表面に多量に担持されていることが望ましい。上記触媒とパティキュレートとが接触しやすいため、排気ガスの浄化を効率よく行うことができるからである。
【００４９】
また、一体型ハニカム構造体に上記触媒を付与する際には、予めその表面をアルミナ等のサポート材により被覆した後に、上記触媒を付与することが望ましい。これにより、比表面積を大きくして、触媒の分散度を高め、触媒の反応部位を増やすことができる。また、サポート材によって触媒金属のシンタリングを防止することができるので、触媒の耐熱性も向上する。加えて、圧力損失を下げることを可能にする。
【００５０】
このような触媒が担持されていることで、一体型ハニカム構造体は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタとして機能するとともに、排気ガスに含有されるＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化するための触媒コンバータとして機能することができる。
なお、本発明の一体型ハニカム構造体は、従来公知の触媒付ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）と同様のガス浄化装置として機能するものである。従って、ここでは、本発明の一体型ハニカム構造体の触媒担持体としての機能に関する詳しい説明を省略する。
【００５１】
一体型ハニカム構造体は、主として多孔質セラミックからなることが望ましく、その材料としては、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、炭化珪素、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、コージュライト、ムライト、シリカ等の酸化物セラミック等を挙げることができる。また、一体型ハニカム構造体２０は、シリコンと炭化珪素との複合体、チタン酸アルミニウムといった２種類以上の材料から形成されているものであってもよい。
【００５２】
一体型ハニカム構造体を製造する際に使用するセラミックの粒径としては特に限定されないが、後の焼成工程で収縮が少ないものが望ましく、例えば、０．３〜５０μｍ程度の平均粒径を有する粉末１００重量部と、０．１〜１．０μｍ程度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望ましい。上記粒径のセラミック粉末を上記配合で混合することで、多孔質セラミックからなる一体型ハニカム構造体を製造することができる。
【００５３】
なお、一体型ハニカム構造体を構成する封止材と隔壁とは、同じ多孔質セラミックからなることがより望ましい。これにより、両者の接着強度を高くすることができるとともに、封止材の気孔率を隔壁と同様に調整することで、隔壁の熱膨張率と封止材の熱膨張率との整合を図ることができ、製造時や使用時の熱応力によって封止材と隔壁との間に隙間が生じたり、封止材や封止材に接触する部分の隔壁にクラックが発生したりすることを防止することができる。
【００５４】
一体型ハニカム構造体の気孔率は特に限定されないが、望ましい下限は２０％であり、望ましい上限は８０％である。２０％未満であると、一体型ハニカム構造体２０がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、８０％を超えると、一体型ハニカム構造体の強度が低下して容易に破壊されることがある。
なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法及び走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定等の従来公知の方法により測定することができる。
【００５５】
一体型ハニカム構造体の平均気孔径の望ましい下限は１μｍであり、望ましい上限は１００μｍである。１μｍ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る。一方、１００μｍ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、フィルタとして機能しないことがある。
【００５６】
図１に示した一体型ハニカム構造体は、略四角柱状であるが、本発明の一体型ハニカム構造体の形状は柱状体であれば特に限定されず、例えば、長手方向に垂直な断面の形状が多角形、円形、楕円形、扇形等からなる柱状体を挙げることができる。
【００５７】
また、本発明の一体型ハニカム構造体では、貫通孔は、長手方向に垂直な断面の面積が相対的に大きく、かつ、本発明の一体型ハニカム構造体の入口側の端部で封止されてなる大容積貫通孔と、上記断面の面積が相対的に小さく、かつ、本発明の一体型ハニカム構造体の出口側の端部で封止されてなる小容積貫通孔との２種類の貫通孔からなる。
【００５８】
パティキュレートを捕集して圧力損失が上昇した排気ガス浄化用フィルタを再生する際には、パティキュレートを燃焼させるが、パティキュレート中には、燃焼して消滅する炭素等のほかに、燃焼して酸化物となる金属等が含まれており、これらが排気ガス浄化用フィルタ中にアッシュとして残留する。アッシュは、通常、排気ガス浄化用フィルタの出口に近いところに残留するので、排気ガス浄化用フィルタを構成する貫通孔は、出口に近いところからアッシュが充填されていき、アッシュが充填された部分の容積が次第に大きくなるとともに、排気ガス浄化用フィルタとして機能する部分の容積（面積）が次第に小さくなっていく。そして、アッシュの蓄積量が多くなりすぎると、もはやフィルタとして機能しなくなり、排気管から取り出して逆洗浄を行ってアッシュを排気ガス浄化用フィルタから取り除くか、排気ガス浄化用フィルタを廃棄することとなる。
【００５９】
本発明の一体型ハニカム構造体は、入口側貫通孔の容積と出口側貫通孔の容積とが同じものと比べると、アッシュが蓄積しても、排気ガス浄化用フィルタとして機能する部分の容積（面積）は減少比率が小さく、アッシュに起因する圧力損失も小さくなる。また、パティキュレートが燃焼してアッシュが生成した際、隔壁Ａでは、触媒上でパティキュレートの燃焼が起こりやすいために、アッシュは、隔壁Ａ上に付着したままの状態で堆積しやすい。しかしながら、隔壁Ａは、圧力損失の上昇の原因となりにくい隔壁であるため、アッシュの堆積に伴う圧力損失の上昇は起こりにくい。
また、隔壁Ａ上に堆積したアッシュは、同時に、隔壁Ａ上における温度低下を防止し、熱供給機能を担保する役目も果たす。一方、隔壁Ｂで、隔壁Ａから供給された熱によるパティキュレートの燃焼により生じたアッシュは、隔壁Ｂの表面に付着している触媒が少ないために剥がれやすく、通過する排気ガスにより、フィルタ後方へと飛散して堆積しやすく、隔壁Ｂに起因する圧力損失の上昇が抑制される。
このように、本発明の一体型ハニカム構造体では、逆洗浄等を必要とするまでの期間も長くなり、排気ガス浄化用フィルタとしての寿命を長くすることができる。その結果、逆洗や交換等により必要となるメンテナンス費用を大幅に削減することができる。
【００６０】
また、近年、触媒を担持したハニカム構造体では、触媒のコート層の上に、アッシュが堆積する現象が報告されている。このようなアッシュの堆積状態であっても、本発明の一体型ハニカム構造体では、もともと圧力損失が増加しにくい隔壁にアッシュが担持されているため、アッシュの堆積による圧力損失の上昇を抑制することができる。
【００６１】
図１に示したような構成からなる本発明の一体型ハニカム構造体では、大容積貫通孔及び／又は小容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、多角形であることが望ましい。多角形にすることにより、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における隔壁の面積を減少させて開口率を高くしても、耐久性に優れるとともに、長寿命のハニカム構造体を実現することができるからである。なかでも、４角形以上の多角形がより望ましく、その角の少なくとも１つが鈍角であることがさらに望ましい。ガスが貫通孔を通過する際の摩擦に起因する圧力損失を低減することができるからである。なお、大容積貫通孔のみの上記断面の形状を四角形、五角形、台形、八角形等の多角形としてもよく、小容積貫通孔のみの上記断面の形状を多角形としてもよく、両方を多角形としてもよい。特に、大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状が八角形であり、小容積貫通孔の上記断面の形状が四角形であることが望ましい。
【００６２】
本発明の一体型ハニカム構造体では、大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔の上記断面における面積の総和との比（大容積貫通孔総断面積／小容積貫通孔総断面積；以下、開口率比ともいう）の望ましい下限は１．５であり、望ましい上限は２．７である。上記面積比が１．５未満であると、殆ど大容積貫通孔と小容積貫通孔とを設けた効果を得ることができないことがある。一方、上記面積比が２．７を超えると、小容積貫通孔の容積が小さすぎるため、パティキュレート捕集前の圧力損失が大きくなり過ぎることがある。
【００６３】
本発明の一体型ハニカム構造体では、大容積貫通孔及び／又は小容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部近傍は、曲線により構成されていることが望ましい。曲線にすることにより、貫通孔の角部に応力が集中することを防止して、クラックの発生を防止することができ、また、貫通孔を通過する際の摩擦に起因する圧力損失を低減することができる。
【００６４】
本発明の一体型ハニカム構造体では、隣り合う大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔の上記断面における重心間距離とが等しいことが望ましい。これにより、再生時に熱が均一に拡散する結果、温度分布が均一になりやすく、長期間繰り返し使用しても、熱応力に起因するクラック等が発生しにくい耐久性に優れたハニカム構造体となる。
なお、本発明において、「隣り合う大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心と、他の大容積貫通孔の上記断面における重心との最小の距離のことを意味し、一方、「隣り合う小容積貫通孔の上記断面の重心間距離」とは、一の小容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心と、他の小容積貫通孔の上記断面における重心との最小の距離のことを意味する。
【００６５】
また、図１に示した一体型ハニカム構造体１０において、大容積貫通孔２１ａと小容積貫通孔２１ｂとは、隔壁２３を隔てて上下方向及び左右方向に交互に並設されており、各方向における大容積貫通孔２１ａの長手方向に垂直な断面の重心と小容積貫通孔２１ｂの長手方向に垂直な断面の重心とは、一直線上に存在する。
従って、上記「隣り合う大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離」及び「隣り合う小容積貫通孔の上記断面における重心間距離」とは、一体型ハニカム構造体１０の長手方向に垂直な断面において、互いに斜めに隣り合う大容積貫通孔２１ａ及び小容積貫通孔２１ｂの重心間の距離をいう。
【００６６】
本発明の一体型ハニカム構造体では、大容積貫通孔及び小容積貫通孔の数は特に限定されないが、実質的に同数であることが望ましい。このような構成にすると、排気ガスの濾過に関与しにくい隔壁を最小限にすることができ、入口側貫通孔を通過する際の摩擦及び／又は出口側貫通孔を通過する際の摩擦に起因する圧力損失が必要以上に上昇することを抑えることが可能である。例えば、図２に示すような貫通孔の数が実質的に大容積貫通孔１０１と小容積貫通孔１０２とで１：２であるハニカム構造体１００と比較すると、貫通孔の数が実質的に同数である場合では、出口側貫通孔を通過する際の摩擦による圧力損失が低いため、ハニカム構造体全体としての圧力損失が低くなる。
【００６７】
次に、本発明の一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における大容積貫通孔及び小容積貫通孔の構成の具体例について説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図であり、図３（ｅ）は、従来の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図である。
【００６８】
図３（ａ）に示した一体型ハニカム構造体１１０は、上記開口率比がほぼ１．５５、図３（ｂ）に示した一体型ハニカム構造体１２０は、ほぼ２．５４、図３（ｃ）に示した一体型ハニカム構造体１３０は、ほぼ４．４５、図３（ｄ）に示した一体型ハニカム構造体１４０は、ほぼ６．００である。また、図４（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、上記開口率比がすべてほぼ４．４５であり、図４（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、すべてほぼ６．００である。
なお、図３（ｄ）に示した一体型ハニカム構造体１４０のように、上記開口率比が大きいと、小容積貫通孔１４１ｂの容積が小さすぎるため、初期の圧力損失が大きくなりすぎることがある。
【００６９】
図３（ａ）〜（ｄ）に示す一体型ハニカム構造体１１０、１２０、１３０、１４０では、大容積貫通孔１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ、１４１ａ同士を隔てる隔壁に凸部１１４、１２４、１３４、１４４が設けられており、大容積貫通孔１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ、１４１ａの凸部１１４、１２４、１３４、１４４を除く上記断面形状は８角形であり、小容積貫通孔１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂ、１４１ｂの上記断面形状は４角形であり、大容積貫通孔１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ、１４１ａと小容積貫通孔１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂ、１４１ｂとが交互に配列されている。なお、図３（ａ）〜（ｄ）に示す一体型ハニカム構造体では、小容積貫通孔の断面積を変化させ、大容積貫通孔の断面形状を少し変化させることにより、上記開口率比を任意に変動させることが容易にできる。同様に、図４に示す一体型ハニカム構造体に関しても任意にその開口率比を変動させることができる。また、図３（ａ）〜（ｄ）に示したように、本発明の一体型ハニカム構造体の外周の角部には、面取りが施されていることが望ましい。
なお、図３（ｅ）に示した一体型ハニカム構造体１５０は、入口側貫通孔１５２ａ及び出口側貫通孔１５２ｂの上記断面形状はともに４角形であり、それぞれが交互に配列されている。
【００７０】
図４（ａ）〜（ｂ）に示す一体型ハニカム構造体１６０、２６０では、大容積貫通孔１６１ａ、２６１ａ同士を隔てる隔壁に凸部１６４、２６４が設けられており、大容積貫通孔１６１ａ、２６１ａの凸部１６４、２６４を除く上記断面形状は５角形であり、そのうちの３つの角がほぼ直角となっており、小容積貫通孔１６１ｂ、２６１ｂの上記断面形状は４角形で、それぞれ大きな四角形の斜めに対向する部分を占めるように構成されている。図４（ｃ）〜（ｄ）に示す一体型ハニカム構造体１７０、２７０では、大容積貫通孔１７１ａ、２７１ａ同士を隔てる隔壁に凸部１７４、２７４が設けられている。なお、図４（ｃ）〜（ｄ）に示す一体型ハニカム構造体１７０、２７０の上記断面形状は、図３（ａ）〜（ｄ）に示す上記断面形状を変形したものであって、大容積貫通孔１７１ａ、２７１ａと小容積貫通孔１７１ｂ、２７１ｂとが共有する隔壁を小容積貫通孔側にある曲率を持って広げた形状である。この曲率は任意のものであってよく、例えば、隔壁を構成する曲線が１／４円に相当するものであってもよい。この場合、その上記開口率比は３．６６となる。従って、図４（ｃ）〜（ｄ）に示す一体型ハニカム構造体１７０、２７０では、隔壁を構成する曲線が１／４円に相当するものよりも、さらに小容積貫通孔１７１ｂ、２７１ｂの上記断面の面積が小さくなっている。図４（ｅ）〜（ｆ）に示す一体型ハニカム構造体１８０、２８０では、大容積貫通孔１８１ａ、２８１ａ同士を隔てる隔壁に凸部１８４、２８４が設けられており、大容積貫通孔１８１ａ、２８１ａの凸部１８４、２８４を除く上記断面形状、及び、小容積貫通孔２８１ｂ、２８１ｂの上記断面形状は４角形（長方形）であり、２つの大容積貫通孔と２つの小容積貫通孔を組み合わせると、ほぼ正方形となるように構成されている。
【００７１】
本発明の一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における大容積貫通孔及び小容積貫通孔の構成のその他の具体例としては、例えば、図５に示した一体型ハニカム構造体１９０における大容積貫通孔１９１ａ、小容積貫通孔１９１ｂ及び凸部１９４を設けた構成等を挙げることができる。
【００７２】
本発明の一体型ハニカム構造体は、１個のみで一体型フィルタとして用いられてもよいが、シール材層を介して複数個結束されて集合体型フィルタとして用いられることが望ましい。上記集合体型フィルタとすることにより、上記シール材層により熱応力を低減してフィルタの耐熱性を向上させること、及び、本発明の一体型ハニカム構造体の個数を増減させることで自由にその大きさを調整すること等が可能となるからである。
なお、一体型フィルタと集合体型フィルタとは、同様の機能を有するものである。
【００７３】
なお、本発明の一体型ハニカム構造体からなる一体型フィルタでは、その材料として、通常、コージェライト等の酸化物セラミックが使用される。安価に製造することができるとともに、比較的熱膨張係数が小さいため、製造中及び使用中に熱応力によってフィルタが破損する恐れが少ないからである。
【００７４】
また、図１には示していないが、本発明の一体型ハニカム構造体からなる一体型フィルタでは、下述の本発明の集合体型ハニカム構造体と同様に、外周面に本発明の一体型ハニカム構造体よりも気体を通過させにくい材質からなるシール材層が形成されていることが望ましい。上記シール材層が外周面に形成されることにより、上記シール材層により本発明の一体型ハニカム構造体を圧縮することができ、強度を向上し、クラックの発生に伴うセラミック粒子の脱粒を防止することができる。
【００７５】
本発明の集合体型ハニカム構造体は、本発明の一体型ハニカム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるハニカムブロックの外周面に、本発明の一体型ハニカム構造体よりも気体を通過させにくい材質からなるシール材層が形成されてなるものであり、集合体型フィルタとして機能する。
【００７６】
図６は、本発明の集合体型ハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。
図６に示したように、集合体型ハニカム構造体１０は、排気ガス浄化用フィルタとして用いられるものであり、一体型ハニカム構造体２０がシール材層１４を介して複数個結束されてハニカムブロック１５を構成し、このハニカムブロック１５の周囲に、排気ガスの漏洩を防止するためのシール材層１３が形成されているものである。なお、シール材層１３は、一体型ハニカム構造体２０よりも気体を通過させにくい材質からなる。
【００７７】
なお、集合体型ハニカム構造体１０では、一体型ハニカム構造体２０を構成する材料として、熱伝導性、耐熱性、機械的特性及び耐薬品性等に優れた炭化珪素が望ましい。
【００７８】
集合体型ハニカム構造体１０において、シール材層１４は、一体型セラミック構造体２０間に形成されたものであり、複数個の一体型セラミック構造体２０同士を結束する接着剤として機能することが望ましい。一方、シール材層１３は、ハニカムブロック１５の外周面に形成され、集合体型ハニカム構造体１０を内燃機関の排気通路に設置した際、ハニカムブロック１５の外周面から貫通孔を通過する排気ガスが漏れ出すことを防止するための封止材として機能するものである。
なお、集合体型ハニカム構造体１０において、シール材層１３とシール材層１４とは、同じ材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。さらに、シール材層１３及びシール材層１４が同じ材料からなるものである場合、その材料の配合比は同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００７９】
ただし、シール材層１４は、緻密体からなるものであってもよく、その内部への排気ガスの流入が可能なように、多孔質体からなるものであってもよいが、シール材層１３は、緻密体からなるものであることが望ましい。シール材層１３は、集合体型ハニカム構造体１０を内燃機関の排気通路に設置した際、ハニカムブロック１５の外周面から排気ガスが漏れ出すことを防止する目的で形成されているからである。
【００８０】
シール材層１３及びシール材層１４を構成する材料としては特に限定されず、例えば、無機バインダー、有機バインダー、無機繊維、及び／又は、無機粒子からなるもの等を挙げることができる。
【００８１】
上記無機バインダーとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル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。上記無機バインダーのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【００８２】
上記有機バインダーとしては、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。上記有機バインダーのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【００８３】
上記無機繊維としては、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。上記無機繊維のなかでは、シリカ−アルミナファイバーが望ましい。
【００８４】
上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素等からなる無機粉末又はウィスカ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。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化珪素が望ましい。
【００８５】
なお、上述したように、本発明の一体型ハニカム構造体をそのまま排気ガス浄化用フィルタとして用いる場合には、本発明の集合体型ハニカム構造体と同様のシール材層が本発明の一体型ハニカム構造体の外周面に設けられてもよい。
【００８６】
図６に示した集合体型ハニカム構造体１０は、円柱状であるが、本発明の集合体型ハニカム構造体の形状としては、柱状体であれば特に限定されず、例えば、長手方向に垂直な断面の形状が多角形、楕円形等からなる柱状体を挙げることができる。
本発明の集合体型ハニカム構造体は、本発明の一体型ハニカム構造体を複数個結束させた後、長手方向に垂直な断面の形状が多角形、円形又は楕円形等となるように外周部を加工してもよいし、予め本発明の一体型ハニカム構造体の上記断面形状を加工した後に、それらを接着剤により結束させることによって、長手方向に垂直な断面の形状を多角形、円形又は楕円形等としてもよく、例えば、長手方向に垂直な断面の形状が円を４分割した扇形である柱状の本発明の一体型ハニカム構造体を４個結束させて円柱状の本発明の集合体型ハニカム構造体を製造することができる。
【００８７】
次に、上述した本発明のハニカム構造体の製造方法の一例について説明する。
本発明のハニカム構造体が、その全体が一の焼結体から構成された一体型フィルタである場合、まず、上述したようなセラミックを主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、上記選択的触媒担持部が形成され、本発明の一体型ハニカム構造体と略同形状のセラミック成形体を作製する。なお、上記選択的触媒担持部の形状は、上記押出成形に使用するダイの開口部形状を変更することにより、調整することができる。
【００８８】
上記原料ペーストとしては特に限定されないが、製造後の本発明の一体型ハニカム構造体の気孔率が２０〜８０％となるものが望ましく、例えば、上述したようなセラミックからなる粉末に、バインダー及び分散媒液等を加えたものを挙げることができる。
【００８９】
上記バインダー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、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記バインダーの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部程度が望ましい。
【００９０】
上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。
上記分散媒液は、上記原料ペーストの粘度が一定範囲内となるように適量配合される。
【００９１】
これらセラミック粉末、バインダー及び分散媒液は、アトライター等で混合し、ニーダー等で充分に混練した後、押出成形される。
【００９２】
また、上記原料ペーストには、必要に応じて成形助剤を添加してもよい。
上記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、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を挙げることができる。
【００９３】
さらに、上記原料ペーストには、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。
上記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を挙げることができる。これらのなかでは、フライアッシュバルーンが望ましい。
【００９４】
次に、上記セラミック成形体を、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、セラミック乾燥体とする。次いで、大容積貫通孔の出口側の端部、及び、小容積貫通孔の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、貫通孔を目封じする。
【００９５】
上記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２０〜８０％となるものが望ましく、例えば、上記原料ペーストと同様のものを用いることができるが、上記原料ペーストで用いたセラミック粉末に、潤滑剤、溶剤、分散剤、バインダー等を添加したものであることがより望ましい。上記封止処理の途中で封止材ペースト中のセラミック粒子等が沈降することを防止することができるからである。
【００９６】
次に、上記封止材ペーストが充填されたセラミック乾燥体に対して、所定の条件で脱脂、焼成を行う。
上記セラミック乾燥体の脱脂及び焼成の条件は、従来から多孔質セラミックからなるフィルタを製造する際に用いられている条件を適用することができる。
【００９７】
次に、焼成して得られたセラミック焼成体の表面に高い比表面積のアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜の表面に白金等の触媒を付与することにより、表面に触媒が担持された多孔質セラミックからなり、その全体が一の焼結体から構成された本発明の一体型ハニカム構造体を製造することができる。
【００９８】
上記セラミック焼成体の表面にアルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Ａｌ（ＮＯ３）３等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法、γ−アルミナを粉砕した高い表面積を有するγ−アルミナ粉末を含有するスラリー溶液をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
上記アルミナ膜に助触媒等を付与する方法としては、例えば、Ｃｅ（ＮＯ３）３等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
上記アルミナ膜に触媒を付与する方法としては、例えば、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３）等をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
【００９９】
また、本発明のハニカム構造体が、図６に示したような、本発明の一体型ハニカム構造体２０がシール材層１４を介して複数個結束されて構成された集合体型ハニカム構造体１０である場合、シール材層１４となる接着剤ペーストを均一な厚さで塗布し、接着剤ペーストが塗布された他の一体型ハニカム構造体２０を、順次積層していく工程を繰り返し、所定の大きさの角柱状の一体型ハニカム構造体２０の積層体を作製する。
なお、上記接着剤ペーストを構成する材料としては、既に説明しているのでここではその説明を省略する。
【０１００】
次に、この一体型ハニカム構造体２０の積層体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させてシール材層１４とし、その後、ダイヤモンドカッター等を用いて、その外周部を図６に示したような形状に切削することで、ハニカムブロック１５を作製する。
そして、ハニカムブロック１５の外周に上記接着剤ペーストを用いてシール材層１３を形成することで、一体型ハニカム構造体２０がシール材層１４を介して複数個結束されて構成された本発明の集合体型フィルタ１０を製造することができる。
なお、本発明の集合体型フィルタ１０を製造する場合には、アルミナ膜の形成、触媒の付与等を、上記セラミック焼成体の作製後に行わず、ハニカムブロック１５の作製後に行ってもよい。
【０１０１】
本発明のハニカム構造体の用途は特に限定されないが、車両の排気ガス浄化装置に用いることが望ましい。
図７は、本発明のハニカム構造体が設置された車両の排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
【０１０２】
図７に示したように、排気ガス浄化装置６００は、主に、ハニカム構造体６０、ハニカム構造体６０の外方を覆うケーシング６３０、ハニカム構造体６０とケーシング６３０との間に配置される保持シール材６２０、及び、ハニカム構造体６０の排気ガス流入側に設けられた加熱手段６１０から構成されており、ケーシング６３０の排気ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管６４０が接続されており、ケーシング６３０の他端部には、外部に連結された排出管６５０が接続されている。なお、図７中、矢印は排気ガスの流れを示している。
また、図７において、ハニカム構造体６０は、図１に示した一体型ハニカム構造体２０であってもよく、図６に示した集合体型ハニカム構造体１０であってもよい。
【０１０３】
このような構成からなる排気ガス浄化装置６００では、エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスは、導入管６４０を通ってケーシング６３０内に導入され、大容積貫通孔２１ａからハニカム構造体６０内に流入し、隔壁２３を通過して、この隔壁２３でパティキュレートが捕集されて浄化された後、小容積貫通孔２１ｂからハニカム構造体６０外に排出され、排出管６５０を通って外部へ排出されることとなる。
【０１０４】
また、排気ガス浄化装置６００では、ハニカム構造体６０の隔壁に大量のパティキュレートが堆積し、圧力損失が高くなると、ハニカム構造体６０の再生処理が行われる。
上記再生処理では、加熱手段６１０を用いて加熱されたガスをハニカム構造体６０の貫通孔の内部へ流入させることで、ハニカム構造体６０を加熱し、隔壁に堆積したパティキュレートを燃焼除去する。また、ポストインジェクション方式を用いてパティキュレートを燃焼除去してもよい。そのほか、ケーシング６３０の手前の導入管６４０の部分に酸化触媒を付与したフィルタを設置してもよく、ケーシング６３０の内部であって、加熱手段６１０より排気ガス流入側に酸化触媒を付与したフィルタを設置してもよい。
【実施例】
【０１０５】
以下に実施例を掲げ、図面を参照して本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【０１０６】
（実施例１）
（１）平均粒径１０μｍのα型炭化珪素粉末６０重量％と、平均粒径０．５μｍのβ型炭化珪素粉末４０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練して混合組成物を得た。次に、上記混合組成物に可塑剤と潤滑剤とを少量加えてさらに混練した後、押出成形を行い、図３（ａ）に示した断面形状と略同様の断面形状で、入口側の開口率が３７．９７％、開口率比が１．５５の生成形体を作製した。なお、隣り合う大容積貫通孔と小容積貫通孔とを隔てる隔壁の厚さを０．３ｍｍ、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さを０．６ｍｍ、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さを０．１ｍｍとした。
【０１０７】
次に、マイクロ波乾燥機等を用いて上記生成形体を乾燥させ、セラミック乾燥体とした後、上記生成形体と同様の組成の封止材ペーストを所定の貫通孔に充填した。
次いで、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、４００℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間で焼成を行うことにより、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、その大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、貫通孔の数が２８個／ｃｍ２（大容積貫通孔：１４個／ｃｍ２、小容積貫通孔：１４個／ｃｍ２）で、炭化珪素焼結体からなる一体型ハニカム構造体を製造した。
なお、一体型ハニカム構造体では、出口側の端面において、大容積貫通孔のみを封止材により封止し、入口側の端面において、小容積貫通孔のみを封止材により封止した。
【０１０８】
（２）次に、得られた一体型ハニカム構造体を用いて集合型ハニカム構造体を製造した。
繊維長０．２ｍｍのアルミナファイバー３０重量％、平均粒径０．６μｍの炭化珪素粒子２１重量％、シリカゾル１５重量％、カルボキシメチルセルロース５．６重量％、及び、水２８．４重量％を含む耐熱性のシール材ペーストを用いて、一体型ハニカム構造体２０を、多数結束させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状のハニカムブロックを作製した。
このとき、一体型ハニカム構造体２０を結束するシール材層１４の厚さが１．０ｍｍとなるように調整した。
【０１０９】
（３）次に、無機繊維としてアルミナシリケートからなるセラミックファイバー（ショット含有率：３％、繊維長：０．１〜１００ｍｍ）２３．３重量％、無機粒子として平均粒径０．３μｍの炭化珪素粉末３０．２重量％、無機バインダーとしてシリカゾル（ゾル中のＳｉＯ２の含有率：３０重量％）７重量％、有機バインダーとしてカルボキシメチルセルロース０．５重量％、及び、水３９重量％を混合、混練してシール材ペーストを調製した。
【０１１０】
次に、上記シール材ペーストを用いて、ハニカムブロックの外周面に厚さ１．０ｍｍのシール材ペースト層を形成した。そして、このシール材ペースト層を１２０℃で乾燥して、円柱形状で排気ガス浄化用ハニカムフィルタとして機能する集合体型ハニカム構造体を製造した。
【０１１１】
（４）次に、γ−アルミナを、水と分散剤である硝酸溶液と混合し、さらにボールミルで９０ｍｉｎ−１で２４時間粉砕して、粒径２μｍのアルミナスラリーを調製し、次に、得られたスラリーを、一体型ハニカム構造体、及び、集合体型ハニカム構造体に流し込み、２００℃で乾燥させた。
上記工程をアルミナ層が６０ｇ／Ｌの量に達するまで繰り返し、６００℃で焼成した。
【０１１２】
Ｃｅ（ＮＯ３）３をエチレングリコール中に投入し、９０℃で５時間攪拌することによりＣｅ（ＮＯ３）３を６重量％含有するエチレングリコール溶液を作製した。このエチレングリコール溶液中に上記アルミナ層が形成された一体型ハニカム構造体及び集合体型ハニカム構造体を浸漬した後、１５０℃で２時間、窒素雰囲気中６５０℃で２時間加熱して、上記セラミック焼成体の表面に触媒を担持させるための希土類酸化物含有アルミナ層を形成した。
【０１１３】
白金濃度４．５３重量％のジニトロジアンミン白金硝酸（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３）を蒸留水で希釈し、上記希土類酸化物含有アルミナ層が形成された上記セラミック焼成体を浸漬した後、１１０℃で２時間、窒素雰囲気中５００℃で１時間加熱して、上記セラミック焼成体の表面に、平均粒子直径２ｎｍの白金触媒を２ｇ／L担持させ、触媒を担持した一体型ハニカム構造体及び集合体型ハニカム構造体の製造を終了した。
【０１１４】
（実施例２〜２８）
表１に示したように、長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さや幅を変更したほかは、実施例１と同様にして一体型ハニカム構造体及び集合型ハニカム構造体を製造した。
なお、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さは、混合組成物の押出成形を行う際のダイの形状を変更することにより調整した。
【０１１５】
（参考例１〜４）
長手方向に垂直な断面形状を、表１に示したような形状に変更するとともに、大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に図１（ｃ）に示すような深さ０．１ｍｍの凹部を形成したほかは、実施例１と同様にして一体型ハニカム構造体及び集合型ハニカム構造体を製造した。
なお、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凹部の深さは、混合組成物の押出成形を行う際のダイの形状を変更することにより調整した。
【０１１６】
（参考例５〜８）
表１に示したように、長手方向に垂直な断面形状、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さ、及び、アルミナコート層の量を変更したほかは、実施例１と同様にして一体型ハニカム構造体及び集合型ハニカム構造体を製造した。
なお、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さは、混合組成物の押出成形を行う際のダイの形状を変更することにより調整した。
【０１１７】
（比較例１〜７）
表１に示したように、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に凸部や凹部を設けない態様で、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状を変更したほかは、実施例１と同様にして一体型ハニカム構造体及び集合型ハニカム構造体を製造した。
なお、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さは、混合組成物の押出成形を行う際のダイの形状を変更することにより調整した。
【０１１８】
（評価１；圧力損失）
図７に示したように、各実施例、参考例及び比較例に係る集合型ハニカム構造体をエンジンの排気通路に配設して排気ガス浄化装置とし、上記エンジンを回転数３０００ｍｉｎ−１、トルク５０Ｎ・ｍで運転し、集合型ハニカム構造体にパティキュレートを８ｇ／Ｌ捕集させ、その後、集合型ハニカム構造体の圧力損失を測定した。その結果を表２に示した。
【０１１９】
（評価２；ＣＯ−Ｌｉｇｈｔ  ｏｆｆ温度、ＨＣ−Ｌｉｇｈｔ  ｏｆｆ温度）
各実施例、参考例及び比較例に係る一体型ハニカム構造体を反応試験機に設置し、模擬ガスの成分濃度を、Ｃ３Ｈ６（２００ｐｐｍ）、ＣＯ（３００ｐｐｍ）、ＮＯＸ（１６０ｐｐｍ）、ＳＯＸ（８ｐｐｍ）、ＣＯ２（０．０３８％）、Ｈ２Ｏ（１０％）、Ｏ２（１３％）含有するものとし、空間速度（ＳＶ）  ４５０００／ｈで上記成分の模擬ガスを一体型ハニカム構造体に導入し、模擬ガス温度を徐々に上昇させ、ハニカム構造体に入る前後のガス濃度を分析し、ＣＯ、ＨＣの浄化率が５０％になる温度を、それぞれＣＯ−Ｌｉｇｈｔ  ｏｆｆ温度、ＨＣ−Ｌｉｇｈｔ  ｏｆｆ温度とした。その結果を表２に示した。
【０１２０】
（評価３；フィルタ再生試験）
図７に示したように、各実施例、参考例及び比較例に係る集合型ハニカム構造体をエンジンの排気通路に配設して排気ガス浄化装置とし、上記エンジンを運転して、集合型ハニカム構造体にパティキュレートを７ｇ／Ｌ捕集させた。次に、パティキュレートを捕集させた集合型ハニカム構造体を反応試験機内に設置し、上記集合型ハニカム構造体に窒素ガスを１３０Ｌ／ｍｉｎの流量で導入しながら、上記集合型ハニカム構造体を２００℃に保持した。
次に、パティキュレートを含有していないこと以外はディーゼルエンジンの排気ガスとほぼ同じ組成の模擬ガスを上記集合型ハニカム構造体内に、温度６５０℃、圧力８ｋＰａ、時間７分間の条件で導入し、パティキュレートを燃焼させた。なお、この際、上記集合型ハニカム構造体より模擬ガス流入側に、市販のコージェライトからなるハニカム構造の触媒担持体（直径１４４ｍｍ、長さ１００ｍｍ、セル密度４００セル／ｉｎｃｈ、白金５ｇ／Ｌ）を設置し、このハニカム構造の担持体を通過した模擬ガスを上記集合型ハニカム構造体に導入した。
最後に、集合型ハニカム構造体の重量を測定して、７ｇ／Ｌ捕集させたパティキュレートのうち、燃焼したパティキュレートの割合（フィルタ再生率）を求め、パティキュレートの浄化性能を評価した。その結果を表２に示した。
なお、上記模擬ガスは、Ｃ３Ｈ６を６５４０ｐｐｍ、ＣＯを５０００ｐｐｍ、ＮＯｘを１６０、ＳＯｘを８ｐｐｍ、ＣＯ２を０．０３８％、Ｈ２Ｏを１０％、Ｏ２を１０％含有するものとした。また、上記模擬ガスの導入により、上記集合型ハニカム構造体は、６００℃程度まで昇温した。
【０１２１】
【表１】
2005118747.tif 000003
【０１２２】
【表２】
2005118747.tif 000004
【０１２３】
表１及び表２に示したように、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に選択的触媒担持部である凸部又は凹部を設けた各実施例に係る集合型ハニカム構造体は、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に凸部又は凹部を設けなかった比較例に係る集合型ハニカム構造体に比べて、パティキュレートを一定量捕集しても圧力損失が低く、フィルタの再生率も増加している。
また、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に選択的触媒担持部である凸部又は凹部を設けた各実施例に係る一体型ハニカム構造体は、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に凸部又は凹部を設けなかった比較例に係る一体型ハニカム構造体に比べて、ＣＯ−Ｌｉｇｈｔ  ｏｆｆ温度、ＨＣ−Ｌｉｇｈｔ  ｏｆｆ温度が若干低くなっている。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】（ａ）は、本発明の一体型ハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した本発明の一体型ハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】貫通孔の数が実質的に大容積貫通孔１０１と小容積貫通孔１０２とで１：２となるように構成されたハニカム構造体の長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図であり、（ｅ）は、従来の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面の一部を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面の一例を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明の集合体型ハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。
【図７】本発明のハニカム構造体が設置された車両の排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０  集合体型ハニカム構造体
１３、１４  シール材層
１５  ハニカムブロック
２０  一体型ハニカム構造体
２１  貫通孔
２１ａ  大容積貫通孔
２１ｂ  小容積貫通孔
２２  封止材
２３  隔壁
２３ａ  隣り合う大容積貫通孔２１ａと小容積貫通孔２１ｂとを隔てる隔壁
２３ｂ  隣り合う大容積貫通孔２１ａ同士を隔てる隔壁
２４  凸部
【図１】
2005118747.tif 000005
【図２】
2005118747.tif 000006
【図３】
2005118747.tif 000007
【図４】
2005118747.tif 000008
【図５】
2005118747.tif 000009
【図６】
2005118747.tif 000010
【図７】
2005118747.tif 000011