(57)【要約】本発明の目的は、パティキュレートの捕集限界量が多く、使用時の圧力損失を低減することができ、かつ、内燃機関からの排気ガスの流量が変動しても圧力損失の変動を低減することができるハニカム構造体を提供することである。  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の面積の総和が相対的に大きくなるように、一方の端部が封止されてなる大容積貫通孔群と、上記断面の面積の総和が相対的に小さくなるように、他方の端部が封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、上記ハニカム構造体は、複数個の柱状多孔質セラミック部材を含んで構成されていることを特徴とする。
2004024293.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の面積の総和が相対的に大きくなるように、一方の端部が封止されてなる大容積貫通孔群と、前記断面の面積の総和が相対的に小さくなるように、他方の端部が封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、
前記ハニカム構造体は、複数個の柱状多孔質セラミック部材を含んで構成されていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
複数個の柱状多孔質セラミック部材がシール材層を介して結束されている請求の範囲１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
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の重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の前記断面の重心間距離とが等しい請求の範囲１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
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、多角形である請求の範囲１〜３のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
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は、Ｒ面取り及び／又はＣ面取りがなされている請求の範囲１〜４のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
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は、四角形である請求の範囲１〜５のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
小容積貫通孔群の長手方向に垂直な断面に対する大容積貫通孔群の前記断面の面積比（大容積貫通孔群断面積／小容積貫通孔群断面積）は、１．０１〜９．００である請求の範囲１〜６のいずれか１に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
車両の排気ガス浄化装置に使用される請求の範囲１〜７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】
関連出願の記載
本出願は、２００２年９月１３日に出願された日本国特許出願２００２−２６７８１９号、２００３年３月４日に出願された日本国特許出願２００３−５７６３１号を基礎出願として優先権主張する出願である。
【技術分野】  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等として用いられるハニカム構造体に関する。
【背景技術】  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。
このようなハニカム構造体としては、図６に示したような、多数の貫通孔３１が隔壁３３を隔てて長手方向に並設された円柱状のハニカム構造体３０が知られている。貫通孔３１は、図６（ｂ）に示したように、排気ガスの流入側又は排出側の端部のいずれかが封止材３２により目封じされ、一の貫通孔３１に流入した排気ガスは、必ず貫通孔３１同士を隔てる隔壁３３を通過した後、他の貫通孔３１から流出するようになっている。即ち、このようなハニカム構造体３０が内燃機関の排気通路に設置されると、内燃機関より排出された排気ガス中のパティキュレートは、このハニカム構造体３０を通過する際に隔壁３３により捕捉され、排気ガスが浄化される。
また、このようなハニカム構造体として、排気ガス流出側の端部が封止された貫通孔（以下、流入側貫通孔ともいう）を容積の大きな貫通孔（以下、大容積貫通孔ともいう）とし、排気ガス流入側の端部が封止された貫通孔（以下、流出側貫通孔ともいう）を容積の小さな貫通孔（以下、小容積貫通孔ともいう）とすることにより、排気ガス流入側の開口率を排気ガス流出側の開口率よりも相対的に大きくしたものが開示されている。
特開昭５６−１２４４１８号公報には、三角形、六角形、円形、ふくらみを持った形状等の貫通孔が設けられたセラミックフィルタが開示されている。また、米国特許第４２７６０７１号明細書（図５ａ〜図５ｐ）、特開昭５６−１２４４１７号公報、特開昭６２−９６７１７号公報及び米国特許第４３６４７６１号明細書（図５ａ〜図５ｐ）にも、特開昭５６−１２４４１８号公報と同様の記載がみられる。
実願昭５６−１８７８９０号マイクロフィルム（実開昭５８−９２４０９号公報（第４頁、第６図））には、三角形の貫通孔と六角形の貫通孔が設けられ、大容積貫通孔のセルピッチをほぼ１．０〜２．５ｍｍとした排気ガスフィルタが開示されている。
米国特許第４４１６６７６号明細書（図１〜図４）には、三角形、四角形、八角形、円形等の形状の貫通孔が設けられ、大容積貫通孔の間の壁厚と、大容積貫通孔と小容積貫通孔の間の壁厚との関係を規定したハニカムフィルタが開示されている。
特開昭５８−１９６８２０号公報、特公平３−４９６０８号公報及び米国特許第４４１７９０８号明細書（図３〜図１７）には、三角形、四角形、六角形等の貫通孔が設けられたハニカムフィルタや、流入側貫通孔の数を流出側貫通孔の数よりも多くすることにより、排気ガス流入側の開口率を排気ガス流出側の開口率よりも相対的に大きくしたハニカムフィルタが開示されている。
米国特許第４４２０３１６号明細書（図６〜図９）には、封止した貫通孔の数を変更したハニカムフィルタであって、壁のガス流量を向上させる技術について開示されている。
特開昭５８−１５００１５号公報には、正方形の貫通孔と長方形の貫通孔が設けられ、貫通孔の断面形状をテーパー状にガスの流入側から流出側にかけて変えたフィルタが開示されている。
特開平５−６８８２８号公報及び特許第３１３０５８７号明細書（第１頁）には、三角形の貫通孔と六角形の貫通孔が設けられ、大容積貫通孔の容積率が６０〜７０％で、小容積貫通孔の容積率が２０〜３０％で、大容積貫通孔のセルピッチをほぼ２．５〜５．０ｍｍとしたハニカムフィルタが開示されている。
仏国特許発明第２７８９３２７号公報には、長方形、正方形、六角形、八角形の貫通孔が設けられ、貫通孔の断面形状をテーパー状にガスの流入側から流出側にかけて変えたフィルタが開示されている。
国際公開第０２／１００５１４号公報及び特開２００１−３３４１１４号公報（図２）には、円形、六角形の貫通孔が設けられたフィルタが開示されている。また、大容積貫通孔の断面の総面積に対する小容積貫通孔の断面の総面積の比が４０〜１２０％のフィルタエレメントが開示されている。
国際公開第０２／１０５６２号公報には、正方形の貫通孔と六角形の貫通孔が設けられ、断面積比が３：１〜４：１であるフィルタが開示されている。
国際公開第０３／２０４０７号公報には、正方形の貫通孔が設けられ、断面積比を変更させたハニカム構造体が開示されている。
これらの特許文献に開示されたハニカム構造体では、排気ガス流入側の開口率と排気ガス流出側の開口率とが等しいハニカム構造体と比較して、排気ガス流入側の開口率を相対的に大きくしているため、排気ガス浄化用フィルタとして用いた際に、パティキュレートの捕集限界量を多くして再生までの期間を長期化すること、小型化等が可能となる。
しかしながら、これらのハニカム構造体は、排気ガス流入側の開口率と排気ガス流出側の開口率とが等しいハニカム構造体と比べて、パティキュレートの捕集に伴う圧力損失の上昇率がやや小さいものの、使用開始時のパティキュレートを捕集していない状態で既に圧力損失が高く、使用期間全体にわたって圧力損失が高くなることがわかった。
また、排気ガスの流量は、排気ガスを排出するエンジン等の内燃機関の排気量とハニカム構造体との関係だけでなく、内燃機関の運転状況によっても影響を受ける。例えば、自動車では、運転モード（平坦な道、坂道、高速運転、低速運転等）に応じて、内燃機関から排出される排気ガスの流量は刻々と変動しており、排気ガスの流量が増すと、ハニカム構造体による背圧が高くなって、圧力損失が急上昇することになる。このような場合、エンジンに負担がかかることになるため、自動車の乗り心地が悪化して乗員に不快感を与えることになるという問題があった。
発明の要約
本発明は、これらの課題を解決するためになされたものであり、パティキュレートの捕集限界量が多く、使用時の圧力損失を低減することができ、かつ、内燃機関からの排気ガスの流量が変動しても圧力損失の変動を低減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ものである。
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の面積の総和が相対的に大きくなるように、一方の端部が封止されてなる大容積貫通孔群と、上記断面の面積の総和が相対的に小さくなるように、他方の端部が封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、
上記ハニカム構造体は、複数個の柱状多孔質セラミック部材を含んで構成されていることを特徴とする。
なお、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。
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。
さらに、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、一方の端部から他方の端部に向けて、その形状や長手方向に垂直な断面の面積等が異なるものであってもよく、例えば、テーパー形状の貫通孔等であってもよい。
本発明のハニカム構造体によれば、大容積貫通孔群と小容積貫通孔群を備えているので、大容積貫通孔群を入口側貫通孔とすることにより、排気ガス流入側の開口率を相対的に大きくすることができ、パティキュレートが蓄積したときの圧力損失の上昇幅を低減することができる。その結果、排気ガス流入側の開口率と排気ガス流出側の開口率とが等しいハニカム構造体と比較して、パティキュレートの捕集限界量を多くして再生までの期間を長期化すること、及び、パティキュレートの燃焼後に残留するアッシュをより多量に堆積させて寿命を長くすること等が可能となる。
また、本発明のハニカム構造体は、複数個の柱状多孔質セラミック部材を含んで構成されているため、パティキュレートが蓄積したときの圧力損失の上昇幅をより大きく低減することが可能であり、また、内燃機関の運転状況に連動して排気ガスの流量が変動した際に、圧力損失の変動を抑制することが可能となる。さらに、複数個の柱状多孔質セラミック部材を含んで構成されていることにより、使用中に生じる熱応力を低減して耐熱性を向上させること、及び、柱状多孔質セラミック部材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。
本発明のハニカム構造体では、複数個の柱状多孔質セラミック部材がシール材層を介して結束されていることが望ましい。本発明のハニカム構造体では、複数個の柱状多孔質セラミック部材がシール材層を介して結束されていると、より効果的に、パティキュレートが蓄積したときの圧力損失の上昇幅を低減すること、及び、内燃機関の運転状況に連動して排気ガスの流量が変動した際の圧力損失の変動を抑制することが可能となる。
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の重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の重心間距離とが等しいことが望ましい。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の重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の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。また、ハニカム構造体に流入する排気ガスの流れを乱流にさせやすくなる。
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。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、長手方向に垂直な断面における隔壁の面積を減少させやすく、開口率を容易に高くすることができ、より耐久性に富み、長寿命のハニカム構造体を実現することができる。
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近傍は、曲線により構成されていることが望ましい。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に、Ｒ面取り及び／又はＣ面取りがなされていると、上記貫通孔の角部における応力集中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る。
本発明のハニカム構造体では、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は、四角形であることが望ましい。本発明のハニカム構造体では、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が四角形であると、長手方向に垂直な断面における隔壁の面積を減少させやすく、開口率を容易に高くすることができ、より耐久性に富み、長寿命のハニカム構造体を実現することができる。
本発明のハニカム構造体では、小容積貫通孔群の長手方向に垂直な断面に対する大容積貫通孔群の上記断面の面積比（大容積貫通孔群断面積／小容積貫通孔群断面積）は、１．０１〜９．００であることが望ましい。本発明のハニカム構造体では、小容積貫通孔群の長手方向に垂直な断面に対する大容積貫通孔群の上記断面の面積比（大容積貫通孔群断面積／小容積貫通孔群断面積）が１．０１〜９．００であると、排気ガス流入側の開口率を相対的に大きくして、パティキュレートが蓄積したときの圧力損失の上昇幅を低減することができるとともに、使用初期段階において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。
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。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、再生までの期間を長期化すること、寿命を長くすること、内燃機関の運転状況に連動して排気ガスの流量が変動した際の圧力損失の変動を抑制すること、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。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の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２（ａ）は、図１に示したハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した柱状多孔質セラミック部材のＡ−Ａ線断面図である。
図３（ａ）〜（ｄ）、（ｆ）は、本発明のハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の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り、図３（ｅ）は、従来のハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の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（ｇ）、（ｈ）は、本発明のハニカム構造体を構成する、隣り合う２個の柱状多孔質セラミック部材の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４は、本発明のハニカムフィルタを製造する様子を模式的に示した側面図である。
図５は、本発明のハニカム構造体を用いた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。
図６（ａ）は、従来の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（ｂ）は、そのＢ−Ｂ線断面図である。
図７は、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８は、ハニカム構造体の別の一例を模式的に示した斜視図である。
図９は、実施例１及び比較例１に係るハニカム構造体における運転時間（パティキュレート捕集量）に対する圧力損失及び排気ガスの流入温度の関係を示すグラフである。
図１０は、ハニカム構造体の圧力損失に影響を及ぼす主な要因を記載した概念図である。
図１１（ａ）〜（ｆ）は、本発明のハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の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１２は、本発明のハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の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。
【符号の説明】
１０、３０  ハニカム構造体
１３、１４  シール材層
１５  セラミックブロック
２０、４０、５０、７０、９０  柱状多孔質セラミック部材
２１ａ、４１ａ、５１ａ、７１ａ、９１ａ  大容積貫通孔
２１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、７１ｂ、９１ｂ  小容積貫通孔
２２、３２  封止材
２３、３３、４３、５３、７３、９３  隔壁
３１  貫通孔
発明の詳細な開示
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の面積の総和が相対的に大きくなるように、一方の端部が封止されてなる大容積貫通孔群と、上記断面の面積の総和が相対的に小さくなるように、他方の端部が封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、上記ハニカム構造体は、複数個の柱状多孔質セラミック部材により構成されていることを特徴とする。
図１は、本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ａ）は、図１に示したハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した柱状多孔質セラミック部材のＡ−Ａ線断面図である。
図１及び図２に示したように、本発明のハニカム構造体１０では、柱状多孔質セラミック部材２０がシール材層１４を介して複数個結束されてセラミックブロック１５を構成し、このセラミックブロック１５の周囲に、排気ガスの漏れを防止するためのシール材層１３が形成されている。
なお、図１及び図２に示した本発明のハニカム構造体１０では、シール材層１３、１４が設けられているが、本発明のハニカム構造体は、シール材層が設けられず、柱状多孔質セラミック部材２０が単に物理的に複数個結束された構成のものであってもよい。
柱状多孔質セラミック部材２０には、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、柱状多孔質セラミック部材２０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、柱状多孔質セラミック部材２０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種類の同数の貫通孔からなる。即ち、柱状多孔質セラミック部材２０では、大容積貫通孔群を構成する個々の大容積貫通孔２１ａと、小容積貫通孔群を構成する個々の小容積貫通孔２１ｂとで、大容積貫通孔群を構成する大容積貫通孔２１ａの長手方向に垂直な断面の面積が大きく、両者の貫通孔の数が同じである。従って、大容積貫通孔２１ａ群は、長手方向に垂直な断面の面積が小容積貫通孔２１ｂ群に対して相対的に大きくなっている。大容積貫通孔２１ａに流入した排気ガスは、必ず貫通孔２１同士を隔てる隔壁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おり、隔壁２３がフィルタとして機能するようになっている。
背景技術において説明したように、従来のハニカム構造体では、排気ガス流入側の開口率を高くすると、パティキュレート捕集初期段階における圧力損失が高くなってしまうことが判明している。
図１０は、ハニカム構造体の圧力損失に影響を及ぼす主な要因を記載した概念図である。
図１０に示すように、ハニカム構造体の圧力損失に影響を及ぼす主な要因としては、▲１▼排気ガス流入側の開口率；ΔＰａ、▲２▼貫通孔を通過する際の摩擦（▲２▼−１流入側貫通孔；ΔＰｂ−１、▲２▼−２流出側貫通孔；ΔＰｂ−２）、▲３▼隔壁を通過する際の抵抗；ΔＰｃ等が挙げられる。
大容積貫通孔群と小容積貫通孔群とが設けられているハニカム構造体では、流入側貫通孔と流出側貫通孔とで長手方向に垂直な断面の面積の総和が異なることとなり、全ての貫通孔の容積がほぼ等しいハニカム構造体と比べると、パティキュレートを捕集する前の状態においては、流入側貫通孔の断面積が大きくなるため、流入側貫通孔には排気ガスが流入しやすくなり、排気ガス流入側の開口率及び流入側貫通孔を通過する際の摩擦（▲１▼；ΔＰａ＋▲２▼−１；ΔＰｂ−１）に起因する圧力損失を低減することができる。その一方、流出側貫通孔の断面積が小さくなることで、流出側貫通孔を通過する際の摩擦（▲２▼−２；ΔＰｂ−２）は逆に大きくなってしまう。また、排気ガスが流出側貫通孔に直接通り抜けることができる隔壁の量、即ち、流入側貫通孔と流出側貫通孔とを隔てる隔壁（濾過面積）が少なくなることで、隔壁を通過する際の抵抗（▲３▼；ΔＰｃ）が大きくなってしまう。その結果、排気ガス流入側の開口率を高くすると、パティキュレート捕集初期段階における圧力損失が高くなってしまう。
従って、本発明のハニカム構造体１０においても、排気ガスが流入する大容積貫通孔２１ａ群が、隔壁２３を通過した後に通過する小容積貫通孔２１ｂ群よりも相対的に容積が大きくなっているため、全て同じ容積の貫通孔が形成されたハニカム構造体と比べると、排気ガスが通過する隔壁部分の面積（濾過面積）は小さくなっており、その結果、排気ガス等を通過させた際に、パティキュレート捕集初期段階における圧力損失が若干劣ることになる。
しかしながら、本発明の発明者らは、鋭意検討した結果、排気ガス流入側の開口率を高くすることで、ハニカム構造体におけるパティキュレートの捕集状況が変わってしまうことを突き止め、さらに、この捕集状況の変化により、パティキュレートの捕集に伴うハニカム構造体の圧力損失の上昇が大きくなってしまうことを突き止めた。
即ち、排気ガス流入側の開口率が特に相対的に高くされていないハニカム構造体では、通常、パティキュレートは、隔壁上に略均一な厚みとなるように捕集される。これは、排気ガスの流入速度及び流出速度に差があまりないため、始め不均一に堆積されていても、暫く捕集が進むと、パティキュレートの捕集が進んでいない部分の隔壁の抵抗が相対的に低くなり、その部分に排気ガスが流れ込みやすくなるため、結果的に隔壁上に均一にパティキュレートが捕集されることになるためであると考えられる。
一方、排気ガス流入側の開口率を相対的に高くしたハニカム構造体では、パティキュレートは、流入側貫通孔の流出側（封止部近傍）に多めに蓄積され、流入側には、少なめに蓄積される傾向がある。これは、流入側貫通孔の容積と流出側貫通孔の容積とが異なることで、排気ガスがハニカム構造体の内部に流入する速度と、ハニカム構造体の外部に流出する速度とが大幅に異なることとなり、大きな流速で流入側貫通孔に流入した排気ガスは、容易に一旦奥（封止部近傍）まで流入した後、貫通孔内を循環し、抵抗の低いところから集中的に流出側貫通孔内に流出するためであると考えられる。このような不均一な捕集は、捕集を長期間行うにつれ、より助長されることになり、その結果、圧力損失が高くなってしまう。
本発明のハニカム構造体１０は、排気ガス流入側の開口率を高くすることによって、パティキュレートの捕集状況が変わって、不均一な捕集が生じることを防止し、圧力損失が高くなる問題を解決するものであり、排気ガス流入側の開口率を高くしても、パティキュレートの捕集に伴う圧力損失の上昇を抑制することができるものである。
即ち、本発明のハニカム構造体１０は、複数個の柱状多孔質セラミック部材２０を複数個含んで構成されているものである。
本発明のハニカム構造体１０は、複数個の柱状多孔質セラミック部材２０を含んで構成されているため、柱状多孔質セラミック部材２０同士がシール材層１４を介して（シール材層が形成されない場合には、隔壁２３により）接する部分を有し、１個の柱状多孔質セラミック部材から構成されているハニカム構造体と比べて、開口率がやや減少している。従来、開口率が減少すると、濾過面積が減少してしまうため、圧力損失は増大すると考えられていたが、本発明の発明者らは、このような分割構造にすることで、開口率が低くなるにも関わらず、パティキュレートが蓄積した際の圧力損失の上昇幅をさらに低減することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
以下、ハニカム構造体を分割構造にすることで、パティキュレートが蓄積した際の圧力損失の上昇幅を低減することができる理由について説明する。
排気ガス流入側の開口率が高い一体構造のハニカム構造体の場合、排気ガス流入側の端面は、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を封止する封止材と、壁（基本的には、一定の厚さの隔壁の繰り返し）との３種類から構成されており、上記端面に向かって流入する排気ガスは、大部分が大容積貫通孔群を構成する貫通孔に直接流入する。このため、ハニカム構造体に流入する排気ガスは、上記端面で特に流れが変動することなく、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の奥まで流入してしまい、上述したような、パティキュレートの不均一な捕集が引き起こされると考えられる。
一方、本発明のような、排気ガス流入側の開口率が高い分割構造のハニカム構造体の場合、排気ガス流入側の端面は、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を封止する封止材と、薄い壁（基本的には、一定の厚さの隔壁２３）、厚い壁（隣り合う一の柱状多孔質セラミック部材２０の隔壁２３と他の柱状多孔質セラミック部材２０の隔壁２３とが接することで形成される壁）との４種類から構成されており、上記端面に向からて流入する排気ガスは、一部が上記厚い壁にぶつかることで、上記端面の表面方向に広がっていく流れを生じ、大容積貫通孔群を構成する貫通孔に直接流入しようとする流れに乱れを生じさせることができる。このため、大容積貫通孔群を構成する貫通孔内に流入する際の排気ガスの流速を低減させることができ、大容積貫通孔群を構成する貫通孔内の最も奥側に位置する封止部まで大きな流速で流入していく排気ガスの量を低減することができると推定される。即ち、ハニカム構造体の流入側貫通孔内での排気ガスの流速を低減させることにより、パティキュレートの捕集を貫通孔内の隔壁で均一に行うことができるようになり、結果的に、圧力損失を低減することができると考えられる。
また、本発明のハニカム構造体１０は、複数個の柱状多孔質セラミック部材２０を含んで構成されていることにより、内燃機関の運転状況に連動して排気ガスの流量が変動しても圧力損失の変動を低減することができる。なぜなら、上述した排気ガスの流速を低減する効果は、上記端面に流入する排気ガスの流速が速いときほど、排気ガスの流れが平行に流入しやすいものとなっているため、とりわけ顕著なものとなる一方、上記端面に流入する排気ガスの流速が遅い場合には、排気ガスの流れが乱れているので、元々ハニカム構造体内において不均一な捕集は起こりにくく、排気ガスの流速を低減する効果は小さくなるからである。即ち、内燃機関の運転状況の影響で、ハニカム構造体に流入する排気ガスの流量が変動しても、ハニカム構造体内での排気ガスの流速は比較的安定したものとなるからである。例えば、自動車では、運転時に運転モードが刻々と変化して、内燃機関では、回転数、負荷等が刻々と変化するが、本発明のハニカム構造体は、排気ガスの流量の増加に応じて効果をより発揮するものであるので、運転モードの変更による乗員及び車両への影響を低減することが可能になると考えられる。
また、本発明のハニカム構造体１０は、複数個の柱状多孔質セラミック部材２０を含んで構成されていることにより、使用中に生じる熱応力を低減して耐熱性を向上させること、及び、柱状多孔質セラミック部材２０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。例えば、開口比率を大きくすることで、実質的にハニカム構造体が低密度になって、強度不足になってしまう場合でも、小さな部材に分割すれば、熱応力を低減することができる。
また、本発明のハニカム構造体１０では、複数個の柱状多孔質セラミック部材２０がシール材層１４を介して結束されていることにより、より効果的に、パティキュレートが蓄積したときの圧力損失の上昇幅を低減することができ、また、内燃機関の運転状況に連動して排気ガスの流量が変動した際の圧力損失の変動を抑制することができる。これは、シール材層１４が設けられることにより、開口率がさらに減少することになるとともに、柱状多孔質セラミック部材２０同士が隔壁２３により接する部分において、隔壁２３の厚さがより厚くなったとみなすことができるためであると考えられる。
なお、このシール材層１４は、接着機能を有することが望ましい。
また、このシール材層１４は、柱状多孔質セラミック部材２０と異なる弾性質であることが望ましい。シール材層１４と柱状多孔質セラミック部材２０とが異なる弾性質であると、例えば、柱状多孔質セラミック部材２０の１つが排気ガスの圧力を受けた際に、シール材層１４により全ての柱状多孔質セラミック部材２０が一体化されていても、該１つの柱状多孔質セラミック部材２０のみを微小に振動させることが可能になる。このように、個々の柱状多孔質セラミック部材２０がそれぞれ独自に振動することが可能になれば、個々の柱状多孔質セラミック部材２０に、各々独立して、かつ、均一にパティキュレートの捕集を行わせることが可能になると考えられる。一方、シール材層１４と柱状多孔質セラミック部材２０とが全く同じ弾性質であると、個々の柱状多孔質セラミック部材２０がそれぞれ独自に振動しようとしても、ハニカム構造体全体が同じ動きを生じやすく、ハニカム構造体全体にそのような振動を生じさせるには、かなり大きな振動エネルギーが必要となることから、実際には振動が打ち消されやすくなってしまう。従って、均一なパティキュレートの捕集を促し、圧力損失を低くするためには、柱状多孔質セラミック部材２０とシール材層１４との弾性質が異なることが望ましいと考えられる。
本発明のハニカム構造体１０の大きさとしては特に限定されず、使用する内燃機関の排気通路の大きさ等を考慮して適宜決定される。また、本発明のハニカム構造体の形状としては柱状であれば特に限定されず、例えば、円柱状、楕円柱状、角柱状等の任意の形状を挙げることができるが、通常、図１に示したような円柱状のものが用いられる。
本発明のハニカム構造体において、柱状多孔質セラミック部材の材料としては特に限定されず、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、ムライト等の酸化物セラミック等を挙げることができる。また、柱状多孔質セラミック部材は、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てもよい。これらのなかでは、耐熱性及び機械的特性に優れ、かつ、熱伝導率も大きい炭化珪素が望ましい。
上記柱状多孔質セラミック部材の気孔率は特に限定されないが、２０〜８０％程度であることが望ましい。気孔率が２０％未満であると、本発明のハニカム構造体がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、気孔率が８０％を超えると、柱状多孔質セラミック部材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、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。
上記柱状多孔質セラミック部材の平均気孔径は５〜１００μｍであることが望ましい。平均気孔径が５μｍ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、平均気孔径が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することができないことがある。
上記柱状多孔質セラミック部材を製造する際に使用するセラミック粒子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セラミック粒子１００重量部と、０．１〜１．０μｍ程度の平均粒径を有するセラミック粒子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粒子を上記配合で混合することにより、多孔質にすることができるからである。
上記封止材は、多孔質セラミックからなるものであることが望ましい。本発明のハニカム構造体において、上記柱状多孔質セラミック部材は、多孔質セラミックからなるものであるため、上記封止材を上記多孔質セラミック部材と同じ多孔質セラミックからなるものとすることで、両者の接着強度を高くすることができるとともに、封止材の気孔率を上述した柱状多孔質セラミック部材と同様に調整することで、柱状多孔質セラミック部材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。
上記封止材が多孔質セラミックからなる場合、その材料としては特に限定されず、例えば、上述した柱状多孔質セラミック部材を構成するセラミック材料と同様の材料を挙げることができる。
本発明のハニカム構造体において、シール材層１３、１４は、柱状多孔質セラミック部材２０間、及び、セラミックブロック１５の外周に形成されている。そして、柱状多孔質セラミック部材２０間に形成されたシール材層１４は、複数の柱状多孔質セラミック部材２０同士を結束する接着剤として機能し、一方、セラミックブロック１５の外周に形成されたシール材層１３は、本発明のハニカム構造体１０を内燃機関の排気通路に設置した際、セラミックブロック１５の外周から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。
上記シール材層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。
なお、上述した通り、本発明のハニカム構造体において、シール材層は、柱状多孔質セラミック部材間、及び、セラミックブロックの外周に形成されているが、これらのシール材層は、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、上記シール材層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。
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。
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。
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、シリカ等からなる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。
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。
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、本発明のハニカム構造体１０を内燃機関の排気通路に設置した際、セラミックブロック１５の外周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。
図１に示したような構成からなる本発明のハニカム構造体において、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の重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の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することのない耐久性に優れたハニカム構造体となる。
また、このような重心間距離の等しいハニカム構造体では、例えば、図３（ｄ）のハニカム構造体７０のように、外周部において、貫通孔の大きさの違いから、隔壁の厚みに差を設けたり、図３（ｆ）のハニカム構造体９０のように、外周部において、中間の大きさの貫通孔９２を設けることにより、外周部でハニカム構造体に流入する排気ガスの流れを乱流にさせやすくすることができる。
加えて、図３（ｇ）のように、シール材を介して、大容積貫通孔同士を隣り合わせにすることで、同じようにハニカム構造体に流入する排気ガスの流れを乱流にさせやすくすることができる。
なお、本発明において、「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の重心間距離」とは、一の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と、他の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との最小の距離をいい、一方、「隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の重心間距離」とは、一の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における重心と、他の小容積貫通孔群を構成する貫通孔の重心との最小の距離のことをいう。
また、このハニカム構造体において、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は、隔壁を隔てて上下方向及び／又は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群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の重心と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」及び「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」とは、本発明のハニカム構造体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。
本発明のハニカム構造体において、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。多角形とすることにより、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ることができ、その結果、開口率を容易に高くすることができ、より耐久性に富み、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。
本発明では、多角形のなかでも４角形以上の多角形が望ましく、特に、大容積貫通孔の断面形状は８角形であることが望ましい。円形状や楕円形状とすると、隔壁の断面の面積が大きくなり、開口率を高くすることが困難となるからである。なお、大容積貫通孔群を構成する貫通孔のみの断面を４角形、５角形、６角形、台形、８角形等の多角形としてもよく、小容積貫通孔群を構成する貫通孔のみを上述した多角形としてもよく、両方を多角形としてもよい。また、種々の多角形を混在させてもよい。
なお、本発明のハニカム構造体において、貫通孔の断面形状は、排気ガス流入側の端面から排気ガス流出側の端面にかけて変更させていないことが望ましい。圧縮強度、アイソスタティック強度等を高くすることができ、かつ、押出成形による製造が容易になるからである。
本発明のハニカム構造体において、小容積貫通孔群の長手方向に垂直な断面に対する大容積貫通孔群の上記断面の面積比（大容積貫通孔群断面積／小容積貫通孔群断面積；以下、開口比率ともいう）の望ましい下限は１．０１であり、望ましい上限は９．００である。上記開口比率が１．０１未満であると、殆ど大容積貫通孔群と小容積貫通孔群とを設けた効果を得ることができない。一方、上記開口比率が９．００を超えると、小容積貫通孔群の容積が小さすぎるため、圧力損失が大きくなりすぎることがあるからである。
上記開口比率のより望ましい下限は１．３であり、さらに望ましい下限は１．５５であり、特に望ましい下限は２．０である。上記開口比率のより望ましい上限は２．７５であり、さらに望ましい上限は２．５４であり、特に望ましい上限は２．４２である。このような開口比率とすることにより、パティキュレート捕集時の圧力損失をより低減することができるとともに、再生限界値を大きくすることができる。
なお、再生限界値とは、これ以上パティキュレートを捕集すると、再生を行う際に、ハニカム構造体にクラック等が発生し、ハニカム構造体が損傷するおそれがあるパティキュレートの捕集量（ｇ／ｌ）をいう。従って、再生限界値が大きいと、再生を行うまでにパティキュレートをより多く捕集することができ、再生までの期間を長期化することができる。
図３（ａ）〜（ｄ）及び図１１（ａ）〜（ｆ）は、本発明のハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の断面の一部を模式的に示した断面図であり、図３（ｅ）は、従来のハニカム構造体における断面の一部を模式的に示した断面図である。
図３（ａ）では、上記開口比率が約１．５５、図３（ｂ）では、上記開口比率が約２．５４、図３（ｃ）では、上記開口比率が約４．４５、図３（ｄ）では、上記開口比率が約６．００、図３（ｅ）では、上記開口比率が約１．００である。図１１（ａ）、（ｃ）、（ｅ）では、上記開口比率がすべて約４．４５であり、図１１（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）では、上記開口比率がすべて約６．００である。なお、図３（ｄ）に示した柱状多孔質セラミック部材７０では、大容積貫通孔群を構成する大容積貫通孔７１ａの断面における重心間距離と、小容積貫通孔群を構成する小容積貫通孔７１ｂの断面における重心間距離とが等しいが、上記開口比率が９．８６と非常に大きくなっている。上述した通り、上記開口比率が９．００を超える大きなものであると、隔壁７３を通った排気ガスが流入する小容積貫通孔群を構成する小容積貫通孔７１ｂの容積が小さすぎるため、圧力損失が大きくなりすぎることがあり、本発明では、図３（ａ）〜（ｃ）に示した多孔質セラミック部材であることが望ましい。
なお、図３（ａ）〜（ｄ）に示したハニカム構造体では、大容積貫通孔と小容積貫通孔とが、交互に配列されており、小容量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、上記開口比率を任意に変動させることが容易にできる。同様に、図１１に示したハニカム構造体に関しても、任意にその開口比率を変動させることができる。
図３（ａ）〜（ｄ）では、大容積貫通孔群を構成する大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は８角形であり、小容積貫通孔群を構成する小容積貫通孔の断面の形状は４角形である。なお、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は、四角形であることが望ましい。容易に図３（ａ）〜（ｄ）に示したような構造の本発明のハニカム構造体を実現することができるからである。また、８角形と４角形の組み合わせは、対称性がよいので、排気ガスを均等に上記大容積貫通孔に流入させやすく、加えて、アイソスタティック強度、圧縮強度の向上を図ることができる。従って、再生処理に対する耐久性に優れたハニカム構造体にすることができる。
なお、図１１（ａ）〜（ｂ）に示すハニカム構造体１６０、２６０では、大容積貫通孔１６１ａ、２６１ａの断面の形状は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の断面の形状は４角形であり、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１１（ｃ）〜（ｄ）に示すハニカム構造体１７０、２７０では、図３（ａ）〜（ｄ）に示す断面の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い。図１１（ｃ）〜（ｄ）では、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構成する曲線が１／４円に相当するものが例示されている。この場合、その開口比率が最小となる形状は、おおよそ図１１（ｃ）のような形状となり、そのときの開口比率は、ほぼ３．６６となる。
図１１（ｅ）〜（ｆ）に示すハニカム構造体１８０、２８０では、いずれも４角形（長方形）の大容積貫通孔１８１ａ、２８１ａと小容積貫通孔２８１ｂ、２８１ｂとが上下に隣接して設けられて長方形の構成単位を形成しており、上記構成単位が上下方向に連続し、左右方向に互い違いになって構成されている。
本発明の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群を構成する貫通孔及び小容積貫通孔群を構成する貫通孔の構成のその他の具体例としては、例えば、図１２に示した一体型ハニカム構造体４００における大容積貫通孔群を構成する貫通孔４０１及び小容積貫通孔群を構成する貫通孔４０２を設けた構成等を挙げることができる。
上記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は、Ｒ面取り及び／又はＣ面取りがなされていることが望ましい。上記貫通孔の角部における応力集中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るからである。
なお、本明細書において、Ｒ面取りとは、角部を円弧状にする面取りを意味する。また、Ｃ面取りとは、角部を構成する辺の数を増加させることにより、角部に鋭角又直角が存在しないようにする面取りを意味する。
また、図３（ａ）〜（ｄ）に示したように、柱状多孔質セラミック部材の外周の角部は、面取りが施されていることが望ましい。
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。
まず、上述した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、図２に示した柱状多孔質セラミック部材２０のような形状のセラミック成形体を作製する。
上記原料ペーストとしては特に限定されないが、製造後の柱状多孔質セラミックブロック２０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粉末にバインダー及び分散媒液を加えたもの等を挙げることができる。
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。
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、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。
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、押出成形してセラミック成形体を作製する。
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。
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）及び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。
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た後、所定の貫通孔に封止材となる封止材ペーストを充填して上記貫通孔を目封じする封口処理を施す。
上記封止材ペーストとしては特に限定されないが、製造後の封止材の気孔率が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、分散剤及びバインダーを添加したものであることが望ましい。上記封口処理の途中で封止材ペースト中のセラミック粒子が沈降することを防止することができるからである。
次に、上記乾燥処理及び封口処理を経たセラミック成形体に対し、所定の条件で脱脂、焼成を行うことにより、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状多孔質セラミック部材を製造することができる。
なお、上記セラミック成形体の脱脂及び焼成の条件等は、従来から柱状多孔質セラミック部材を製造する際に用いられている条件等を適用することができる。
次に、図４に示したように、上部の断面がＶ字形状に構成された台８０の上に、柱状多孔質セラミック部材２０を傾斜させた状態で載置した後、上側を向いた２つの側面２０ａ、２０ｂに、シール材層１４となるシール材ペーストを均一な厚さで塗布してシール材ペースト層８１を形成し、このシール材ペースト層８１の上に、順次他の柱状多孔質セラミック部材２０を積層する工程を繰り返し、所定の大きさの角柱状の柱状多孔質セラミック部材２０の積層体を作製する。
なお、上記シール材ペーストを構成する材料は、既に説明した通りであるのでここではその説明を省略する。
次に、この柱状多孔質セラミック部材２０の積層体を加熱してシール材ペースト層８１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１に示したような形状に切削することで、セラミックブロック１５を作製する。
そして、セラミックブロック１５の外周に上記シール材ペーストを用いてシール材層１３を形成することで、柱状多孔質セラミック部材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ハニカム構造体１０を製造することができる。
本発明のハニカム構造体の用途としては特に限定されないが、車両の排気ガス浄化装置に用いられることが望ましい。
図５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。
図５に示したように、排気ガス浄化装置６００は、主に、本発明のハニカム構造体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との間に配置された保持シール材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５中、矢印は排気ガスの流れを示している。
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、流入側貫通孔からハニカム構造体６０内に流入し、隔壁を通過し、この隔壁でパティキュレートが捕集されて浄化された後、流出側貫通孔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。
そして、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させるのである。
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。
また、本発明のハニカム構造体には、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化することができる触媒が担持されていてもよい。
このような触媒が担持されていることで、本発明のハニカム構造体は、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上記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。
上記触媒は、本発明のハニカム構造体の気孔の表面に担持されていてもよいし、壁部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、気孔の表面及び／又は壁部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。特に流入側貫通孔の壁部の表面又は表面付近の気孔の表面、さらにはこれらの両方ともに上記触媒を担持させると、パティキュレートと接触しやすいためにパティキュレートの燃焼を効率よく行うことができる。
本発明のハニカム構造体に担持させる触媒としては排気ガス中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化することができる触媒であれば特に限定されず、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を挙げることができる。白金、パラジウム及びロジウムからなる触媒は、所謂、三元触媒であり、このような三元触媒が担持された本発明のハニカム構造体は、従来公知の触媒コンバータと同様に機能するものである。従って、ここでは、本発明のハニカム構造体が触媒コンバータとしても機能する場合の詳しい説明を省略する。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に実施例を掲げ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。
【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の生成形体を作製した。
次に、マイクロ波乾燥機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ペーストを所定の貫通孔に充填した後、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時間の条件で焼成を行うことにより、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが３６ｍｍ×３６ｍｍ×１５０ｍｍ、貫通孔の数が２８９個、隔壁２３の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなり、大容積貫通孔２１ａと小容積貫通孔２１ｂとが同数形成された柱状多孔質セラミック部材２０を製造した。
なお、得られた柱状多孔質セラミック部材２０の一方の端面においては、大容積貫通孔２１ａのみを封止剤により封止し、他方の端面においては、小容積貫通孔２１ｂのみを封止剤により封止した。
大容積貫通孔２１ａの長手方向に垂直な断面における幅は１．６５ｍｍ、小容積貫通孔２１ｂの上記断面における幅は１．３３ｍｍであり、柱状多孔質セラミック部材２０の長手方向に垂直な断面における、大容積貫通孔２１ａの面積割合は３８．２％であり、小容積貫通孔２１ｂの面積割合は２４．６％であった。
柱状多孔質セラミック部材２０において、隣り合う大容積貫通孔２１ａの断面の重心間距離、及び、隣り合う小容積貫通孔２１ｂの上記断面の重心間距離は２．６８ｍｍであり、開口比率は１．５５であった。
（２）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、柱状多孔質セラミック部材２０を、図４を用いて説明した方法により、図３（ｇ）に示したように、大容積貫通孔同士、小容積貫通孔同士がそれぞれ隣り合うように１６個（４個×４個）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の円柱形状のセラミックブロックを作製した。
このとき、柱状多孔質セラミック部材２０を結束するシール材層の厚さが１．０ｍｍとなるように調整した。
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。
次に、上記シール材ペーストを用いて、上記セラミックブロックの外周部に厚さ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、円柱形状のハニカム構造体を製造した。
【実施例２】  柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ｂ）に示した断面形状と略同様としたほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
実施例２に係る柱状多孔質セラミック部材４０の隔壁４３の厚さは０．４ｍｍ、大容積貫通孔４１ａの長手方向に垂直な断面における幅は１．８４ｍｍ、小容積貫通孔４１ｂの長手方向に垂直な断面における幅は１．１４ｍｍであり、柱状多孔質セラミック部材４０の長手方向に垂直な断面における、大容積貫通孔４１ａの面積割合は４６．０％であり、小容積貫通孔４１ｂの面積割合は１８．１％であった。
また、実施例２に係る柱状多孔質セラミック部材４０において、隣り合う大容積貫通孔４１ａの断面の重心間距離、及び、隣り合う小容積貫通孔４１ｂの上記断面の重心間距離は、２．７２ｍｍであった。また、開口比率は２．５４であった。
【実施例３】  柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ｃ）に示した断面形状と略同様としたほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
実施例３に係る柱状多孔質セラミック部材５０の隔壁５３の厚さは０．４ｍｍ、大容積貫通孔５１ａの長手方向に垂直な断面における幅は２．０５ｍｍ、小容積貫通孔５１ｂの長手方向に垂直な断面における幅は０．９３ｍｍであり、柱状多孔質セラミック部材５０の長手方向に垂直な断面における、大容積貫通孔５１ａの面積割合は５３．５％であり、小容積貫通孔５１ｂの面積割合は１２．０％であった。
また、実施例３に係る柱状多孔質セラミック部材５０において、隣り合う大容積貫通孔５１ａの断面の重心間距離、及び、隣り合う小容積貫通孔５１ｂの上記断面の重心間距離は２．７９ｍｍであった。また、開口比率は４．４５であった。
【実施例４〜６】
柱状多孔質セラミック部材として、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが７２ｍｍ×７２ｍｍ×１５０ｍｍ、貫通孔の数が１１５６個、隔壁の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなり、大容積貫通孔２１ａと小容積貫通孔２１ｂとが同数形成されたものを製造し、この柱状多孔質セラミック部材を、図３（ｇ）に示したように、大容積貫通孔同士、小容積貫通孔同士がそれぞれ隣り合うように４個（２個×２個）結束させてセラミックブロックを作製したこと以外は実施例１〜３と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、実施例４では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ａ）に示した断面形状と略同様とし、実施例５では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ｂ）に示した断面形状と略同様とし、実施例６では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ｃ）に示した断面形状と略同様とした。
【実施例７〜９】
柱状多孔質セラミック部材として、図１１（ａ）、（ｃ）又は（ｅ）に示した断面形状と略同様の断面形状を有し、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが３６ｍｍ×３６ｍｍ×１５０ｍｍ、隔壁の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなるものを製造し、この柱状多孔質セラミック部材を１６個（４個×４個）結束させてセラミックブロックを作製したこと以外は実施例１と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、実施例７では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ａ）に示した断面形状と略同様とし、実施例８では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ｃ）に示した断面形状と略同様とし、実施例９では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ｅ）に示した断面形状と略同様とした。
柱状多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、大容積貫通孔の面積割合はいずれも約５２％であり、小容積貫通孔の面積割合はいずれも約１３％であり、開口比率は４．４５であった。実施例７〜９に係る柱状多孔質セラミック部材において、隣り合う大容積貫通孔の断面の重心間距離、及び、隣り合う小容積貫通孔の上記断面の重心間距離はいずれも等しかった。
【実施例１０〜１２】
柱状多孔質セラミック部材として、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが７２ｍｍ×７２ｍｍ×１５０ｍｍ、隔壁の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなるものを製造し、この柱状多孔質セラミック部材を４個（２個×２個）結束させてセラミックブロックを作製したこと以外は実施例７〜９と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、実施例１０では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ａ）に示した断面形状と略同様とし、実施例１１では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ｃ）に示した断面形状と略同様とし、実施例１２では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ｅ）に示した断面形状と略同様とした。
【実施例１３〜１５】
柱状多孔質セラミック部材として、図７、８又は１２に示した断面形状と略同様の断面形状を有し、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが７２ｍｍ×７２ｍｍ×１５０ｍｍ（角柱形状）、隔壁の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなるものを製造し、この柱状多孔質セラミック部材を４個（２個×２個）結束させてセラミックブロックを作製したこと以外は実施例１と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、図７は、ハニカム構造体２００の長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図であり、このハニカム構造体２００では、断面の形状が６角形の大容積貫通孔２０１の周囲に断面の形状が３角形の小容積貫通孔２０２を配している。
図８は、ハニカム構造体３００の長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図であり、このハニカム構造体３００では、断面の形状が正６角形の大容積貫通孔３０１の周囲に断面の形状が横長６角形の小容積貫通孔３０２を配している。また、外周近傍には、正６角形の大容積貫通孔３０１と台形の大容積貫通孔３０３とを並存させている。
実施例１３では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図７に示した断面形状と略同様とし、実施例１４では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図８に示した断面形状と略同様とし、実施例１５では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１２に示した断面形状と略同様とした。
柱状多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、大容積貫通孔の面積割合は約４８％（実施例１３）、約３４％（実施例１４）、約５１％（実施例１５）であり、小容積貫通孔の面積割合は約１６％（実施例１３）、約２６％（実施例１４）、約１０％（実施例１５）であり、開口比率は３（実施例１３）、１．２８（実施例１４）、５（実施例１５）であった。
【実施例１６〜１８】
柱状多孔質セラミック部材２０を１６個（４個×４個）結束させる際に、図３（ｈ）に示したように、大容積貫通孔同士、小容積貫通孔同士がそれぞれ隣り合わないように結束させたほかは、実施例１〜３と同様にしてハニカム構造体を製造した。
なお、実施例１６には、実施例１が対応し、実施例１７には、実施例２が対応し、実施例１８には、実施例３が対応している。
【実施例１９〜２１】
シール材ペーストを用いて、柱状多孔質セラミック部材２０を１６個（４個×４個）結束させる代りに、柱状多孔質セラミック部材２０間に炭化珪素焼結体からなる厚さ１．０ｍｍの隔壁部材を挿入したこと、及び、外周部にシール材ペースト層を形成しなかったこと以外は、実施例１〜３と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、実施例１９〜２１に係るハニカム構造体は、柱状多孔質セラミック部材２０同士が接着されていないものであるが、排気ガス浄化装置等に使用される際には、物理的に締めつけることで一体化させて使用するものである。
また、実施例１９には、実施例１が対応し、実施例２０には、実施例２が対応し、実施例２１には、実施例３が対応している。
（比較例１〜３）
柱状多孔質セラミック部材として、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが１４４ｍｍ×１４４ｍｍ×１５０ｍｍ、貫通孔の数が４６２４個、隔壁の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなり、大容積貫通孔２１ａと小容積貫通孔２１ｂとが同数形成されたものを製造し、この柱状多孔質セラミック部材の外周を加工してセラミックブロックを作製したこと以外は実施例１〜３と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、比較例１では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ａ）に示した断面形状と略同様とし、比較例２では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ｂ）に示した断面形状と略同様とし、比較例３では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ｃ）に示した断面形状と略同様とした。
（比較例４）
ハニカム構造体を構成する柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図３（ｅ）に示した断面形状と略同様としたほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
比較例４に係る柱状多孔質セラミック部材の隔壁の厚さは０．４ｍｍ、貫通孔の長手方向に垂直な断面の１辺の幅は１．４９ｍｍ、柱状多孔質セラミック部材の長手方向に垂直な断面における、上記貫通孔の面積割合は３０．６％であった。
即ち、比較例４に係る柱状多孔質セラミック部材において、上記貫通孔の断面の重心間距離は２．６７ｍｍであった。また、開口比率は１．００であった。
（比較例５〜７）
柱状多孔質セラミック部材として、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが１４４ｍｍ×１４４ｍｍ×１５０ｍｍ、隔壁の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなるものを製造し、この柱状多孔質セラミック部材の外周を加工してセラミックブロックを作製したこと以外は実施例７〜９と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、比較例５では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ａ）に示した断面形状と略同様とし、比較例６では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ｃ）に示した断面形状と略同様とし、比較例７では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１１（ｅ）に示した断面形状と略同様とした。
（比較例８〜１０）
柱状多孔質セラミック部材として、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが１４４ｍｍ×１４４ｍｍ×１５０ｍｍ（角柱形状）、隔壁の厚さが０．４ｍｍの炭化珪素焼結体からなるものを製造し、この柱状多孔質セラミック部材の外周を加工してセラミックブロックを作製したこと以外は実施例１３〜１５と同様にして、直径１４４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
なお、比較例８では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図７に示した断面形状と略同様とし、比較例９では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図８に示した断面形状と略同様とし、比較例１０では、柱状多孔質セラミック部材の断面形状を図１２に示した断面形状と略同様とした。
（評価方法）
（１）パティキュレートの捕集状態
各実施例及び比較例に係るハニカム構造体を用いて、エンジンの排気通路に配設した図５に示したような排気ガス浄化装置を作製し、上記エンジンを回転数２０００ｍｉｎ−１、トルク５０Ｎｍで所定の時間運転し、ハニカム構造体にパティキュレートを約７ｇ／Ｌ捕集させた。その後、ハニカム構造体を切断し、断面を観察することにより、捕集されたパティキュレートの厚みを測定した。測定箇所は、排気ガス流入側の端面から長手方向に５０ｍｍ及び１３０ｍｍで、長手方向に垂直な断面の中央付近（中央から２セル離れた箇所）の箇所とした。上記５０ｍｍの箇所における測定値と、上記１３０ｍｍの箇所における測定値との比（５０ｍｍ測定値／１３０ｍｍ測定値）を求め、その結果を下記の表１に示した。
（２）捕集限界
各実施例及び比較例に係るハニカム構造体を用いて、エンジンの排気通路に配設した図５に示したような排気ガス浄化装置を作製し、上記エンジンを回転数２０００ｍｉｎ−１、トルク５０Ｎｍで所定の時間運転し、その後に再生処理を行う実験を、運転時間を増加させながら継続して行い、ハニカム構造体にクラックが発生するか否かを調査した。そして、クラックが発生した際に、捕集していたパティキュレートの量を捕集限界とした。その結果を下記の表１に示した。
（３）圧力損失変化
実施例１及び比較例１に係るハニカム構造体を用いて、３Ｌエンジンの排気通路に配設した図５に示したような排気ガス浄化装置を作製し、上記エンジンを回転数２０００ｍｉｎ−１で一定にし、負荷（トルク）を１０Ｎｍから、１５分毎に２．５Ｎｍづつ上昇させて排気ガスの流速を変えながら、１０段階に分けて運転し、運転時間（パティキュレート捕集量）に対する圧力損失（１０２ｍｍＡｑ＝１ＫＰａ）及び排気ガスの流入温度の関係をプロットした。その結果を図９に示した。
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表１に示した結果より明らかなように、実施例に係るハニカム構造体では、捕集限界におけるパティキュレートの捕集量が、比較例に係るハニカム構造体に比べて多く、より多くのパティキュレートを捕集することができ、再生までの期間が長くなることがわかる。
また、実施例に係るハニカム構造体は、比較例に係るハニカム構造体と比較して、圧力損失の上昇幅が小さいことがわかった。
さらに、図９の結果から、実施例のように、分割構造であると、同じ回転数で、負荷を変更して排気ガスの流量を増していった際に、初期の圧力損失が一体型構造のもの（比較例）よりも高くなるが、次第に圧力損失の上昇が抑えられることがわかり、急激な圧力損失の変化が起こらないことがわかった。
【産業上の利用可能性】  本発明のハニカム構造体は、大容積貫通孔群と小容積貫通孔群を備えているので、大容積貫通孔群を入口側貫通孔とすることにより、排気ガス流入側の開口率を相対的に大きくすることができ、パティキュレートが蓄積したときの圧力損失の上昇幅を低減することができる。その結果、排気ガス流入側の開口率と排気ガス流出側の開口率とが等しいハニカム構造体と比較して、パティキュレートの捕集限界量を多くして再生までの期間を長期化すること、及び、パティキュレートの燃焼後に残留するアッシュをより多量に堆積させて寿命を長くすること等が可能となる。
また、本発明のハニカム構造体は、複数個の柱状多孔質セラミック部材を含んで構成されているため、パティキュレートが蓄積したときの圧力損失の上昇幅をより大きく低減することが可能であり、また、内燃機関の運転状況に連動して排気ガスの流量が変動した際に、圧力損失の変動を抑制することが可能となる。さらに、使用中に生じる熱応力を低減して耐熱性を向上させること、及び、柱状多孔質セラミック部材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。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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