(57)【要約】本発明は、セルの封止部やその近傍における耐熱衝撃性が高く、再生処理時等にクラック等の破損が発生しにくく、耐久性に優れるハニカムユニットを提供することを目的とし、本発明のハニカムユニットは、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニットであって、上記セルの封止された領域の重量に対する、上記セルの封止されていない領域の重量の比率をＹ、上記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の面積に対する、上記ハニカムユニットの長手方向の長さの比率をＸとした際に、上記Ｘ及びＹが下記式（１）の関係を満足することを特徴とする。１００／３・Ｘ＋５≦Ｙ≦１００／３・Ｘ＋４０・・・（１）（但し、０．１≦Ｘ≦０．２６）
2007043245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニットであって、
前記セルの封止された領域の重量に対する、前記セルの封止されていない領域の重量の比率をＹ、
前記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の面積に対する、前記ハニカムユニットの長手方向の長さの比率をＸとした際に、
上記Ｘ及びＹが下記式（１）の関係を満足することを特徴とするハニカムユニット。
１００／３・Ｘ＋５≦Ｙ≦１００／３・Ｘ＋４０・・・（１）
（但し、０．１≦Ｘ≦０．２６）
【請求項２】
前記ハニカムユニットの前記セルの封止されていない領域のみかけ密度は、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３である請求項１に記載のハニカムユニット。
【請求項３】
前記ハニカムユニットは、炭化珪素質セラミックからなるものである請求項１又は２に記載のハニカムユニット。
【請求項４】
壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニットが接着剤層を介して複数個接着されたハニカム構造体であって、
前記ハニカムユニットの少なくとも一つは、請求項１〜３のいずれか１に記載のハニカムユニットであることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項５】
壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニット１つから構成されてなるハニカム構造体であって、
前記ハニカムユニットは、請求項１〜３のいずれか１に記載のハニカムユニットであることを特徴とするハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年１０月１２日に出願された日本国特許出願２００５−２９７８５８号を基礎出願として優先権主張する出願である。
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ガス中のパティキュレート等を捕集、除去するフィルタに用いられるハニカムユニット、及び、このハニカムユニットを構成部材とす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、排ガス中のパティキュレートを捕集して、排ガスを浄化す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を用いたものが種々提案されている。【０００３】
従来、この種のハニカム構造体としては、例えば、隔壁に囲まれた多数のセルを有するハニカム状を呈し、セルの両端のいずれか一方の端部を閉止する栓部を有してなるガス浄化フィルタにおいて、
隔壁及び栓部はいずれも多孔質体よりなり、隔壁の気孔率、栓部の気孔率、隔壁の厚さの平均値及び栓部の長さの平均値が所定の関係を有するガス浄化フィルタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来のハニカム構造体の材料としては、炭化珪素やコージェライト等が知られている。【０００４】
そして、特許文献１には、隔壁の気孔率、栓部の気孔率、隔壁の厚さ及び栓部の長さを制御することにより、栓部にススを進入させることができ、これにより、ろ過面積を向上させることができることが記載されている。すなわち、特許文献１には、栓部を積極的にフィルタとして利用することができる排ガス浄化フィルタが開示されている。【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、排ガス中のパティキュレート（以下、単にＰＭともいう）を捕集する機能をもつフィルタでは、捕集されたＰＭを、ポストインジェクション等により定期的に燃焼除去する必要がある（このようなＰＭを燃焼除去する処理をフィルタの再生処理という）。
この際、ＰＭの燃焼熱は、フィルタの後方（排ガス流出側）に伝播し、フィルタの後方ほど温度が上昇することとなる。
そして、この温度上昇に起因する熱衝撃により、セルの封止部やその近傍で破損が発生する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討し、熱衝撃によるセルの封止部やその近傍での破損を防止するには、ＰＭを燃焼する際に生じる熱衝撃を抑えればよく、そのためには、セルの封止部での温度上昇を抑えればよく、具体的には、ハニカム構造体を構成するハニカムユニットの形状に応じて、セルの封止された領域と封止されていない領域との重量比を所定の値にすればよいことを見出し、本発明を完成させるに至った。【０００８】
なお、特許文献１に開示された排ガス浄化フィルタでは、フィルタの長さを考慮していないため、上述した熱衝撃により、セルの封止部やその近傍に破損が発生するとの問題を、確実に回避することができなかった。【０００９】
第一の本発明のハニカムユニットは、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニットであって、
上記セルの封止された領域の重量に対する、上記セルの封止されていない領域の重量の比率をＹ、
上記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の面積に対する、上記ハニカムユニットの長手方向の長さの比率をＸとした際に、
上記Ｘ及びＹが下記式（１）の関係を満足することを特徴とする。
１００／３・Ｘ＋５≦Ｙ≦１００／３・Ｘ＋４０・・・（１）
（但し、０．１≦Ｘ≦０．２６）【００１０】
上記ハニカムユニットにおいて、上記ハニカムユニットの上記セルの封止されていない領域のみかけ密度は、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。
また、上記ハニカムユニットは、炭化珪素質セラミックからなるものであることが望ましい。【００１１】
第二の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニットが、接着剤層を介して複数個接着されてなるハニカム構造体であって、
上記ハニカムユニットの少なくとも一つは、第一の本発明のハニカムユニットであることを特徴とする。【００１２】
第三の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニット１つから構成されてなるハニカム構造体であって、
上記ハニカムユニットは、第一の本発明のハニカムユニットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第一の本発明のハニカムユニットによれば、上記Ｘ及び上記Ｙが上記式（１）の関係を満足しているため、上記セルの封止された領域と上記セルの封止されていない領域とに生じる熱の偏りを緩和することができ、そのため、セルの封止部やその近傍において、再生処理時等にクラック等の破損が発生しにくく、耐久性に優れることとなる。【００１４】
また、第二の本発明のハニカム構造体においては、ハニカム構造体を構成するハニカムユニットのうち少なくとも一つが第一の本発明のハニカムユニットであるので、上記セルの封止された領域と上記セルの封止されていない領域とにおいて、偏った熱の発生をハニカム構造体全体として有効に抑制することができる。これ故に、第二の本発明のハニカム構造体では、セルの封止部やその近傍において、再生処理時等でのクラック等の破損を防止し、耐久性を改善させることができる。【００１５】
また、第三の本発明のハニカム構造体においては、ハニカム構造体がハニカムユニット１つから構成されてなり、このハニカムユニットが第一の本発明のハニカムユニットであるので、上記セルの封止された領域と上記セルの封止されていない領域とにおいて、偏った熱の発生をハニカム構造体全体として有効に抑制することができる。これ故に、第三の本発明のハニカム構造体では、セルの封止部やその近傍において、再生処理時等でのクラック等の破損を防止し、耐久性を改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第一の本発明のハニカムユニットは、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニットであって、
上記セルの封止された領域（以下、封止部ともいう）の重量に対する、上記セルの封止されていない領域（以下、基材部ともいう）の重量の比率をＹ、
上記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の面積に対する、上記ハニカムユニットの長手方向の長さの比率（以下、ハニカムユニットのアスペクト比ともいう）をＸとした際に、
上記Ｘ及びＹが下記式（１）の関係を満足することを特徴とする。
１００／３・Ｘ＋５≦Ｙ≦１００／３・Ｘ＋４０・・・（１）
（但し、０．１≦Ｘ≦０．２６）【００１７】
第一の本発明のハニカムユニットは、上記式（１）の関係を満足している。
上記封止部の重量に対する上記基材部の重量の比率Ｙが、（１００／３・Ｘ＋５）未満であると、上記封止部に熱がこもりやすく、上記封止部と上記基材部との界面（図２（ａ）参照）で温度差が生じ、この界面付近で、再生処理時等に破損が発生することとなる。
一方、上記Ｙが、（１００／３・Ｘ＋４０）を超えると、排ガス流出側の最高温度が高くなりすぎ、封止部（特に、封止材）に破損が発生することとなる。
なお、以下において説明する限定理由又は限定条件について、それらを満足する場合又は満足しない場合に生じる作用・効果は全て、上記ハニカムユニットを一つ又は複数個用いて構成されたハニカム構造体において生じる。【００１８】
また、本明細書における、セルの封止された領域（封止部）及びセルの封止されていない領域（基材部）については、後に、図面を参照しながら詳述する。【００１９】
また、上記ハニカムユニットのアスペクト比Ｘが、０．１未満では、ハニカムユニットの断面積に対して、ハニカムユニットの長さが短いため、得られるハニカムユニットの後方（排ガス流出側）に排ガス中のＰＭがたまりやすく、このＰＭの偏在により再生処理時等にハニカムユニットの破損が生じることがある。
一方、上記Ｘが、０．２６を超えると、ハニカムユニットの断面積に対して、ハニカムユニットの長さが長いため、得られるハニカムユニットの前方（排ガス流入側）に排ガス中のＰＭがたまりやすく、やはりこの場合も、このＰＭの偏在により再生処理時等にハニカムユニットの破損が生じることがある。
即ち、上記ハニカムユニットにおいては、排ガス中のＰＭがハニカムユニット内（セル内）にある程度均一に捕集されることが望ましいのである。
なお、本発明において、ハニカムユニットの断面積とは、ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の外縁がなす面積のことをいう。【００２０】
また、上記ハニカムユニットにおいて、上記ハニカムユニットの上記セルの封止されていない領域（基材部）のみかけ密度は、その下限が０．４ｇ／ｃｍ３で、その上限が０．７ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。
上記セルの封止されていない領域（基材部）のみかけ密度が、０．４ｇ／ｃｍ３未満では、ハニカムユニットの強度が不充分であるため、破損を生じる場合がある。
一方、上記セルの封止されていない領域（基材部）のみかけ密度が０．７ｇ／ｃｍ３を超えると、触媒活性温度に到達しにくい場合がある。即ち、上記ハニカムユニットには、ＰＭを燃焼を助ける触媒を付与することが望ましいのであるが、このような触媒には、通常、触媒が機能するのに適した温度域が存在している。ここで、上記ハニカムユニットの上記セルの封止されていない領域（基材部）のみかけ密度が０．７ｇ／ｃｍ３を超える場合には、ハニカムユニットの熱容量が大きいため、上記触媒が機能するのに適した温度域まで、上記ハニカムユニットの温度が上昇しにくい場合があるのである。【００２１】
また、上記セルの封止された領域（封止部）のみかけ密度は特に限定されないが、通常、０．４〜２．０ｇ／ｃｍ３程度である。
その理由は、上記封止部のみかけ密度が０．４ｇ／ｃｍ３未満であると、上記セルの封止された領域（封止部）の強度が低下して破損する場合があり、一方、上記封止部のみかけ密度が２．０ｇ／ｃｍ３を超えると、上記セルの封止された領域（封止部）と封止されていない領域との熱容量の差に起因して温度差が大きくなり、この温度差によって熱応力が発生してクラック等の破損が生じる場合があるからである。【００２２】
以下、第一の本発明のハニカムユニットについて図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、第一の本発明のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したハニカムユニットのＡ−Ａ線断面図である。【００２３】
ハニカムユニット２０は、図１（ａ）、（ｂ）に示したように、複数のセル２１がセル壁２３（壁部）を隔てて長手方向（図１（ａ）中、矢印ａの方向）に並設されたハニカムユニットにおいて、セル２１のいずれかの端部が封止材２２で封止されたもので、セル２１同士を隔てるセル壁２３（壁部）がフィルタとして機能するようになっている。即ち、ハニカムユニット２０に形成されたセル２１は、図１（ｂ）に示したように、排ガスの入口側又は出口側の端部のいずれかが封止材２２により目封じされ、一のセル２１に流入した排ガスは、必ずセル２１を隔てるセル壁２３を通過した後、他のセル２１から流出するようになっている。【００２４】
そして、ハニカムユニット２０では、封止部の重量に対する基材部の重量の比率Ｙと、上記アスペクト比Ｘとが、上記式（１）の関係を満足しており、そのため、再生処理時等にクラック等の破損が発生することがない。【００２５】
次に、第一の本発明のハニカムユニットにおける、上記セルの封止された領域（封止部）及び上記セルの封止されていない領域（基材部）について、図２を参照しながら説明する。
図２（ａ）は、図１（ｂ）に示したハニカムユニットのＢの領域の部分拡大図であり、図２（ｂ）は、封止部の形状が異なる別の実施形態のハニカムユニットの部分拡大図である。【００２６】
第一の本発明のハニカムユニットにおいて、上記封止部とは、セルの図２（ａ）、（ｂ）中に斜線で示す領域であり、セルの端部に封止した封止材２２とこの封止材２２に接するセル壁とを合わせた領域２５（斜線部）のことをいう。
そして、セルに封止されていない領域（基材部）とは、端部が封止されたハニカムユニット２０（図２（ａ）、（ｂ）参照）のうち、封止部２５以外の領域のことをいう。【００２７】
ここで、第一の本発明のハニカムユニットにおいて、ハニカムユニットの端部を封止した封止材では、その内側の形状は、図２（ａ）に示したように、必ずしも平面で構成されている必要はなく、例えば、図２（ｂ）に示したように、内側に凸の曲面等の形状であってもよいし、反対に凹の曲面等の形状であってもよい。そして、これらの場合も、第一の本発明にいう封止部とは、封止材２２′とこの封止材２２′と接するセル壁が占める領域２５′（図中、斜線部）のことをいう。また、この場合も、基材部とは、ハニカムユニットのうち、封止部２５′以外の領域のことをいう。【００２８】
上記ハニカムユニットは、主として多孔質セラミックからなり、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、コージェライト、ムライト、シリカ、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等を挙げることができる。また、ハニカムユニットは、シリコンと炭化珪素との複合体から形成されているものであってもよい。シリコンと炭化珪素との複合体を用いる場合には、シリコンを全体の０〜４５重量％となるように添加することが望ましい。
上記ハニカムユニットの材料としては、耐熱性が高く、機械的特性に優れ、かつ、熱伝導率も高い炭化珪素質セラミックが望ましい。なお、炭化珪素質セラミックとは、炭化珪素が６０重量％以上のものをいうものとする。【００２９】
上記ハニカムユニットの平均気孔径は特に限定されないが、望ましい下限は１μｍであり、望ましい上限は５０μｍである。より望ましい下限は５μｍであり、より望ましい上限は３０μｍである。平均気孔径が１μｍ未満であると、圧力損失が高くなり、一方、平均気孔径が５０μｍを超えると、ＰＭが気孔を通り抜けやすくなり、該ＰＭを充分に捕集することができず、ＰＭの捕集効率が低下することがある。【００３０】
上記ハニカムユニット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。より望ましい下限は３０％であり、より望ましい上限は６０％である。気孔率が２０％未満であると、ハニカム構造体の気孔がすぐに目詰まりを起こしてしまうことがあり、一方、気孔率が８０％を超えるとハニカム構造体の強度が低く、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。【００３１】
上記ハニカムユニットの長手方向の長さは、上記アスペクト比Ｘを満足する長さであれば特に限定されないが、通常、１００〜３００ｍｍである。
１００ｍｍ未満では、排ガス中のＰＭが排ガス流出側にたまりやすい傾向にあり、一方、３００ｍｍを超えると、排ガス中のＰＭがハニカム構造体の排ガス流入側にたまりやすい傾向にあるからである。【００３２】
上記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面の面積は、後述する第二の本発明のハニカム構造体に用いる場合、上記アスペクト比Ｘを満足する面積であれば特に限定されないが、通常、５〜５０ｃｍ２のものを用いることが望ましい。
上記断面の面積が５ｃｍ２未満では、フィルタとしてのろ過面積が小さくなり、一方、上記断面の面積が５０ｃｍ２を超えると、フィルタ内部の熱応力で破損することがあるからである。【００３３】
また、上記ハニカムユニットにおいて、セル壁の厚さは、その下限が０．１ｍｍで、その上限が０．４ｍｍであることが望ましい。
セル壁の厚さが０．１ｍｍ未満では、ハニカムユニットの強度が低くなりすぎることがあり、一方、セル壁の厚さが０．４ｍｍを超えると、圧力損失が大きくなりすぎることがある。【００３４】
また、上記ハニカムユニットの端部を封止する封止材２２とセル壁２３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、両者の密着強度を高くすることができるとともに、封止材２２の気孔率をセル壁２３と同様に調整することで、セル壁２３の熱膨張率と封止材２２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２２とセル壁２３との間に隙間が生じたり、封止材２２や封止材２２に接触する部分のセル壁２３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。なお、セル壁は、セル２１同士を隔てるセル壁及び外周部分の両方を意味するものとする。【００３５】
封止材２２の長さは特に限定されないが、例えば、封止材２２が多孔質炭化珪素からなる場合、望ましい下限は１ｍｍであり、望ましい上限は１０ｍｍである。
封止材の長さが１ｍｍ未満では、セルの端部を確実に封止することができない場合があり、一方、封止材の長さが１０ｍｍを超えると、ハニカム構造体における有効ろ過面積が低下することに加えて、上記式（１）を満たそうとすると封止材の気孔率が高くなりすぎるからである。
上記封止材の長さのより望ましい下限は２ｍｍであり、より望ましい上限は９ｍｍである。【００３６】
このようなハニカムユニットの製造方法については、後述する第二の本発明のハニカム構造体の製造方法を説明する際に併せて説明する。【００３７】
次に、第二の本発明のハニカム構造体について説明する。
第二の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニットが接着剤層を介して複数個接着されたハニカム構造体であって、
上記ハニカムユニットの少なくとも一つは、第一の本発明のハニカムユニットであることを特徴とする（以下、このようなハニカム構造体を分割型ハニカム構造体ともいう）。【００３８】
以下、第二の本発明のハニカム構造体について図面を参照しながら説明する。
図３は、第二の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。【００３９】
図３に示すように、ハニカム構造体（分割型ハニカム構造体）１０は、炭化珪素質セラミック等からなるハニカムユニット２０が、シール材層（接着剤層）１１を介して複数個組み合わされて円柱状の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の周囲にシール材層（コート層）１２が形成されている。【００４０】
図３に示した分割型ハニカム構造体１０では、セラミックブロックの形状は円柱状であるが、第二の本発明のハニカム構造体において、セラミックブロックは、柱状であれば円柱状に限定されることはなく、例えば、楕円柱状や角柱状等任意の形状のものであってもよい。【００４１】
そして、少なくとも一つのハニカムユニット２０において、封止部の重量に対する基材部の重量の比率Ｙと、上記アスペクト比Ｘとが、上記式（１）の関係を満足しており、そのため、分割型ハニカム構造体１０は、再生処理時等にクラック等の破損が発生することがない。【００４２】
すなわち、分割型ハニカム構造体である第二の本発明のハニカム構造体では、必ずしも全てのハニカムユニットが上記式（１）の関係を満足する第一の本発明のハニカムユニットである必要はなく、少なくともハニカムユニットの１つが上記式（１）の関係を満足する第一の本発明のハニカムユニットであればよい。
但し、上記ハニカム構造体を構成する複数個のハニカムユニットのうち、上記式（１）の関係を満足する第一の本発明のハニカムユニットの占める割合は、高ければ高いほど望ましい。
第二の本発明のハニカム構造体の熱衝撃に対する耐久性がより向上することとなるからである。【００４３】
分割型ハニカム構造体１０において、シール材層（接着剤層）１１は、ハニカムユニット２０間に形成され、排ガスが漏れ出すことを防止する機能を有し、さらに、複数個のハニカムユニット２０同士を結束する接着剤として機能するものであり、一方、シール材層（コート層）１２は、セラミックブロック１５の外周面に形成され、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の外周面からセルを通過する排ガスが漏れ出すことを防止するための封止材、形状を整えたり、セラミックブロック１５の外周部を補強する補強材として機能するものである。
なお、分割型ハニカム構造体１０において、接着剤層１１とコート層１２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、接着剤層１１及びコート層１２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。また、緻密質でも、多孔質でもよい。【００４４】
接着剤層１１及びコート層１２を構成する材料としては特に限定されず、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるもの等を挙げることができる。【００４５】
上記無機バインダとしては、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。上記無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。【００４６】
上記有機バインダとしては、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。上記有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。【００４７】
上記無機繊維としては、例えば、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等からなるセラミックファイバーや、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、ムライト、炭化珪素等からなるウィスカーを挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、アルミナファイバーが望ましい。【００４８】
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。【００４９】
さらに、シール材層を形成するために用いるペーストには、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、アルミナバルーンが望ましい。【００５０】
また、第二の本発明のハニカム構造体には、触媒が担持されていることが望ましい。
第二の本発明のハニカム構造体では、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化することができる触媒を担持させることにより、触媒反応により排ガス中の有害なガス成分を浄化することが可能となる。また、ＰＭの燃焼を助ける触媒を担持させることにより、ＰＭをより容易に燃焼除去することができる。その結果、第二の本発明のハニカム構造体は、排ガス中のガス成分の浄化性能を向上することができ、さらに、ＰＭを燃焼させるためのエネルギーを低下させることも可能となる。【００５１】
上記触媒としては特に限定されないが、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属からなる触媒が挙げられる。また、これらの貴金属に加えて、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）、遷移金属元素等を含んで担持されていてもよい。【００５２】
また、上記ハニカム構造体に上記触媒を付着させる際には、予めその表面をアルミナ等の触媒担持層で被覆した後に、上記触媒を付着させることが望ましい。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、触媒担持層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。【００５３】
上記触媒担持層としては、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ等の酸化物セラミックが挙げられる。【００５４】
上記触媒が担持された分割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、分割型ハニカム構造体が触媒担持体としても機能する場合の詳しい説明を省略する。【００５５】
次に、第二の本発明のハニカム構造体（分割型ハニカム構造体）の製造方法について説明する。
まず、上述したようなセラミックの材料を主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、四角柱形状のセラミック成形体を作製する。【００５６】
上記原料ペーストとしては特に限定されないが、製造後のハニカムユニットの気孔率が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（セラミック粉末）に、バインダ、分散媒液等を加えたものを挙げることができる。【００５７】
上記セラミック粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、３〜７０μｍ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好ましい。
また、上記セラミック粉末は酸化処理が施されたものであってもよい。【００５８】
上記バインダ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等を挙げることができる。
上記バインダの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１５重量部程度が望ましい。【００５９】
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。【００６０】
これらセラミック粉末、バインダ及び分散媒液は、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。【００６１】
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、脂肪酸石鹸、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。【００６２】
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、アルミナバルーンが望ましい。【００６３】
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、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。【００６４】
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３０〜７５％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。
また、この工程では、必要に応じて充填するペースト量を調整することにより、後工程を経て形成される封止材の長さを上記式（１）を満足するように調整することができる。【００６５】
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を、所定の条件で脱脂（例えば、２００〜５００℃）、焼成（例えば、１４００〜２３００℃）することにより、全体が一の焼結体から構成され、複数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、上記セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカムユニット２０を製造することができる。
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。【００６６】
なお、ここまでの一連の工程を行なうことにより、上述した第一の本発明のハニカムユニットを製造することができる。【００６７】
次に、ハニカムユニット２０の側面に、接着剤層１１となる接着剤ペーストを均一な厚さで塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他のハニカムユニット２０を積層する工程を繰り返し、所定の大きさのハニカムユニット集合体を作製する。
なお、上記接着剤ペーストを構成する材料については、既に説明しているのでここではその説明を省略する。【００６８】
次に、このハニカムユニット集合体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させて接着剤層１１とする。
次に、ダイヤモンドカッター等を用い、ハニカムユニット２０が接着剤層１１を介して複数個接着されたハニカムユニット集合体に切削加工を施し、円柱形状のセラミックブロック１５を作製する。【００６９】
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１２を形成することで、ハニカムユニット２０が接着剤層１１を介して複数個接着された円柱形状のセラミックブロック１５の外周部にシール材層１２が設けられたハニカム構造体１０を製造することができる。【００７０】
その後、必要に応じて、上記ハニカム構造体に触媒を担持させる。上記触媒の担持は集合体を作製する前の上記ハニカムユニットに行ってもよい。
触媒を担持させる場合には、ハニカム構造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助触媒、及び、白金等の触媒を付与することが望ましい。【００７１】
上記ハニカム構造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ハニカム構造体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造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ハニカム構造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、白金濃度４．５３重量％）等をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
また、予め、アルミナ粒子に触媒を付与して、触媒が付与されたアルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法で触媒を付与してもよい。【００７２】
なお、ハニカムユニット集合体は、上記のように複数の角柱状ハニカムユニットを接着剤によって接着した後にダイヤモンドカッターで切削することによって円柱形状に加工して作製してもよいし、複数個を組み合わせた時に円柱形状（又は楕円柱形状や角柱形状等の任意の柱状形状）になる様に予め任意の形状のハニカムユニット（例えば、断面が中心角９０度の扇形（四分円）となる柱状や断面が略四角形でその一辺が円弧の一部である柱状等）を作製しておき、これらを接着剤ペーストによって接着してハニカムユニット集合体を作製してもよい。【００７３】
次に、第三の本発明のハニカム構造体について説明する。
第三の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなるハニカムユニット１つから構成されてなるハニカム構造体であって、
上記ハニカムユニットは、第一の本発明のハニカムユニットであることを特徴とする（以下、このようなハニカム構造体を一体型ハニカム構造体ともいう）。
以下、第三の本発明のハニカム構造体について、図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）は、第三の本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＣ−Ｃ線断面図である。【００７４】
図４（ａ）に示したように、ハニカム構造体（一体型ハニカム構造体）３０は、多数のセル３１がセル壁（壁部）３３を隔てて長手方向に並設されたハニカムユニットからなる１つの円柱状のハニカムユニット３５から構成されている。なお、セル壁は、セル３１を隔てるセル壁及び外周部分の両方を意味するものとする。【００７５】
一体型ハニカム構造体３０では、ハニカムユニット３５は、図４（ｂ）に示したように、ハニカムユニットのセル３１の端部のいずれか一方が封止材３２により封止されている。
この場合、一のセル３１に流入した排ガスは、必ずセル３１を隔てるセル壁３３を通過した後、他のセル３１から流出されるようになっており、これらのセル３１同士を隔てるセル壁３３を粒子捕集用フィルタとして機能させることができる。
また、図４には示していないが、ハニカムユニット３５の周囲には、図３に示した分割型ハニカム構造体１０と同様に、シール材層（コート層）が形成されていてもよい。【００７６】
図４に示した一体型ハニカム構造体３０では、ハニカムユニット３５の形状は円柱状であるが、一体型ハニカム構造体を構成する１つのハニカムユニットは、柱状であれば円柱状に限定されることはなく、例えば、楕円柱状や角柱状等任意の形状のものであってもよい。【００７７】
このような一体型ハニカム構造体３０は、全体が一体として焼結形成された、複数のセルがセル壁（壁部）を隔てて長手方向に並設されたハニカムユニットであって、上記セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカムユニット１つから構成されており、この１つのハニカムユニットは、封止部の重量に対する基材部の重量の比率Ｙと、上記アスペクト比Ｘとが、上記式（１）の関係を満足している。そのため、このような一体型ハニカム構造体３０は、再生処理時等にクラック等の破損が発生することがない。【００７８】
第三の本発明のハニカム構造体を構成する多孔質セラミックとしては、例えば、上述した第二の本発明のハニカム構造体を構成する多孔質セラミックと同様のものが挙げられる。
そして、それらのなかでは、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミックが好ましい。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く、使用している途中に破壊されることがないからである。【００７９】
また、第三の本発明のハニカム構造体において、気孔率や気孔径、封止材の材料、セル壁の厚さ、シール材層の材料、セルの大きさ、種類等に関しては、上述した第二の本発明のハニカム構造体と同様であるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
また、第三の本発明のハニカム構造体は、触媒が担持されていてもよく、上記触媒の具体例は、上述した第二の本発明のハニカム構造体と同様であるので、ここでは、詳しい説明を省略する。【００８０】
次に、第三の本発明のハニカム構造体（一体型ハニカム構造体）の製造方法の一例について説明する。
まず、上述したようなセラミックの材料を主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、円柱形状のセラミック成形体を作製する。この際、成形体の形状が円柱で、寸法が分割型ハニカム構造体と比べて大きい他は、分割型ハニカム構造体を製造する場合と同様のバインダ、分散媒等を用い、同様の方法で成形体を製造するので、ここでは、その詳しい説明を省略する。【００８１】
次に、分割型ハニカム構造体を製造する場合と同様に、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、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを上記式（１）の関係を満足するように所定量充填し、セルを目封じする。
その後、分割型ハニカム構造体を製造する場合と同様に、脱脂、焼成を行うことによりセラミックブロックを製造し、必要に応じて、切削加工、シール材層の形成を行うことにより、第三の本発明のハニカム構造体（一体型ハニカム構造体）を製造することができる。また、上記一体型ハニカム構造体にも、上述した方法で触媒を担持させてもよい。【００８２】
第二及び第三の本発明のハニカム構造体の用途は特に限定されないが、車両の排ガス浄化装置に用いることが望ましい。
図５は、第二の本発明のハニカム構造体が設置された車両の排ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。ここでは、第二の本発明のハニカム構造体が設置された排ガス浄化装置を示しているが、第三の本発明のハニカム構造体を設置する場合もその構成は同様である。【００８３】
図５に示したように、排ガス浄化装置７０は、主に、ハニカム構造体１０、ハニカム構造体１０の外方を覆うケーシング７１、ハニカム構造体１０とケーシング７１との間に配置される保持シール材７２から構成されており、ケーシング７１の排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７４が接続されており、ケーシング７１の他端部には、外部に連結された排出管７５が接続されている。なお、図５中、矢印は排ガスの流れを示している。【００８４】
このような構成からなる排ガス浄化装置７０では、エンジン等の内燃機関から排出された排ガスは、導入管７４を通ってケーシング７１内に導入され、入口側セルからハニカム構造体内に流入し、セル壁を通過して、このセル壁でＰＭが捕集されて浄化された後、出口側セルからハニカム構造体外に排出され、排出管７５を通って外部へ排出されることとなる。また、ハニカム構造体にガスを浄化することができる触媒が担持されている場合には、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化することができる。【００８５】
また、排ガス浄化装置７０では、セル壁に大量のＰＭが堆積し、圧力損失が高くなると、ハニカム構造体の再生処理が行われる。
上記再生処理では、ポストインジェクション方式を用いてＰＭを燃焼除去してもよいし、上述したような有害なガス成分を浄化する際の反応熱を利用してもよい。また、図示しない加熱手段を用いて加熱されたガスをハニカム構造体のセルの内部へ流入させることで、ハニカム構造体を加熱し、セル壁に堆積したＰＭを燃焼除去してもよい。
【実施例】
【００８６】
以下に実施例を掲げ、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。【００８７】
（実施例１）
平均粒径２２μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末５２．２重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末２２．４重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂４．８重量％、有機バインダ（メチルセルロース）２．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）２．９重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して混合組成物を得た後、押出成形を行い、セルの端部が封止されていない以外は、図１に示したハニカムユニット２０と同形状の生成形体を作製した。【００８８】
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、下記の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。なお、本工程では、封止材ペーストを充填する際には、焼成後の封止部の長さが１．７ｍｍとなるように封止材ペーストを充填した。
上記封止材ペーストとしては、平均粒径１１μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末５９．８重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末１４．９重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、バインダ（バインダーＤ）７．０重量％、潤滑剤（ユニルーブ）４．５重量％、分散剤（プライサーフ）１．９重量％、及び、溶剤（ジエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、協和発酵ケミカル社製、キョーワノールＯＸ２０）１２．０重量％を加えて混練して混合組成物を用いた。【００８９】
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、ハニカムユニットの気孔率が４７．５％、平均気孔径が１２．５μｍ、その大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、セル２１の数（セル密度）が４６．５個／ｃｍ２、セル壁２３の厚さが０．２５ｍｍ、開口率が６８．８％、基材部のみかけ密度が０．５２ｇ／ｃｍ３、封止材の気孔率が４７．５％、封止部のみかけ密度が１．１０ｇ／ｃｍ３の炭化珪素焼結体からなるハニカムユニット２０を製造した。【００９０】
次に、平均繊維長２０μｍ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％を含む耐熱性の接着剤ペーストを用いてハニカムユニット２０を多数接着させ、さらに、１２０℃で乾燥させ、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、接着剤層の厚さ１ｍｍの円柱状のセラミックブロック１５を作製した。【００９１】
次に、無機繊維としてアルミノ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％、平均繊維長：１００μｍ）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。【００９２】
次に、上記シール材ペーストを用いて、セラミックブロック１５の外周部に厚さ０．２ｍｍ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、直径１４３．８ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状の分割型ハニカム構造体１０を製造した。【００９３】
（実施例２〜１２）
ハニカムユニットの長さ、及び、封止部の長さを表１に示す値に代えた以外は、実施例１と同様にして分割型ハニカム構造体を製造した。【００９４】
（実施例１３）
ハニカムユニットの大きさを４０ｍｍ×４０ｍｍ×２５０ｍｍとし、封止部の長さを６．０ｍｍに代えた以外は、実施例１と同様にして分割型ハニカム構造体を製造した。【００９５】
（実施例１４）
ハニカムユニットの大きさを２５ｍｍ×２５ｍｍ×１５０ｍｍとし、封止部の長さを２．０ｍｍに代えた以外は、実施例１と同様にして分割型ハニカム構造体を製造した。【００９６】
（実施例１５）
平均粒径２２μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末５４．６重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末２３．４重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．３重量％、潤滑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）２．６重量％、グリセリン１．２重量％、及び、水１３．９重量％を加えて混練して混合組成物を得た後、押出成形を行い、セルの端部が封止されていない以外は、図１に示したハニカムユニット２０と同形状の生成形体を作製した。【００９７】
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、下記の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。なお、本工程では、封止材ペーストを充填する際には、焼成後の封止部の長さが２．０ｍｍとなるように封止材ペーストを充填した。
上記封止材ペーストとしては、平均粒径１１μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末６１．２重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末１５．３重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、バインダ（バインダーＤ）６．４重量％、潤滑剤（ユニルーブ）３．８重量％、分散剤（プライサーフ）１．８重量％、及び、溶剤（協和発酵ケミカル社製、キョーワノールＯＸ２０）１１．５重量％を加えて混練して混合組成物を用いた。【００９８】
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、ハニカムユニットの気孔率が４２．０％、平均気孔径が１２．５μｍ、その大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、セル２１の数（セル密度）が４６．５個／ｃｍ２、セル壁２３の厚さが０．２ｍｍ、開口率が７４．６％、基材部のみかけ密度が０．４７ｇ／ｃｍ３、封止材の気孔率が４５．０％、封止部のみかけ密度が１．１３ｇ／ｃｍ３の炭化珪素焼結体からなるハニカムユニット２０を製造した。【００９９】
次に、実施例１と同様の方法により、ハニカムユニットの接着、切削加工、シール材ペースト層の形成、乾燥等を行い、分割型ハニカム構造体を製造した。【０１００】
（実施例１６〜１８）
ハニカムユニットの長さ、及び、封止部の長さを表１に示す値に代えた以外は、実施例１５と同様にして分割型ハニカム構造体を製造した。【０１０１】
（実施例１９）
平均粒径２２μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末２２．６重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）２．１重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．９重量％を加えて混練して混合組成物を得た後、押出成形を行い、セルの端部が封止されていない以外は、図１に示したハニカムユニット２０と同形状の生成形体を作製した。【０１０２】
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、下記の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。なお、本工程では、封止材ペーストを充填する際には、焼成後の封止部の長さが１．５ｍｍとなるように封止材ペーストを充填した。
上記封止材ペーストとしては、平均粒径１１μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末６１．２重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末１５．３重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、バインダ（バインダーＤ）６．４重量％、潤滑剤（ユニルーブ）３．８重量％、分散剤（プライサーフ）１．８重量％、及び、溶剤（協和発酵ケミカル社製、キョーワノールＯＸ２０）１１．５重量％を加えて混練して混合組成物を用いた。【０１０３】
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、ハニカムユニットの気孔率が４５．０％、平均気孔径が１２．５μｍ、その大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、セル２１の数（セル密度）が５４．３個／ｃｍ２、セル壁２３の厚さが０．１７５ｍｍ、開口率が７５．９％、基材部のみかけ密度が０．４２ｇ／ｃｍ３、封止材の気孔率が４５．０％、封止部のみかけ密度が１．０９ｇ／ｃｍ３の炭化珪素焼結体からなるハニカムユニット２０を製造した。【０１０４】
次に、実施例１と同様の方法により、ハニカムユニットの接着、切削加工、シール材ペースト層の形成、乾燥等を行い、分割型ハニカム構造体を製造した。【０１０５】
（実施例２０）
封止部の長さを表１に示す値に代えた以外は、実施例１９と同様にして分割型ハニカム構造体を製造した。【０１０６】
（実施例２１）
平均粒径２２μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末２２．６重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）２．１重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．９重量％を加えて混練して混合組成物を得た後、押出成形を行い、セルの端部が封止されていない以外は、図１に示したハニカムユニット２０と同形状の生成形体を作製した。【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、下記の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。なお、本工程では、封止材ペーストを充填する際には、焼成後の封止部の長さが３．０ｍｍとなるように封止材ペーストを充填した。
上記封止材ペーストとしては、平均粒径１１μｍを有するα型炭化珪素の粗粉末６１．２重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素の微粉末１５．３重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、バインダ（バインダーＤ）６．４重量％、潤滑剤（ユニルーブ）３．８重量％、分散剤（プライサーフ）１．８重量％、及び、溶剤（協和発酵ケミカル社製、キョーワノールＯＸ２０）１１．５重量％を加えて混練して混合組成物を用いた。【０１０８】
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、ハニカムユニットの気孔率が４５．０％、平均気孔径が１２．５μｍ、その大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、セル２１の数（セル密度）が３１．０個／ｃｍ２、セル壁２３の厚さが０．４ｍｍ、開口率が６０．４％、基材部のみかけ密度が０．７０ｇ／ｃｍ３、封止材の気孔率が４５．０％、封止部のみかけ密度が１．２３ｇ／ｃｍ３の炭化珪素焼結体からなるハニカムユニット２０を製造した。【０１０９】
次に、実施例１と同様の方法により、ハニカムユニットの接着、切削加工、シール材ペースト層の形成、乾燥等を行い、分割型ハニカム構造体を製造した。【０１１０】
（実施例２２）
封止部の長さを表１に示す値に代えた以外は、実施例２１と同様にして分割型ハニカム構造体を製造した。【０１１１】
（比較例１〜８）
ハニカム構造体の長さ、及び、封止部の長さを表１に示す値に代えた以外は、実施例１と同様にして分割型ハニカム構造体を製造した。【０１１２】
なお、各実施例及び比較例の基材部のみかけ密度及び封止部のみかけ密度は、気孔率と開口率とを用いて計算により求めた。
また、各実施例及び比較例において、ハニカムユニット、基材部、封止部の各特性は下記の方法により測定した。【０１１３】
（１）ハニカムユニット及び封止部の気孔率の測定
水銀圧入法によるポロシメーター（島津製作所社製、オートポアIII  ９４２０）を用い、水銀圧入法により細孔直径０．１〜３６０μｍの範囲で細孔分布を測定した。【０１１４】
（２）封止部の長さの測定
セルを封止した封止部を通るように、ハニカムユニットを切断し、測長顕微鏡にて封止部の長さを測定した。【０１１５】
（３）基材部及び封止部の重量測定
ハニカムユニットを基材部と封止部とに切断し、それぞれの重量を測定した。【０１１６】
また、実施例及び比較例で製造したハニカム構造体について、クラックの発生の有無を判定した。
具体的には、製造したハニカム構造体をディーゼルエンジンに接続し、このエンジンを運転させることにより、８ｇ／ｌのＰＭをハニカム構造体で捕集した。その後、ポストインジェクション方式により、ハニカム構造体の再生処理をおこなった。
そして、再生処理終了後、ハニカム構造体にクラックが発生しているか否かを目視により観察した。
結果を表１に示した。なお、表１中、クラックの発生しなかったものを「○」、クラックの発生したものを「×」と評価した。【０１１７】
【表１】
2007043245.tif 000003
【０１１８】
表１及び図６に示したように、封止部の重量に対する基材部の重量の比率Ｙと、アスペクト比Ｘとが、上記式（１）の関係を満足する実施例のハニカム構造体では、クラックが発生していなかったのに対し、比較例のハニカム構造体では、封止部と基材部との界面付近、又は、封止部自体にクラックが発生していた。
なお、図６は、実施例及び比較例のハニカムユニットにおける封止部の重量に対する基材部の重量の比率Ｙと、アスペクト比Ｘと関係を示すグラフである。また、このグラフでは、実施例１〜２２のハニカムユニットの値を●で、比較例１〜８のハニカムユニットの値を○でプロットしている。
具体的には、図６に示すように、上記式（１）の関係を満足するハニカムユニット（グラフ中、斜線部にプロットされるハニカムユニット）を使用したハニカム構造体では、クラックが発生していなかったのに対し、上記Ｙの値が、（１００／３・Ｘ＋４０）の値より大きいハニカムユニットを使用したハニカム構造体（比較例１、３、５、７）では、封止部自体にクラックが発生しており、上記Ｙの値が（１００／３・Ｘ＋５）より小さいハニカムユニットを使用したハニカム構造体（比較例２、４、６、８）では、封止部と基材部との界面付近にクラックが発生していた。
このように、実施例及び比較例から、上記式（１）の関係を満足するハニカムユニットを使用したハニカム構造体では、セルの封止部やその近傍において、再生処理時等でのクラック等の破損を防止し、耐久性を改善させることができることができることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】（ａ）は、第一の本発明のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）に示したハニカムユニットのＢの領域の部分拡大図であり、（ｂ）は、封止部の形状が異なる別の実施形態のハニカムユニットの部分拡大図である。
【図３】第二の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４】（ａ）は、第三の本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は、そのＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】第二の本発明のハニカム構造体が設置された車両の排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】実施例及び比較例のハニカムユニットにおける封止部の重量に対する基材部の重量の比率Ｙと、アスペクト比Ｘと関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２０】
１０、３０  ハニカム構造体
１１  シール材層（接着剤層）
１２  シール材層（コート層）
１５  セラミックブロック
２０、３５  ハニカムユニット
２１、３１  セル
２２、３２  封止材
２３、３３  セル壁
２５、２５′  封止部
【図１】
2007043245.tif 000004
【図２】
2007043245.tif 000005
【図３】
2007043245.tif 000006
【図４】
2007043245.tif 000007
【図５】
2007043245.tif 000008
【図６】
2007043245.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月25日(2008.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
第一の本発明のハニカムユニットにおいて、上記封止部とは、セルの図２（ａ）、（ｂ）中に斜線で示す領域であり、セルの端部に封止した封止材２２とこの封止材２２に接するセル壁とを合わせた領域２５（斜線部）のことをいう。
そして、セルの封止されていない領域（基材部）とは、端部が封止されたハニカムユニット２０（図２（ａ）、（ｂ）参照）のうち、封止部２５以外の領域のことをいう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
上記ハニカムユニット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。より望ましい下限は３０％であり、より望ましい上限は６０％である。気孔率が２０％未満であると、ハニカムユニットの気孔がすぐに目詰まりを起こしてしまうことがあり、一方、気孔率が８０％を超えるとハニカムユニットの強度が低く、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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
分割型ハニカム構造体１０において、シール材層（接着剤層）１１は、ハニカムユニット２０間に形成され、排ガスが漏れ出すことを防止する機能を有し、さらに、複数個のハニカムユニット２０同士を結束する接着剤として機能するものであり、一方、シール材層（コート層）１２は、セラミックブロック１５の外周面に形成され、分割型ハニカム構造体１０を内燃機関の排気通路に設置した際、セラミックブロック１５の外周面からセルを通過する排ガスが漏れ出すことを防止するための封止材、形状を整えたり、セラミックブロック１５の外周部を補強する補強材として機能するものである。
なお、分割型ハニカム構造体１０において、接着剤層１１とコート層１２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、接着剤層１１及びコート層１２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。また、緻密質でも、多孔質でもよい。
【国際調査報告】
2007043245.tif 000010
2007043245.tif 000011
2007043245.tif 000012
2007043245.tif 000013