【手続補正書】
【提出日】平成26年10月10日(2014.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明のハニカム構造体は、発熱体となる筒状のハニカムセグメント接合体と、ハニカムセグメント接合体の側面に配設された一対の電極部とを備えたハニカム構造体である。ハニカムセグメント接合体は、筒状のハニカムセグメントを複数個有するとともに、この複数個のハニカムセグメントの側面同士を接合する接合層を有するものである。ハニカムセグメントは、流体の流路となる第一端面から第二端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する。そして、ハニカムセグメント接合体の各ハニカムセグメントの体積抵抗率が１〜２００Ωｃｍであり、接合層の体積抵抗率が２〜２０００Ωｃｍである。また、一対の電極部のそれぞれが、ハニカムセグメントのセルの延びる方向に延びる帯状に形成されている。セルの延びる方向に直交する断面において、一対の電極部における一方の電極部が、一対の電極部における他方の電極部に対して、ハニカムセグメント接合体の中心を挟んで反対側に配設されている。更に、複数個のハニカムセグメントを接合する接合層が、炭化珪素の粒子が、珪素を結合材として、炭化珪素の粒子相互間に細孔を保持した状態で結合された多孔体に、酸化物からなる無機繊維が含まれたものである。このように構成された本発明のハニカム構造体は、触媒担体として使用できるとともに電圧を印加することによりヒーターとしても良好に機能するものであり、接合層が、応力を緩和し、更に、応力に対して、破断し難い。したがって、本発明のハニカム構造体は、耐熱衝撃性に優れている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
接合層７が、アルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２からなる酸化物を更に含んでいてもよい。このように構成することによって、接合層７の強度が向上する。接合層７は、アルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２を、これらの三成分を含む酸化物粒子として含むことがより好ましい。上述したアルカリ土類金属酸化物としては、ＭｇＯ、ＳｒＯなどを挙げることができる。中でも、アルカリ土類金属酸化物が、ＭｇＯであることが更に好ましい。接合層７に含まれる珪素、炭化珪素、及び酸化物からなる無機繊維の合計体積を１００体積部とした場合に、上記した酸化物（即ち、アルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２からなる酸化物）を１〜１０体積部含むことがより好ましい。このように構成することによって、接合層７の強度が良好に向上する。酸化物の含有量が１体積部未満であると、この酸化物を加えた効果が十分に発現しないことがある。また、酸化物の含有量が１０体積部超であると、接合層７の強度が大きくなり過ぎ、ハニカムセグメント６の強度よりも高くなることがある。このため、ハニカムセグメント接合体４の耐破断性が低下することがある。上述した三成分の酸化物の含有比率は、接合層の断面をＳＥＭ観察して、画像処理ソフトによって画像解析して求めた値である。画像処理ソフトとしては、ＩｍａｇｅＰｒｏ（日本ビジュアルサイエンス社製）を用いることができる。具体的には、例えば、まず、接合層から、「断面」を観察するためのサンプルを切り出す。接合層の断面については、断面の凹凸を樹脂で埋め、更に研磨を行い、研磨面の観察を行う。そして、「断面」５視野（倍率５００倍）の観察結果から、珪素、炭化珪素、及び酸化物からなる無機繊維との合計面積に対するアルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の合計面積の割合を算出する。上記三成分の酸化物の含有比率を、接合層を作製するための原料にて求めることができる場合には、この原料の段階で求めることもできる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図２に示されるように、セル２の延びる方向に直交する断面において、接合層７が非接触横断線状部７Ｂを有し、非接触横断線状部７Ｂにおける両端部Ａ，Ｂ間の抵抗値が、ハニカムセグメント６の抵抗値より小さいことが好ましい。非接触横断線状部７Ｂは、接合層７を構成する部分のなかで、「両端部Ａ，Ｂがハニカムセグメント接合体４の外周に位置するとともに電極部２１に接しておらず且つ一対の電極部２１，２１の中心間を結ぶ線分と交叉している」線状の部分である。接合層７がこのような構造であるため、一対の電極部２１，２１間に電圧を印加したときに、「ハニカムセグメント６，６間を電流が流れる際に、接合層７によって電流の流れが阻害される」という状態を回避することができる。つまり、一対の電極部２１，２１間に電圧を印加したときに、ハニカムセグメント６，６間に十分に電流が流れ、ハニカム構造体１００全体に均一に電流を流すことが可能となる。そして、ハニカム構造体全体を均一に発熱させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
電極部２１の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合に、電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜７０μｍであることが好ましく、１０〜６０μｍであることが更に好ましい。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がこのような範囲であることにより、電極部２１の体積抵抗率を０．１〜１００Ωｃｍの範囲で制御することができる。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が、１０μｍより小さいと、電極部２１の体積抵抗率が大きくなり過ぎることがある。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が、７０μｍより大きいと、電極部２１の強度が弱くなり破損し易くなることがある。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
本実施形態のハニカム構造体１００において、各ハニカムセグメント６の体積抵抗率は、１〜２００Ωｃｍであり、１０〜１５０Ωｃｍであることが好ましく、１５〜７０Ωｃｍであることが更に好ましい。体積抵抗率が１Ωｃｍより小さいと、例えば、２００Ｖ以上の高電圧の電源によってハニカム構造体１００に通電したときに、電流が過剰に流れることがある。体積抵抗率が２００Ωｃｍより大きいと、例えば、２００Ｖ以上の高電圧の電源によってハニカム構造体１００に通電したときに、電流が流れ難くなり、十分に発熱しないことがある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７６】
（実施例１４）
接合材を、以下のように調製した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。具体的には、平均粒子径５μｍの珪素粉末（密度２．３３ｇ／ｃｍ３）を５１ｇ用いた。平均粒子径４３μｍの炭化珪素粉末（密度３．１７ｇ／ｃｍ３）を１３９ｇ用いた。平均粒子径４μｍのコージェライト粉末（密度２．６５ｇ／ｃｍ３）を４ｇ用いた。Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝８０／２０（質量比）のアルミナ繊維（密度３．２８ｇ／ｃｍ３）
を２４ｇ用いた。平均粒子径１００μｍの樹脂粉末（密度０．０２ｇ／ｃｍ３）を１０ｇ用いた。メチルセルロースを１ｇ、グリセリンを２０ｇ、水を１１０ｇ用いた。これらの材料を、ミキサーで混練し、接合材を調製した。実施例１４のハニカム構造体の接合層に含まれる酸化物からなる無機繊維（即ち、アルミナ繊維）の平均繊維径は８μｍであり、平均繊維長は２１０μｍであった。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８２】
（実施例２０）
接合材を、以下のように調製した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。具体的には、平均粒子径５μｍの珪素粉末（密度２．３３ｇ／ｃｍ３）を８４ｇ用いた。平均粒子径４３μｍの炭化珪素粉末（密度３．１７ｇ／ｃｍ３）を９１ｇ用いた。実施例２０においては、平均粒子径１μｍのＳｒＣＯ３粉末を２ｇ、平均粒子径３μｍのＡｌ（ＯＨ）３粉末を１ｇ、コロイダルシリカ（固形分４０質量％）を５ｇ用いた。また、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝８０／２０（質量比）のアルミナ繊維（密度３．２８ｇ／ｃｍ３）を２４ｇ用いた。平均粒子径１００μｍの樹脂粉末（密度０．０２ｇ／ｃｍ３）を１０ｇ用いた。メチルセルロースを１ｇ、グリセリンを２０ｇ、水を１１０ｇ用いた。これらの材料を、ミキサーで混練し、接合材を調製した。実施例２０においては、繊維状でない酸化物として、「ＳｒＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２」を含んでいた。この繊維状でない酸化物は、上記ＳｒＣＯ３粉末、Ａｌ（ＯＨ）３粉末、及びコロイダルシリカに由来する酸化物である。焼成後の密度は２．８３ｇ／ｃｍ３であった。実施例２０のハニカム構造体の接合層に含まれる酸化物からなる無機繊維（即ち、アルミナ繊維）の平均繊維径は８μｍであり、平均繊維長は２１０μｍであった。