(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周壁と、前記外周壁の内側に配置された隔壁と、前記隔壁により仕切られた、軸方向に貫通する多数の流通孔とを有する複数のハニカムセグメントが一体化されてなるハニカム構造体であって、
前記ハニカム構造体の軸方向に対する垂直断面における、前記流通孔の形状が四角形であり、
隣接する各ハニカムセグメントの、前記外周壁の最外点に沿った直線に対する隔壁の角度が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントを含むことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
外周壁と、前記外周壁の内側に配置された隔壁と、前記隔壁により仕切られた、軸方向に貫通する多数の流通孔とを有する複数のハニカムセグメントが一体化されてなるハニカム構造体であって、
前記ハニカム構造体の軸方向に対する垂直断面における、前記流通孔の形状が四角形であり、
隣接する各ハニカムセグメントの、前記外周壁の最外点に沿った直線に対する隔壁の角度が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントを含むとともに、
前記セルの一部の隔壁が前記セグメントの外周部がなす直線に対して２５〜６５度の範囲で直線を形成しているハニカムセグメントを含むことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項３】
ハニカム構造体の中央部に配置されているハニカムセグメントの少なくとも１つが、前記角度が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントであることを特徴とする請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
ハニカムセグメントが、炭化珪素又は珪素−炭化珪素複合材料を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
ハニカム構造体の７０体積％以上が、前記断面における断面積が９００ｍｍ２〜１００００ｍｍ２であるハニカムセグメントから構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
ハニカムセグメントにおける所定の流通孔の開口部が一の端面において封止され、残余の一部の流通孔の開口部が他の端面において封止されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
ハニカムセグメントにおける所定の流通孔の開口部が一の端面において封止され、残余の総ての流通孔の開口部が他の端面において封止されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、ボイラー等の排ガス中の微粒子捕集フィルター等に用いられるハニカム構造体に関し、特に熱応力によるクラックに対する耐性に優れたハニカム構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関、ボイラー等の排ガス中の微粒子、特にディーゼル微粒子の捕集フィルター等にハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
この様な目的で使用されるハニカム構造体は、一般に、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、隔壁２により仕切られた、Ｘ軸方向に貫通する多数の流通孔３を有し、端面が市松模様状を呈するように、隣接する流通孔３が互いに反対側となる一方の端部で目封止された構造を有する。この様な構造を有するハニカム構造体において、被処理流体は流入口側端面４２が目封止されていない流通孔３、すなわち流出孔側端面４４で端部が目封止されている流通孔３に流入し、多孔質の隔壁２を通って隣の流通孔３、すなわち流入孔側端面４２で端部が目封止され、流出孔側端面４４が目封止されていない流通孔３から排出される。この際隔壁２がフィルターとなり、例えばディーゼルエンジンから排出されるスート（スス）などが隔壁に捕捉され隔壁上に堆積する。この様に使用されるハニカム構造体は、排気ガスの急激な温度変化や局所的な発熱によってハニカム構造内の温度分布が不均一となり、ハニカム構造体内に熱応力が発生し、クラックを生ずる等の問題があった。特にディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルター（以下ＤＰＦという）として用いられる場合には、溜まったカーボン微粒子を燃焼させて除去し再生することが必要であり、この際に局所的な高温化がおこり、再生温度の不均一化により大きな熱応力が発生し、クラックが発生しやすいという問題があった。
【０００４】
このため、ハニカム構造体を複数に分割したセグメントを接合材により接合する方法が提案された。例えば、米国特許第４３３５７８３号公報には、多数のハニカム体を不連続な接合材で接合するハニカム構造体の製造方法が開示されている。また、特公昭６１−５１２４０号公報には、セラミック材料よりなるハニカム構造のマトリックスセグメントを押出し成形し、焼成後その外周部を加工して平滑にした後、その接合部に焼成後の鉱物組成がマトリックスセグメントと実質的に同じで、かつ熱膨張率の差が８００℃において０．１％以下となるセラミック接合材を塗布し、焼成する耐熱衝撃性回転蓄熱式が提案されている。また、１９８６年のＳＡＥ論文８６０００８には、コージェライトのハニカムセグメントを同じくコージェライトセメントで接合したセラミックハニカム構造体が開示されている。更に特開平８−２８２４６号公報には、ハニカムセラミック部材を少なくとも三次元的に交錯する無機繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無機粒子からなる弾性質シール材で接着したセラミックハニカム構造体が開示されている。また、熱伝導率の高く、耐熱性の高い炭化珪素系の材料等を用いてハニカム構造体を作ることにより局所的な高温化を防止し、熱応力によるハニカム構造体の破損を防止することも試みられている。
【０００５】
この様にセグメント化することにより、及び／又は炭化珪素系の材料のように耐熱性の高い材料を用いることにより熱応力によるクラックはある程度抑制できるが、セグメント自体の熱応力に対する耐性を更に高めることができれば、セグメント数の減少によるコストの低減や再生効率の向上も図ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱応力によるクラックに対する耐性に優れたハニカムセグメントを含むハニカム構造体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記のような問題点について鋭意検討を行った結果、ハニカム構造体に生じるクラックは、流通孔のコーナー部、すなわち隔壁の交点に応力が集中することによって生じること及び流通孔の角度、すなわち隔壁の角度を変えることにより応力の集中を抑制することができ応力の低減及び応力に対する耐性の向上を図ることができることを見出した。
【０００８】
本発明は、上記の知見に基づくものであって、外周壁と、前記外周壁の内側に配置された隔壁と、前記隔壁により仕切られた、軸方向に貫通する多数の流通孔とを有する複数のハニカムセグメントが一体化されてなるハニカム構造体であって、前記ハニカム構造体の軸方向に対する垂直断面における、前記流通孔の形状が四角形であり、隣接する各ハニカムセグメントの、前記外周壁の最外点に沿った直線に対する隔壁の角度が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントを含むことを特徴とするハニカム構造体を提供するものである。
【０００９】
本発明において、外周壁と、前記外周壁の内側に配置された隔壁と、前記隔壁により仕切られた、軸方向に貫通する多数の流通孔とを有する複数のハニカムセグメントが一体化されてなるハニカム構造体であって、前記ハニカム構造体の軸方向に対する垂直断面における、前記流通孔の形状が四角形であり、隣接する各ハニカムセグメントの、前記外周壁の最外点に沿った直線に対する隔壁の角度が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントを含むとともに、前記セルの一部の隔壁が前記セグメントの外周部がなす直線に対して２５〜６５度の範囲で直線を形成しているハニカムセグメントを含むことを特徴とするハニカム構造体であることが好ましく、ハニカム構造体の中央部に配置されているハニカムセグメントの少なくとも１つが、前記角度が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントであることが好ましい。また、ハニカムセグメントが、炭化珪素又は珪素−炭化珪素複合材料を主成分とすることが好ましく、ハニカム構造体の７０体積％以上が、前記断面における断面積が９００ｍｍ２〜１００００ｍｍ２であるハニカムセグメントから構成されていることが好ましい。また、ハニカムセグメントにおける所定の流通孔の開口部が一の端面において封止され、残余の一部の流通孔の開口部が他の端面において封止されていることが好ましく、また、ハニカムセグメントにおける所定の流通孔の開口部が一の端面において封止され、残余の総ての流通孔の開口部が他の端面において封止されていることも好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面にしたがって、本発明のハニカム構造体及びハニカム構造体の製造方法を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下において断面とは、特に断りのない限りＸ軸方向（流通孔の長手方向）に対する垂直の断面を意味する。
【００１１】
本発明のハニカム構造体は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、外周壁８と、外周壁８の内側に配置された隔壁２と、隔壁２により仕切られた、軸方向に貫通する多数の流通孔３とを有する複数のハニカムセグメント１２が一体化されてなるハニカム構造体である。本発明の重要な特徴は、図１（ｂ）及び（ｄ）に示すように、ハニカム構造体１の断面において、他のハニカムセグメントに隣接する外周壁８ａの最外点に沿った直線（以後、外周線という）９に対する隔壁２の角度（以後傾斜角という）ａ及び／又はｂが２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントをハニカム構造体が含むことである。
【００１２】
従来のハニカムセグメントは、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、傾斜角ａが９０度又は１８０度（平行）であり、通常、断面四角形を基本形状とする。この様なハニカムセグメントを図１０（ｃ）に示すように配置して一体化してハニカム構造体とする。この様なハニカム構造体を、例えばＤＰＦに用いると、ＤＰＦに捕集された粒子状物質（ＰＭ）が高温のエンジン排ガスで再生される際、流体の特性上、排ガスはＤＰＦの中央部に多く流れるため、再生もＤＰＦの中央部で活発に起こる。このため、ＤＰＦの中央部は高温、外周部は低温になりやすく、ＤＰＦの中央部から径方向に温度差ができやすくなる。したがってＤＰＦの中央部が外周部より膨張しようとするため、例えば図１１（ａ）におけるハニカムセグメント１２ａには矢印Ｓ方向に応力が加わる。その結果、隔壁２の交点２５に応力が集中し、図１１（ｃ）に示すように、例えば隔壁の交点２５ａにクラックが発生しやすくなる。更に、一旦発生したクラックは、その斜め方向の隔壁の交点２５ｂに応力を集中させるため、クラックが進展しやすいという欠点も持っていた。
【００１３】
これに対して、本発明のハニカム構造体は、傾斜角ａが２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメント、例えば図１（ｂ）に示すような傾斜角ａ及びｂが４５度であるハニカムセグメントを含むため、上述と同様に応力Ｓが加わった場合に、図２に示すように構造的に隔壁の交点２５に応力が集中しにくくなる。また、万が一交点２５ａにクラックが入ったとしても、隣接する交点２５ｂへの応力集中が避けられるため、クラックが進展しにくくなる。
【００１４】
本発明において外周線９とは、ハニカムセグメントの断面における外周形状が、直線と凸角（１８０度未満の角度）である内角とを有する多角形、例えば図１（ｂ）に示すような四角形の場合は、外周壁８に沿って延びる直線を意味する。なお、図１（ｄ）に示すような他のハニカムセグメントに隣接しない外周壁８ｂ上の線は含まない。また、ハニカムセグメントの断面外周形状が上記のような一般的な多角形ではない場合、例えば図３に示すように、凹角（１８０度より大きい角度）である内角を有する多角形の場合、外周線９は図３に示すように、ハニカムセグメントの外側で頂点を結んで延びる直線を意味することとなる。
【００１５】
また、外周線９と隔壁２に沿った直線の交点において、互いに補角となる２つの角度が形成されるが、傾斜角（外周線９に対する隔壁２の角度）とは、外周線９と隔壁２に沿って延びる直線との交点において形成される鋭角の角度を意味する。
【００１６】
本発明において、図１（ｂ）又は図３に示すハニカムセグメントのように、傾斜角ａ及びｂが４５度の場合に最も効果的であるが、傾斜角が２５〜６５度の範囲であれば良好な改良効果が得られ、３０〜６０度の範囲であると更に良好な改良効果が得られ、３５〜５５度の範囲であれば、４５度の場合とほぼ同等の改良効果が得られる。
【００１７】
図４に、本発明に係るハニカムセグメントの別の形態として、傾斜角ａ及びｂが各々３０度及び６０度であるハニカムセグメントを示し、図５には、図４に示すハニカムセグメントの接合形態を示した。この様な形態においても本発明の効果を得ることができる。また、図３や図４に示すような、外周形状が凹角を有する多角形のハニカムセグメントの場合には、図５に示すように接合の際の位置合わせが簡単にできるという利点もある。
【００１８】
図６には、傾斜角ａ及びｂが各々３０度及び６０度である別の形態のハニカムセグメントを示した。図６に示すハニカムセグメントは、隔壁の交点が直角ではないが、この様な形態でも本発明の効果が得られる。また、図４〜６に示したハニカム構造体は所定の流通孔の開口部が一の端面において封止され、残余の所定の流通孔の開口部が他の端面において封止されている。この様な封止を行うことにより大きな濾過面積を確保することができる。この場合において、当該残余の所定の流通孔が、残余の一部の流通孔であること、すなわち、何れの端面においても封止されていない流通孔が存在しても良いが、当該残余の所定の流通孔が、残余の総ての流通孔であること、すなわち、総ての流通孔の開口部が何れか一方の端面において封止されていることが、最も大きな濾過面積を確保することができる点で好ましい。
【００１９】
本発明において、傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントとは、何れかの外周線に対しての傾斜角が２５〜６５度の範囲である隔壁が、隔壁全体に対して、５０体積％以上、好ましくは７０体積％以上、更に好ましくは９０体積％以上、最も好ましくは９５体積％以上であるハニカムセグメントを意味する。更に、総ての外周線に対しての傾斜角が２５〜６５度の範囲である隔壁が、隔壁全体に対して、５０体積％以上、好ましくは７０体積％以上、更に好ましくは９０体積％以上、最も好ましくは９５体積％以上であることが好適である。また、隔壁は、好ましくは３０〜２０００μｍ、更に好ましくは４０〜１０００μｍ、最も好ましくは５０〜５００μｍの範囲の厚さを有する板状であって、断面形状は、少なくとも１つの流通孔を形成する区間において、当該断面に沿って直線が描ける程度の直線性を有することが好ましい。
【００２０】
また、隔壁により仕切られることによって形成される流通孔の断面形状は、多角形状であることが好ましく、特に四角形であることが好ましい。流通孔の断面形状を四角形とした場合には、隔壁を一の外周壁から他の一の外周壁まで続く直線状とすることができ、また傾斜角を一定とすることができる。
【００２１】
本発明においてハニカム構造体が、傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントを少なくとも１つ含むことにより、ある程度の改良効果が期待できる。また、傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントは、ハニカム構造体の断面における中央部に配置されていることが好ましい。上述のようにハニカム構造体は中央部が高温になりやすいため、中央部において熱膨張による応力を最も受けやすい。したがって、中央部に傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントを配置することにより、ハニカム構造体全体の熱応力に対する耐性を効果的に改良することができる。ここで、ハニカム構造体の断面における中央部（以下中央部という）に配置されているハニカムセグメントとは、図７に示すように、ハニカム構造体１の断面中心１０を含むか若しくは断面中心１０に隣接するハニカムセグメント１２ｉを意味する。したがって、図７に示すハニカム構造体においては、断面中心１０に隣接する４つのハニカムセグメント１２ｉが中央部に配置されているハニカムセグメントである。
【００２２】
中央部に配置されているハニカムセグメントの少なくとも１つ、更に好ましくは２つ以上、最も好ましくは全部が、傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントであることが好ましい。更に、ハニカム構造体の外周側に配置されているハニカムセグメント、例えば図７におけるハニカムセグメント１２ｏを傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントとすることが好ましく、総てのハニカムセグメントを傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントとすることが最も好ましい。
【００２３】
本発明において、ハニカム構造体の主成分は、強度、耐熱性等の観点から、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、炭化珪素−コージェライト系複合材料、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる少なくとも１種の材料からなることが好ましいが、上記熱伝導率の範囲に入り、耐熱性が高いという点で、炭化珪素又は珪素−炭化珪素系複合材料を主成分とすることが本発明のハニカム構造体に特に適している。ここで、「主成分」とは、ハニカム構造体の５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上を構成することを意味する。また、本発明において、ハニカム構造体１が金属珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）とからなる場合、ハニカム構造体１のＳｉ／（Ｓｉ＋ＳｉＣ）で規定されるＳｉ含有量が少なすぎるとＳｉ添加の効果が得られず、５０質量％を超えるとＳｉＣの特徴である耐熱性、高熱伝導性の効果が得られない。Ｓｉ含有量は、５〜５０質量％であることが好ましく、１０〜４０質量％であることが更に好ましい。
【００２４】
また、流通孔の開口部を封止する材料としては、上述のハニカム構造体に好適に用いることができるセラミックス又は金属の中から選ばれた１種又は２種以上の材料が好ましく、ハニカム構造体の主成分と同じ材料とすることが更に好ましい。
【００２５】
本発明において、ハニカム構造体の熱伝導率に特に制限はないが、熱伝導率が高すぎると放熱が大きすぎて、再生時に十分に温度が上昇せず再生効率が低下するため好ましくない。また、熱伝導率が低すぎると、ススの再生時に局所的な高温化がおこり、大きな熱応力によるクラックが更に発生しやすいという問題がある。ハニカム構造体の熱伝導率は、４０℃において、好ましくは１０〜６０Ｗ／ｍＫ、更に好ましくは２０〜５５Ｗ／ｍＫ、最も好ましくは２５〜５０Ｗ／ｍＫである。
【００２６】
本発明のハニカム構造体におけるハニカムセグメントの大きさに制限はないが、各セグメントが大きすぎると、熱応力による破損の問題が生じやすくなり、小さすぎると各セグメントの製造や接合による一体化が煩雑となり好ましくない。好ましいハニカムセグメントの大きさは、断面積が９００ｍｍ2〜１００００ｍｍ2、更に好ましくは更に好ましくは９５０ｍｍ2〜５０００ｍｍ2、最も好ましくは１０００ｍｍ2〜３５００ｍｍ2であり、ハニカム構造体の７０体積％以上が、この大きさのハニカムセグメントから構成されていることが好ましい。ハニカムセグメントの形状に特に制限はないが、図１（ａ）、（ｂ）に示すように断面形状が四角形状であることが好ましい。また、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように一体化した場合のハニカム構造体の形状に合わせて外周側のハニカムセグメントの形状を適宜選択することができるが、少なくとも２つの辺が互いに直角となる直線である断面形状とすることが好ましい。
【００２７】
本発明において、ハニカムセグメントのセル密度（単位断面積当たりの流通孔の数）に特に制限はないが、セル密度が小さすぎると、ハニカム構造体としての強度及び有効ＧＳＡ（幾何学的表面積）が不足し、セル密度が大きすぎると、被処理流体が流れる場合の圧力損失が大きくなる。セル密度の好ましい範囲は、６〜２０００セル／平方インチ（０．９〜３１１セル／ｃｍ2）、更に好ましくは５０〜１０００セル／平方インチ（７．８〜１５５セル／ｃｍ2）、最も好ましくは１００〜４００セル／平方インチ（１５．５〜６２．０セル／ｃｍ2）である。
【００２８】
本発明のハニカム構造体は、複数のハニカムセグメントが一体化されてなるものであるが、その際に接合材を用いて一体化することができる。好ましい接合材は、前述のハニカム構造体の主成分として好適に用いられる材料から選ぶことができる。また、接合材とハニカムセグメントとの熱膨張係数の差が大きすぎると加熱・冷却時において接合部に熱応力が集中するため好ましくない。接合材とハニカムセグメントとの２０℃から８００℃までの熱膨張係数の差は、好ましくは１×１０-6／℃である。
【００２９】
本発明のハニカム構造体を、触媒担体として内燃機関等の熱機関若しくはボイラー等の燃焼装置の排気ガスの浄化、又は液体燃料若しくは気体燃料の改質に用いようとする場合、本発明のハニカム構造体に触媒、例えば触媒能を有する金属を担持させることが好ましい。触媒能を有する金属の代表的なものとしては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈが挙げられ、これらのうちの少なくとも１種をハニカム構造体に担持させることが好ましい。
【００３０】
次に本発明のハニカム構造体の製造方法を説明する。
ハニカム構造体の原料粉末として、前述の好適な材料、例えば炭化珪素粉末を使用し、これにバインダー、例えばメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを添加し、更に界面活性剤及び水を添加し、可塑性の坏土を作製する。この杯土を押出成形する際に、口金の形状を本発明に係るハニカムセグメント、すなわち傾斜角が２５〜６５度であるハニカムセグメントを形成することができる形状として押出成形することにより、所定の形状のハニカムセグメントを得る。
これを、例えばマイクロ波及び熱風で乾燥後、端面が市松模様状を呈するように、隣接する流通孔３が互いに反対側となる一方の端部でハニカム構造体の製造に用いた材料と同様の材料で目封止し、更に乾燥した後、例えばＮ2雰囲気中で加熱脱脂し、その後Ａｒ等の不活性雰囲気中で焼成することにより本発明に係るハニカムセグメントを得ることができる。また、図１０（ａ）に示すような従来のハニカムセグメントの外周を切削加工することによっても得ることができる。この様にして得られたセグメントを、例えばセラミックスセメントを用いて接合した後、例えば２００℃で乾燥硬化し、本発明のハニカム構造体を得ることができる。
【００３１】
この様にして製造されたハニカム構造体に触媒を担持させる方法は、当業者が通常行う方法でよく、例えば触媒スラリーをウォッシュコートして乾燥、焼成することにより触媒を担持させることができる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
（比較例１）
原料として、ＳｉＣ粉７５質量％及び及び金属Ｓｉ粉２５質量％の混合粉末を使用し、これにメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤及び水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土を押出成形し、マイクロ波及び熱風で乾燥して流通孔の断面形状が正方形であり傾斜角が０度及び９０度であって、気孔率４３％、平均気孔径約１０μｍ、隔壁厚さ約３００μｍ（１２ｍｉｌ）、セル密度約４７セル／ｃｍ2（３００セル／平方インチ）の図１０（ａ）に示すようなハニカムセグメントを得た。これを、端面が市松模様状を呈するように、隣接する前記流通孔が互いに反対側となる一方の端部でハニカム構造体の製造に用いた材料と同様の材料で目封止して、乾燥させた後、Ｎ2雰囲気中約４００℃で脱脂し、その後Ａｒ不活性雰囲気中で約１５５０℃で焼成して、Ｓｉ結合ＳｉＣのハニカムセグメントを得た。これをアルミノシリケート質、炭化珪素粉及びシリカゲルに有機及び無機のバインダーの混合物を用いて接合して２００℃で乾燥硬化した後、切削により直径１４４ｍｍ×長さ１５２ｍｍのＤＰＦ用の円柱状ハニカム構造体Ａを得た。
【００３４】
（比較例２〜５及び実施例１〜５）
同様にして、傾斜角ａを各々５、１０、１５、２０度としたハニカム構造体Ｂ〜Ｅを比較例２〜５として作成し、傾斜角を各々２５、３０、３５、４０、４５度としたハニカム構造体Ｆ〜Ｊを実施例１〜５として作成した。なお、傾斜角ａが４５度以外の場合には、２つの傾斜角ａ及びｂができるが、（傾斜角）ｂ＝（９０−（傾斜角ａ））という関係となり、傾斜角ａが４５〜９０度のものは、傾斜角が４５〜０度のものと各々幾何学的に同一となる。
【００３５】
（最大応力の測定）
得られたハニカム構造体Ａ〜Ｊの各々に熱電対を３１点装着して内部の温度分布を正確に測定できる状態とし、これを、２Ｌのターボ・インタークーラー付き直噴式ディーゼルエンジンの排気管に接続し、３０ｐｐｍのローディア社製Ｃｅ燃料添加剤を含有する軽油を用いてエンジンを運転し、６ｇ／Ｌのススをフィルターに溜めた後、ＤＰＦ入口のエンジン排気ガス温度を６００℃に昇温させてススを燃焼させたときのハニカム構造体内の温度分布を測定した。測定された温度分布を基に有限要素法によって各ハニカムセグメント内の最大応力を計算し、傾斜角と最大応力との関係を図８に示した。
【００３６】
図８より、最大応力は傾斜角ａが２５度を境に急激に減少しており、また、傾斜角ａが２５〜４５度の領域で本発明の効果が顕著にでていることがわかる。したがって、幾何学的に傾斜角２５〜４５度と同一である傾斜角４５〜６５度の領域も含めて傾斜角２５〜６５度の領域において本発明の効果が顕著にでていることがわかる。
【００３７】
（限界スート量の測定）
上記と同様のススの燃焼試験を行い、フィルターに溜めるススの量を４ｇ／Ｌから始めススの再生処理後に顕微鏡観察を行い、ハニカム構造体の端面にクラックが認められない場合をＯＫ、クラックが認められた場合をＮＧとした。ススの堆積量をこ２ｇ／Ｌずつ増やしていき、この試験を繰り返しその結果を表１に示した。表１に示すように、本発明のハニカム構造体Ｆ〜Ｊが非常に良好なクラックに対する耐性を示した。
【００３８】
【表１】
0004157304.tif 000002
【００３９】
【発明の効果】
以上述べてきたように本発明のハニカム構造体は、傾斜角が２５〜６５度の範囲であるハニカムセグメントを含むため、熱応力に対する良好な耐性を示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のハニカム構造体の一実施形態を示す模式図であり、（ａ）はハニカムセグメントの模式的な斜視図、（ｂ）はハニカムセグメントの模式的な断面図、（ｃ）はハニカム構造体の模式的な斜視図、（ｄ）はハニカム構造体の模式的な断面図である。
【図２】  図１におけるＩＩの部分の拡大図である。
【図３】  本発明におけるハニカムセグメントの別の実施形態を示す模式的な断面図である。
【図４】  本発明におけるハニカムセグメントの更に別の実施形態を示す模式的な平面図である。
【図５】  図４のハニカムセグメントからなるハニカム構造体を示す模式的な平面図である。
【図６】  本発明におけるハニカムセグメントの更に別の実施形態を示す模式的な平面図である。
【図７】  本発明におけるハニカム構造体の更に別の実施形態を示す模式的な平面図である。
【図８】  実施例及び比較例で得られたハニカム構造体の傾斜角と再生時の最大応力との関係を示すグラフである。
【図９】  従来のハニカム構造体を示す模式的な図であり、（ａ）は模式的な斜視図、（ｂ）は模式的な平面図である。
【図１０】  従来のハニカムセグメント構造体を示す模式的な図であり、（ａ）はハニカムセグメントの模式的な斜視図、（ｂ）はハニカムセグメントの模式的な断面図、（ｃ）はハニカム構造体の模式的な斜視図である。
【図１１】  （ａ）は、従来のハニカム構造体を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を構成するハニカムセグメントの断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＸＩｃの部分の拡大図である。
【符号の説明】
１…ハニカム構造体、２…隔壁、３…流通孔、８…外周壁、８ａ…他のハニカムセグメントに隣接する外周壁、８ｂ…他のハニカムセグメントに隣接しない外周壁、９…外周線、１０…ハニカム構造体の断面中心、１２…ハニカムセグメント、１２ｉ…中央部に配置されているハニカムセグメント、１２ｏ…外周部に配置されているハニカムセグメント、２５、２５ａ、２５ｂ…隔壁の交点、４２…流入口側端面、４４…流出口側端面。
【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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