(57)【要約】      （修正有）【課題】接着材層を起点として発生するクラックによる破損、位置ズレ、脱落を防止できるハニカム構造体を提供する。【解決手段】多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体が、接着材層４０を介して複数個結束されてなるハニカム構造体１０であって、複数個の上記ハニカム焼成体は、上記ハニカム構造体の中心部に位置する中心部ハニカム焼成体２０と、上記ハニカム構造体１０の外周面の一部を構成する外周部ハニカム焼成体３０とからなり、上記外周部ハニカム焼成体３０は、上記接着材層４０と接する面のうち、少なくとも１つの面に凹凸が形成されている。【選択図】図４
2009255037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体が、接着材層を介して複数個結束されてなるハニカム構造体であって、
複数個の前記ハニカム焼成体は、前記ハニカム構造体の中心部に位置する中心部ハニカム焼成体と、前記ハニカム構造体の外周面の一部を構成する外周部ハニカム焼成体とからなり、
前記外周部ハニカム焼成体は、前記接着材層と接する面のうち、少なくとも１つの面に凹凸が形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】
前記外周部ハニカム焼成体において、前記凹凸が形成されている面の１つは、前記接着材層と接する面のうち最も面積の小さい面である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記外周部ハニカム焼成体において、前記凹凸が形成されている面の１つは、他の外周部ハニカム焼成体と前記接着材層を介して接する面である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記外周部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積は、前記中心部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい請求項１〜３のいずれか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、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パティキュレートマター（以下、単にパティキュレート又はＰＭともいう）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、排ガスを浄化することができるディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、単にＤＰＦともいう）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】
このようなハニカム構造体としては、例えば、四角柱状のハニカム焼成体を接着材層を介して複数個結束させた後、所定の形状に切削加工して製造されたハニカム構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、それぞれが予め所定の形状に押出成形されて作製されたハニカム焼成体を、接着材層を介して複数個を結束して製造されたハニカム構造体が提案されている。
（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０１／２３０６９号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−１５４７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハニカム構造体をＤＰＦとして使用する場合には、所定量のパティキュレートを捕集した後、このパティキュレートを燃焼除去する再生処理を施す。
この再生処理においては、内燃機関から排出された高温の排ガスが比較的流れやすいハニカム構造体の中心部付近のセルに流入する。また、パティキュレートがハニカム構造体の中心部付近により多く捕集されるので、パティキュレートの燃焼がハニカム構造体の中心部付近から始まる。
そのため、ハニカム構造体の中心部付近の温度がハニカム構造体の外周部付近の温度よりも高くなりやすく、ハニカム構造体の径方向に温度差が生じることとなる。
そして、このような温度差が生じると、ハニカム構造体の中心部付近と外周部付近とで熱膨張の程度に差が生じ、ハニカム構造体の外周部に応力が発生することになる。
その結果、接着材層を起点としてクラックが発生し、ハニカム構造体が破損する場合がある。また、クラックが進展して接着材層が破断し、排ガスによる圧力がかかることでハニカム焼成体が位置ズレを起こしたり、ハニカム構造体から脱落したりすることがある。
【０００６】
本発明は、ハニカム構造体の破損、ハニカム焼成体の位置ズレ、及び、ハニカム焼成体の脱落を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、再生処理時等のハニカム構造体の破損、ハニカム焼成体の位置ズレ、及び、ハニカム焼成体の脱落を防止すべく検討を行い、本発明を完成した。
即ち、請求項１の発明は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体が、接着材層を介して複数個結束されてなるハニカム構造体であって、
複数個の上記ハニカム焼成体は、上記ハニカム構造体の中心部に位置する中心部ハニカム焼成体と、上記ハニカム構造体の外周面の一部を構成する外周部ハニカム焼成体とからなり、
上記外周部ハニカム焼成体は、上記接着材層と接する面のうち、少なくとも１つの面に凹凸が形成されていることを特徴とするハニカム構造体である。
なお、本明細書において、中心部ハニカム焼成体とは、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、ハニカム構造体の外周面を構成していないハニカム焼成体をいうこととする。
【０００８】
請求項１に記載のハニカム構造体では、外周部ハニカム焼成体の所定の面に凹凸が形成されており、外周部ハニカム焼成体と接着材層との接着強度が高くなっている。そのため、接着材層を起点としてクラックが発生しにくい。従って、ハニカム構造体の破損、ハニカム焼成体の位置ズレ、及び、ハニカム焼成体の脱落を防止することができる。
【０００９】
これについて、図面を用いて以下に詳しく説明する。まず、請求項１に記載のハニカム構造体の全体の構成について説明する。
図１は、請求項１に記載のハニカム構造体を模式的に示した斜視図である。
図１に示したように、ハニカム構造体１０は、ハニカム構造体１０の中心部に位置する４個の中心部ハニカム焼成体２０と、ハニカム構造体１０の外周面１１の一部を構成する８個の外周部ハニカム焼成体３０と、これらのハニカム焼成体（中心部ハニカム焼成体２０及び外周部ハニカム焼成体３０）の間に存在し、ハニカム焼成体同士を互いに接着している接着材層４０とから構成されている。
【００１０】
中心部ハニカム焼成体２０の構成について図面を用いて以下に説明する。
図２（ａ）は、請求項１に記載のハニカム構造体を構成する中心部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した中心部ハニカム焼成体のＡ−Ａ線断面図である。
【００１１】
図２（ａ）に示したように、中心部ハニカム焼成体２０は、互いに面積の等しい４つの平面２０ａを含む断面視略正方形の略四角柱状であって、図２（ｂ）に示すように、長手方向（図２（ａ）中、両矢印Ｂで示す）に多数のセル２１がセル壁２２を隔てて並設されており、セル２１のいずれかの端部が封止材２３で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル２１に流入した排ガスＧ（図２（ｂ）中、矢印参照）は、必ずセル２１を隔てるセル壁２２を通過した後、他方の端面が開口した他のセル２１から流出するようになっている。
従って、セル壁２２がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００１２】
外周部ハニカム焼成体の構成について図面を用いて以下に説明する。
図３（ａ）は、請求項１に記載のハニカム構造体を構成する外周部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した外周部ハニカム焼成体を図３（ａ）とは異なる方向から観察した斜視図である。
【００１３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、外周部ハニカム焼成体３０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した中心部ハニカム焼成体２０と同様に長手方向に多数のセル３１がセル壁３２を隔てて並設されており、セル３１のいずれかの端部が封止材３３で封止されている。そのため、中心部ハニカム焼成体２０と同様に、セル壁３２がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能するようになっている。
また、その形状は、面３０ａと、互いに面積の等しい面３０ｂ及び面３０ｃと、面３０ｄとの４つの面を含む多角柱状である。具体的には、４つの面３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄのうち、面３０ａが曲面となっている。
また、曲面３０ａと向かい合っている面３０ｃには、セルの断面形状に沿って凹凸が形成されている。
そして、残りの２つの面３０ｂ及び面３０ｄが平面となっている。なお、以下の説明では、凹凸が形成された面のことを凹凸面ともいう。
【００１４】
請求項１に記載のハニカム構造体の詳細な構成について、図面を用いて以下に説明する。
図４は、請求項１に記載のハニカム構造体を長手方向に垂直に切断した際の断面を模式的に示す平面図である。
【００１５】
図４に示したように、ハニカム構造体１０においては、外周部ハニカム焼成体３０の曲面３０ａがハニカム構造体１０の外周面の一部を形成している。
また、平面３０ｂは、隣り合う別の外周部ハニカム焼成体３０の平面３０ｂと接着材層４０を介して接着している。
凹凸面３０ｃは、中心部ハニカム焼成体２０の平面２０ａと接着材層４０を介して接着している。
平面３０ｄは、隣り合うさらに別の外周部ハニカム焼成体３０の平面３０ｄと接着材層４０を介して接着している。
【００１６】
ここで、外周部ハニカム焼成体３０の凹凸面３０ｃと接着材層４０との接触面積は、凹凸が形成されていないハニカム焼成体の平面と接着材層との接触面積（中心部ハニカム焼成体２０の平面２０ａと接着材層４０との接触面積、外周部ハニカム焼成体３０の平面３０ｂと接着材層４０との接触面積、又は、外周部ハニカム焼成体３０の平面３０ｄと接着材層４０との接触面積）に比べて大きくなっている。
そのため、外周部ハニカム焼成体３０と接着材層４０との接着強度が高くなり、接着材層４０を起点としてクラックが発生しにくい。
従って、本発明のハニカム構造体は、接着材層を起点として発生するクラックによるハニカム構造体１０の破損、外周部ハニカム焼成体３０の位置ズレ、及び、外周部ハニカム焼成体３０の脱落を防止することができる。
【００１７】
請求項２に記載のハニカム構造体は、請求項１に記載の発明において、上記外周部ハニカム焼成体の上記凹凸が形成されている面の１つが、上記接着材層と接する面のうち最も面積の小さい面である。
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記外周部ハニカム焼成体の面のうち、面積の最も小さい面に上記凹凸が形成されている。従って、該面に上記凹凸が形成されていない場合に比べて、該面と上記接着材層との接触面積が大きくなっており、上記外周部ハニカム焼成体と該面に接している接着材層との接着強度が高くなっている。そのため、上記外周部ハニカム構造体の面のうち面積の最も小さい面に接している接着材層を起点としてクラックが発生しにくい。
従って、請求項２に記載のハニカム構造体は、本発明の効果を享受するのに特に適している。
なお、本明細書においては、外周部ハニカム焼成体の全ての面の面積が互いに等しい場合には、いずれの面についても接着材層と接する面のうち最も面積の小さい面ということとする。
【００１８】
請求項３に記載のハニカム構造体は、請求項１又は２に記載の発明において、上記外周部ハニカム焼成体の上記凹凸が形成されている面の１つが、他の外周部ハニカム焼成体と上記接着材層を介して接する面である。
上述したように、再生処理においては、ハニカム構造体の外周部に応力が発生する。そのため、特にハニカム構造体の外周部の一部を構成する外周部ハニカム焼成体同士を接着する接着材層を起点として、クラックが発生しやすい。
しかしながら、請求項３に記載のハニカム構造体では、上記外周部ハニカム焼成体の面のうち、上記接着材層を介して他の外周部ハニカム焼成体と接する面に、上記凹凸が形成されている。従って、該面に上記凹凸が形成されていない場合に比べて、該面と上記接着材層の接触面積が大きくなっており、上記外周部ハニカム焼成体と上記外周部ハニカム焼成体同士を接着する接着材層との接着強度が高くなっている。そのため、上記外周部ハニカム焼成体同士を接着する接着材層を起点としてクラックが発生しにくい。
従って、請求項３に記載のハニカム構造体は、本発明の効果を享受するのに特に適している。
【００１９】
請求項４に記載のハニカム構造体は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記外周部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積が、上記中心部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい。
このような構成を有する請求項４に記載のハニカム構造体であっても、本発明の効果を好適に享受することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第一実施形態）
本発明の一実施形態である第一実施形態のハニカム構造体では、上述した請求項１に記載のハニカム構造体において、外周部ハニカム焼成体の凹凸が形成されている面の１つが、接着材層と接する面のうち最も面積の小さい面となっており、また、外周部ハニカム焼成体の凹凸が形成されている面の１つが、他の外周部ハニカム焼成体と接着材層を介して接する面となっている。
【００２１】
以下、第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体について、図面を参照しながら説明する。
なお、中心部ハニカム焼成体の形状については、請求項１に記載のハニカム構造体を構成する中心部ハニカム焼成体と同様であるので、説明を省略する。
【００２２】
外周部ハニカム焼成体について図面を用いて説明する。
図５（ａ）は、第一実施形態のハニカム構造体を構成する外周部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した外周部ハニカム焼成体を図５（ａ）とは異なる方向から観察した斜視図である。
【００２３】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、外周部ハニカム焼成体１３０は、中心部ハニカム焼成体１２０と同様に長手方向に多数のセル１３１がセル壁１３２を隔てて並設されており、セル１３１のいずれかの端部が封止材１３３で封止されている。そのため、セル壁１３２がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能するようになっている。
また、その形状は、面１３０ａと、互いに面積の等しい面１３０ｂ及び面１３０ｃと、面１３０ｄとの４つの面を含む多角柱状である。具体的には、４つの面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ及び１３０ｄのうち、面１３０ａと、最も面積の小さい面１３０ｄとがセルの断面形状に沿って凹凸が形成された凹凸面となっている。そして、残りの２つの面１３０ｂ及び面１３０ｃが平面となっている。
【００２４】
本実施形態のハニカム構造体１００の詳細な構成について図６を用いて説明する。
図６は、第一実施形態のハニカム構造体を長手方向に垂直に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。ここでは、外周部ハニカム焼成体として、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した外周部ハニカム焼成体１３０を用いている。
【００２５】
図６に示すように、本実施形態のハニカム構造体１００は、請求項１に記載のハニカム構造体と同様に、ハニカム構造体１００の中心部に位置する４個の中心部ハニカム焼成体１２０と、ハニカム構造体１００の外周面の一部を構成する８個の外周部ハニカム焼成体１３０と、これらのハニカム焼成体（中心部ハニカム焼成体１２０及び外周部ハニカム焼成体１３０）の間に存在し、ハニカム焼成体同士を互いに接着している接着材層１４０とから構成されている。
【００２６】
図６に示したように、外周部ハニカム焼成体１３０の凹凸面１３０ａには、接着材層（コート層）１４０が形成されておらず、凹凸面１３０ａがハニカム構造体１００の外周面の一部を形成している。
凹凸面１３０ｄは、隣り合う別の外周部ハニカム焼成体１３０の凹凸面１３０ｄと接着材層１４０を介して接着している。
平面１３０ｂは、隣り合うさらに別の外周部ハニカム焼成体１３０の平面１３０ｂと接着材層１４０を介して接着している。
平面１３０ｃは、中心部ハニカム焼成体１２０の平面１２０ａと接着材層１４０を介して接着している。
即ち、本実施形態のハニカム構造体１００では、外周部ハニカム焼成体１３０の接着材層１４０と接する面１３０ｂ、１３０ｃ及び１３０ｄのうち最も面積の小さい面１３０ｄに凹凸が形成されている。
【００２７】
次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。
（１）セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
具体的には、まず、セラミック粉末として平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と、有機バインダと液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入する。上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
ここで、種々の形状のハニカム焼成体を作製するためには、ハニカム焼成体の断面形状に応じた押出成形用金型を使用すればよい。
【００２８】
（２）次に、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、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、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封じする封止工程を行う。
なお、切断工程、乾燥工程、封止工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【００２９】
（３）続いて、ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱する脱脂工程を行い、焼成炉に搬送し、焼成工程を行ってハニカム焼成体を作製する。
なお、脱脂工程及び焼成工程の条件としては、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
以上の工程によって、中心部ハニカム焼成体と外周部ハニカム焼成体とを製造することができる。
【００３０】
（４）さらに、各セルの所定の端部が封止された中心部ハニカム焼成体及び外周部ハニカム焼成体のそれぞれの所定の側面に、接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成し、この接着材ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返してハニカム焼成体が結束された所定の形状のハニカム構造体を製造する結束工程を行う。
ここで接着材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストはさらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
また、必要に応じて、ハニカム構造体の外周に、シール材ペーストを塗布し、乾燥、固化してコート層を形成するコート層形成工程を行ってもよい。
ここでシール材ペーストとしては、上記接着材ペーストと同様のペーストを使用する。なお、コート層ペーストとして異なる組成のペーストを使用してもよい。
以上の工程によって、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。
【００３１】
以下に、本実施形態のハニカム構造体の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態のハニカム構造体では、外周部ハニカム焼成体の接着材層と接する面のうち、他の外周部ハニカム焼成体と接着材層を介して接着している面に凹凸が形成されており、外周部ハニカム焼成体と外周部ハニカム焼成体同士を接着する接着材層との接着強度が高くなっている。そのため、外周部ハニカム焼成体同士を接着する接着材層を起点としてクラックが発生しにくい。従って、本実施形態のハニカム構造体は、ハニカム構造体の破損、外周部ハニカム焼成体の位置ズレ、及び、外周部ハニカム焼成体の脱落を防止することができる。
【００３２】
（２）本実施形態のハニカム構造体では、外周部ハニカム焼成体の凹凸が形成されている面の１つが、接着材層と接する面のうち最も面積の小さい面である。
そのため、該面に上記凹凸が形成されていない場合に比べて、該面と上記接着材層との接触面積が大きくなっており、上記外周部ハニカム焼成体と上記接着材層との接着強度が高くなっている。
従って、本実施形態のハニカム構造体は、本発明の効果を享受するのに特に適している。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３４】
（１）平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、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（日油社）製  ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行う。
本工程では、押出成形用金型の形状を変えることにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した中心部ハニカム焼成体２０と略同様の形状であって、焼成後に中心部ハニカム焼成体となるセルの目封じをしていない生のハニカム成形体と、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した外周部ハニカム焼成体１３０と略同様の形状であって、焼成後に外周部ハニカム焼成体となるセルの目封じをしていない生のハニカム成形体とを作製した。
【００３５】
（２）次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記湿潤混合物と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填し、封止材ペーストを充填したハニカム成形体の乾燥体を再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００３６】
（３）乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂工程を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行った。
これにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した中心部ハニカム焼成体２０と同様の形状であって、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、セル密度が３００個／ｉｎｃｈ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）の各物性値を有する多孔質炭化ケイ素焼結体からなる中心部ハニカム焼成体１２０と、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した形状であって、気孔率、平均気孔径、セル密度及びセル壁の厚さが中心部ハニカム焼成体１２０と同一である外周部ハニカム焼成体１３０とを作製した。
【００３７】
（４）中心部ハニカム焼成体１２０、及び、外周部ハニカム焼成体１３０の所定の側面に接着材ペーストを塗布し、この接着材ペーストを介して中心部ハニカム焼成体１２０を４個と、外周部ハニカム焼成体１３０を８個とを図６に示した配置になるように接着させ、さらに、１８０℃で２０分間加熱して接着材ペーストを固化させることにより、接着材層１４０の厚さが１ｍｍで円柱状のハニカム構造体を製造した。
ここで、接着材ペーストとしては、平均粒径０．６μｍの炭化ケイ素粒子３０．０重量％、シリカゾル２１．４重量％、カルボキシメチルセルロース８．０重量％、及び、水４０．６重量％からなる接着材ペーストを使用した。
【００３８】
実施例１で製造したハニカム構造体の断面の形状は、図６に示す通りである。
即ち、ハニカム構造体１００では、外周部ハニカム焼成体１３０の面１３０ａ及び面１３０ｄに、凹凸が形成された構成となっている。また、凹凸が形成されている面（凹凸面）１３０ｄが、接着材層１４０と接する面のうち最も面積の小さい面となっているとともに、他の外周部ハニカム焼成体１３０の凹凸面１３０ｄと接着材層１４０を介して接している（図６参照）。
【００３９】
（比較例１）
実施例１の工程（１）と同様にして、焼成後に中心部ハニカム焼成体となる生のハニカム成形体を作製した。
また、押出成形用金型の形状を変えることにより実施例１で作製した外周部ハニカム焼成体の凹凸面１３０ａに対応する面が曲面となっており、凹凸面１３０ｄに対応する面が平面となっていること以外は実施例１で作製した外周部ハニカム焼成体と同様の形状であって、焼成後に外周部ハニカム焼成体となる生のハニカム成形体を作製した。これらの生のハニカム成形体を用いて実施例１の（２）〜（４）の工程を行うことにより、図６に示す実施例１で製造したハニカム構造体の断面の形状において、外周部ハニカム焼成体１３０の凹凸面１３０ａに対応する面が曲面となっており、凹凸面１３０ｄに対応する面が平面となっていること以外は、実施例１と同様の形状のハニカム構造体を製造した。
【００４０】
（ハニカム構造体の評価）
実施例１及び比較例１で製造したハニカム構造体について、下記の方法でサイクル試験を行うことにより、サイクル試験後における接着材層の破損の有無、ハニカム焼成体の位置ズレの有無、及び、ハニカム焼成体の脱落の有無について確認した。
【００４１】
（サイクル試験）
まず、実施例１及び比較例１に係るハニカム構造体をエンジンの排気通路に配置し、さらにハニカム構造体よりガス流入側に、市販の触媒担持体（直径：１４４ｍｍ、長さ：１００ｍｍ、セル密度：４００セル／ｉｎｃｈ２、白金担持量：５ｇ／Ｌ）を設置して排気ガス浄化装置とし、エンジンを回転数３０００ｍｉｎ−１、トルク５０Ｎｍでパティキュレートを９時間捕集した。パティキュレートの捕集量は、１０ｇ／Ｌであった。
【００４２】
その後、エンジンを回転数１２５０ｍｉｎ−１、トルク６０Ｎｍとし、ハニカム構造体の温度が一定となった状態で、１分間保持した後、ポストインジェクションを行い、ガス流入側にある酸化触媒に排ガスを流通させて排気温度を上昇させ、パティキュレートを燃焼させた。
上記ポストインジェクションの条件は、開始後１分間にハニカム構造体の中心温度が６００℃でほぼ一定になるように設定した。そして、上記工程を２０回繰り返した後に、ハニカム構造体にクラック等が発生したか否かを観察した。
【００４３】
その結果、実施例１のハニカム構造体では、サイクル試験後においてもハニカム構造体の破損、ハニカム焼成体の位置ズレ、及び、ハニカム焼成体の脱落がいずれも発生していなかった。
一方、比較例１のハニカム構造体では、接着材層にクラックが発生しており、ハニカム構造体が破損していた。また、一部のハニカム焼成体が脱落していた。これは、比較例１のハニカム構造体では、繰り返し再生処理を行うことによりハニカム構造体の外周部に発生した応力に比べて、ハニカム焼成体同士の接着強度が劣っていたためであると考えられた。
【００４４】
なお、第一実施形態のハニカム構造体は、図２に示した形状の中心部ハニカム焼成体と図５に示した形状の外周部ハニカム焼成体とに加えて、図７に示した形状の外周部ハニカム焼成体を用いて構成されていてもよい。
図７（ａ）は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した外周部ハニカム焼成体とは別の外周部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した外周部ハニカム焼成体を図７（ａ）とは異なる方向から観察した斜視図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す外周部ハニカム焼成体２５０は、互いに向かい合う面２５０ｂ及び面２５０ｄに凹凸が形成されており、残りの面２５０ａ及び２５０ｃが平面となっていること以外は、図２に示した中心部ハニカム焼成体と同様の構成となっている。
【００４５】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示したハニカム焼成体を用いた第一実施形態のハニカム構造体の構成について、図８に示す。
図８は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す外周部ハニカム焼成体を用いたハニカム構造体を長手方向に垂直に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。
図８に示すように、ハニカム構造体２００は、ハニカム構造体２００の中心部に位置する９個の中心部ハニカム焼成体２２０と、ハニカム構造体２００の外周面の一部を構成する１２個の外周部ハニカム焼成体２３０（２５０）と、これらのハニカム焼成体（中心部ハニカム焼成体２２０、外周部ハニカム焼成体２３０（２５０））の間に存在し、ハニカム焼成体同士を互いに接着している接着材層２４０と、ハニカム構造体２００の外周面を形成するコート層２６０とから構成されている。また、外周部ハニカム焼成体は、互いに形状の異なる８個の外周部ハニカム焼成体２３０と、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示した４個の外周部ハニカム焼成体２５０とから構成されている。
このような構成を有するハニカム構造体２００においても、外周部ハニカム焼成体２３０（２５０）の接着材層２４０と接する面のうち、少なくとも一つの面２３０ｄ（２５０ｂ及び２５０ｄ）に凹凸が形成されている。
また、凹凸が形成された面２３０ｄ（２５０ｂ及び２５０ｄ）は、外周部ハニカム焼成体２３０（２５０）の接着材層２４０と接する面のうち最も面積の小さい面となっている。
【００４６】
（その他の実施形態）
第一実施形態のハニカム構造体を製造する方法では、予め、所定の形状に成形されたハニカム焼成体を作製してハニカム構造体を製造しているが、本発明の実施形態のハニカム構造体は、例えば、下記のような方法を用いて作製してもよい。
以下、第一実施形態のハニカム構造体を製造する場合を例に、本発明の実施形態のハニカム構造体の別の製造方法について説明する。
【００４７】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の実施形態のハニカム構造体の製造方法の別の一例を説明するための断面図である。
（１）第一実施形態のハニカム構造体を製造する工程（１）〜（３）と同様の方法を用いて、各セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム焼成体を作製する。
この際、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した中心部ハニカム焼成体２０と略同様の形状の中心部ハニカム焼成体３２０と、図９（ａ）に示したように、断面の形状が台形であって、面３３０ｄ′に凹凸面が形成された外周部ハニカム焼成体３３０′とを作製する。
なお、面３３０ｄ′の凹凸は、図面には示していない。
【００４８】
（２）次に、中心部ハニカム焼成体３２０と、外周部ハニカム焼成体３３０′とを図９（ａ）に示すように位置するように、第一実施形態の工程（４）と同様、接着材ペースト層を介して結束させ、さらに、接着材ペースト層を固化させることによりハニカム焼成体の集合体３００′を作製する。
【００４９】
（３）次に、ハニカム焼成体の集合体３００′の側面をダイヤモンドカッター等を用いて加工して円柱状にする外周加工工程を行い、中心部ハニカム焼成体３２０と外周部ハニカム焼成体３３０とが接着材層３４０を介して結束されたハニカム構造体３００を製造する（図９（ｂ）参照）。
このようにして製造されるハニカム構造体３００の面３３０ｄには、セルの断面形状に沿って凹凸が形成されることになる。面３３０ｄの凹凸は、図面には示していない。
なお、必要に応じて、ハニカム構造体３００の外周面にコート層（図示せず）を形成してもよい。
【００５０】
本発明のハニカム構造体は、セルの端部が封止されていなくてもよい。このようなハニカム構造体は、触媒担持体として好適に使用することが可能となる。
【００５１】
上記ハニカム焼成体の形状は、特に限定されるものではないが、ハニカム焼成体同士を結束させてハニカム構造体を作製する際に結束しやすい形状であることが好ましく、その断面の形状としては、正方形、長方形、六角形、扇状等が挙げられる。
【００５２】
本発明のハニカム構造体の形状は、円柱形状に限定されるものでなく、楕円柱形状であっても良い。
【００５３】
上記接着材ペーストに含まれる無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。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。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【００５４】
上記接着材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等からなる無機粒子を挙げることができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粒子等が挙げられる。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。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素からなる無機粒子が望ましい。
【００５５】
上記接着材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。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。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【００５６】
上記ハニカム焼成体の気孔率は特に限定されないが、３５〜６０％であることが望ましい。
上記ハニカム焼成体を用いて製造したハニカム構造体をフィルタとして使用した際、気孔率が３５％未満であると、本発明の実施形態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６０％を超えると、ハニカム焼成体の強度が低下して容易に破壊されることがあるからである。
【００５７】
上記ハニカム焼成体の平均気孔径は、５〜３０μｍであることが望ましい。
上記ハニカム焼成体を用いて製造したハニカム構造体をフィルタとして使用した際、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り、一方、平均気孔径が３０μｍ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からである。
【００５８】
なお、上記気孔率及び気孔径は、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。
【００５９】
上記ハニカム焼成体の断面におけるセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎｃｈ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎｃｈ２）である。
また、上記ハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１〜０．４ｍｍであることが望ましい。
【００６０】
上記ハニカム焼成体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、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、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等のセラミック粉末が挙げられる。
これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。なお、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミック、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等のセラミック原料も構成材料として挙げられ、これらのなかでは、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたもの（ケイ素含有炭化ケイ素）が望ましい。
特に、炭化ケイ素を６０ｗｔ％以上含むケイ素含有炭化ケイ素質セラミックが望ましい。
【００６１】
上記セラミック粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程を経て作製されたハニカム焼成体の大きさが、脱脂されたハニカム成形体の大きさに比べて小さくなる場合が少ないものが好ましい。
【００６２】
上記湿潤混合物に混合される有機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が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。上記有機バインダの配合量は、通常、上記セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
上記湿潤混合物に混合される可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
上記湿潤混合物に混合される潤滑剤は特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【００６３】
また、上記湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。
さらに、上記湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
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、ポリアルコール等が挙げられる。
【００６４】
さらに、上記湿潤混合物には、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。
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が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【００６５】
セルを封止する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、湿潤混合物と同様のペースト状物を用いることができる。
【００６６】
上記ハニカム構造体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、このなかでは、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００６７】
本発明の実施形態のハニカム構造体の製造方法における結束工程は、接着材ペーストを各ハニカム焼成体の側面に塗布する方法以外に、例えば、作製するセラミックブロック（又はハニカム焼成体の集合体）の形状と略同形状の型枠内に各ハニカム焼成体を仮固定した状態とし、接着材ペーストを各ハニカム焼成体間に注入する方法等によって行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明のハニカム構造体を模式的に示した斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明のハニカム構造体を構成する中心部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した中心部ハニカム焼成体のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明のハニカム構造体を構成する外周部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した外周部ハニカム焼成体を図３（ａ）とは異なる方向から観察した斜視図である。
【図４】本発明のハニカム構造体を長手方向に垂直に切断した際の断面を模式的に示す平面図である。
【図５】図５（ａ）は、第一実施形態のハニカム構造体を構成する外周部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した外周部ハニカム焼成体を図５（ａ）とは異なる方向から観察した斜視図である。
【図６】第一実施形態のハニカム構造体を長手方向に垂直に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。
【図７】図７（ａ）は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した外周部ハニカム焼成体とは別の外周部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した外周部ハニカム焼成体を図７（ａ）とは異なる方向から観察した斜視図である。
【図８】図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す外周部ハニカム焼成体を用いたハニカム構造体を長手方向に垂直に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明のハニカム構造体の製造方法の別の一例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０、１００、２００、３００  ハニカム構造体
２０、１２０、２２０、３２０  中心部ハニカム焼成体
３０、１３０、２３０、２５０、３３０  外周部ハニカム焼成体
４０、１４０、２４０、３４０  接着材層
２１、３１、１３１  セル
２２、３２、１３２  セル壁
２３、３３、１３３  封止材
【図１】
2009255037.tif 000003
【図２】
2009255037.tif 000004
【図３】
2009255037.tif 000005
【図４】
2009255037.tif 000006
【図５】
2009255037.tif 000007
【図６】
2009255037.tif 000008
【図７】
2009255037.tif 000009
【図８】
2009255037.tif 000010
【図９】
2009255037.tif 000011