(57)【要約】第１〜第４のセルを含む交差する多孔質壁を有するハニカム体であって、セルは、入口面から出口面まで延在し、３つの入口および１つの出口チャネルを有する繰り返し構造単位を画成するよう施栓される。繰り返し構造単位は、長さＬ１、幅Ｗ２、および面積Ａ１を有する第１のチャネルと、長さＬ２、幅Ｗ２、および面積Ａ２を有する第２のチャネルと、長さＬ１、幅Ｗ１、および面積Ａ３を有する第３のチャネルと、長さＬ２、幅Ｗ１、およびＡ４を有する第４のチャネルとを含み、第１〜第３のチャネルは入口であり、第４のチャネルは長方形の出口であり、Ｗ１≧Ｗ２、およびＬ１≠Ｌ２のうちの少なくとも１つ（即ち、Ｗ１≧Ｗ２、もしくはＬ１≠Ｌ２）であるか、または、Ｗ１≧Ｗ２であり、且つ、Ｌ１≠Ｌ２である。繰り返し構造単位は四辺形の外周を有する。このハニカム体を含む微粒子フィルタ、ハニカム押出ダイ、およびハニカム体の製造方法が提供される。
2020506869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム体において、
繰り返し構造単位のパターンを有するマトリクス状に交差する多孔質壁を含み、各前記繰り返し構造単位が、第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルを含み、該第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルの全てが、入口面から出口面まで軸方向に、互いに対して平行に延びており、前記軸方向に対して直交する横断方向の平面において四辺形の断面を有し、前記繰り返し構造単位内において入口チャネルおよび出口チャネルを画成するよう施栓されており、各前記繰り返し構造単位が、
前記第１のセルによって画成された第１のチャネルであって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ２、および断面積Ａ１を有し、第１の側壁、および該第１の側壁に対して直交方向の第２の側壁を有する第１のチャネルと、
前記第２のセルによって画成された第２のチャネルであって、横断面において長さＬ２、前記幅Ｗ２、および断面積Ａ２を有し、前記第２の側壁を前記第１のチャネルと共有する第２のチャネルと、
前記第３のセルによって画成された第３のチャネルであって、横断面において前記長さＬ１、幅Ｗ１、および断面積Ａ３を有し、第３の側壁を有し、前記第１の側壁を前記第１のチャネルと共有する第３のチャネルと、
前記第４のセルによって画成された第４のチャネルであって、横断面において前記長さＬ２、前記幅Ｗ１、および断面積Ａ４を有し、第４の側壁を前記第２のチャネルと共有し、前記第３の側壁を前記第３のチャネルと共有する第４のチャネルと
を含み、
前記第１のチャネル、前記第２のチャネル、および前記第３のチャネルが入口チャネルであり、前記第４のチャネルが、横断面において長方形形状を有する出口チャネルであり、
Ｗ１≧Ｗ２、およびＬ１≠Ｌ２のうちの少なくとも１つであり、前記繰り返し構造単位が四辺形の外周を有する
ことを特徴とするハニカム体。
【請求項２】
前記繰り返し構造単位内の各前記セルが横断面において長方形である、請求項１記載のハニカム体。
【請求項３】
前記繰り返し構造単位内の前記第１のセルおよび前記第２のセルが横断面において長方形である、請求項１記載のハニカム体。
【請求項４】
前記繰り返し構造単位内の前記第３のセルおよび前記第４のセルが横断面において長方形である、請求項１記載のハニカム体。
【請求項５】
前記繰り返し構造単位の前記パターンが、前記第１のチャネルが前記第４のチャネルと壁を共有するスタガード構成で配置された繰り返し構造単位を含む、請求項１記載のハニカム体。
【請求項６】
全ての前記多孔質壁が、前記入口面の端から端まで連続的に延びている、請求項１記載のハニカム体。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１７年１月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／４５２，７７０号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、ハニカム体に関し、より具体的には、エンジン排気等の流体流から粒子を濾過するのに適した微粒子フィルタ等の多孔質セラミックハニカム体、およびそのための押出ダイに関する。
【背景技術】
【０００３】
ハニカム微粒子フィルタは、典型的には、軸方向に延びる同じ断面積を有する複数のチャネルを構成する複数の交差する多孔質セラミック壁を有するハニカム体を含む。これらのチャネルの半分は、入口側において市松模様のパターンで施栓されており、それら半分のチャネルは出口側においては施栓されていないため、出口チャネルを構成する。軸方向に延びるチャネルの他の半分は、出口側において市松模様のパターンで施栓されており、入口側においては施栓されていないため、入口チャネルを構成する。使用中には、エンジン排気が、ハニカム体の多孔質セラミック壁を通って流れ、エンジン排気流から粒子（煤および他の無機粒子）が濾過される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一部のハニカムフィルタ構成では、ハニカム体のハニカム構造は、入口チャネルが出口チャネルよりも大きい断面積（即ち、より高い入口開口前面面積）を有するよう修正されている。比較的大きい入口チャネルは、煤および灰の担持量が経時的に増加するにつれての、圧力降下の増加の重大度を、効果的に低減している。しかし、入口セルを大きくするほど（および／または、出口セルを小さくするほど）、ハニカム構造の製造が比較的高価になり得ると共に、他の性能上の限界にもつながり得る。従って、比較的高い煤および灰の担持容量を有し、改善された圧力降下性能を有し、且つ、安価に製造できるハニカム体の設計が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様において、ハニカム体が提供される。このハニカム体は、繰り返し構造単位のパターンを有するマトリクス状に交差する多孔質壁を含む。各繰り返し構造単位は、第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルを含み、これらのセルは、入口面から出口面まで軸方向に、互いに対して平行に延びており、軸方向に対して直交する横断方向の平面において四辺形の断面を有する。セルは、繰り返し構造単位内において入口チャネルおよび出口チャネルを画成するよう施栓されており、各繰り返し構造単位は、第１のセルから構成された第１のチャネルであって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ２、および断面積Ａ１を有し、第１の側壁、および第１の側壁に対して直交方向の第２の側壁を有する第１のチャネルと、第２のセルから構成された第２のチャネルであって、横断面において長さＬ２、幅Ｗ２、および断面積Ａ２を有し、第２の側壁を第１のチャネルと共有する第２のチャネルと、第３のセルから構成された第３のチャネルであって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ１、および断面積Ａ３を有し、第３の側壁を有し、第１の側壁を第１のチャネルと共有する第３のチャネルと、第４のセルから構成された第４のチャネルであって、横断面において長さＬ２、幅Ｗ１、および断面積Ａ４を有し、第４の側壁を第２のチャネルと共有し、第３の側壁を第３のチャネルと共有する第４のチャネルとを含む。第１のチャネル、第２のチャネル、および第３のチャネルは入口チャネルを含み、第４のチャネルは、横断面において長方形形状を有する出口チャネルを含み、Ｗ１≧Ｗ２、およびＬ１≠Ｌ２のうちの少なくとも１つ（即ち、Ｗ１≧Ｗ２、もしくはＬ１≠Ｌ２）であるか、または、Ｗ１≧Ｗ２であり、且つ、Ｌ１≠Ｌ２である。更に、繰り返し構造単位は四辺形の外周を有する。
【０００６】
別の態様において、ハニカム体が提供される。このハニカム体は、繰り返し構造単位のパターンを有するマトリクス状に交差する多孔質壁を含む。繰り返し構造単位は、０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）、４０％≦％Ｐ≦６０％、１０マイクロメートル≦ＭＰＳ≦１６マイクロメートル、および３８％≦入口ＯＦＡ≦６２％を有し、各繰り返し構造単位は、第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルを含む。セルは、入口面から出口面まで軸方向に、互いに対して平行に延びており、軸方向に対して直交する横断方向の平面において四辺形の断面を有する。セルは、繰り返し構造単位内において入口チャネルおよび出口チャネルを画成するよう施栓されており、各繰り返し構造単位は、第１のセルから構成された第１のチャネルであって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ２、および断面積Ａ１を有し、第１の側壁、および第１の側壁に対して直交方向の第２の側壁を有する第１のチャネルと、第２のセルから構成された第２のチャネルであって、断面において長さＬ２、幅Ｗ２、および断面積Ａ２を有し、第２の側壁を第１のチャネルと共有する第２のチャネルと、第３のセルから構成された第３のチャネルであって、断面において長さＬ１、幅Ｗ１、および断面積Ａ３を有し、第３の側壁を有し、第１の側壁を第１のチャネルと共有する第３のチャネルと、第４のセルから構成された第４のチャネルであって、断面において長さＬ２、幅Ｗ１、および断面積Ａ４を有し、第４の側壁を第２のチャネルと共有し、第３の側壁を第３のチャネルと共有する第４のチャネルとを含む。第１のチャネル、第２のチャネル、および第３のチャネルは、入口チャネルを含み、第４のチャネルは、横断面において長方形形状を有する出口チャネルを含み、Ｗ１≧Ｗ２、およびＬ１≠Ｌ２のうちの少なくとも１つであり、繰り返し構造単位は四辺形の外周を有する。Ｔｗは横断方向の壁厚さであり、％Ｐは多孔質壁の開放気孔率であり、ＭＰＳはメジアン気孔径（Ｄ５０）であり、入口ＯＦＡはハニカム体の入口開放面積である。
【０００７】
別の態様において、ハニカム押出ダイが提供される。このハニカム押出ダイは、ダイ本体と、入口面と、入口面とは反対側の出口面と、入口面からダイ本体内へと延びる複数の供給孔と、出口面からダイ本体内へと延び、複数の供給孔と接続する交差するスロットのアレイとを含む。交差するスロットのアレイは、出口面の端から端まで延びる第１のスロットと、第１のスロットに対して直交方向に、出口面の端から端まで延びる第２の組のスロットとを含む。交差するスロットのアレイは、繰り返しダイ単位セルのアレイを構成し、繰り返しダイ単位セルは、断面において長さＬ１’、幅Ｗ２’、および断面積Ａ１’を有する第１のダイ構成要素と、断面において長さＬ２’、幅Ｗ２’、および断面積Ａ２’を有する第２のダイ構成要素と、断面において長さＬ１’、幅Ｗ１’、および断面積Ａ３’を有する第３のダイ構成要素と、断面において長さＬ２’、幅Ｗ１’、および断面積Ａ４’を有する第４のダイ構成要素とを含み、第４のダイ構成要素は、断面において長方形形状を有する。ダイ単位セルの外周形状は四辺形である。ダイ構成要素の構成は、第１の構成または第２の構成のうちの少なくとも一方を設けるよう選択され、第１の構成は、Ｗ１’＞Ｗ２’であり、且つ、Ｌ１’＝Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＝Ａ３’＞Ａ２’＝Ａ１’であるものであり、第２の構成は、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＞Ａ３’＞Ａ２’＜Ａ１’であるもの、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＞Ａ２’＞Ａ３’＜Ａ１’であるもの、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ３’＞Ａ４’＞Ａ１’＜Ａ２’であるもの、または、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ｗ１’＝Ｗ２’であり、且つ、Ａ４’＝Ａ２’＞Ａ３’＝Ａ１’であるもの
のうちの１つから選択される。
【０００８】
本開示の上記および他の実施形態に従って、多くの他の特徴および態様が提供される。実施形態の更なる特徴および態様は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面から、より完全に明らかになる。
【０００９】
以下に記載される添付の図面は、例示目的であり、必ずしも縮尺通りには描かれていない。図面は、決して本開示の範囲を限定することを意図したものではない。明細書および図面を通して、類似の要素を示すために類似の番号が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】１以上の実施形態によるハニカム体の入口側の部分端面図を示す
【図１Ｂ】１以上の実施形態による、図１Ａのハニカム体の繰り返し構造単位の入口側の部分拡大図を示す
【図１Ｃ】１以上の実施形態による、図１Ａのハニカム体の切断線１Ｃ−１Ｃに沿った部分側面断面図を示す
【図１Ｄ】１以上の実施形態による、図１Ａのハニカム体の切断線１Ｄ−１Ｄに沿った部分側面断面図を示す
【図１Ｅ】１以上の実施形態によるハニカム体の入口側端面図を示す
【図１Ｆ】１以上の実施形態によるハニカム体の出口側端面図を示す
【図１Ｇ】１以上の実施形態による、複数の組み立てられたハニカム体を含むハニカムアセンブリの入口側端面図を示す
【図２】１以上の実施形態による、本発明のハニカム体を含む微粒子フィルタの部分側面断面図を示す
【図３】１以上の実施形態による、本発明のハニカム体を含む微粒子フィルタを含む内燃機関の排気システムの模式的な側面図を示す
【図４Ａ】１以上の実施形態による、スタガード単位セル構成を有する別のハニカム体の入口側の部分端面図を示す
【図４Ｂ】１以上の実施形態による、図４Ａのハニカム体の繰り返し構造単位の拡大端面図を示す
【図５】１以上の実施形態による、Ｗ２＝Ｌ１＝Ｌ２である別のハニカム体の繰り返し構造単位の拡大図を示す
【図６】１以上の実施形態による、Ｗ２＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ２＞Ｌ２であり、且つ、Ｌ１＝Ｌ２である別のハニカム体の繰り返し構造単位の拡大端面図を示す
【図７】１以上の実施形態による、Ｗ１＞Ｗ２であり、且つ、Ｌ１≠Ｌ２である更に別のハニカム体の繰り返し構造単位の拡大図を示す
【図８Ａ】本発明のハニカム体の１以上の実施形態を製造するために用いられるハニカム押出ダイの部分正面図を示す
【図８Ｂ】１以上の実施形態による、図８Ａのハニカム押出ダイの切断線８Ｂ−８Ｂに沿った部分側面断面図を示す
【図８Ｃ】１以上の実施形態による、図８Ａのハニカム押出ダイのダイ単位セルの拡大正面図を示す
【図８Ｄ】１以上の実施形態による、様々な供給孔構成を示す、ハニカム押出ダイの部分正面図を示す
【図８Ｅ】１以上の実施形態による、様々な供給孔構成を示す、ハニカム押出ダイの部分正面図を示す
【図８Ｆ】１以上の実施形態による、様々な供給孔構成を示す、ハニカム押出ダイの部分正面図を示す
【図９Ａ】１以上の実施形態による、比較例１〜３のハニカム体と比較した本発明のハニカム体の圧力降下性能を示す性能プロットを示す
【図９Ｂ】１以上の実施形態による、比較例１〜３のハニカム体と比較した本発明のハニカム体の圧力降下性能を示す性能プロットを示す
【図１０】１以上の実施形態による、本発明のハニカム体を含む微粒子フィルタを動作させる方法を示すフローチャートを示す
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、添付の図面に示されている本開示の例示的な実施形態を詳細に参照する。実施形態の説明において、本開示の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載される。しかし、本発明は、これらの具体的な詳細の一部または全てを含まずとも実施され得ることが、当業者に自明であろう。他の例では、本発明を不必要に不明瞭にしないために、周知の特徴および／または処理工程は詳細には説明しない。本明細書に記載されている様々な実施形態の特徴は、特に明記しない限り、互いに組み合わされ得る。
【００１２】
様々な実施形態において、本開示は、施栓されたハニカム構造体から構成されるウォールフロー型フィルタ（例えば、ガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）またはディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）等）として用いられるように構成され得るハニカム体に関する。様々な実施形態において、本明細書に開示されているフィルタは、現在入手可能な微粒子フィルタの設計と比較して、ハニカム体内における煤および／もしくは灰または他の無機粒子の優れた貯蔵容量を提供できるのが好ましく、フィルタに亘る比較的少ない清浄状態圧力降下、並びに、煤および／または灰担持量の関数としての比較的少ない圧力降下の増加を維持しつつ、煤および／もしくは灰または他の無機粒子の優れた貯蔵容量を提供できるのが更に好ましい。
【００１３】
微粒子フィルタ（例えば、ＧＰＦまたはＤＰＦ）は、煤粒子および灰を収集して、煤中に存在し得る、または排気構成要素（例えば、エンジンもしくはマニホールド等）から剥がれ落ち得る無機物質を捕捉できる。無機物質は、典型的には、再生によって煤と共に燃え尽きないので、無機物質は、経時的に微粒子フィルタ内に灰と共に蓄積し得る。そのような蓄積は、最終的には、ハニカム体に亘る圧力降下の増加を生じ得るものであり、これは許容できないほど高くなり得る。この圧力降下の増加を軽減するために、取り外し、並びに、新たなフィルタまたは灰および無機物質が除去されたクリーニング済フィルタとの交換によって、微粒子フィルタの保守が行われ得るため、コストの増加につながり得る。
【００１４】
従って、本開示の１以上の実施形態によれば、より長い点検間隔を提供するために高い灰／無機物質貯蔵容量を有し、好ましくは、煤および／または灰担持量の関数としての圧力降下の増加のペナルティを制限するハニカム体が提供される。更に、本開示の１以上の実施形態では、比較的安価な既存の押出ダイ製造技術が用いられ得るので、製造上の利益が提供され得る。例えば、１以上の実施形態では、押出ダイの出口面を（例えば、単一の方向に、または直交する２つの方向に）端から端まで完全に横断する直線ダイカットが用いられ得る。例えば、比較的安価な切削ホイールおよび／またはワイヤ電子放電加工（ワイヤＥＤＭ）によるダイ製造技術が用いられ得るものであり、これは、プランジＥＤＭまたはＥＣＭ等の他の技術と比較して、ダイのコストを劇的に低下させ得る。更に、１以上の実施形態では、未焼成状態および／または焼成状態におけるハニカム体の改善された構造剛性による利益が得られ得る。
【００１５】
ハニカム体の１以上の実施形態は、繰り返し構造単位のパターンを有するマトリクス状に交差する多孔質壁を含む。各繰り返し構造単位は、第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルを含み、全てのセルは、入口面から出口面まで軸方向に、互いに対して平行に延びる。各セルは、軸方向に対して直交する横断方向の平面（以下、「横断面」と称する）において四辺形の断面を有する。繰り返し構造単位のそれぞれのセルは、その繰り返し構造単位内に入口チャネルおよび出口チャネルを画成するよう施栓される。各繰り返し構造単位は、第１のセルから構成された第１のチャネルであって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ２、および断面積Ａ１を有し、第１の側壁、および第１の側壁に対して直交方向の第２の側壁を含む第１のチャネルを含む。各繰り返し構造単位は、第２のセルから構成された第２のチャネルであって、横断面において長さＬ２、幅Ｗ２、および断面積Ａ２を有し、第２の側壁を第１のチャネルと共有する第２のチャネルを含む。各「繰り返し構造単位」の第３のチャネルは、第３のセルから構成され、横断面において長さＬ１、幅Ｗ１、および断面積Ａ３を有し、第３の側壁を有し、第１の側壁を第１のチャネルと共有する。各「繰り返し構造単位」の第４のチャネルは、第４のセルから構成され、横断面において長さＬ２、幅Ｗ１、および断面積Ａ４を有し、第４の側壁を第２のチャネルと共有し、第３の側壁を第３のチャネルと共有する。第１のチャネル、第２のチャネル、および第３のチャネルは、入口チャネルを含み、第４のチャネルは、横断面において長方形形状を有する出口チャネルを含み、Ｗ１≧Ｗ２、およびＬ１≠Ｌ２のうちの少なくとも１つであり、繰り返し構造単位は四辺形の外周を有する。一部の実施形態では、Ｗ１＞Ｗ２であり、且つ、Ｌ２＝Ｌ１である。他の実施形態では、Ｗ１＞Ｗ２であり、且つ、Ｌ２≠Ｌ１である。更に別の実施形態では、例えば、Ｗ１＞Ｗ２であり、且つ、０．５≦Ｌ２／Ｌ１≦１．２５である。Ｗ１、Ｗ２、Ｌ１、およびＬ２の他の組み合わせも可能である。
【００１６】
上述の性能上の利益の1つ以上を提供する、繰り返し構造単位の実施形態の他の構造的および微細構造的属性を、本明細書において完全に説明する。
【００１７】
本明細書において用いられる「ハニカム体」とは、缶または筐体内に受容されて用いられるよう構成されたウォールフロー型ハニカム体であって、開放連通気孔を有し、交差するセル壁のマトリクスを含み、少なくとも幾つかの施栓された入口チャネルおよび少なくとも幾つかの施栓された出口チャネルを含む、ウォールフロー型ハニカム体を意味する。
【００１８】
本開示の他の実施形態では、ハニカム体を含む微粒子フィルタ、微粒子フィルタを含む排気システム、本発明のハニカム体を製造するための押出ダイ、微粒子を濾過する方法、およびハニカム体を製造する方法、並びに、他の態様および特徴が提供される。
【００１９】
例示的なハニカム体、微粒子フィルタ、微粒子フィルタを含む排気システム、本明細書に記載されているハニカム体を製造するための押出ダイ、並びに、微粒子を濾過する方法、およびハニカム体を製造する方法の更なる詳細を、本明細書において図１Ａ〜図１０を参照して説明する。
【００２０】
図１Ａ〜図１Ｆは、それぞれ、本開示によるハニカム体１００の第１の例示的な実施形態の様々な図を示す。ハニカム体１００は、内燃機関（例えば、ガスエンジンまたはディーゼルエンジン）からの流れ（例えば、エンジン排気流等）から微粒子（例えば、煤および／または無機物質）を濾過するために用いられる微粒子フィルタ内の濾過媒体として用いられるという有用性を有する。ハニカム体１００は、互いに（例えば、直角に）交差する多孔質壁１０２であって、複数の長手方向に延びる互いに対して平行なセルを構成する多孔質壁１０２を含む。多孔質壁１０２は開放連通気孔を有し得るものであり、多孔質壁１０２は、ハニカム体１００の熱再生中に遭遇するような使用中の高温に耐えられるセラミックまたは他の適切な多孔質材料で作られ得る。例えば、交差する多孔質壁１０２は、コーディエライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、チタン酸アルミニウム、ムライト、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸窒化ケイ素アルミニウム（Ａｌ６Ｏ２Ｎ６Ｓｉ）、ムライト、ゼオライト等のセラミック材料、またはそれらの組合せで作られ得る。溶融シリカまたは多孔質金属等の他の適切な多孔質材料、またはそれらの組合せが用いられてもよい。
【００２１】
セラミックの場合には、壁１０２は押出成形プロセスにおいて形成され得るものであり、押出成形プロセスでは、適切なバッチ混合物（例えば、無機および有機バッチ成分および液体ビヒクル（例えば、水））が、ハニカム押出ダイを通して押出成形され、次に乾燥され、更に焼成されて、（施栓されていない）多孔質セラミックハニカム体が製造される。次に、セラミックハニカム体は、本明細書に記載されている定められた施栓パターンで施栓されて、ハニカム体１００が製造され得る。施栓は、Ａｌｌｅｎらの米国特許第６，６７３，３００号明細書に記載されているように、または他の方法によって達成され得る。一部の実施形態では、乾燥された未焼成ハニカム体が施栓され、次に焼成されてもよく、或いは、部分的に焼成され、施栓され、再び焼成されてもよい。多孔質壁１０２の材料の様々な微細構造属性が、本明細書に記載されている。
【００２２】
ハニカム体１００は、ハニカム体１００の外周面１００Ｓを画成する半径方向の外周上に外皮１０３（図１Ｅ〜図１Ｆ）を含み得る。外皮１０３は、ハニカムマトリクス構造の押出成形と共に押出成形されてもよく、または、ハニカム体の押出成形後（乾燥後、または焼成後）に施されてもよい（例えば、一部の実施形態では、セラミックハニカム体または乾燥した未焼成体ハニカム体の外周（例えば、機械加工された外周）上に、セラミックベースの外皮セメントとして施される、後から施される外皮）。外皮１０３は、例えば、ハニカム体１００の半径方向の外周周りに略均一な外皮厚さＴｓ（図１Ｅ）を有し得る。外皮厚さＴｓは、例えば、約０．１ｍｍ〜１００ｍｍ、または１ｍｍ〜１０ｍｍであり得る。他の外皮厚さＴｓを用いてもよい。ハニカム体等の物品に外皮を施すための装置および方法は、例えば、米国特許第９，１３２，５７８号明細書に記載されている。他の適切な外皮を施す方法を用いてもよい。本明細書に記載されている一部の実施形態では、交差する多孔質壁１０２は、例えば、押出ダイのコストの低減に関する利益を得るため等に、外皮１０３の部分間においてハニカム体１００の端から端まで連続的に延びていることが有利であり得る。他の実施形態では、セル壁のマトリクスは、同じハニカム体内において１以上の構成を有する。
【００２３】
ハニカム体１００の最外部の断面形状は、円形、楕円形、長円形、またはレーストラック形状であり得るが、ハニカム体１００はこれらの断面形状に限定されない。三角形もしくは三葉形、正方形、または長方形等の他の断面形状を用いてもよい。
【００２４】
繰り返し構造単位は、第１のセル１０４、第２のセル１０６、第３のセル１０８、および第４のセル１１０を含む複数のセルを含み、これらのセルの少なくとも一部は、横断面において、繰り返し構造単位１２４の他のセルとは異なる断面形状を有する。一部の実施形態では、複数のセル１０４〜１１０は、断面において２つの異なるタイプのセル形状から構成され得る（例えば、長方形のセル形状と正方形のセル形状との組合せ等といった、異なる四辺形のセル形状の組合せ等）。本明細書において用いられる「長方形」とは、４つの辺および９０度の角を有する四辺形を意味し、第１の２辺は等しい長さを有し、第２の２辺は等しい長さであって、第１の２辺の長さとは異なる長さを有する。本明細書において用いられる「四辺形」とは、４つの（４つのみの）直線の辺を有する４辺多角形を意味する。他の実施形態では、複数のセル１０４〜１１０は、横断面において、４つの異なるタイプのセル形状（例えば、異なるサイズの長方形のセルの組み合わせ等）から構成され得る。第１のセル１０４、第２のセル１０６、第３のセル１０８、および第４のセル１１０は全て、入口面１１４から出口面１１６まで軸方向軸１１２に沿って、互いに対して平行に延び得るものであり、入口面１１４および出口面１１６は、図１Ｃおよび図１Ｄに示されているように、互いに対して反対側にあるのが一般的である。各セル１０４〜１１０の横断方向の断面積は、その長さに沿って一定であり得る。更に、多孔質壁１０２の横断方向の壁厚さＴｗは、多孔質壁１０２の長さに沿って一定であり得る。
【００２５】
１以上の実施形態では、第１のセル１０４、第２のセル１０６、第３のセル１０８、および第４のセル１１０は、施栓パターン１１８で施栓され、栓の表面およびセル１０４〜１１０は、共に入口チャネル１２０および出口チャネル１２２を画成する。セル１０４、１０６、１０８、１１０のうちの幾つかは、出口面１１６において、またはその付近においては施栓されているが、入口面１１４において、またはその付近においては施栓されておらず、本明細書においては入口チャネル１２０として定義される。セル１０４、１０６、１０８、１１０のうちの他のものは、入口面１１４において、またはその付近においては施栓されているが、出口面１１６において、またはその付近においては施栓されておらず、本明細書においては出口チャネル１２２として定義される。図示されている実施形態では、繰り返し構造単位１２４のセル１０４、１０６、１０８、１１０の全ては、少なくとも１つの端部において、またはその付近において施栓され得る（即ち、施栓されていないセルはない）。しかし、一部の実施形態では、ハニカム体内に１以上の貫通チャネルを設けるために、セルのうちの特定のものは、その長さに沿って意図的に施栓されないままにされてもよい。
【００２６】
複数の実施形態において、ハニカム体１００および繰り返し構造単位１２４内における入口チャネル１２０の数は、出口チャネル１２２の数よりも多くてもよい。複数の実施形態において、入口チャネル１２０の数は、出口チャネル１２２の数の３倍であり得る。施栓パターン１１８の栓１１９は、コーディエライト、チタン酸アルミニウム、ムライト、炭化ケイ素、および／または、ハニカム体１００の熱再生中に遭遇するような高温に耐えられる他の材料を含むセラミック栓材料等の、適切な栓材料から形成され得る。施栓材料を生成するために、例えば、適切な粉末無機材料が、有機バインダーおよび液体ビヒクルと混合され得る。限定するものではない適切な施栓材料および施栓プロセスは、例えば、米国特許第４，５５７，７７３号明細書、米国特許第６，６７３，３００号明細書、米国特許第７，７４４，６６９号明細書、および米国特許第７，９２２，９５１号明細書に記載されている。栓１１９は、入口面１１４および出口面１１６と同一平面上にあってもよく、または同一平面上になくてもよい。栓１１９は、チャネルの幅および高さを満たすものであり得、例えば、軸方向軸１１２に沿って約０．００４インチ（０．１０ｍｍ）〜約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）、または約０．００４インチ（０．１０ｍｍ）〜約０．０６インチ（１．５２ｍｍ）の栓深さを有し得る。他の栓深さを用いてもよい。栓１１９は、開放連通気孔を有し得る。
【００２７】
ここで図１Ａ〜１Ｂおよび図１Ｅ〜１Ｆを参照すると、ハニカム体１００全体に亘って繰り返される繰り返し構造単位１２４を含むハニカム体１００が示されている。本明細書において用いられる繰り返し構造単位１２４とは、ハニカム体１００の構造の少なくとも一部を形成するために何度も繰り返される特定のパターンで配置された３つの入口チャネル１２０と１つの出口チャネル１２２との集合体を意味する。この実施形態に示されているように、各繰り返し構造単位１２４は、入口面１１４から見て、複数の出口チャネル１２２のうちの１つと複数の入口チャネル１２０のうちの３つとで構成され、四辺形の外周形状を有する（例えば、繰り返し構造単位１２４の外形は長方形である）。繰り返し構造単位１２４は、図１Ｂに示されているような構成、並びにその鏡像を含む。
【００２８】
一部の実施形態では、各繰り返し構造単位１２４は、繰り返し構造単位１２４と略同一である他の隣接する繰り返し構造単位１２４’（図１Ａにおいて符号が付されているもの）と直に当接する関係で設けられる。入口面１１４の一部の領域では、繰り返し構造単位１２４は、繰り返し構造単位１２４と略同一である他の隣接する繰り返し構造単位１２４’によって完全に囲まれて当接し得る。図１Ａに示されているように、繰り返し構造単位１２４の各辺は、隣接する繰り返し構造単位１２４’と直に当接し得る。外皮１０３付近にある繰り返し構造単位１２４の一部は、１以上の不完全な繰り返し構造単位（繰り返し構造単位１２４の全構造に満たないものを含む）に隣接し得る。他の実施形態では、ハニカム体内において、繰り返し構造単位１２４と共に、セルおよびチャネルの他の構成、並びに、他のタイプの繰り返し構造単位が存在してもよいことは明らかである。
【００２９】
１以上の実施形態では、繰り返し構造単位１２４は、定められたパターンで配置された第１のチャネル１２５、第２のチャネル１３０、第３のチャネル１３５、および第４のチャネル１４０から構成され、チャネル１２５〜１４０の各々は、繰り返し構造単位１２４の他のチャネルの各々と、その辺または角（例えば、対角線方向に）のいずれかにおいて直に当接する関係で設けられ得る。ここで図１Ｂを参照すると、繰り返し構造単位１２４のチャネル１２５〜１４０は、横断面において長方形であり得る。図示されている実施形態では、出口チャネル１２２は、横断面における形状が長方形である（例えば、第４のチャネル１４０）。他のチャネル１２５〜１３５は入口チャネル１２０であり、それらも横断面における形状が長方形であり得る。本明細書に記載されている他の実施形態は、横断面における形状が長方形のチャネルと正方形のチャネルとの１以上の組合せを含み得る。
【００３０】
従って、一部の実施形態では、繰り返し構造単位１２４内のチャネル１２５〜１４０の各々は長方形であることを理解されたい。他の実施形態では、繰り返し構造単位内の第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０は長方形である。他の実施形態では、繰り返し構造単位１２４の第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０は正方形である。一部の実施形態では、繰り返し構造単位１２４の第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４０は長方形である。本明細書に記載されている実施形態の各チャネル１２５〜１４０は、そのチャネルの１以上の角に、僅かな半径、または面取りもしくはベベルを含み得る。
【００３１】
図１Ｂを参照すると、繰り返し構造単位１２４は、４つのチャネル１２５〜１４０の領域を含み、チャネル１２５〜１４０のクラスタの外周を囲む多孔質壁１０２の横断方向壁厚さＴｗの半分を含む。換言すると、繰り返し構造単位１２４は、（Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｔｗ）×（Ｗ１＋Ｗ２＋２Ｔｗ）に等しい。
【００３２】
繰り返し構造単位１２４は、横断面において四辺形（例えば、長方形または正方形）である外周形状を有する。繰り返し構造単位１２４は、第１のセル１０４から構成され得る第１のチャネル１２５であって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ２、および断面積Ａ１を有する第１のチャネル１２５を含む。第１のチャネル１２５は、第１の側壁１２６と、第１の側壁１２６に対して直交方向であり得る第２の側壁１２８とを含む。図示されている実施形態では、第１のチャネル１２５は入口チャネル１２０を含み、横断面において長方形の断面形状を有し、Ｌ１＞Ｗ２である。しかし、一部の実施形態では、第１のチャネル１２５は、正方形の断面形状（Ｗ２＝Ｌ１である図５参照）、または、Ｗ２＞Ｌ１もしくはＬ１＞Ｗ２である長方形の断面を有してもよいことが明らかである。
【００３３】
繰り返し構造単位１２４の第２のチャネル１３０は、第２のセル１０６から構成され得るものであり、横断面において長さＬ２、幅Ｗ２、および第２の断面積Ａ２を有する。第２のチャネル１３０は、第２の側壁１２８を第１のチャネル１２５と共有している。図示されている実施形態では、第２のチャネル１３０は入口チャネル１２０を含み得るものであり、横断面において長方形の断面形状を有し、Ｌ２＞Ｗ２であり、且つ、Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ａ１＝Ａ２である。しかし、一部の実施形態では、第２のチャネル１３０は、Ｗ２＝Ｌ２である正方形の断面形状、または、Ｗ２＞Ｌ２、もしくはＬ２＞Ｗ２である長方形の断面を有してもよい。
【００３４】
繰り返し構造単位１２４の第３のチャネル１３５は、第３のセル１０８から構成され得るものであり、横断面において長さＬ１、幅Ｗ１、および断面積Ａ３を有する。第３のチャネル１３５は、第３の側壁１３６を有し、第１の側壁１２６を第１のチャネル１２５と共有している。図示されている実施形態では、第３のチャネル１３５は、入口チャネル１２０を含み、横断面において長方形の断面形状を有し得るものであり、Ｗ１＞Ｌ１である。
【００３５】
繰り返し構造単位１２４の第４のチャネル１４０は、第４のセル１１０から構成され得るものであり、横断面において長さＬ２、幅Ｗ１、および断面積Ａ４を有する。第４のチャネル１４０は、第４の側壁１４２を第２のチャネル１３０と共有し、第３の側壁１３６を第３のチャネル１３５と共有している。図示されている実施形態では、第４のチャネル１４０は、出口チャネル１２２を含み、横断面において長方形の断面形状を有し、Ｗ１＞Ｌ２であり、且つ、Ａ４＝Ａ３である。しかし、一部の実施形態では、Ｌ２＞Ｌ１であり、且つ、Ａ４＞Ａ３である。必要に応じて、一部の実施形態では、Ｌ２＜Ｌ１であり、且つ、Ａ４＜Ａ３である。繰り返し構造単位１２４の構造的および微細構造的属性については、より詳細に後述する。
【００３６】
本明細書に開示されている一部の実施形態では、ハニカムアセンブリ１００Ａは、例えば、図１Ｇに示されているように、複数のハニカム体１００Ｂ（例えば、正方形または長方形の外周を有する）を共に接着することによって製造され得る。各ハニカム体１００Ｂは、本明細書に記載されているように、ハニカム体１００Ｂ内で繰り返される複数の繰り返し構造単位１２４を含み得る。ハニカム体１００Ｂの複数の部分を共に接着するために、適切なセメント混合物が用いられ得る。例えば、国際公開第２００９／０１７６４２号に記載されているようなセメント混合物が用いられ得る。図１Ｇに示されているハニカムアセンブリ１００Ａの外形は正方形である。しかし、長方形、円形、楕円形、長円形、レーストラック形状等の他の外周形状が用いられてもよい。ハニカムアセンブリ１００Ａの外周の周りに外皮１０３Ａが施され得る。
【００３７】
図４Ａ〜図４Ｂは、図１Ａ〜図１Ｆを参照して説明したのと同じ繰り返し構造単位１２４を含む（即ち、ハニカム体４００の少なくとも一部に亘って繰り返される）、ハニカム体４００の別の実施形態を示しているが、繰り返し構造単位１２４は、それに当接する幾つかの隣接する繰り返し構造単位１２４’に対してスタガード構成で配向される。例えば、繰り返し構造単位のパターンは、スタガード構成で配置された繰り返し構造単位１２４を含み、第１のチャネル１２５は、１つの側壁を第４のチャネル１４０と共有する。特に、繰り返し構造単位１２４は、直に隣接する繰り返し構造単位１２４’の出口チャネル（例えば、第４のチャネル１４０）が、同じ垂直方向の列の出口チャネルに含まれないように、スタガード配置される（垂直方向は、垂直方向に位置合わせされた第３および第４のチャネル１３５、１４０の長い寸法で示されている通り）。例えば、図４Ａに示されているように、直に隣接する繰り返し構造単位１２４’は、繰り返し構造単位１２４から右に１列ずれて示されている。予期せぬことに、繰り返し構造単位１２４のこのスタガード構成は、更に少ない圧力降下および改善された濾過効率に関する性能上の利益を提供することが見出され、スタック構成と比較してより高い強度を有し得る。このスタガード構成では、繰り返し構造単位１２４の２辺（例えば、図示されている左右の辺）は、その高さ（例えば、図示されている左右の辺）全体に沿って、１つの隣接する繰り返し構造単位１２４’に直に当接し得るものであり、繰り返し構造単位１２４の他の２辺（例えば、図示されている上下の辺）の各々は、２つの隣接する繰り返し構造単位１２４’（例えば、上側において隣接する２つの繰り返し構造単位１２４’および下側において隣接する２つの繰り返し構造単位１２４’）の各一部分と直に当接し得る。
【００３８】
図５〜７は、更なる実施形態を示しており、各実施形態の繰り返し構造単位５２４、６２４、７２４のみが示されている。繰り返し構造単位５２４、６２４は、ハニカム構造内において、図１Ａに示されているようなスタック配向で、または図４Ａに示されているようなスタガード配向で繰り返され得る。図７の実施形態は、スタック構成で設けられ得る。スタック構成では、繰り返し構造単位のパターンは、第１のチャネル１２５が側壁を第４のチャネル１４０と共有しないスタック構成で配置された繰り返し構造単位１２４を含む。繰り返し構造単位５２４、６２４、７２４の各々をそれぞれ含むハニカム体５００、６００、７００は、繰り返し構造単位５２４、６２４、７２４と同一の隣接する繰り返し構造単位と直に当接し得る繰り返し構造単位から構成される。本明細書において用いられる「直に当接する」とは、介在するチャネルが存在しないことを意味する。一部の実施形態では、ハニカム体５００、６００、７００は、ハニカム体５００、６００、７００の外皮に隣接した不完全な繰り返し構造単位と共に、繰り返し構造単位５２４、６２４、７２４のみから構成される。他の実施形態では、ハニカム体５００、６００、７００は、繰り返し構造単位５２４、６２４、または７２４のうちの幾つかを、他のタイプの繰り返し構造単位またはチャネルと組み合わせて構成され得る。
【００３９】
ここで図５を参照すると、ハニカム体５００の繰り返し構造単位５２４は、入口チャネルである第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０を含み、これらは、横断面における形状が正方形である同じ第１の形状を有する。第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４０はの各々は、横断面における形状が長方形である第２の形状を有する。第４のチャネル１４０は出口チャネルであり、他のチャネル１２５、１３０、１３５は入口チャネルである。特に、この実施形態では、Ａ４＝Ａ３＞Ａ２＝Ａ１である。また、この実施形態では、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｗ２であり、且つ、Ｗ２＜Ｗ１である。繰り返し構造単位５２４は、図１Ａに示されているようなスタック構成、または図４Ａに示されているようなスタガード構成のいずれかで、ハニカム体５００内に配置され得る。この繰り返し構造単位５２４の組み合わせられた形状および幾何学的寸法は、清浄状態および／または煤もしくは灰担持状態の両方において、清浄状態圧力降下が少なく、煤の担持量の関数としての圧力降下の増加が少ないハニカム体５００の性能を提供することが明らかである。繰り返し構造単位５２４の実施形態の具体的な構造的寸法、並びに、他の特徴および特性については後述する。
【００４０】
例えば、後に示されている表１は、図５に示されている繰り返し構造単位５２４が（図４Ａのように）スタガード構成で設けられたハニカム体５００の幾つかの例示的な実施形態（実施例１〜１５、および実施例２０〜２６）の性能を示している。更に、図９Ａおよび図９Ｂは、比較例（例えば、比較例１〜３）と共にプロットされて示されているスタガード構成の繰り返し構造単位５２４を含むハニカム体５００の例示的な実施形態に亘る圧力降下性能を示している。
【００４１】
図９Ａの、灰を含まない、即ち、様々な（０〜６ｇ／Ｌの）煤担持量を有する本発明の実施例１の圧力降下性能のプロットは、スタガード配置された繰り返し構造単位５２４を含むこの特定の構成のハニカム体５００の、灰が無い、煤担持状態の圧力降下性能が、比較例１、比較例２、または比較例３（比較例１はＡＣＴ設計であり、比較例２は市松模様に施栓された標準的な設計であり、比較例３は入口の数が多い設計である）のいずれよりも実質的に良好であることを示している。比較例１〜３は、後に示されている表２に開示されている。本発明の実施例１の全ての煤担持状態について（清浄状態圧力降下を含む）、圧力降下の絶対的な大きさがより小さいのみならず、煤の担持量の関数としての圧力降下の増加の変化率（即ち、圧力降下／煤担持量の傾き）もより小さくなっている。
【００４２】
図９Ｂは、スタガード配置された繰り返し構造単位５２４を含む本発明の実施例１の灰担持状態（例えば、７３．６ｇ／Ｌの灰）のハニカム体５００における煤担持状態の圧力降下も、比較例（比較例１〜３）よりも実質的に小さいことを示している。更に、煤担持量が０ｇ／Ｌから６ｇ／Ｌまで増加する際の圧力降下の傾き、即ち変化率も、少なくとも比較例１および２と比較した場合には、より小さい。
【００４３】
比較例１〜３の構成および特性は、後に示されている表２に示されている。比較例１は、米国特許第６，６９６，１３２号明細書の図２に示され記載されているハニカム体構造、即ち、入口チャネルの面積が出口チャネルよりも大きい非対称セル技術（ＡＣＴ）として知られているチャネル構造を有する。比較例２は、米国特許第６，６９６，１３２号明細書の図１に示されているような、入口チャネルの断面サイズおよび数が出口チャネルと同じ、標準的なハニカム体構造である。比較例３は、米国特許第４，４１７，９０８号明細書の図４に示され記載されている、入口チャネルの数が多い構造、即ち、全てのチャネルが正方形である繰り返し構造単位を含み、入口チャネルが出口チャネルよりも多いハニカム体構造を有する。
【００４４】
次に図６を参照すると、ハニカム体６００の別の実施形態が示されている。図６には、繰り返し構造単位６２４が単独で示されている。しかし、繰り返し構造単位６２４は、ハニカム体６００内において、図１Ａおよび図４Ａに示されているようなスタック構成またはスタガード構成のいずれかで配置され得る。ハニカム体６００の繰り返し構造単位６２４は、第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０を含み、これらのチャネルは両方とも入口であり、横断面における断面形状が長方形である。第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４０も、横断面における断面形状が長方形であり、同じ断面形状および断面積を有する。第４のチャネル１４０は出口チャネルであり、第１のチャネル１２５、第２のチャネル１３０、および第３のチャネル１３５は入口チャネルである。
【００４５】
特に、図６の一部の実施形態では、Ａ４＝Ａ３＞Ａ２＝Ａ１である。また、そのような実施形態では、Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２であり、且つ、Ｗ２＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ２＞Ｌ２である。また、繰り返し構造単位６２４のこれらの組み合わせられた形状および寸法は、清浄状態圧力降下に優れ、煤および／または灰担持量の関数としての圧力降下の増加が少ないハニカム体６００の性能を提供することが明らかである。繰り返し構造単位６２４の具体的な構造寸法および特徴については後述する。図４Ｂの類似の実施形態では、Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２であるが、Ｗ２＜Ｌ１、およびＷ２＜Ｌ２が設けられる。必要に応じて設けられる更なる実施形態では、繰り返し構造単位６２４は、Ｌ１＝Ｌ２、およびＷ１＝Ｗ２を有し得るが、Ｗ２＞Ｌ１、またはＷ２＜Ｌ１である。実施例２９では、全て長方形であり、Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＝Ｗ２である。
【００４６】
図７は、ハニカム体７００の別の実施形態を示す。図７においても、繰り返し構造単位７２４が単独で示されている。この実施形態では、繰り返し構造単位７２４は、ハニカム体７００内において、図１Ａに示されているようなスタック構成で配置され得る。ハニカム体７００の繰り返し構造単位７２４は、第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０を含み、これらのチャネルは両方とも横断面において長方形の断面を有する。しかし、一部の実施形態では、第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０は、横断面において正方形形状を有してもよい。第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４０は、横断面における断面形状が長方形である。第４のチャネル１４０は出口チャネルであり、第１のチャネル１２５、第２のチャネル１３０、および第３のチャネル１３５は入口チャネルである。特に、この図７の実施形態では、Ａ４＞Ａ３＞Ａ１＞Ａ２である。また、この実施形態では、Ｌ１≠Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ１＞Ｌ２であり、且つ、Ｗ２＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ２＞Ｌ２である。繰り返し構造単位７２４のこの組み合わせられた形状および寸法も、清浄状態圧力降下に優れ、煤および／または灰担持量の関数としての圧力降下の増加が少ない、ハニカム体７００の改善された性能を提供することが明らかである。繰り返し構造単位７２４の例示的な構造の具体的な寸法および特徴については後述する。必要に応じて、一部の実施形態では、Ｌ１≠Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ１＞Ｌ２であるが、Ｗ２＜Ｌ１であり、且つ、Ｗ２＜Ｌ２である。
【００４７】
図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５〜図７の実施形態の各々は、繰り返し構造単位１２４、５２４、６２４、７２４の構成と組み合わされて、良好な煤および灰担持容量と、比較的少ない圧力降下の性能（比較的少ない清浄状態圧力降下、並びに、煤および／または灰担持量の関数としての比較的少ない圧力降下の増加を含む）との組合せを提供し得る、特定の微細構造および幾何学的構造特性を有し得る。例えば、焼成後の多孔質壁１０２の開放連通気孔率（％Ｐ）は、一部の実施形態では、％Ｐ≧４０％、％Ｐ≧４５％、％Ｐ≧５０％、％Ｐ≧６０％、または％Ｐ≧６５％であり得る。一部の実施形態では、交差する多孔質壁１０２の開放連通気孔率は、３５％≦％Ｐ≦７０％、４０％≦％Ｐ≦６０％、または４５％≦％Ｐ≦５５％であり得る。他の値の％Ｐが用いられてもよい。本明細書に記載されている気孔率（％Ｐ）は、水銀気孔率測定法によって測定されたものである。図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５〜図７の各実施形態のハニカム体１００、４００、５００、６００、および７００は、３８％≦入口ＯＦＡ≦６２％、または４４％≦入口ＯＦＡ≦５５％の入口開放前面面積（入口ＯＦＡ）を有し得る。
【００４８】
一部の実施形態では、焼成後の多孔質壁１０２の横断方向壁厚さＴｗは、Ｔｗ≧０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）、Ｔｗ≧０．００６インチ（０．１５０ｍｍ）、Ｔｗ≧０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）、またはＴｗ≧０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）であり得る。一部の実施形態では、Ｔｗ≦０．０１４インチ（０．３５６ｍｍ）、Ｔｗ≦０．０１２インチ（０．３０５ｍｍ）、またはＴｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である。１以上の実施形態では、例えば、０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１４インチ（０．３５６ｍｍ）、または０．００６インチ（０．１５０ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である。他の値の横断方向壁厚さＴｗが用いられてもよい。
【００４９】
一部の実施形態では、焼成後の多孔質壁１０２のメジアン気孔径（ＭＰＤ）は、１０μｍ≦ＭＰＤ≦１６μｍ、または１１μｍ≦ＭＰＤ≦１５μｍであり得る。開放連通気孔の気孔径分布の幅Ｄｂは、Ｄｂ≦１．５、またはＤｂ≦１．０であり得、ここで、Ｄｂ＝（（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０）であり、Ｄ９０は、多孔質壁１０２の気孔径分布において、気孔のうちの９０％が、それと等しいまたはより小さい直径を有し、且つ、１０％がより大きい直径を有する等価球直径であり、Ｄ１０は、気孔径分布において、気孔のうちの１０％がそれと等しいまたはより小さい直径を有し、９０％がより大きい直径を有する等価球直径である。気孔径分布のメジアン気孔径（ＭＰＤ）および幅Ｄｂは、例えば水銀ポロシメトリーによって測定され得る。
【００５０】
ハニカム体４００、５００、６００、７００のセル密度（ＣＤ）は、１０個／平方インチ（１．５５個／ｃｍ２）≦ＣＤ≦４００個／平方インチ（６２個／ｃｍ２）、５０個／平方インチ（７．７５個／ｃｍ２）≦ＣＤ≦３７５個／平方インチ（５８個／ｃｍ２）、または２２５個／平方インチ（３５個／ｃｍ２）≦ＣＤ≦３７５個／平方インチ（５８個／ｃｍ２）であり得、一部の実施形態では、ＣＤ≧１５０個／平方インチ（２３個／ｃｍ２）、またはＣＤ≧２００個／平方インチ（３１個／ｃｍ２）であり得る。他のセル密度を用いてもよい。上述の％Ｐ、Ｔｗ、Ｄｂ、ＭＰＤ、およびＣＤは、互いに、および本明細書に記載されている繰り返し構造単位と、任意の組み合わせで組み合わされ得る。
【００５１】
図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５〜図７の各実施形態について、面積Ａ１〜Ａ４は、以下に定められている関係に従ったサイズを有し得るものであり、各実施形態において、チャネル１２５〜１４０は、断面において四辺形形状を有し、第４のチャネル１４０は出口チャネルであり、横断面において四辺形および長方形の断面形状を有する。他の実施形態では、繰り返し構造単位５２４、７２４内の四辺形の断面形状は、幾つかの長方形のチャネルおよび幾つかの正方形のチャネルを含み得る。更に、各実施形態では、繰り返し構造単位１２４、５２４、６２４、７２４は、四辺形の外周形状（例えば、長方形または正方形の外周形状等）を有する。
【００５２】
比率Ａ３／Ａ１
繰り返し構造単位１２４、５２４、６２４、７２４の構造は、良好な煤担持容量、少ない清浄状態圧力降下、並びに、煤および／または灰担持量の関数としての少ない圧力降下の増加の組み合わせを提供するよう選択される。より具体的には、１以上の実施形態において、繰り返し構造単位１２４、５２４、６２４、７２４の幾何学的構造は、Ａ４≧Ａ３＞Ａ２≧Ａ１を有し得る。更に、一部の実施形態では、第１のチャネル１２５および第３のチャネル１３５は、Ａ３／Ａ１の比率がＡ３／Ａ１≧１．２、またはＡ３／Ａ１≧１．５、またはＡ３／Ａ１≧２．０、またはＡ３／Ａ１≧２．５、またはＡ３／Ａ１≧４．０となるようなサイズを有し得る。一部の実施形態では、Ａ３／Ａ１の比率はＡ３／Ａ１≦１０であり得る。一部の実施形態では、Ａ３／Ａ１の比率はＡ３／Ａ１≦４．０、またはＡ３／Ａ１≦２．５を含み得る。１以上の実施形態では、Ａ３／Ａ１の比率は、例えば、１．２≦Ａ３／Ａ１≦１０、または１．２≦Ａ３／Ａ１≦４．０、または１．２≦Ａ３／Ａ１≦２．５であり得る。例えば、Ａ３は０．００２３９平方インチ（１．５４ｍｍ２）≦Ａ３≦０．０１９９０平方インチ（１２．８ｍｍ２）であり、Ａ１は０．００１５０平方インチ（０．９６８ｍｍ２）≦Ａ１≦０．００３９８平方インチ（２．５７ｍｍ２）である。一部の実施形態では、繰り返し構造単位１２４、５２４、６２４、７２４の構造は、Ａ３／Ａ１≦１０およびＯＦＡ＞３８％、またはＡ３／Ａ１≦１０およびＯＦＡ＞４４％を有する。
【００５３】
比率Ａ４／Ａ２
同様に、図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５〜図７の本開示の実施形態については、繰り返し構造単位１２４、５２４、６２４、７２４の幾何学的構造は、Ａ４／Ａ２≧１．２、またはＡ４／Ａ２≧１．５、またはＡ４／Ａ２≧２．０、またはＡ４／Ａ２≧２．５、またはＡ４／Ａ２≧４．０の比率を有し得る。一部の実施形態では、Ａ４／Ａ２の比率は、Ａ４／Ａ２≦１０であり得る。一部の実施形態では、Ａ４／Ａ２の比率は、例えば、Ａ４／Ａ２≦４．０、またはＡ４／Ａ２≦２．５であり得る。一部の実施形態では、Ａ４／Ａ２の比率は、１．２≦Ａ４／Ａ２≦１０、または１．２≦Ａ４／Ａ２≦４．０、または１．２≦Ａ４／Ａ２≦２．５であり得る。例えば、Ａ４は０．００２３９平方インチ（１．５４ｍｍ２）≦Ａ４≦０．０１９９０平方インチ（１２．８ｍｍ２）であり得、Ａ２は０．００１５０平方インチ（０．９７ｍｍ２）≦Ａ２≦０．０１９９０平方インチ（１２．８ｍｍ２）であり得る。
【００５４】
図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５および図６の実施形態に示されているように、Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１≠Ｗ２である。図示されている構成において、Ｌ１＝Ｌ２であることは、そのような押出ダイを、一方向における等間隔の十分な切断によって、容易に製造できるという長所を有し得るものであり、これは、例えば、押出ダイの一方向を完全に横断する（例えば、高さ方向に沿った）（図面では垂直方向の）ワイヤＥＤＭまたは鋸切断等によって行われ得る。更に、ハニカム体１００、４００、５００、６００、７００では、多孔質壁１０２は、全ての交差する多孔質壁１０２が、入口面１１４および出口面１１６を横断する直線として連続的に延びるように、外皮１０３の一部分から外皮１０３の別の部分まで延び得る。直交方向の他方（例えば、図面では水平方向）においては、等間隔でない十分な切断が行われ得るが、例えば、押出ダイの幅を完全に横断する直線状のワイヤＥＤＭまたは鋸切断等によって、交差する多孔質壁１０２のうちの、ハニカム体１００、４００、５００、６００、７００の幅の端から端まで連続的に延びる水平方向の壁が得られる。
【００５５】
比率Ｗ１／Ｗ２
図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５〜図７の実施形態に示されているように、それぞれの繰り返し構造単位１２４〜７２４は、Ｗ１／Ｗ２≧１．２、またはＷ１／Ｗ２≧１．５、またはＷ１／Ｗ２≧２．０、またはＷ１／Ｗ２≧３．０、またはＷ１／Ｗ２≧４．０である幾何学的構造を有し得る。一部の実施形態では、Ｗ１／Ｗ２≦１０、またはＷ１／Ｗ２≦４．０、またはＷ１／Ｗ２≦２．５である。一部の実施形態では、Ｗ１／Ｗ２の比率は、例えば、１．２≦Ｗ１／Ｗ２≦１０、または１．２≦Ｗ１／Ｗ２≦４．０、または１．２≦Ｗ１／Ｗ２≦２．５であり得る。例えば、Ｗ２は０．０３５インチ（０．８８３ｍｍ）≦Ｗ２≦０．０６９インチ（１．７５ｍｍ）であり得、Ｗ１は０．０４８インチ（１．２２ｍｍ）≦Ｗ１≦０．１９６インチ（４．９８ｍｍ）であり得る。一部の実施形態では、１．２≦Ｗ１／Ｌ２≦１０であり、且つ、１．２≦Ｗ１／Ｌ１≦１０であるか、または、１．２≦Ｗ１／Ｌ２≦４．０であり、且つ、１．２≦Ｗ１／Ｌ１≦４．０であるか、または、１．２≦Ｗ１／Ｌ２≦２．５であり、且つ、１．２≦Ｗ１／Ｌ１≦２．５である。
【００５６】
繰り返し構造単位１２４、５２４、６２４、または７２４のいずれかの構成を有する特に有効な一例では、ハニカム構造の交差する多孔質壁１０２の壁厚さＴｗは０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）であり、交差する多孔質壁１０２の開放気孔率（％Ｐ）は４０％≦Ｐ％≦６０％であり、多孔質壁１０２のメジアン気孔径（ＭＰＳ）は１０マイクロメートル≦ＭＰＳ≦１６マイクロメートルであり、入口開放前面面積（入口ＯＦＡ）は３８％≦入口ＯＦＡ≦６２％であり、Ｗ１／Ｗ２の比率は１．２≦Ｗ１／Ｗ２≦２．５である。Ｌ１＝Ｌ２、Ｌ２＞Ｌ１、またはＬ２＜Ｌ１等の他の幾何学的特徴が含まれてもよい。
【００５７】
図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図５〜図７の実施形態に示されているように、それぞれの繰り返し構造単位１２４〜７２４は、繰り返し構造単位１２４〜７２４の全てのチャネル１２５〜１４０の断面積によって除算した第４のチャネル１４０（出口セルを含む）の断面積の面積分率が０．２７〜０．４６であり得る幾何学的構造を有し得る。
【００５８】
図１Ａ〜図１Ｆ、図４Ａ〜図４Ｂ、および図６に示されているような繰り返し構造単位１２４、６２４の特定の実施形態では、第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０は、横断面において同じ第１の長方形形状を有し、第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４０は、同じ第２の長方形形状を有する。更に、これらの実施形態では、第１のチャネル１２５、第２のチャネル１３０、および第３のチャネル１３５は入口チャネルであり、第４のチャネル１４０は出口チャネルである。具体的には、これらの実施形態では、チャネルのそれぞれの面積は、Ａ４＝Ａ３＞Ａ２＝Ａ１の関係に従ったサイズを有し得る。
【００５９】
図７に示されているような繰り返し構造単位７２４の他の実施形態では、第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０は、横断面においてそれぞれ異なるサイズの四辺形を有し、第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４０も、横断面においてそれぞれ異なるサイズの四辺形を有する。具体的には、一実施形態では、４つのチャネル１２５〜１４０の全ては、横断面において長方形であり得る。更に、これらの実施形態では、第１のチャネル１２５、第２のチャネル１３０、および第３のチャネル１３５は入口チャネルであり、第４のチャネル１４０は出口チャネルである。具体的には、一部の実施形態では、チャネルのそれぞれの面積は、Ａ４≠Ａ３＞Ａ２≠Ａ１の関係に従ったサイズを有し得る。図７の実施形態では、Ｌ２／Ｌ１≧１．２、またはＬ２／Ｌ１≧１．５、またはＬ２／Ｌ１≧２．０、またはＬ２／Ｌ１≧２．５、またはＬ２／Ｌ１≧４．０である。一部の実施形態では、Ｌ２／Ｌ１≦１０、Ｌ２／Ｌ１≦４．０、またはＬ２／Ｌ１≦２．５である。図７の実施形態の一部においては、Ｌ２／Ｌ１は、１．２≦Ｌ２／Ｌ１≦１０、または１．２≦Ｌ２／Ｌ１≦４．０、または１．２≦Ｌ２／Ｌ１≦２．５であり得る。
【００６０】
次に図５を参照すると、ハニカム体５００の繰り返し構造単位５２４の特に有効な実施形態が示されている。図示されている実施形態では、ハニカム体５００の繰り返し構造単位５２４は、先に述べたように、第１のチャネル１２５、第２のチャネル１３０、第３のチャネル１３５、および第４のチャネル１４０を含むが、チャネルのそれぞれの面積は、Ａ４＝Ａ３＞Ａ１＝Ａ２の関係に従ったサイズを有し得る。更に、第１のチャネル１２５および第２のチャネル１３０は、横断面において同じ第１の正方形形状を有し、入口チャネルであり、第３のチャネル１３５は入口チャネルであり、第４のチャネル１４０は出口チャネルであり、第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４０は横断面において同じ第２の長方形形状を有する。
【００６１】
具体的には、図５の実施形態では、繰り返し構造単位５２４は、Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１≠Ｗ２である幾何学的構造を有し得る。第３のチャネル１３５および第４のチャネル１４はそれぞれ、Ｗ１＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ１＞Ｌ２である長方形形状を有する。特に、この実施形態ではＷ１＞Ｗ２である。この実施形態については、Ａ３／Ａ１の比率は、Ａ３／Ａ１≧１．２、またはＡ３／Ａ１≧１．５、またはＡ３／Ａ１≧２．０、またはＡ３／Ａ１≧２．５、またはＡ３／Ａ１≧４．０であり得る。この実施形態については、Ａ３／Ａ１の比率は、Ａ３／Ａ１≦１０、またはＡ３／Ａ１≦４．０であり得、一部の実施形態では、Ａ３／Ａ１≦２．５であり得る。この実施形態については、Ａ３／Ａ１は、１．２≦Ａ３／Ａ１≦１０、または１．２≦Ａ３／Ａ１≦４．０、または、一部の実施形態では、１．２≦Ａ３／Ａ１≦２．５であり得る。
【００６２】
実施例
図４Ａ〜図７の実施形態に示されているハニカム構造を有するハニカム体４００、５００、６００、および７００の実施例が、以下の表１に示されている。Ａ１〜Ａ３は、それぞれの入口チャネルの横断方向の断面積であり、Ａ４は、長方形の出口チャネルの横断方向の断面積である。更に、様々な実施形態についてのモデル化に基づく推定性能（比較例１〜３との比較を含む）も、以下の表１に示されている。具体的には、様々な条件下における圧力降下（ΔＰ）性能の改善率（％ＩＭＰ）は、様々な比較例（比較例１〜３）と比較して示されている。
【００６３】
【表１−１】
2020506869.tif 000003
【００６４】
【表１−２】
2020506869.tif 000004
【００６５】
【表１−３】
2020506869.tif 000005
【００６６】
【表１−４】
2020506869.tif 000006
【００６７】
【表１−５】
2020506869.tif 000007
【００６８】
【表１−６】
2020506869.tif 000008
【００６９】
【表２−１】
2020506869.tif 000009
【００７０】
【表２−２】
2020506869.tif 000010
【００７１】
Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２である実施形態は、実施例１〜実施例１５、実施例２０〜実施例２６、および実施例２８に示されており、実施例２８では全て長方形である。Ｌ１≠Ｌ２である実施形態は、実施例１６〜実施例１９および実施例２７に示されている。Ｌ１≠Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２である組合せの実施形態は、実施例１６〜実施例１９に示されている。Ｌ１≠Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＝Ｗ２である実施例は、実施例２７に示されている。特に、実施例２７の構成はＬ１＜Ｌ２を有する。Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＝Ｗ２であるが、Ｗ１≠Ｌ２である例は、実施例２９に示されている。特に、実施例２９ではＷ１＞Ｌ２である。しかし、必要に応じて、繰り返し構造単位は、Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＝Ｗ２であるが、Ｗ１＜Ｌ２である。
【００７２】
ここで図２を参照すると、ハニカム体１００（または必要に応じてハニカム体４００〜７００）を含む微粒子フィルタ２００が示されている。図示されている実施形態では、ハニカム体１００は、缶２０５（例えば、金属筐体または他の閉じ込め構造体等）の内側に受容される。缶２０５は、煤および／または無機微粒子を含むエンジン排気２１１を受け取るよう構成された入口２０７を含む第１のエンドキャップと、濾過されたガス流を排出するよう構成された出口２０９を含む第２のエンドキャップとを含み得るものであり、ここで、エンジン排気中の微粒子２１３（例えば、煤および／または無機物質）の大部分（例えば、約９９％以上）が除去／濾過されて、ハニカム体１００の入口チャネル１２０および開放連通気孔内に担持される。ハニカム体１００の外皮１０３は、ハニカム体１００に対する衝撃および応力を緩衝するための部材２１５（例えば、高温用断熱材料等）と接触し得る。任意の適切な構造（例えば、ワンピース構造、または２以上の層構造）の部材２１５が用いられ得る。ハニカム体１００および部材２１５は、任意の適切な手段（例えば、漏斗状のものを用いて中心体内に送り込む等）によって缶２０５内に受容され得るものであり、次に、第１のエンドキャップおよび第２のエンドキャップのうちの１以上が、中心体上に固定（例えば、溶接）されて、入口２０７および出口２０９が形成され得る。必要に応じて、ツーピース構造またはクラムシェル構造の他の缶２０５を用いてもよい。
【００７３】
図３は、エンジン３１７（例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン）に結合された排気システム３００を示す。排気システム３００は、エンジン３１７の排気ポートに結合されるマニホールド３１９、および、ハニカム体１００を内部に収容している微粒子フィルタ２００とマニホールド３１９との間に結合されるよう構成された第１の収集管３２１を含み得る。結合は、任意の適切なクランプブラケットまたは他の取付け機構によるものであり得る。一部の実施形態では、第１の収集管３２１は、マニホールド３１９と一体であり得る。一部の実施形態では、微粒子フィルタ２００は、介在する部材を用いずにマニホールドに直に結合され得る。排気システム３００は、微粒子フィルタ２００および第２の排気構成要素３２７に結合された第２の収集管３２３を更に含み得る。第２の排気構成要素３２７は、例えば、マフラー、触媒コンバータ、または第２の微粒子フィルタであり得る。第２の排気構成要素３２７には、テールパイプ３２９（切り取られて図示されている）または他の導管もしくは構成要素が結合され得る。例えば、酸素センサ、尿素噴射用のポート等（図示せず）の他の排気システム構成要素も含まれ得る。エンジン３１７は、エンジン３１７の各バンク（シリンダのサイドセット）につき１つの微粒子フィルタ２００を含んでもよく、または、必要に応じて、第１の収集管３２１が、各バンクから煤を収集して煤を微粒子フィルタ２００に向かわせるＹ管であってもよい。本明細書に記載されている実施形態によるハニカム体１００を含む微粒子フィルタ２００を用いることで、微粒子フィルタ２００の比較的大きい灰および煤の担持容量に起因して、再生事象間の間隔が長くなり得る。更に、排気システム３００内のハニカム体１００によって及ぼされる背圧が比較的低いことにより、排気が自由に流れることが可能になり、それに従って、エンジン３１７の動力減少を実質的に最小化できる。一部の実施形態において、ハニカム体１００を含む排気システム３００は、好ましくは、清浄状態における非常に少ない圧力降下、煤担持状態および灰担持状態における少ない圧力降下、並びに、煤および／または灰担持量の関数としての少ない圧力降下増加率を提供する。排気システム３００は、図１Ａ〜図１Ｆを参照して示されていると共に説明されているハニカム体１００を含むものとして記載されている。しかし、排気システム３００に含まれるハニカム体は、他のハニカム体４００、５００、６００、および７００と置き換えられてもよい。
【００７４】
ここで図８Ａ〜８Ｆを参照すると、本開示の実施形態によるハニカム体１００〜７００を製造するよう構成されたハニカム押出ダイ８００が提供される。ハニカム体１００〜７００は、例えば、米国特許第３，８８５，９７７号明細書、米国特許第５，３３２，７０３号明細書、米国特許第６，３９１，８１３号明細書、米国特許第７，０１７，２７８号明細書、米国特許第８，９７４，７２４号明細書、国際公開第２０１４／０４６９１２号、および国際公開第２００８／０６６７６５号に記載されているように、バッチ混合物をハニカム押出ダイ８００に通して押出成形して未焼成ハニカム体を製造することによって形成され得る。次に、例えば、米国特許第９，０３８，２８４号明細書、米国特許第９，３３５，０９３号明細書、米国特許第７，５９６，８８５号明細書、および米国特許第６，２５９，０７８号明細書に記載されているように、未焼成ハニカム体は乾燥され得る。次に、例えば、米国特許第９，４５２，５７８号明細書、米国特許第９，４４６，５６０号明細書、米国特許第９，００５，５１７号明細書、米国特許第８，９７４，７２４号明細書、米国特許第６，５４１，４０７号明細書、および米国特許第６，２２１，３０８号明細書に記載されているように、未焼成ハニカム体を焼成して、本明細書に記載されている幾何学的形状（または構造）および微細構造を有する多孔質セラミック壁ハニカム構造を有するハニカム体１００〜７００が形成され得る。
【００７５】
ハニカム押出ダイ８００は、ダイ本体８３９と、押出成形可能なバッチ混合物を受け取るよう構成されたダイ入口面８４２と、ダイ入口面８４２とは反対側の、ハニカム構造を有する未焼成ハニカム体の形態のバッチ材料を放出するよう構成されたダイ出口面８４４とを含む。押出ダイ８００は、バッチを受け取るラム押出機またはスクリュー押出機（例えば、二軸スクリュー押出機等）等の押出機（図示せず）に結合され得るものであり、押出機は、圧力下にあるバッチ材料を押出ダイ８００を通して押し出す。
【００７６】
ハニカム押出ダイ８００は、ダイ入口面８４２からダイ本体８３９内へと延びる複数の供給孔８４５（幾つかに符号が付されている）と、ダイ出口面８４４からダイ本体８３９内へと延び、複数の供給孔８４５と接続する、交差するスロット８４８（幾つかに符号が付されている）のアレイとを含む。供給孔８４５は、スロット８４８のアレイにバッチを供給する。交差するスロット８４８のアレイは、ダイ出口面８４４の端から端まで直線状に（例えば、図示されているように垂直方向に）延びる第１のスロット８５０（幾つかに符号が付されている）と、第１のスロット８５０に対して直交方向にダイ出口面８４４の端から端まで直線状に（例えば、図示されているように水平方向に）延び得る第２のスロット８５２とを含む。交差するスロット８４８のアレイは、ダイ出口面８４４の少なくとも一部にわたって繰り返されるダイ単位セル８２４のアレイを構成しており、一部の実施形態では、ダイ出口面８４４の略全体を包含し得る。図示されているように、ダイ単位セル８２４は、例えば、水平方向に並んで当接する関係で配置されると共に、垂直方向に互いにスタック配置され得る。ハニカム押出ダイ８００は、押出成形方法において形成された押出成形された未焼成ハニカム体上に押出成形された外皮を形成するために、外皮形成供給孔８４５Ｓと接続している外皮形成マスク８４９（例えば、リング状物品）を含む外皮形成部８００Ｓを含み得る。
【００７７】
ダイ単位セル８２４の各々は、第１のダイ構成要素８２５、第２のダイ構成要素８３０、第３のダイ構成要素８３５、および第４のダイ構成要素８４０を含み、これらは、図８Ｃに示されているように配置され得る。各ダイ構成要素８２５〜８４０は、ダイピン（それぞれＰ１〜Ｐ４）を含み、交差するスロット８４８のアレイの外周の周りにおけるスロット幅Ｗｓ（各側において、幅Ｗｓの半分）を有する。第１のダイ構成要素８２５は、断面において長さＬ１’、幅Ｗ２’、および断面積Ａ１’を有する。第２のダイ構成要素８３０は、断面において長さＬ２’、幅Ｗ２’、および断面積Ａ２’を有する。第３のダイ構成要素８３５は、断面において長さＬ１’、幅Ｗ１’、および断面積Ａ３’を有し、第４のダイ構成要素８４０は、断面において長さＬ２’、幅Ｗ１’、および断面積Ａ４’を有し、第４のダイ構成要素８４０は、断面において長方形形状を有する。この断面は、ダイ出口面８４４と平行な平面内においてピン（Ｐ１〜Ｐ４）を通るものである。
【００７８】
複数の実施形態によれば、ダイ構成要素８２５〜８４０は、第１の構成または第２の構成のいずれかで構成され得る。即ち、ダイ構成要素８２５〜８４０の構成は、第１の構成または第２の構成のうちの少なくとも一方を設けるよう選択され得るものであり、第１の構成は、
Ｗ１’＞Ｗ２’であり、且つ、Ｌ１’＝Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＝Ａ３’＞Ａ２’＝Ａ１’であるものであり、
第２の構成は、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＞Ａ３’＞Ａ２’＜Ａ１’であるもの、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＞Ａ２’＞Ａ３’＜Ａ１’であるもの、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ３’＞Ａ４’＞Ａ１’＜Ａ２’であるもの、または、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ｗ１’＝Ｗ２’であり、且つ、Ａ４’＝Ａ２’＞Ａ３’＝Ａ１’であるもの
のうちの１つから選択される。
【００７９】
第１の構成の１以上の実施形態において、ダイ単位セル８２４は、Ｗ１’＞Ｗ２’であり、且つ、Ｌ１’＝Ｌ２’である第１の構成および構造を含み、第３のダイ構成要素８３５および第４のダイ構成要素８４０は、同じ四辺形（例えば、長方形）形状を有し、第１のダイ構成要素８２５および第２のダイ構成要素８３０は、同じ四辺形形状を有し、ダイ単位セル８２４も、四辺形（例えば、長方形または正方形）の外周形状を有する。
【００８０】
第１の組合せの１以上の実施形態は、ダイ構成要素８２５〜８４０の面積がＡ４’＝Ａ３’＞Ａ２’＝Ａ１’の関係によって関係付けられる構造を有するダイ単位セル８２４を含む。特に、Ａ３’／Ａ１’の比率は、Ａ３’／Ａ１’≧１．２、またはＡ３’／Ａ１’≧１．５、またはＡ３’／Ａ１’≧２．０、またはＡ３’／Ａ１’≧２．５、またはＡ３’／Ａ１’≧４．０であり得る。一部の実施形態では、Ａ３’／Ａ１’は、１．２≦Ａ３’／Ａ１’≦１０、または１．２≦Ａ３’／Ａ１’≦４．０、または１．２≦Ａ３’／Ａ１’≦２．５であり得る。同様に、Ａ４’／Ａ２’の比率は、Ａ４’／Ａ２’≧１．２、またはＡ４’／Ａ２’≧１．５，またはＡ４’／Ａ２’≧２．０，またはＡ４’／Ａ２’≧２．５、またはＡ４’／Ａ２’≧４．０であり得る。一部の実施形態では、Ａ４’／Ａ２’は、１．２≦Ａ４’／Ａ２’≦１０、または１．２≦Ａ４’／Ａ２’≦４．０、または１．２≦Ａ４’／Ａ２’≦２．５であり得る。
【００８１】
第２の組み合わせでは、Ｌ１’≠Ｌ２’である。第２の組み合わせの一部の実施形態では、ダイ単位セル８２４は、Ｌ２’＞Ｌ１’を有し得る。第２の組合せの他の実施形態では、ダイ単位セル８２４は、Ｌ１’＞Ｌ２’を有し得る。
【００８２】
第２の組合せの第１の実施形態（実施例１９参照）では、ハニカム押出ダイ８００は、Ｌ２’＞Ｌ１’であり、且つ、Ｗ１’＞Ｗ２’となるよう、従ってＡ４’＞Ａ３’＞Ａ２’＜Ａ１’となるよう選択されたダイ単位セル８２４を含む。第１の実施形態では、ダイ単位セル８２４は、Ｗ２’＞Ｌ１’を有し得る。
【００８３】
第２の組み合わせの第２の実施形態では、ハニカム押出ダイ８００は、Ｌ２’＞Ｌ１’であり、且つ、Ｗ１’＞Ｗ２’となるよう、並びにＡ４’＞Ａ２’＞Ａ３’＜Ａ１’となるよう選択されたダイ単位セル８２４を含む。第２の実施形態では、ダイ単位セル８２４は、Ｗ２’＜Ｌ１’を有し得る。
【００８４】
第２の組合せの第３の実施形態（実施例１６〜実施例１８を参照）では、ハニカム押出ダイ８００は、Ｌ１’＞Ｌ２’であり、且つ、Ｗ１’＞Ｗ２’となるよう、並びに、Ａ３’＞Ａ４’＞Ａ１’＜Ａ２’となるよう選択されたダイ単位セル８２４を含む。
【００８５】
第２の組み合わせの第４の実施形態（実施例２７参照）では、ハニカム押出ダイ８００は、Ｌ２’＞Ｌ１’であり、且つ、Ｗ１’＝Ｗ２’となるよう選択されたダイ単位セル８２４を含み、ダイ単位セル８２４は、Ａ４’＝Ａ２’＞Ａ３’＝Ａ１’となるよう選択される。
【００８６】
Ｗ１’＞Ｗ２’である実施形態では、Ｗ１’＞Ｗ２’の比率は１．２≦Ｗ１’／Ｗ２’≦４．０、または１．２≦Ｗ１’／Ｗ２’≦２．５であり得る。Ｌ２’＞Ｌ１’である実施形態では、Ｌ２’／Ｌ１’の比率はＬ２’／Ｌ１’≧１．２、またはＬ２’／Ｌ１’≧１．５、またはＬ２’／Ｌ１’≧２．０、またはＬ２’／Ｌ１’≧２．５、またはＬ２’／Ｌ１’≧４．０、またはＬ２’／Ｌ１’≧１０であり得る。一部の実施形態では、Ｌ２’／Ｌ１’は、１．２≦Ｌ２’／Ｌ１’≦１０、または１．２≦Ｌ２’／Ｌ１’≦４．０、または１．２≦Ｌ２’／Ｌ１’≦２．５であり得る。
【００８７】
Ｌ２’＜Ｌ１’である実施形態では、Ｌ２’／Ｌ１’の比率は、０．８≧Ｌ２’／Ｌ１’≧０．１であり得、または、Ｌ２’／Ｌ１’は、０．８≧Ｌ２’／Ｌ１’≧０．４であり得、または一部の実施形態では、Ｌ２’／Ｌ１’は、０．８≧Ｌ２’／Ｌ１’≧０．６５であり得る。しかし、第４のダイ構成要素８４０は、常に断面において長方形である。一部の実施形態では、Ｌ２’／Ｌ１’は、Ｌ２’／Ｌ１’≧１．０であり得る。他の実施形態では、０．５≦Ｌ２’／Ｌ１’≦１．２５である。
【００８８】
図８Ｄ〜８Ｆは、それぞれ異なる供給孔パターンを有するハニカム押出ダイ８００、８００Ａ、８００Ｂの幾つかの実施形態を示す（供給孔８４５は点線の円として示されており、スロットは実線として示されている）。図８Ｄは、第１の実施形態を示しており、供給孔８４５は、スロットの各交点に含まれていると共に、ダイ単位セル８２４のより大きいダイピンＰ３、Ｐ４の交点間の中間にも含まれている。この供給孔構成は、Ｗ２’／Ｗ１’の比率が比較的大きい（例えば、２．０より大きい）ハニカム押出ダイ８００の実施形態で用いられ得る。
【００８９】
図８Ｅは、ハニカム押出ダイ８００Ａの第２の実施形態を示しており、供給孔８４５は、両方向におけるスロットの１つおきの交点に含まれており、供給孔８４５がダイ単位セル８２４Ａの各辺に含まれているが、角には含まれないようになっている。ハニカム押出ダイ８００Ａの図８Ｅの実施形態は、Ｗ２’／Ｗ１’の比率が比較的小さい（例えば、約１．５以下）実施形態で用いられ得る。
【００９０】
図８Ｆは、ハニカム押出ダイ８００Ｂの第３の実施形態を示しており、供給孔８４５は、水平方向のスロットの水平方向の１つおきの交点、および垂直方向の位置に含まれており、各ダイ単位セル８２４Ｂの中心Ｃにある交点には４方向からバッチが供給されるようになっている。図８Ｅの実施形態は、Ｗ２’／Ｗ１’の比率が比較的小さい（例えば、２．０以下）実施形態で用いられ得る。
【００９１】
図１０は、１以上の実施形態による、微粒子を濾過する方法１０００を説明するものである。方法１０００は、１００２において、本明細書に記載されているように、微粒子フィルタ（例えば、微粒子フィルタ２００）において具現化されるハニカム体（例えば、ハニカム体１００、４００、５００、６００、または７００）を設ける工程と、１００４において、ハニカム体内に煤を捕捉する工程とを含む。
【００９２】
上述の説明は、本開示の例示的な実施形態を開示するものである。本開示の範囲内に含まれる、上記で開示された装置、システム、および方法の変形は、容易に明らかである。例えば、本明細書に開示されている微細構造パラメータの任意の組み合わせが、本明細書に開示されているハニカム体の実施形態に適用されてよい。例えば、開示されている％Ｐ、ＭＰＳ、Ｔｗ、Ｄｂ、およびＣＤのパラメータは、開示されている繰り返し構造単位１２４〜７２４の任意のものと組み合わされて適用されてよい。従って、本開示は、特定の例示的な実施形態を含むが、他の実施形態も、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲に含まれ得ることを理解されたい。
【００９３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００９４】
実施形態１
ハニカム体において、
繰り返し構造単位のパターンを有するマトリクス状に交差する多孔質壁を含み、各前記繰り返し構造単位が、第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルを含み、該第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルの全てが、入口面から出口面まで軸方向に、互いに対して平行に延びており、前記軸方向に対して直交する横断方向の平面において四辺形の断面を有し、前記繰り返し構造単位内において入口チャネルおよび出口チャネルを画成するよう施栓されており、各前記繰り返し構造単位が、
前記第１のセルによって画成された第１のチャネルであって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ２、および断面積Ａ１を有し、第１の側壁、および該第１の側壁に対して直交方向の第２の側壁を有する第１のチャネルと、
前記第２のセルによって画成された第２のチャネルであって、横断面において長さＬ２、前記幅Ｗ２、および断面積Ａ２を有し、前記第２の側壁を前記第１のチャネルと共有する第２のチャネルと、
前記第３のセルによって画成された第３のチャネルであって、横断面において前記長さＬ１、幅Ｗ１、および断面積Ａ３を有し、第３の側壁を有し、前記第１の側壁を前記第１のチャネルと共有する第３のチャネルと、
前記第４のセルによって画成された第４のチャネルであって、横断面において前記長さＬ２、前記幅Ｗ１、および断面積Ａ４を有し、第４の側壁を前記第２のチャネルと共有し、前記第３の側壁を前記第３のチャネルと共有する第４のチャネルと
を含み、
前記第１のチャネル、前記第２のチャネル、および前記第３のチャネルが入口チャネルであり、前記第４のチャネルが、横断面において長方形形状を有する出口チャネルであり、
Ｗ１≧Ｗ２、およびＬ１≠Ｌ２のうちの少なくとも１つであり、前記繰り返し構造単位が四辺形の外周を有する
ことを特徴とするハニカム体。
【００９５】
実施形態２
前記繰り返し構造単位内の各前記セルが横断面において長方形である、実施形態１記載のハニカム体。
【００９６】
実施形態３
前記繰り返し構造単位内の前記第１のセルおよび前記第２のセルが横断面において長方形である、実施形態１記載のハニカム体。
【００９７】
実施形態４
前記繰り返し構造単位内の前記第１のセルおよび前記第２のセルが横断面において正方形である、実施形態１記載のハニカム体。
【００９８】
実施形態５
前記繰り返し構造単位内の前記第３のセルおよび前記第４のセルが横断面において長方形である、実施形態１記載のハニカム体。
【００９９】
実施形態６
前記繰り返し構造単位の前記パターンが、前記第１のチャネルがいずれの前記第４のチャネルとも壁を共有しないスタック構成で配置された繰り返し構造単位を含む、実施形態１記載のハニカム体。
【０１００】
実施形態７
前記繰り返し構造単位の前記パターンが、前記第１のチャネルが前記第４のチャネルと壁を共有するスタガード構成で配置された繰り返し構造単位を含む、実施形態１記載のハニカム体。
【０１０１】
実施形態８
全ての前記多孔質壁が、前記入口面の端から端まで連続的に延びている、実施形態１記載のハニカム体。
【０１０２】
実施形態９
前記ハニカム体の半径方向の外周上に外皮を含み、全ての前記多孔質壁が、前記外板の部分間において前記ハニカム体の端から端まで連続的に延びている、実施形態１記載のハニカム体。
【０１０３】
実施形態１０
Ａ４≧Ａ３＞Ａ２≧Ａ１である、実施形態１記載のハニカム体。
【０１０４】
実施形態１１
Ａ３／Ａ１≧１．２である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１０５】
実施形態１２
Ａ３／Ａ１≦１０であり、入口開放前面面積である入口ＯＦＡが、入口ＯＦＡ＞３８％である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１０６】
実施形態１３
Ａ３／Ａ１≦４．０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１０７】
実施形態１４
Ａ３／Ａ１≦２．５である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１０８】
実施形態１５
１．２≦Ａ３／Ａ１≦１０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１０９】
実施形態１６
１．２≦Ａ３／Ａ１≦４．０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１０】
実施形態１７
１．２≦Ａ３／Ａ１≦２．５である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１１】
実施形態１８
１．８６ｍｍ２≦Ａ３≦１２．８ｍｍ２であり、且つ、０．９７ｍｍ２≦Ａ１≦２．５７ｍｍ２である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１２】
実施形態１９
Ａ４／Ａ２≧１．２である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１３】
実施形態２０
Ａ４／Ａ２≦２．５である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１４】
実施形態２１
１．２≦Ａ４／Ａ２≦１０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１５】
実施形態２２
１．２≦Ａ４／Ａ２≦２．５である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１６】
実施形態２３
０．９７ｍｍ２≦Ａ２≦２．５７ｍｍ２であり、且つ、Ａ４が１．８６ｍｍ２≦Ａ４≦１２．８ｍｍ２である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１７】
実施形態２４
Ｗ１／Ｗ２≧１．２である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１８】
実施形態２５
Ｗ１／Ｗ２≦１０．０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１１９】
実施形態２６
Ｗ１／Ｗ２≦４．０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１２０】
実施形態２７
１．２≦Ｗ１／Ｗ２≦１０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１２１】
実施形態２８
１．２≦Ｗ１／Ｗ２≦２．５である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１２２】
実施形態２９
１．２≦Ｗ１／Ｌ１≦１０であり、且つ、１．２≦Ｗ１／Ｌ２≦１０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１２３】
実施形態３０
１．２≦Ｗ１／Ｌ１≦４．０であり、且つ、１．２≦Ｗ１／Ｌ２≦４．０である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１２４】
実施形態３１
前記繰り返し構造単位の全てのチャネルの断面積で除算した、前記繰り返し構造単位の出口セルを含む前記第４のチャネルの断面積の面積分率が、０．２２〜０．４６である、実施形態１０記載のハニカム体。
【０１２５】
実施形態３２
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルとが同じ第１の四辺形形状を有し、
前記第３のチャネルと前記第４のチャネルとが同じ第２の長方形形状を有する、
実施形態１記載のハニカム体。
【０１２６】
実施形態３３
前記同じ第１の四辺形形状が正方形形状を含む、実施形態３２記載のハニカム体。
【０１２７】
実施形態３４
Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１≠Ｗ２であり、且つ、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｗ２である、実施形態３３記載のハニカム体。
【０１２８】
実施形態３５
直に隣接する繰り返し構造単位の出口チャネルが同じ列内に存在するスタック配向で存在する前記繰り返し構造単位を含む、実施形態１記載のハニカム体。
【０１２９】
実施形態３６
直に隣接する繰り返し構造単位の出口チャネルが同じ列内に存在しないスタガード構成で存在する前記繰り返し構造単位を含む、実施形態１記載のハニカム体。
【０１３０】
実施形態３７
前記多孔質壁の少なくとも幾つかが、０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１４インチ（０．３５６ｍｍ）である壁厚さＴｗを有する、実施形態１記載のハニカム体。
【０１３１】
実施形態３８
０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である、実施形態３７記載のハニカム体。
【０１３２】
実施形態３９
前記多孔質壁の開放気孔率％Ｐが、４０％≦％Ｐ≦７０％である、実施形態１記載のハニカム体。
【０１３３】
実施形態４０
４０％≦％Ｐ≦６０％である、実施形態３９記載のハニカム体。
【０１３４】
実施形態４１
４５％≦％Ｐ≦５５％である、実施形態３９記載のハニカム体。
【０１３５】
実施形態４２
入口開放前面面積である入口ＯＦＡが、３８％≦入口ＯＦＡ≦６２％である、実施形態１記載のハニカム体。
【０１３６】
実施形態４３
前記多孔質壁の気孔のメジアン気孔径であるＭＰＳが、１０マイクロメートル≦ＭＰＳ≦１８マイクロメートルである、実施形態１記載のハニカム体。
【０１３７】
実施形態４４
セル密度ＣＤが、７５個／平方インチ（４８３個／ｃｍ２）≦ＣＤ≦３７５個／平方インチ（２，４２０個／ｃｍ２）である、実施形態１記載のハニカム体。
【０１３８】
実施形態４５
前記多孔質壁の壁厚さＴｗが、０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）であり、
前記多孔質壁の開放気孔率％Ｐが、４０％≦％Ｐ≦６０％であり、
前記多孔質壁の前記開放気孔率における気孔のメジアン気孔径ＭＰＳが、１０マイクロメートル≦ＭＰＳ≦１６マイクロメートルであり、
前記ハニカム体の開放前面面積である入口ＯＦＡが、３８％≦入口ＯＦＡ≦６２％であり、
１．２≦Ｗ１／Ｗ２≦２．５である、
実施形態１記載のハニカム体。
【０１３９】
実施形態４６
前記多孔質壁が、コーディエライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、チタン酸アルミニウム、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸窒化ケイ素アルミニウム（Ａｌ６Ｏ２Ｎ６Ｓｉ）、ムライト、ゼオライト、溶融シリカ、多孔質金属、またはこれらの組合せを含む、実施形態１記載のハニカム体。
【０１４０】
実施形態４７
微粒子を濾過する方法であって、実施形態１記載のハニカム体を含む微粒子フィルタ内に煤を捕捉する工程を含むことを特徴とする方法。
【０１４１】
実施形態４８
Ｌ１≠Ｌ２である、実施形態１記載のハニカム体。
【０１４２】
実施形態４９
Ｗ１≧Ｗ２である、実施形態４８記載のハニカム体。
【０１４３】
実施形態５０
Ｗ１＞Ｗ２である、実施形態４８記載のハニカム体。
【０１４４】
実施形態５１
０．５≦Ｌ２／Ｌ１≦１．２５である、実施形態５０記載のハニカム体。
【０１４５】
実施形態５２
Ｌ２＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２である、実施形態４８記載のハニカム体。
【０１４６】
実施形態５３
Ｗ２＞Ｌ１である、実施形態５２記載のハニカム体。
【０１４７】
実施形態５４
Ｗ２＜Ｌ１である、実施形態５２記載のハニカム体。
【０１４８】
実施形態５５
Ｌ２＞Ｌ１であり、且つ、Ｗ１＝Ｗ２である、実施形態４８記載のハニカム体。
【０１４９】
実施形態５６
Ｌ１＝Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＝Ｗ２である、実施形態１記載のハニカム体。
【０１５０】
実施形態５７
Ｗ１＞Ｌ２である、実施形態１記載のハニカム体。
【０１５１】
実施形態５８
ハニカム体において、
繰り返し構造単位のパターンを有するマトリクス状に交差する多孔質壁を含み、前記繰り返し構造単位が、０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である壁厚さＴｗ、４０％≦％Ｐ≦６０％、１０マイクロメートル≦ＭＰＳ≦１６マイクロメートル、および３８％≦入口ＯＦＡ≦６２％を有し、各前記繰り返し構造単位が、第１のセル、第２のセル、第３のセル、および第４のセルを含み、前記第１のセル、前記第２のセル、前記第３のセル、および前記第４のセルが、入口面から出口面まで軸方向に、互いに対して平行に延びており、前記軸方向に対して直交する横断方向の平面において四辺形の断面を有し、前記セルが、前記繰り返し構造単位内において入口チャネルおよび出口チャネルを画成するよう施栓されており、各前記繰り返し構造単位が、
前記第１のセルによって画成された第１のチャネルであって、横断面において長さＬ１、幅Ｗ２、および断面積Ａ１を有し、第１の側壁、および該第１の側壁に対して直交方向の第２の側壁を有する第１のチャネルと、
前記第２のセルによって画成された第２のチャネルであって、断面において長さＬ２、前記幅Ｗ２、および断面積Ａ２を有し、前記第２の側壁を前記第１のチャネルと共有する第２のチャネルと、
前記第３のセルによって画成された第３のチャネルであって、断面において前記長さＬ１、幅Ｗ１、および断面積Ａ３を有し、第３の側壁を有し、前記第１の側壁を前記第１のチャネルと共有する第３のチャネルと、
前記第４のセルによって画成された第４のチャネルであって、断面において前記長さＬ２、前記幅Ｗ１、および断面積Ａ４を有し、第４の側壁を前記第２のチャネルと共有し、前記第３の側壁を前記第３のチャネルと共有する第４のチャネルと
を含み、
前記第１のチャネル、前記第２のチャネル、および前記第３のチャネルが入口チャネルであり、前記第４のチャネルが、横断面において長方形形状を有する出口チャネルであり、Ｗ１≧Ｗ２、およびＬ１≠Ｌ２のうちの少なくとも１つであり、前記繰り返し構造単位が四辺形の外周を有し、
Ｔｗは壁厚さであり、％Ｐは前記多孔質壁の開放気孔率であり、ＭＰＳはメジアン気孔径であり、入口ＯＦＡは前記ハニカム体の入口開放面積である
ことを特徴とするハニカム体。
【０１５２】
実施形態５９
ハニカム押出ダイにおいて、
入口面からダイ本体内へと延びる複数の供給孔が設けられた入口面、および、該入口面とは反対側の出口面を有するダイ本体と、
前記出口面から前記ダイ本体内へと延び、前記出口面において交差するスロットのアレイを画成するピンのアレイであって、前記スロットのうちの少なくとも幾つかが、前記複数の供給孔のうちの１以上と連通しており、前記交差するスロットのアレイが、前記出口面の端から端まで延びる第１のスロットと、該第１のスロットに対して直交方向に、前記出口面の端から端まで延びる第２の組のスロットとを含み、前記ピンのアレイが、繰り返しダイ単位セルのアレイを含み、各前記繰り返しダイ単位セルが四辺形の外周形状を有する、ピンのアレイと
を含み、
前記ピンのアレイが、
断面において長さＬ１’、幅Ｗ２’、および断面積Ａ１’を有する第１のダイ構成要素と、
断面において長さＬ２’、前記幅Ｗ２’、および断面積Ａ２’を有する第２のダイ構成要素と、
断面において前記長さＬ１’、幅Ｗ１’、および断面積Ａ３’を有する第３のダイ構成要素と、
断面において前記長さＬ２’、前記幅Ｗ１’、および断面積Ａ４’を有する第４のダイ構成要素であって、断面において四辺形形状を有する第４のダイ構成要素と
を更に含み、
前記ダイ構成要素が、第１の構成または第２の構成のうちの少なくとも一方で配置されており、
前記第１の構成が、Ｗ１’＞Ｗ２’であり、且つ、Ｌ１’＝Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＝Ａ３’＞Ａ２’＝Ａ１’であるものであり、
前記第２の構成が、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＞Ａ３’＞Ａ２’＜Ａ１’であるもの、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ４’＞Ａ２’＞Ａ３’＜Ａ１’であるもの、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ａ３’＞Ａ４’＞Ａ１’＜Ａ２’であるもの、または、
Ｌ１’≠Ｌ２’であり、且つ、Ｗ１’＝Ｗ２’であり、且つ、Ａ４’＝Ａ２’＞Ａ３’＝Ａ１’であるもの
のうちの１つから選択される
ことを特徴とするハニカム押出ダイ。
【０１５３】
実施形態６０
１．２≦Ｗ１’／Ｗ２’≦１０である、実施形態５９記載のハニカム押出ダイ。
【０１５４】
実施形態６１
１．２≦Ｗ１’／Ｗ２’≦４．０である、実施形態５９記載のハニカム押出ダイ。
【０１５５】
実施形態６２
１．２≦Ｗ１’／Ｗ２’≦２．５である、実施形態５９記載のハニカム押出ダイ。
【０１５６】
実施形態６３
Ａ１’＝Ａ２’であり、且つ、Ａ３’＝Ａ４’である、実施形態５９記載のハニカム押出ダイ。
【０１５７】
実施形態６４
Ａ４’＝Ａ２’＞Ａ３’＝Ａ１’であり、且つ、Ｌ１≠Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＝Ｗ２である、実施形態５９記載のハニカム押出ダイ。
【０１５８】
実施形態６５
Ａ４’＞Ａ３’＞Ａ２’＞Ａ１’であり、且つ、Ｌ１≠Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２である、実施形態５９記載のハニカム押出ダイ。
【０１５９】
実施形態６６
Ａ３’＞Ａ４’＞Ａ１’＞Ａ２’であり、且つ、Ｌ１≠Ｌ２であり、且つ、Ｗ１＞Ｗ２である、実施形態５９記載のハニカム押出ダイ。
【０１６０】
実施形態６７
ハニカム体を製造する方法であって、
実施形態５９記載のハニカム押出ダイを通してバッチ材料を押出成形することにより、ハニカム構造を有する未焼成体を製造する工程
を含むことを特徴とする方法。
【０１６１】
実施形態６８
前記未焼成体を焼成することにより、多孔質セラミクハニカム体を製造する工程を更に含む、実施形態６７記載の方法。
【符号の説明】
【０１６２】
１００、４００、５００、６００、７００  ハニカム体
１０２  多孔質壁
１０３  外皮
１０４  第１のセル
１０６  第２のセル
１０８  第３のセル
１１０  第４のセル
１２４、５２４、６２４、７２４  繰り返し構造単位
１１４  口面
１１６  出口面
１１８  施栓パターン
１１９  栓
１２０  入口チャネル
１２２  出口チャネル
１２５  第１のチャネル
１２６  第１の側壁
１２８  第２の側壁
１３０  第２のチャネル
１３５  第３のチャネル
１３６  第３の側壁
１４０  第４のチャネル
１４２  第４の側壁
２００  微粒子フィルタ
８００、８００Ａ、８００Ｂ  ハニカム押出ダイ
８２４  ダイ単位セル
８２５  第１のダイ構成要素
８３０  第２のダイ構成要素
８３５  第３のダイ構成要素
８３９  ダイ本体
８４０  第４のダイ構成要素
８４２  ダイ入口面
８４４  ダイ出口面
８４５  供給孔
８５０  第１のスロット
８５２  第２のスロット
【図１Ａ】
2020506869.tif 000011
【図１Ｂ】
2020506869.tif 000012
【図１Ｃ】
2020506869.tif 000013
【図１Ｄ】
2020506869.tif 000014
【図１Ｅ】
2020506869.tif 000015
【図１Ｆ】
2020506869.tif 000016
【図１Ｇ】
2020506869.tif 000017
【図２】
2020506869.tif 000018
【図３】
2020506869.tif 000019
【図４Ａ】
2020506869.tif 000020
【図４Ｂ】
2020506869.tif 000021
【図５】
2020506869.tif 000022
【図６】
2020506869.tif 000023
【図７】
2020506869.tif 000024
【図８Ａ】
2020506869.tif 000025
【図８Ｂ】
2020506869.tif 000026
【図８Ｃ】
2020506869.tif 000027
【図８Ｄ】
2020506869.tif 000028
【図８Ｅ】
2020506869.tif 000029
【図８Ｆ】
2020506869.tif 000030
【図９Ａ】
2020506869.tif 000031
【図９Ｂ】
2020506869.tif 000032
【図１０】
2020506869.tif 000033
【国際調査報告】
2020506869.tif 000034
2020506869.tif 000035
2020506869.tif 000036