JP2018167221A - ハニカム構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】アイソスタティック強度が向上され、圧力損失が良好に抑制されたハニカム構造体を提供する。【解決手段】流体の流路となる一方の端面である流入端面から他方の端面である流出端面まで延びる複数のセル２を区画形成する隔壁１を備え、セル２の形状が六角形であり、隔壁１が、板状の隔壁本体と、この隔壁本体同士が交差する交点部５とからなり、交点部５は、厚肉にして補強された厚肉交点部１４と、厚肉交点部１４以外の交点部であり厚肉でない通常交点部１５とからなり、隔壁本体と交点部５のうち、交点部５のみが厚肉に補強され、上記端面において１つの交点部を起点とし、起点を頂点の１つとし且つ他の５つの交点部をそれぞれ頂点とする六角形である基準六角形を想定し、この基準六角形の外側に、少なくとも１つの辺を共有する六角形を配置して、六角形の網目を有する網状の図形である六角形網２１を上記端面上に想定したとき、六角形網２１が通過する位置にある隔壁の交点部が、厚肉交点部１４であるハニカム構造体１００。【選択図】図３

Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失が良好に抑制されたハニカム構造体に関する。

従来、ディーゼルエンジン等から排出される排ガスは、流入端面から流出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ハニカム構造状のフィルタによって浄化されている。具体的には、上記フィルタは、排ガス中の有害物質を触媒によって浄化させたり、排ガス中の微粒状物質を捕集したりしている。

そして、このフィルタとしては、触媒を均一に塗布できるという観点から、セルの延びる方向に直交する断面におけるセルの形状が六角形（六角セル）であるものが広く用いられている。特に、市場では、浄化効率が高く且つ圧力損失が低いフィルタが要求され、隔壁が薄く且つセル密度が低いという条件と併せて六角セルが採用されることが多い。しかしながら、六角セルを有するハニカム構造体は、六角セルでないもの（例えば、上記断面におけるセルの形状が四角形のもの）を採用するハニカム構造体に比べて、アイソスタティック強度が低いという問題がある。更に、上述した、隔壁が薄く且つセル密度が低いという条件と併せて採用した場合、ハニカム構造体のアイソスタティック強度は、更に低下するという問題がある。

そこで、六角セルを有するハニカム構造体において、アイソスタティック強度を向上させた六角セルを有するハニカム構造体が報告されている（例えば、特許文献１〜４を参照）。具体的には、特許文献１に記載のハニカム構造体は、外周壁から特定の距離（範囲）にあるセルを区画形成する隔壁を厚くしたり、補強したりすることによって、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が向上されている。特許文献２に記載のハニカム構造体は、隔壁の交点部、及び隔壁と外周壁との交点部の曲率半径を特定の範囲に設定することによって、アイソスタティック強度が向上されている。特許文献３に記載のハニカム構造体は、略直線状で両端が外周壁に接する強化領域を設け、この強化領域の隔壁を厚くすることによって、アイソスタティック強度が向上されている。特許文献４に記載のハニカム構造体は、連続しない隔壁強化領域を六角形の格子状に配置することによって、アイソスタティック強度が向上されている。

特許第３２２９５９５号公報 特開２００８−２４６４７２号公報 特開２００７−２７５８７３号公報 特開２０１２−２２３７１９号公報

特許文献１〜４のハニカム構造体では、フィルタとして要求される性能である圧力損失について問題がある。具体的には、特許文献１に記載のハニカム構造体は、隔壁を厚くするなどの手段が採用されるため、フィルタとして要求される性能である圧力損失が未だ高く、圧力損失の低減の余地がある。

特許文献２に記載のハニカム構造体は、触媒の剥離を抑制することを目的として六角セルの交点部の全部に曲率を持たせているため、圧力損失が大きくなる。

特許文献３に記載のハニカム構造体は、強化領域（強化セル壁によって区画形成されたセル）において触媒が詰まり、圧力損失が大きくなる。

特許文献４に記載のハニカム構造体は、厚さが大きな強化隔壁を有するので、圧力損失を十分に抑制することが難しい。

以上のように、六角セルを有するハニカム構造体において、アイソスタティック強度を向上させようとすると、圧力損失が大きくなるという問題がある。そこで、アイソスタティック強度を向上させながら、圧力損失が良好に抑制されたハニカム構造体の開発が切望されていた。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失が良好に抑制されたハニカム構造体を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、以下のハニカム構造体を提供する。

［１］ 流体の流路となる一方の端面である流入端面から他方の端面である流出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備え、前記セルの延びる方向に直交する断面における前記セルの形状が、六角形であり、前記隔壁が、板状の隔壁本体と、前記隔壁本体同士が交差する交点部と、からなり、前記隔壁の前記交点部は、厚肉にして補強された厚肉交点部と、前記厚肉交点部以外の前記交点部であり厚肉でない通常交点部と、からなり、前記隔壁本体と前記交点部のうち、前記交点部のみが厚肉に補強され、前記端面において１つの前記交点部を起点とし、前記起点を頂点の１つとし且つ他の５つの前記交点部をそれぞれ頂点とする六角形である基準六角形を想定し、その後、前記基準六角形の外側に、少なくとも１つの辺を共有する六角形を配置して、六角形の網目を有する網状の図形である六角形網を前記端面上に想定したとき、前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部が、前記厚肉交点部であるか、或いは、前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部と、前記六角形網が通過する位置にある前記セルを区画形成する前記隔壁の前記交点部の少なくとも一つの前記交点部とが、前記厚肉交点部であるハニカム構造体。

［２］ 前記六角形網を構成する前記六角形の網目において、対向する辺の間の距離が、１０〜６０ｍｍである前記［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記厚肉交点部の内側に、面積が最大となる内接円を描いたとき、前記厚肉交点部は、前記内接円の直径が０．１０〜０．４０ｍｍの範囲を満たす前記［１］または［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部のみが、前記厚肉交点部である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［５］ 前記厚肉交点部は、前記セルに露出した面が、湾曲した凹面である前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［６］ 前記厚肉交点部は、前記湾曲した凹面に外接する円の半径が、０．１０〜０．４０ｍｍである前記［５］に記載のハニカム構造体。

本発明のハニカム構造体は、複数の交点部のうち特定の交点部のみを厚肉（厚肉交点部）とすることにより、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失が良好に抑制されたものである。

本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態における一方の端面上に六角形網を想定したときの状態を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の一の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。 図３に示す端面を更に拡大して模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。

次に本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

（１）ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、図１〜図４に示すようなハニカム構造体１００である。ハニカム構造体１００は、流体の流路となる一方の端面である流入端面１１から他方の端面である流出端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１を備えている。ハニカム構造体１００は、セル２の延びる方向に直交する断面におけるセル２の形状が、六角形である。ハニカム構造体１００は、隔壁１が、板状の隔壁本体４（図４参照）と、隔壁本体４同士が交差する交点部５と、からなる。隔壁１の交点部５は、厚肉にして補強された厚肉交点部１４と、厚肉交点部１４以外の交点部５であり厚肉でない通常交点部１５と、からなる。また、ハニカム構造体１００は、隔壁本体４と交点部５のうち、交点部５のみが厚肉に補強されている。そして、ハニカム構造体１００は、以下のように、六角形網２１を流入端面１１上に想定したとき、六角形網２１が通過する位置にある隔壁１の交点部５が、厚肉交点部１４である。または、ハニカム構造体１００は、六角形網２１が通過する位置にある隔壁１の交点部５と、六角形網２１が通過する位置にあるセル２を区画形成する隔壁１の交点部５の少なくとも一つの交点部５とが、厚肉交点部１４である。六角形網２１は、以下のようにして規定される図形である。即ち、まず、ハニカム構造体１００の端面において１つの交点部５を起点とし、この起点を頂点の１つとし且つ他の５つの交点部５をそれぞれ頂点とする六角形である基準六角形２３（図２中、太線の破線で示す）を想定する。その後、基準六角形２３の外側に、少なくとも１つの辺を共有する六角形を配置する。このようにして、六角形の網目を有する網状の図形である六角形網２１（図２中、破線で示す）を流入端面１１上に想定する。なお、ハニカム構造体１００は、上記条件を満たす位置にある交点部５のみが、厚肉交点部であり、その他の交点部５が通常交点部１５である。つまり、全ての交点部５が厚肉に補強されている場合は、本発明のハニカム構造体には該当しない。ハニカム構造体１００は、最外周に外周壁２６を有している。図２中、基準六角形２３は、説明の便宜上、太線の破線で示しているが六角形網２１と区別されるものではなく六角形網２１を構成するものである。

図１は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態における一方の端面上に六角形網を想定したときの状態を模式的に示す平面図である。図３は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。図４は、図３に示す端面を更に拡大して模式的に示す平面図である。なお、図２では、セル及び隔壁は記載を省略している。図３では、ハニカム構造体の端面の一部を選択して拡大して示している。図５〜図８も同様である。

このようなハニカム構造体１００は、特定の位置にある交点部５を厚肉交点部１４とすることにより、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失の増大が良好に抑制されたものとなっている。

つまり、本発明は、セル２の延びる方向に直交する断面におけるセル２の形状が「六角形」であるハニカム構造体において、上記「六角形網２１」を想定し、更に、この六角形網２１との関係において厚肉交点部１４を配置することで、上記効果を得ることができる。更に言えば、流入端面１１上に想定する図形は、網状であることが必要であり、更にはこの網状の図形は六角形からなるものであることが必要である。

ハニカム構造体１００は、図２に示すように六角形網２１を構成する六角形の網目において、対向する辺の間の距離Ｄが、１０〜６０ｍｍであることが好ましく、２０〜５０ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、アイソスタティック強度を十分に向上しつつ、圧力損失の増大を良好に抑制することができる。対向する辺の間の距離が１０ｍｍ未満であると、圧力損失の増大を抑制する効果が不十分となり、燃費が悪化するおそれがある。６０ｍｍ超であると、アイソスタティック強度の向上を十分に図れずに、キャニング（ｃａｎｎｉｎｇ）時にハニカム構造体が破損するおそれがある。「対向する辺の間の距離」は、対向する３組の辺の間のそれぞれの距離（対向する辺の中心と中心を結んだ距離）の平均値となるものである。例えば、六角形網を構成する六角形が正六角形である場合、対向する平行な辺の間の距離のことである。

ハニカム構造体１００は、セル２の延びる方向に直交する断面において、厚肉交点部１４の内側に、面積が最大となる内接円２７（図４参照）を描いたとき、厚肉交点部１４は、内接円２７の直径が０．１０〜０．４０ｍｍの範囲を満たすことが好ましい。厚肉交点部１４の上記内接円２７の直径が上記範囲を満たすことにより、アイソスタティック強度が更に向上され、圧力損失が更に良好に抑制される。厚肉交点部１４の上記内接円２７の直径が０．１０ｍｍ未満であると、アイソスタティック強度の向上が十分に図れずに、キャニング（ｃａｎｎｉｎｇ）時にハニカム構造体が破損するおそれがある。０．４０ｍｍ超であると、圧力損失が増加するため、燃費が悪化するおそれがある。この厚肉交点部の内接円の直径は、ハニカム構造体の端面を撮影したときの画像を解析することにより測定することができる。具体的には、上記内接円の直径は、ハニカム構造体の端面中の複数（１０個）の厚肉交点部を任意に選択し、それぞれの厚肉交点部における「面積が最大となる内接円」を描き、その直径を測定し、平均値を算出して求める。

ハニカム構造体１００は、上述したように、六角形網２１が通過する位置にある隔壁１の交点部５（この交点部５のみ）が、厚肉交点部１４であってもよいし、以下のように厚肉交点部１４が配置されてもよい。つまり、六角形網２１が通過する位置にある隔壁１の交点部５と、六角形網２１が通過する位置にあるセル２を区画形成する隔壁１の交点部５の少なくとも一つの交点部５とが、厚肉交点部１４であってもよい。これらのうちで、ハニカム構造体１００は、六角形網２１が通過する位置にある隔壁１の交点部５のみが、厚肉交点部１４であることが好ましい。つまり、厚肉交点部１４は、いずれのように配置されてよいが、六角形網２１が通過する位置のみに配置されることが好ましい。このように厚肉交点部１４を、六角形網２１が通過する位置のみに配置することにより、アイソスタティック強度が更に向上され、圧力損失が更に良好に抑制される。「六角形網が通過する位置にある隔壁の交点部（またはセル）」とは、ハニカム構造体の端面上に六角形網を描いたとき、この六角形網の軌跡と重なる位置にある交点部（またはセル）を意味する。

図３に示すハニカム構造体１００、図５に示すハニカム構造体１０１は、それぞれ、六角形網２１が通過する位置にある隔壁１の交点部５のみが、厚肉交点部１４であるものである。図５は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。

図６に示すハニカム構造体１０２では、六角形網２１が通過する位置にある隔壁１の交点部５と、六角形網２１が通過する位置にあるセル２を区画形成する隔壁１の交点部５の少なくとも一つの交点部５とが、厚肉交点部１４である。つまり、「六角形網が通過する位置にあるセル」を六角形網通過セルとするとき、この六角形網通過セルを区画形成する隔壁の６つの交点部のうち、少なくとも一つが厚肉交点部である。なお、図７に示すハニカム構造体１０３、図８に示すハニカム構造体１０４も、図６に示すハニカム構造体１０２と同様に厚肉交点部１４が上記条件を満たすものである。

図６は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。図７は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。図８は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。

基準六角形は、六角形（即ち、頂点を６つ有する図形）であればよいが、互いに対向する平行な辺を３組備える六角形であることが好ましく、正六角形であることが更に好ましい。このようにすることによって、アイソスタティック強度が更に向上され、圧力損失の増大が更に良好に抑制される。なお、基準六角形の外側に配置する六角形は、基準六角形と同じ形状であり、この基準六角形と少なくとも１つの辺を共有する六角形であることが好ましい。基準六角形を想定する際において、起点を決定した後、この起点以外の他の５つの頂点（交点部）を決定する場合、この「他の５つの頂点」は適宜選択できるが、上記のように基準六角形が正六角形となるように選択することがよい。

本発明のハニカム構造体において厚肉交点部は、厚肉でない通常交点部に比べて厚肉にして補強されたものである限りその形状は特に制限はない。つまり、厚肉交点部は、セルの延びる方向に直交する断面において、その面積が通常交点部の面積よりも大きい交点部ということができる。

厚肉交点部は、セルに露出した面が、湾曲した凹面であることが好ましい。つまり、厚肉交点部は、セルの延びる方向に直交する断面において、円弧状をなすものであることが好ましい。このようにすることにより、アイソスタティック強度が更に向上される。

更に、厚肉交点部は、湾曲した凹面に外接する円の半径が、０．１０〜０．４０ｍｍであることが好ましく、０．１５〜０．３５ｍｍであることが更に好ましい。厚肉交点部が上記条件を満たすことにより、アイソスタティック強度が更に向上される。厚肉交点部の上記半径が０．１０ｍｍ未満であると、アイソスタティック強度の向上が十分に図れずに、キャニング時にハニカム構造体が破損するおそれがある。０．４０ｍｍ超であると、圧力損失が増加するため、燃費が悪化するおそれがある。

隔壁（即ち、隔壁本体）の厚さは、３８〜２５４μｍであることが好ましく、５０〜２１６μｍであることが更に好ましい。３８μｍより薄いと、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が低くなることがある。２５４μｍより厚いと、ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。隔壁（隔壁本体）１の厚さは、セル２の延びる方向に直交する断面において、交点部５の内側に、面積が最大となる内接円を描いたとき、隣り合う交点部５における当該内接円の中心Ｏ同士を結んだ直線の中央位置の厚さＴ（図４参照）をいうものとする。隔壁の厚さは、顕微鏡で観察する方法で測定した値であり、１５箇所を測定したときの平均値である。

ハニカム構造体１００は、隔壁本体４と交点部５のうち、交点部５のみが厚肉に補強されているものである。即ち、ハニカム構造体１００では、交点部５は、上述の通り、厚肉であるもの（厚肉交点部）を有するが、隔壁本体４は、厚肉であるものを有さない。厚肉の隔壁本体４を有すると、初期の圧力損失が高くなり過ぎてしまう。なお、「隔壁本体が厚肉である」とは、上記のように隔壁本体の厚さを測定した際における隔壁本体の厚さが厚い（厚肉である）ことを意味する。上述した中央位置における厚さＴが同じであれば、厚肉でないことになる。なお、「中央位置における厚さＴが同じ」とは、中央位置における厚さＴが均一である場合以外に、厚さＴの平均値の±１０％の範囲である場合も含むこととする。

ハニカム構造体のセル密度は、特に制限されないが、１５．５〜１８６．０個／ｃｍ^２であることが好ましく、４６．５〜１３９．５個／ｃｍ^２であることが更に好ましい。セル密度が、１５．５個／ｃｍ^２より小さいと、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が低くなることがある。セル密度が、１８６．０個／ｃｍ^２より大きいと、セルの断面積（セルの延びる方向に直交する断面の面積）が小さくなるため、圧力損失が高くなることがある。

隔壁の気孔率は、２０〜８０％であることが好ましく、２５〜７０％であることが更に好ましい。気孔率が２０％より小さいと、ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。気孔率が８０％より大きいと、ハニカム構造体の強度が低くなることがある。気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。

隔壁の平均細孔径は、１〜３０μｍであることが好ましく、３〜３５μｍであることが更に好ましい。平均細孔径が１μｍより小さいと、ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。平均細孔径が３０μｍより大きいと、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が低くなることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータによって測定した値である。

隔壁の材料としては、セラミックが好ましく、強度及び耐熱性に優れることより、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される少なくとも１種が更に好ましい。これらの中でも、コージェライトが特に好ましい。

本発明のハニカム構造体における各厚肉交点部は、ハニカム構造体の流入端面から流出端面までの領域においては、この領域の全部（全域）に形成されていることが好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造体のセルの延びる方向全体の耐久性を良好に向上させることができる。

（２）ハニカム構造体の製造方法：
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。まず、ハニカム構造体を作製するための坏土を調整し、この坏土を成形して、ハニカム成形体を作製する（成形工程）。この成形時において、得られるハニカム構造体において流出セルとなるセルの少なくとも一部に、厚肉交点部を形成し、補強済みのハニカム成形体を形成することが好ましい。一方、成形時においては、セルに厚肉交点部を形成せずに、ハニカム成形体を得た後に、このハニカム成形体を乾燥したハニカム乾燥体、又は、ハニカム乾燥体を焼成したハニカム構造体のいずれかに、厚肉交点部を形成することもできる。

次に、得られたハニカム成形体（或いは、必要に応じて行われた乾燥後のハニカム乾燥体）を焼成してハニカム構造体を作製することができる（ハニカム構造体作製工程）。

（２−１）成形工程：
まず、成形工程においては、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成するハニカム成形体を形成する。

セラミック成形原料に含有されるセラミック原料としては、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種を含むものであることが好ましく、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種であることが更に好ましく、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された１種であることが特に好ましい。なお、コージェライト化原料とは、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミック原料であって、焼成されてコージェライトになるものである。

また、このセラミック成形原料は、上記セラミック原料に、分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して調製することが好ましい。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造体の構造、材質等に合わせた組成比とすることが好ましい。

セラミック成形原料を成形する際には、まず成形原料を混練して坏土とし、得られた坏土をハニカム形状に成形することが好ましい。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法としては特に制限はなく、押出成形、射出成形等の従来公知の成形方法を用いることができる。例えば、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形してハニカム成形体を形成する方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。

このような口金としては、例えば、二つの面を有し、一方の面にハニカム形状のスリットが格子状に形成されるとともに、他方の面にスリットと連通し、成形原料を導入するための裏孔が形成された口金基体からなる口金を挙げることができる。この口金は、スリットが交差する交点のうち、得られるハニカム構造体において交点部のうち厚肉交点部となる角部の頂点が、曲線状又は平面上に面取りされたものであることが好ましい。このような口金を用いることにより、ハニカム成形体の成形時において、所望の箇所に、選択的に厚肉交点部を形成することができる。また、口金のスリットの所定の交点に、交点部が厚肉となるように凹部や梁を設けてもよい。

ハニカム成形体の形状は、特に限定されず、円筒形状（円柱状）、中心軸に直交する断面が楕円形、レーストラック形状、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形の筒形状（柱状）等を挙げることができる。作製しようとするハニカム構造体が、複数のハニカムセグメントが接合されて形成されたものである場合には、ハニカム成形体の形状は、中心軸に直交する断面が三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形の筒形状（柱状）であることが好ましい。

上記成形後に、得られたハニカム成形体を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等を挙げることができ、なかでも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又は組合せて行うことが好ましい。

なお、ハニカム成形体の成形時に厚肉交点部を形成しない場合には、厚肉交点部が形成されていないハニカム成形体を得た後、厚肉交点部の材料であるスラリーを用い、このスラリーを交点部のうちの所定の交点部に塗布する。その後、上記スラリーを乾燥、焼成させることにより、厚肉交点部を形成することができる。

（２−２）ハニカム構造体作製工程：
次に、得られたハニカム成形体を焼成して、ハニカム構造体を得ることができる。なお、ハニカム成形体の焼成は、ハニカム構造体が目封止部を有する場合、ハニカム成形体に目封止部を配設した後に行うことが好ましい。

また、ハニカム成形体を焼成（本焼成）する前には、そのハニカム成形体を仮焼することが好ましい。仮焼は、脱脂のために行うものであり、その方法は、特に限定されるものではなく、中の有機物（有機バインダ、分散剤、造孔材等）を除去することができればよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼の条件としては、酸化雰囲気において、２００〜１０００℃程度で、３〜１００時間程度加熱することが好ましい。

ハニカム成形体の焼成（本焼成）は、仮焼した成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われる。焼成条件（温度、時間、雰囲気）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。例えば、コージェライト化原料を使用している場合には、焼成温度は、１４１０〜１４４０℃が好ましい。また、焼成時間は、最高温度でのキープ時間として、４〜６時間が好ましい。

（２−３）目封止工程：
なお、所定のセルの一方の端部及び残余のセルの他方の端部に目封止部を備える場合（目封止ハニカム構造体である場合）、以下の目封止工程を行うことができる。即ち、ハニカム成形体の流入端面における所定のセルの開口部、及び流出端面における残余のセルの開口部に目封止を施して目封止部を形成する。

具体的には、以下のように目封止部を形成することができる。まず、一方の端部側に目封止材料を充填し、その後、他方の端部側に目封止材料を充填する。一方の端部側に目封止材料を充填する方法としては、ハニカム構造体の一方の端面（例えば、流入端面）にシートを貼り付け、シートにおける、「目封止部を形成しようとするセル」と重なる位置に孔を開けるマスキング工程と、「ハニカム構造体の、シートが貼り付けられた側の端部」を目封止材料が貯留された容器内に圧入して、目封止材料をハニカム構造体のセル内に圧入する圧入工程と、を有する方法を挙げることができる。目封止材料をハニカム構造体のセル内に圧入する際には、目封止材料は、シートに形成された孔を通過し、シートに形成された孔と連通するセルのみに充填される。

また、ハニカム構造体の他方の端部（例えば、流出端面）側に目封止材料を充填する方法も、上述したハニカム構造体の一方の端部側に目封止材料を充填する方法と同様の方法を採用することが好ましい。また、ハニカム構造体の両端部に、目封止材料を同時に充填してもよい。

この目封止工程は、成形工程の後で、ハニカム成形体の焼成前に行うことが好ましい。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
セラミック原料として、コージェライト化原料（アルミナ、タルク、カオリン）を用いた。アルミナ、タルク、カオリンの質量比は、焼成後、コージェライトが得られる質量比とした。セラミック原料に、バインダ（メチルセルロース）、水を混合してセラミック成形原料を得た。得られたセラミック成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。

次に、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体は、セルの延びる方向に直交する断面におけるセルの形状が、六角形であった。

ハニカム成形体の形状は、このハニカム成形体を焼成した後のハニカム構造体における隔壁の厚さが９０μｍであった。また、セル密度は、１１６個／ｃｍ^２であった。

ハニカム構造体の隔壁の気孔径は５μｍであり、気孔率は３５％であった。平均細孔径及び気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

また、ハニカム成形体の全体形状は、円筒形（端面の直径が１１０.０ｍｍ、セルの延びる方向における長さが９７．１ｍｍ）であった。ハニカム成形体は、その全体形状を一体的に形成したもの（一体構造）であった。

また、このハニカム成形体には、成形時において、隔壁の交点部のうちの所定の交点部を厚肉交点部（図５参照）とし、残余の交点部を通常交点部とした。

本実施例において、ハニカム成形体は、厚肉交点部を、図５に示すように配置した。つまり、六角形網が通過する位置にある交点部のみを、厚肉交点部とした。なお、図５中、黒丸で示す交点部が厚肉交点部である。

次に、ハニカム成形体について、４５０℃で５時間加熱することにより脱脂を行い、更に、１４２５℃で７時間加熱することにより焼成を行い、ハニカム構造体を得た。

得られたハニカム構造体について、以下ように「アイソスタティック強度」及び「圧力損失」の評価を行った。

（アイソスタティック強度）
アイソスタティック強度の測定は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格（ＪＡＳＯ規格）のＭ５０５−８７で規定されているアイソスタティック破壊強度試験に基づいて行った。アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に、ハニカム構造体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮を行う試験である。即ち、アイソスタティック破壊強度試験は、コンバータの缶体に、ハニカム構造体が外周面把持される場合の圧縮負荷加重を模擬した試験である。このアイソスタティック破壊強度試験によって測定されるアイソスタティック強度は、ハニカム構造体が破壊したときの加圧圧力値（ＭＰａ）で示される。アイソスタティック強度の評価は、比較例１のハニカム構造体のアイソスタティック強度を基準として、下記評価基準により評価を行った。なお、「アイソスタティック強度」の比（比較例１のハニカム構造体のアイソスタティック強度に対する各実施例、比較例のアイソスタティック強度の比の値）について、表１中、「アイソ強度比」と記す。

「アイソスタティック強度」の比が１．８以上である場合にはアイソスタティック強度が良好に向上されるので「優」と評価する。「アイソスタティック強度」の比が１．５以上で１．８未満である場合には「良」とし、１．２超で１．５未満である場合には「可」と評価する。「アイソスタティック強度」の比が１．２未満である場合にはアイソスタティック強度の向上が十分でなく「不可」と評価する。結果を表１に示す。

（圧力損失（初期圧力損失））
ハニカム構造体の隔壁に、煤や灰等の粒子状物質が堆積していない状態における圧力損失を測定した。具体的には、触媒を担持させたハニカム構造体に２５℃の一定流量の空気を流入し、ハニカム構造体の流入端面と流出端面での圧力を測定し、その差圧を初期圧力損失とした。圧力損失の評価は、比較例１のハニカム構造体の圧力損失を基準として、下記評価基準により評価を行った。なお、「圧力損失」の比（比較例１のハニカム構造体の圧力損失に対する各実施例、比較例の圧力損失の比の値）について、表１中、「圧力損失比」と記す。

「圧力損失」の比が１．０２以下である場合は、圧力損失の抑制が十分であり「優」と評価する。「圧力損失」の比が１．０２より大きく１．０５以下である場合は、「良」と評価し、１．０５より大きく１．１０以下である場合は「可」と評価する。「圧力損失」の比が１．１０よりも大きい場合は、圧力損失の抑制が不十分であり「不可」と評価する。結果を表１に示す。

表１中、「基準六角形における対向する辺の距離」は、六角形網を構成する六角形の網目において、対向する辺の間の距離のことを示す。「交点Ｒ」は、交点部における湾曲した凹面に外接する円の半径（交点の曲率半径（Ｒ））のことを示す。「厚肉交点部の内接円の直径」は、セルの延びる方向に直交する断面において、厚肉交点部の内側に、面積が最大となる内接円を描いたとき、この内接円の直径を示す。「厚肉交点部の配置パターン」は、厚肉交点部の配置を、図面番号を記載して示している。つまり、例えば、実施例１において、「図５」とは、図５に示すように厚肉交点部が配置されていることを示している（丸印は厚肉交点部の位置を示している）。図３、図６〜図８についても丸印は厚肉交点部の位置を示している。

（実施例２〜７、比較例１〜３）
各条件を、表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。実施例１の場合と同様にして、作製したハニカム構造体について、「アイソスタティック強度」及び「圧力損失」の評価を行った。結果を表１に示す。

比較例１では、交点部が湾曲しており、その交点の曲率半径（Ｒ）は０．０５ｍｍであった。比較例１においては、「厚肉交点部」が存在していなかったため、「厚肉交点部の配置パターン」の欄は、「−」とした。また、比較例２では、全ての交点部が厚肉交点部となっていたため、「厚肉交点部の配置パターン」の欄は、「全点補強」と記した。比較例３では、「隔壁本体の厚肉の有無」が「有」であり、隔壁本体が厚肉になっている部分を有するものであった。比較例３では、具体的には、セルの延びる方向に直交する断面において、交点部のうち全ての厚肉交点部から延びる３つの隔壁本体が全て厚肉になっていた。

表１より、実施例１〜７のハニカム構造体は、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失の増大が良好に抑制されていることが確認できた。

本発明のハニカム構造体は、自動車等の排ガスを浄化するフィルタとして好適に利用することができる。

１：隔壁、２：セル、４：隔壁本体、５：交点部、１１：流入端面、１２：流出端面、１４：厚肉交点部、１５：通常交点部、２１：六角形網、２３：基準六角形、２６：外周壁、２７：内接円、１００，１０１，１０２，１０３，１０４：ハニカム構造体。

Claims (6)

1. 流体の流路となる一方の端面である流入端面から他方の端面である流出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備え、
   前記セルの延びる方向に直交する断面における前記セルの形状が、六角形であり、
   前記隔壁が、板状の隔壁本体と、前記隔壁本体同士が交差する交点部と、からなり、
   前記隔壁の前記交点部は、厚肉にして補強された厚肉交点部と、前記厚肉交点部以外の前記交点部であり厚肉でない通常交点部と、からなり、
   前記隔壁本体と前記交点部のうち、前記交点部のみが厚肉に補強され、
   前記端面において１つの前記交点部を起点とし、前記起点を頂点の１つとし且つ他の５つの前記交点部をそれぞれ頂点とする六角形である基準六角形を想定し、その後、前記基準六角形の外側に、少なくとも１つの辺を共有する六角形を配置して、六角形の網目を有する網状の図形である六角形網を前記端面上に想定したとき、
   前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部が、前記厚肉交点部であるか、或いは、前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部と、前記六角形網が通過する位置にある前記セルを区画形成する前記隔壁の前記交点部の少なくとも一つの前記交点部とが、前記厚肉交点部であるハニカム構造体。
2. 前記六角形網を構成する前記六角形の網目において、対向する辺の間の距離が、１０〜６０ｍｍである請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記厚肉交点部の内側に、面積が最大となる内接円を描いたとき、前記厚肉交点部は、前記内接円の直径が０．１０〜０．４０ｍｍの範囲を満たす請求項１または２に記載のハニカム構造体。
4. 前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部のみが、前記厚肉交点部である請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
5. 前記厚肉交点部は、前記セルに露出した面が、湾曲した凹面である請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
6. 前記厚肉交点部は、前記湾曲した凹面に外接する円の半径が、０．１０〜０．４０ｍｍである請求項５に記載のハニカム構造体。

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