JP5261527B2 - 目封止ハニカム構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、目封止ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、圧力損失の増加を抑制することができるとともに、その耐久性を良好に向上させることが可能な目封止ハニカム構造体に関する。
ディーゼルエンジン等の内燃機関や各種の燃焼装置等から排出されるガスには、煤（ｓｏｏｔ）を主体とする粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））が、多量に含まれている。このＰＭがそのまま大気中に放出されると、環境汚染を引き起こすため、排出ガスの排気系には、ＰＭを捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が搭載されている。
このようなＤＰＦとしては、例えば、流体（排ガス、浄化ガス）の流路とな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体が用いられている。このようにハニカム構造体は、流体（浄化ガス）の流出側の端面における所定のセル（流入セル）の開口部と、流体（排ガス）の流入側端面における残余のセル（流出セル）の開口部とに、セルの開口部を封止するための目封止部が配設され、目封止ハニカム構造体（ハニカムフィルタ）として利用される。ハニカム構造体としては、流入側端面から流出側端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する柱状のハニカムセグメントを、複数個備え、この複数個の前記ハニカムセグメントの互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合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）。
上記目封止ハニカム構造体では、流入セルから排ガスを流入させると、排ガスが隔壁を通過する際に排ガス中のパティキュレートが隔壁に捕集され、パティキュレートが除去された浄化ガスが流出セルから流出する。
従来、ハニカム構造体の隔壁の交差点に生じる過大な熱衝撃や機械的衝撃による破損を防止するために、少なくとも一部の流路（セル）の軸方向に直交する断面形状が、一方の対向する隅角部に略円弧状のＲ部を有するセラミック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）。また、多孔質の隔壁により区画形成されたセルの角部に隅肉を形成し、セルの補強を行ったハニカム構造体も提案されている（例えば、特許文献３参照）。このようなハニカム構造体によれば、隔壁の交差部分の厚さが厚くなり、機械的強度（即ち、耐久性）を向上させることができる。
米国特許第４３３５７８３号明細書 特開２００３−２６９１３１号公報 特表２００９−５３２１９７号公報
しかしながら、上記特許文献２に記載されたハニカム構造体は、全てのセルの角部に円弧状のＲ部を形成するため、流体が通過する流路の容積が著しく減少してしまう。この結果、排ガスに含まれる灰（Ａｓｈ）の堆積の観点から、目封止ハニカム構造体の耐久性が低下してしまうこととなる。
また、特許文献２及び３に記載されたハニカム構造体においては、流体が流入する流入セルにも補強が行われるため、流路の容積（特に、流体が流入する側の容積）が減少する。このため、フィルタとして実質的に機能する濾過面の面積が減少し、目封止ハニカム構造体の圧力損失が増大してしまう。
更に、補強部を形成することにより、目封止ハニカム構造体の質量も当然増加するため、過剰に補強部を形成することは、目封止ハニカム構造体の性能面において不利益を生じることがある。例えば、目封止ハニカム構造体の質量が増加すれば、排気ガス等の浄化に必要な温度に達するまでの時間が増大し、排気ガスの浄化性能を損なうこととなる。また、上記浄化性能を維持するために、排気ガスの温度を上昇させることも考えられるが、このような場合には、自動車等の内燃機関の燃料消費量（燃費）が悪化してしまう。
即ち、従来のハニカム構造体においては、単にハニカム構造体の強度を向上させることを目的として、上述したような補強部を形成することは行われていたが、補強部を形成して耐久性を向上させることにより、圧力損失や浄化性能等のフィルタとしての他の特性が犠牲となっていた。特に、ハニカム構造体の強度の向上と、圧力損失の増加抑制とは、従来、二律背反の関係にあるとされ、両者を同時に解決することは極めて困難であるとされていた。
また、目封止ハニカム構造体は、ＤＰＦとして用いた場合に、捕集した粒子状物質を燃焼除去する再生を行うことがある。この際、目封止ハニカム構造体は、その端面にクラック（以下、「端面クラック」ともいう）等の破損を生じることがある。この端面クラックが発生する箇所には、特定の傾向があり、端面クラックに対する対策がなされた目封止ハニカム構造体の開発も要望されている。特に、複数個のハニカムセグメントを接合したハニカム構造体を用いた目封止ハニカム構造体においては、ハニカム構造体の外周部を構成するハニカムセグメントに端面クラックが発生することがある。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、流体が流入するセル（流入セル）の容積を十分に確保することにより、圧力損失の増加を抑制することができるとともに、その耐久性を良好に向上させることが可能な目封止ハニカム構造体を提供する。
本発明によれば、以下に示す、目封止ハニカム構造体が提供される。
［１］ 流入側端面から流出側端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する柱状のハニカムセグメントを、複数個有し、複数個の前記ハニカムセグメントの互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合されたハニカム構造体と、それぞれの前記ハニカムセグメントの前記流出側端面における所定のセルの開口部に配設されて、前記流入側端面が開口し且つ前記流出側端面が封止された流入セルを形成する流出側目封止部と、それぞれの前記ハニカムセグメントの前記流入側端面における残余のセルの開口部に配設されて、前記流出側端面が開口し且つ前記流入側端面が封止された流出セルを形成する流入側目封止部と、を備え、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向に垂直な断面の中央部を構成する前記ハニカムセグメントを中央部セグメントとし、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向に垂直な断面の外周部を構成するハニカムセグメントを外周部セグメントとしたときに、少なくとも前記中央部セグメントが、前記セルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の四角柱状のハニカムセグメントであり、前記外周部セグメントのうち、前記ハニカム構造体の前記断面における、前記断面の重心を通り、前記中央部セグメントの矩形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する前記外周部セグメントが、前記断面の前記４５°方向に引いた仮想線上に存在する少なくとも一の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流出セルを補強する補強部が形成され、前記仮想線上に存在する前記セルから前記隔壁を隔てて連続して隣接する５個までの前記セルからなる領域外には補強部が形成されていない補強セグメントである目封止ハニカム構造体。
［２］ 前記仮想線上に存在する全ての前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体。
［３］ 前記仮想線上に存在する前記セルから前記隔壁を隔てて連続して隣接する５個までの前記セルからなる領域内の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている前記［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体。
［４］ 前記仮想線に直交又は平行な直線で、且つ前記外周部セグメントの断面形状における頂点を通過する第二仮想線上に存在する、前記外周部セグメントの少なくとも一の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている前記［１］〜［３］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
［５］ 前記第二仮想線上に存在する、前記外周部セグメントの全ての前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている前記［４］に記載の目封止ハニカム構造体。
［６］ 前記第二仮想線上に存在する前記セルから前記隔壁を隔てて連続して隣接する５個までの前記セルからなる領域内の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている前記［４］又は［５］に記載の目封止ハニカム構造体。
［７］ 前記補強部が形成された前記流出セルは、前記補強部が形成された補強角部と、前記補強部が形成されていない非補強角度部とを含むものである前記［１］〜［６］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
［８］ 前記補強部が形成された前記流出セルは、前記流出セルの全ての角部に前記補強部が形成されたものである前記［１］〜［６］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
［９］ 前記中央部セグメントが、前記断面における前記隔壁が交差する角部に前記補強部が形成されていない非補強セグメントである前記［１］〜［７］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
［１０］ 前記補強部を除く前記隔壁の平均厚さに対する、前記補強部が形成された前記流出セルの前記補強部の表面から、前記補強部が形成された前記流出セルを区画形成する前記隔壁の交差点を隔てて配置された隣接するセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離の比の値が、１．５〜９．３である前記［１］〜［９］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
［１１］ 各前記補強部は、当該補強部が形成されたセルの開口部分の面積の０．０５〜２０％に相当する範囲を占める大きさのものである前記［１］〜［１０］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
本発明の目封止ハニカム構造体のハニカム構造体は、複数個のハニカムセグメントが、ハニカムセグメントの互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合されたハニカム構造体である。ハニカム構造体のセルの延びる方向に垂直な断面の中央部を構成するハニカムセグメントを中央部セグメントとし、ハニカム構造体のセルの延びる方向に垂直な断面の外周部を構成するハニカムセグメントを外周部セグメントとしたときに、少なくとも中央部セグメントが、セルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の四角柱状のハニカムセグメントである。更に、上記外周部セグメントのうち、ハニカム構造体の断面における、断面の重心から中央部セグメントの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に位置するハニカムセグメント（外周部セグメント）が、上記断面の４５°方向に引いた仮想線上に存在する少なくとも一の流出セルの、上記断面における隔壁が交差する少なくとも一の角部に、流出セルを補強する補強部が形成された補強セグメントとなっている。一方、少なくとも流入セルについては、上記補強部が形成されていない非補強セルとなっている。このため、流入セルの容積、及びこの流入セルの開口部の面積を十分に確保することができ、目封止ハニカム構造体の圧力損失の増加を抑制することができる。一方、圧力損失に対する影響が、上記流入セルに比して少ない流出セルの一部には、隔壁が交差する少なくとも一の角部に補強部を形成することで、目封止ハニカム構造体の耐久性を良好に向上させることができる。これにより、目封止ハニカム構造体を機械的強度に優れたものとすることができる。
特に、本発明の目封止ハニカム構造体は、流入セルと流出セルとの両方に補強部を形成した従来のハニカム構造体に比して、補強部が流路に占める容積が半分以下であるが、ハニカム構造体の耐久性を、上記補強部の容積比率以上の割合で向上させることができる。また、目封止ハニカム構造体に生じる熱応力が最大となる流出セル（特定の流出セル）のみを補強することで、上記従来のハニカム構造体に比して、補強部分の質量の増加を半分以下に抑えることができる。このため、目封止ハニカム構造体を内燃機関の排ガス流路に設置して用いた場合に、従来のハニカム構造体に比べ、目封止ハニカム構造体が加熱され易く、排気ガスの浄化性能が良好である。なお、排気ガスの温度によって目封止ハニカム構造体の温度を調整する場合であっても、本発明の目封止ハニカム構造体は加熱され易いものであるため、自動車等の内燃機関の燃費が向上する。このように、本発明の目封止ハニカム構造体によれば、従来、二律背反の関係にあるとされた、ハニカム構造体の耐久性向上と、圧力損失の増加抑制とを両立させることができる。更に、浄化性能の劣化や内燃機関の燃費の悪化も抑制することができる。
更に、従来、複数個のハニカムセグメントを接合したハニカム構造体を用いた目封止ハニカム構造体においては、ハニカム構造体の外周部を構成する外周部セグメントの端面にクラック（端面クラック）が発生することがある。本発明の目封止ハニカム構造体は、特定の外周部セグメントの特定の流出セルが、補強部により選択的に補強されているため、端面クラックの発生を有効に防止することができる。
本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、流出側端面を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの流出側端面を拡大して示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、流入側端面の一部を拡大して示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、流出側端面の一部を拡大して示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、セルの延びる方向に垂直な断面の一部を拡大して示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、セルの延びる方向に平行な断面の一部を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の他の実施形態の、流出側端面を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の他の実施形態の、流出側端面を示す模式図である。 本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、セルの延びる方向に垂直な断面を拡大して示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施の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、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
（１）目封止ハニカム構造体：
図１〜図７に示すように、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態（目封止ハニカム構造体１００）は、「流入側端面１１から流出側端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１を有する柱状のハニカムセグメント８を、複数個有し、複数個のハニカムセグメント８の互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合されたハニカム構造体４」と、「それぞれのハニカムセグメント８の流出側端面１２における所定のセル２の開口部に配設されて、流入側端面１１が開口し且つ流出側端面１２が封止された流入セル２ａを形成する流出側目封止部５ｂ」と、それぞれのハニカムセグメント８の流入側端面１１における残余のセル２の開口部に配設されて、流出側端面１２が開口し且つ流入側端面１１が封止された流出セル２ｂを形成する流入側目封止部５ａ」と、を備えた目封止ハニカム構造体１００である。
ハニカム構造体４のセル２の延びる方向に垂直な断面の中央部を構成するハニカムセグメント８を「中央部セグメント８ａ」とし、ハニカム構造体４のセル２の延びる方向に垂直な断面の外周部を構成するハニカムセグメント８を「外周部セグメント８ｂ」としたときに、少なくとも中央部セグメント８ａが、セル２の延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の四角柱状のハニカムセグメント８である。以下、このような、セル２の延びる方向に垂直な断面の形状が四角形のハニカムセグメント８（例えば、中央部セグメント８ａ）のことを、「完全セグメント」ということがある。一方、図２に示すように、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、ハニカム構造体４の外周部を構成するハニカムセグメント８（外周部セグメント８ｂ）は、上記完全セグメントと同様の四角形柱のハニカムセグメントの周囲の一部が、ハニカム構造体４の外周形状にあわせて切り取られた柱状のハニカムセグメントとなっている。このような、断面の形状が四角形でなく、ハニカム構造体４の外周部に応じた形状となっているハニカムセグメント８を、「不完全セグメント」ということがある。例えば、図２に示す目封止ハニカム構造体１００においては、４個の中央部セグメント８ａが、上記完全セグメントであり、ハニカム構造体４の断面の中央部に、「２個×２個」の配列で並んだ状態になっている。そして、この４個の中央部セグメント８ａ（換言すれば、完全セグメント）の外周（セルの延びる方向に直交する断面における外周）に位置する１２個の外周部セグメント８ｂが、不完全セグメントであり、中央部に配列した中央部セグメント８ａを取り囲むように配置されている。
更に、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、上記外周部セグメント８ｂのうち、ハニカム構造体４の断面における、断面の重心Ｏから中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する外周部セグメント８ｂが、上記断面の４５°方向に引いた仮想線Ｐ１，Ｐ２上に存在する少なくとも一の流出セル２ｂの、上記断面における隔壁１が交差する少なくとも一の角部２１に、流出セル２ｂを補強する補強部６が形成された補強セグメント８ｘとなっている。以下、流出セル２ｂを補強する補強部６が形成されたセル（換言すれば、補強部６により少なくとも１つの角部２１が補強されたセル）のことを、「補強セル２２」ということがある。
即ち、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、上述した「断面の重心Ｏから中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する外周部セグメント８ｂ（以下、「特定外周部セグメント８ｂａ」ということがある）」の、上記仮想線Ｐ１，Ｐ２上に存在する少なくとも一の流出セル２ｂに補強部６が形成されている。流入セル２ａについては、全てのハニカムセグメント８（中央部セグメント８ａ及び外周部セグメント８ｂ）において、角部２１を補強する補強部６が形成されていない。このように、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００は、特定の流出セル２ｂに対して補強部６が選択的に形成された目封止ハニカム構造体である。本実施形態の目封止ハニカム構造体１００によれば、目封止ハニカム構造体の耐久性を良好に向上させるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することができる。
ここで、図１は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、流出側端面を示す模式図である。図３は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの流出側端面を拡大して示す模式図である。図４は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、流入側端面の一部を拡大して示す模式図である。図５は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、流出側端面の一部を拡大して示す模式図である。図６は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、セルの延びる方向に垂直な断面の一部を拡大して示す模式図である。図７は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に用いられる外周部セグメントの、セルの延びる方向に平行な断面の一部を示す模式図である。
補強部６が形成される流出セル２ｂは、少なくとも特定外周部セグメント８ｂａの上記仮想線Ｐ１，Ｐ２上に存在するセルである。本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、仮想線Ｐ１，Ｐ２上に存在する全ての流出セル２ｂの角部２１に、補強部６が更に形成されていてもよい。
更に、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００においては、仮想線Ｐ１，Ｐ２上に存在するセル２から隔壁１を隔てて連続して隣接する５個までのセル２からなる領域Ｓ内の流出セル２ｂの角部２１に、補強部６が更に形成されていてもよい。なお、特定外周部セグメント８ｂａに補強部６が形成される場合には、最大でも、上記領域Ｓ内の流出セル２ｂまでとし、特定外周部セグメント８ｂａであっても、この領域Ｓ以外の流出セル２ｂ、及び流入セル２ａについては、補強部６を形成しないことが好ましい。
「仮想線Ｐ１，Ｐ２」とは、ハニカム構造体４のセルの延びる方向に垂直な断面の重心Ｏから、中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に仮想的に引かれた直線のことをいう。即ち、「仮想線Ｐ１，Ｐ２」は、本実施形態の目封止ハニカム構造体１００を目視した際に、視認が可能となるような直線ではなく、中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に想定される直線である。
また、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、図８及び図９に示すように、仮想線Ｐ１，Ｐ２に直交又は平行な直線で、且つ外周部セグメント８ｂの断面形状における頂点を通過する第二仮想線Ｐ３，Ｐ４上に存在する少なくとも一の流出セル２ｂの、ハニカム構造体４の断面における隔壁１が交差する少なくとも一の角部に、補強部６（図３参照）が更に形成されていてもよい。
即ち、図８に示す目封止ハニカム構造体１１０のように、特定外周部セグメント８ｂａ（即ち、断面の重心Ｏから中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する外周部セグメント８ｂ）以外の外周部セグメント８ｂｂについても、特定の流出セル２ｂの角部に補強部６を形成してもよい。即ち、特定外周部セグメント８ｂａ以外の外周部セグメント８ｂｂが、補強セグメント８ｘであってもよい。ここで、図８及び図９は、本発明の目封止ハニカム構造体の他の実施形態の、流出側端面を示す模式図である。図８及び図９に示す目封止ハニカム構造体１１０において、図２に示す目封止ハニカム構造体１００と同様に構成された構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図９においては、各ハニカムセグメント（中央部セグメント８ａ、及び外周部セグメント８ｂ）の隔壁及びセルを捨象した状態を示す。
特定外周部セグメント８ｂａ以外の外周部セグメント８ｂｂとは、「ハニカム構造体４の断面の重心Ｏから中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する特定外周部セグメント８ｂａ以外の、ハニカム構造体の外周部を構成する外周部セグメント８ｂｂ」のことをいう。特定外周部セグメント８ｂａ以外の外周部セグメント８ｂｂの流出セル２ｂの角部２１に補強部６を形成する場合には、上記第二仮想線上に存在するセルから隔壁１を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域Ｓ２内の流出セル２ｂとすることが好ましい。
このように、特定外周部セグメント８ｂａ以外の外周部セグメント８ｂｂも補強セグメントとすることで、上記効果に加え、外周部の隣接するセグメントに発生する端面クラックも有効に防止する効果がある。特定外周部セグメント８ｂａ以外の外周部セグメント８ｂｂも補強セグメントとする際には、外周部セグメント８ｂの全てを補強セグメントとすることが好ましい。
また、特定外周部セグメント８ｂａ以外の外周部セグメント８ｂｂを補強セグメントとする場合には、第二仮想線上に存在するセルから隔壁１を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域Ｓ２以外の流出セル２ｂ、及び流入セル２ａについては、補強部６を形成しないことが好ましい。このように構成することによって、目封止ハニカム構造体１１０の初期の圧力損失をより有効に抑制することができる。
「第二仮想線Ｐ３，Ｐ４」とは、仮想線Ｐ１，Ｐ２に直交又は平行な直線で、且つ外周部セグメント８ｂの断面形状における頂点を通過するように仮想的に引かれた直線のことをいう。図８においては、仮想線Ｐ１に平行な直線（或いは、仮想線Ｐ２に直交する直線）を、第二仮想線Ｐ３として示し、仮想線Ｐ２に平行な直線（或いは、仮想線Ｐ１に直交する直線）を、第二仮想線Ｐ４として示す。
第二仮想線Ｐ３，Ｐ４は、外周部セグメント８ｂの断面形状における頂点を通過するように仮想的に引かれた直線である。「外周部セグメント８ｂの断面形状の頂点」とは、外周部セグメントのセルの延びる方向に垂直な断面において、その断面形状を構成する２つの辺によって形成される角の交点のことをいう。本実施形態の目封止ハニカム構造体に用いられるハニカム構造体は、中央部セグメント（換言すれば、中央部セグメントの接合体）の周囲を取り囲むように、外周部セグメントが配置されたハニカムセグメントの接合体である。このため、外周部セグメントの断面形状は、中央部セグメントの四角形断面の頂点と組み合わさる部分が略直角となっている。第二仮想線Ｐ３，Ｐ４は、この外周部セグメント８ｂの断面形状における頂点を通過する直線である。
中央部セグメントについては、流出セルの角部に補強部を形成してよいし、流入セル及び流出セルの全ての角部に補強部を形成しなくともよい。本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、中央部セグメントが、この中央部セグメントの断面における隔壁が交差する角部に、上記補強部が形成されていない非補強セグメントであることが好ましい。このように構成することによって、圧力損失の増加を抑制しつつ、目封止ハニカム構造体の耐久性を良好に向上させることができる。
なお、仮に、中央部セグメントの流出セルの角部に補強部を形成する場合には、「仮想線Ｐ１，Ｐ２（図８参照）」及び「第二仮想線Ｐ３，Ｐ４（図８参照）」の延長線上に存在するセルから、隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域内の流出セルとすることが好ましい。
図１〜図７に示すように、補強セグメント８ｘにおいて、流入セル２ａ、及び上記補強セル２２以外の流出セル２ｂには、セル２の延びる方向に垂直な断面における隔壁１が交差する全ての角部２１に補強部６が形成されていない。このように、補強部６が形成されていないセルのことを、「非補強セル２３」ということがある。
本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、補強部が最大に形成された場合でも、全てのハニカムセグメントの流入セルと、「仮想線」、「第二仮想線」、及び「各仮想線（仮想線及び第二仮想線）の延長線」上に存在するセルから、隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域外の流出セルが、非補強セルとなることが好ましい。このため、流入セル及び所定の流出セルの容積、及び流入セルの開口部の面積を十分に確保することができ、目封止ハニカム構造体の圧力損失の増加を抑制することができる。一方、圧力損失に対する影響が、上記流入セルに比して少ない流出セルの一部には、隔壁が交差する少なくとも一の角部に補強部を形成することで、目封止ハニカム構造体の耐久性を良好に向上させることができる。これにより、目封止ハニカム構造体を機械的強度に優れたものとすることができる。
特に、本発明の目封止ハニカム構造体は、流入セルと流出セルとの両方に補強部を形成した従来のハニカム構造体に比して、補強部が流路に占める容積が半分以下であるが、ハニカム構造体の耐久性を、上記補強部の容積比率以上の割合で向上させることができる。また、目封止ハニカム構造体に生じる熱応力が最大となる流出セル（特定の流出セル）のみを補強することで、上記従来のハニカム構造体に比して、補強部分の質量の増加を半分以下に抑えることができる。このため、目封止ハニカム構造体を内燃機関の排ガス流路に設置して用いた場合に、従来のハニカム構造体に比べ、目封止ハニカム構造体が加熱され易く、排気ガスの浄化性能が良好である。なお、排気ガスの温度によって目封止ハニカム構造体の温度を調整する場合であっても、本実施形態の目封止ハニカム構造体は加熱され易いものであるため、自動車等の内燃機関の燃費が向上する。このように、本発明の目封止ハニカム構造体によれば、従来、二律背反の関係にあるとされた、ハニカム構造体の耐久性向上と、圧力損失の増加抑制とを両立させることができる。更に、浄化性能の劣化や内燃機関の燃費の悪化も抑制することができる。
更に、従来、複数個のハニカムセグメントを接合したハニカム構造体を用いた目封止ハニカム構造体においては、ハニカム構造体の外周部を構成する外周部セグメントの端面にクラック（端面クラック）が発生することがある。本実施形態の目封止ハニカム構造体は、特定の外周部セグメントの特定の流出セルが、補強部により選択的に補強されているため、端面クラックの発生を有効に防止することができる。
中央部セグメント８ａは、流入側端面１１から流出側端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１と、この隔壁１を取り囲むように配設された外周壁７とを有するものであることが好ましい。外周部セグメント８ｂは、流入側端面１１から流出側端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１と、少なくとも隣接する他のハニカムセグメントに接する外周部分に配設された外周壁７とを有するものであることが好ましい。なお、ハニカム構造体４の形状が、セルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の四角柱状である場合には、外周部セグメント８ｂが、セル２の延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の四角柱状のハニカムセグメント８であってもよい。
本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、全ての中央部セグメントの断面形状が同じ形状であることが好ましい。また、各ハニカムセグメントの隔壁は、中央部セグメントの四角柱状の側面に平行となるように格子状に形成されたものであることが好ましい。更に、それぞれのハニカムセグメントに形成されたセルの、セルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形であることがより好ましい。また、四角柱状のハニカムセグメントのセルの延びる方向に垂直な断面の形状は、矩形であり、正方形であることが特に好ましい。
「隔壁を隔てて隣接するセル」とは、ハニカムセグメントの一のセルに対して、この一のセルの一辺を構成する隔壁を隔てて隣接するセルのことをいう。即ち、格子状に配列したセルのうち、列方向、又は行方向に隣接するセルのことを、「隔壁を隔てて隣接するセル」という。このため、格子状に配列したセル（例えば、セルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形のセル）のうち、セルの断面の対角線方向に配置されるセルは、「隔壁を隔てて隣接するセル」ではなく、「隔壁を隔てて隣接するセルに対して更に隔壁を隔てて隣接するセル（即ち、隔壁を２回隔てて隣接するセル）」ということになる。
「仮想線上に存在するセルから隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセル」とは、「仮想線上に存在するセル」から、このセルの一辺を構成する隔壁を隔てて隣接するセルを、隣接する１個目のセルとした場合に、隔壁を５回隔てて隣接するセルまでの全てのセルのことをいう。「対角線上に存在するセルから隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセル」には、「仮想線上に存在するセル」及び「隣接する１個目〜４個目までのセル」も含まれる。なお、「第二仮想線」、「各仮想線（仮想線及び第二仮想線）の延長線」についても、「隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセル」としたときは、上述した方法によりセルを特定することができる。
図３に示すように、仮想線Ｐ２上に存在するセル２から隔壁１を隔てて連続して隣接する５個までのセル２からなる領域Ｓ内の流出セル２ｂが、この特定外周部セグメント８ｂａにおいて、補強部６が形成され得るセル２である。上記領域Ｓ以外のセルに補強部が形成されたとしても、目封止ハニカム構造体の補強効果が格段に向上することはなく、逆に、圧力損失の増加の点で不利となってしまう。
本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、特定外周部セグメント以外の外周部セグメント、及び中央部セグメントに補強部が更に形成される場合においても、上述したように、「第二仮想線」、又は「各仮想線（仮想線及び第二仮想線）の延長線」上に存在するセルから隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域内の流出セルに補強部を形成することとする。即ち、このような領域以外の流出セルには、補強部を形成しないことが好ましい。「第二仮想線」、又は「各仮想線（仮想線及び第二仮想線）の延長線」上に存在するセルから隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域内の流出セルに補強部を形成する際には、「第二仮想線」、又は「各仮想線（仮想線及び第二仮想線）の延長線」上に存在する流出セルの全てに補強部を形成してもよいし、上記領域内の全ての流出セルに補強部を形成してもよい。
図２においては、１６個のハニカムセグメント８のうち、ハニカム構造体４の断面における、断面の重心Ｏから中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する、４個の外周部セグメント８ｂ（特定外周部セグメント８ｂａ）が、補強セグメント８ｘである目封止ハニカム構造体１００の例を示す。図２に示す目封止ハニカム構造体１００においては、１６個のハニカムセグメント８のうち、４個の中央部セグメント８ａが「２個×２個」に配列し、その周囲を取り囲むように、１２個の外周部セグメントが配列している。
「補強部」とは、セルを区画形成する隔壁が交差する角部に配置され、ハニカムセグメントの実体部分である隔壁の強度（耐久性）を補強する部位のことをいう。例えば、「補強部」は、隔壁が交差する角部に対して、当該角部を補強するために別途配設された別部材（例えば、凹部や梁等の補強部材）からなるものであってもよい。また、「補強部」は、隔壁が交差する角部が、予め、他の角部（例えば、非補強セルの角部や、補強セルであっても補強部が形成されていない角部）とは異なるように、Ｒ形状やＣ形状等の肉厚に形成された部位であってもよい。
補強部が、角部を補強するために別途配設された別部材からなるものの場合には、ハニカムセグメントの作製時において、任意の形状の補強部を、所定の角部に配設することができる。このため、ハニカムセグメント成形用の口金の形状によらず、多彩な補強セルのバリエーションを実現することができる。一方、補強部が、角部が肉厚に形成された部位からなるものの場合には、ハニカムセグメントの製造時（より具体的には、ハニカムセグメントの成形時）において、所定の流出セル（補強セル）に補強部を形成することができ、補強部の形成を極めて簡便に行うことができる。
「補強セル」は、セルの外周部分に形成される角部のうちの少なくとも一の角部が、上記「補強部」によって補強されたセルである。「補強セル」は、補強部が形成された補強角部と、補強部が形成されていない非補強角度部とを含むものであってもよい。また、「補強セル」は、補強セルにおける全ての角部に補強部が形成されたもの（即ち、全ての角部が補強角部であるもの）であってもよい。
例えば、補強角部と非補強角度部とを含む補強セルは、流出セルの容積の減少を抑制することができ、圧力損失の上昇を更に抑制することができる。一方、全ての角部が補強角部である補強セルは、目封止ハニカム構造体の耐久性を良好に向上させることができる。補強セルのうち、全部が補強角部である場合には、耐久性をより良好に向上させることができる。
本実施形態の目封止ハニカム構造体１００において、ハニカム構造体４の形状は、特に限定されないが、円筒形状、端面が楕円形の筒形状、端面が「正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の多角形の角柱状等が好ましい。図１に示すハニカム構造体４は、円筒形状の場合の例を示している。また、図１に示すハニカム構造体４は、外周壁３を有している。ハニカム構造体４の外周壁３は、複数個のハニカムセグメント８が互いの側面同士が対向するように配置された状態で接合された接合体の外周部分に、セラミック材料を塗工して形成したものであることが好ましい。
「流入セル」は、流出側端面におけるセルの開口部に流出側目封止部が配設されたセルである。この流入セルの流入側端面の開口部から、排ガス等の流体が流入する。一方、「流出セル」は、流入側端面におけるセルの開口部に流入側目封止部が配設されたセルである。この流出セルには、排ガス等の流体が直接流入することはできず、流入セルに流入した流体が、隔壁を通過して流出セル内に流入し、流出セルの流出側端面の開口部から流出される。流入セルから流出セルに流体が移動する際に、多孔質の隔壁によって流体中の粒子状物質が捕集される。
流入セルと流出セルとの配置、換言すれば、流出側目封止部と流入側目封止部との配置については、特に制限はない。但し、流体中の粒子状物質を隔壁によって良好に捕集するという観点からは、流入セルと流出セルと隔壁を隔てて交互に配置されていることが好ましい。なお、流入セルの一部、或いは流出セルの一部が、ハニカム構造体の端面の一ヶ所に集合するように配置されたものであってもよい。
セルの形状（セルの延びる方向に垂直な断面における開口形状）は、四角形であることが好ましい。上記セルの形状は、補強部が形成されたセルについては、補強部が除かれた状態の形状のことである。更に、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、流入セルの、セルの延びる方向に垂直な断面における開口形状（以下、単に、「流入セルの開口形状」ということがある）と、流出セルの、セルの延びる方向に垂直な断面における補強部が除かれた開口形状（以下、単に、「流出セルの開口形状」ということがある）とが、同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。
なお、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、ハニカムセグメントを構成する隔壁の、セルの延びる方向に垂直な断面における厚さ（以下、単に、「隔壁の厚さ」ということがある）は、基本的に均一なものとする。「基本的に均一」とは、成形時の変形等により、僅かに隔壁の厚さに差異が生じた場合を除き、隔壁の厚さが均一であることを意味する。即ち、本実施形態の目封止ハニカム構造体のハニカムセグメントにおいては、意図的に隔壁の厚さに差異を生じさせることはなく、上記断面において、隔壁の厚さは均一なものとする。例えば、ハニカムセグメントを押出成形する口金（金型）のスリットを、スライサー加工により製造した場合に、上記均一な厚さの隔壁が実現される。そして、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、本来、均一な厚さであるはずの隔壁において、その隔壁の一部（特に角部）が、他部分に比べ厚く形成されている部位を、補強部が形成された部位とみなすことができる。
隔壁の厚さは、１００〜６００μｍであることが好ましく、１１０〜５６０μｍであることが更に好ましく、２８０〜４２０μｍであることが特に好ましい。１００μｍより薄いと、目封止ハニカム構造体の強度が低くなることがある。６００μｍより厚いと、目封止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。ハニカムセグメントの隔壁は、ハニカム構造体を構成する複数個のハニカムセグメントにおいて、それぞれ同じ厚さに形成されたものであることが好ましい。
隔壁の気孔率は、３０〜８５％であることが好ましく、３５〜７０％であることが更に好ましく、４０〜６５％であることが特に好ましい。気孔率が３０％より小さいと、目封止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８５％より大きいと、目封止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。ハニカムセグメントの隔壁は、ハニカム構造体を構成する複数個のハニカムセグメントにおいて、それぞれ同じ気孔率となるように形成されたものであることが好ましい。
隔壁の平均細孔径は、５〜４０μｍであることが好ましく、１０〜２５μｍであることが更に好ましく、１３〜２３μｍであることが特に好ましい。平均細孔径が５μｍより小さいと、目封止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４０μｍより大きいと、目封止ハニカム構造体の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。ハニカムセグメントの隔壁は、ハニカム構造体を構成する複数個のハニカムセグメントにおいて、それぞれ同じ平均細孔径となるように形成されたものであることが好ましい。
ハニカムセグメントのセル密度は、特に制限されないが、１０〜７０個／ｃｍ２であることが好ましく、１５〜５０個／ｃｍ２であることが更に好ましい。セル密度が、１０個／ｃｍ２より小さいと、目封止ハニカムセグメント接合体の強度が低くなることがある。セル密度が、７０個／ｃｍ２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。複数個のハニカムセグメントは、ハニカム構造体を構成する複数個のハニカムセグメントにおいて、それぞれ同じセル密度となるように構成されたものであることが好ましい。
ハニカムセグメントの断面の大きさについては特に制限はない。また、ハニカムセグメントに形成されるセルの個数についても特に制限はない。例えば、中央部セグメントにおいては、四角形の断面の縦方向及び横方向のそれぞれのセルの個数が、５〜４０個であることが好ましく、１０〜３０個であることが更に好ましく、１６〜２８個であることが特に好ましい。中央部セグメントの四角形の断面の縦方向及び横方向のそれぞれのセルの個数が、５個未満であると、圧力損失が高くなることがあり、４０個を超えると、目封止ハニカムセグメント接合体の強度が低くなることがある。なお、中央部セグメントの四角形の断面の縦方向及び横方向のセルの個数とは、四角形の断面の一辺に平行な方向を縦方向とし、上記一辺に直角に交わるもう一辺に平行な方向を横方向とした場合における、セルの個数のことをいう。
補強部が形成される流出セル（即ち、補強セル）の個数については、特に制限はない。本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、全ての流出セルの個数に対する、補強セルの個数の割合が、０．１〜３０％であることが好ましく、０．４〜２６％であることが更に好ましく、０．４〜１２％であることが特に好ましい。このように構成することによって、圧力の増加を抑制しつつ、目封止ハニカムセグメント接合体の強度を良好に向上させることができる。
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、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、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、炭化珪素が特に好ましい。
補強部の材料については特に制限はないが、セラミックが好ましく、上記隔壁の好ましい材料として挙げられた材料を好適に用いることができる。本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、隔壁の熱膨張係数と、補強部の熱膨張係数とが同じ値又は近い値になることがより好ましい。更に、隔壁の材料と補強部の材料とが同じ材料であることがより好ましい。このように構成することによって、目封止ハニカム構造体に熱応力がかかっても、補強部がハニカム構造体（具体的には、ハニカムセグメント）から剥れたり、補強部と隔壁との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。なお、隔壁と補強部とが一体的に形成されたものの場合には、隔壁の材料と補強部の材料とが同じ材料となる。
補強部の大きさは、流出セルを区画形成する隔壁の少なくとも一の角部に配設され、実質的に流出セルの開口部分を完全に塞がない程度の大きさであれば特に制限はない。但し、流出セルの開口部分が、補強部によって大きく塞がれてしまうと圧力損失が増大してしまう。このため、図１０に示すように、本実施形態の目封止ハニカム構造体においては、「補強部６を除く隔壁１の平均厚さＴ（以下、「隔壁１の平均厚さＴ」ということがある）」に対する、「補強セル２２（流出セル２ｂ）の補強部６の表面から、補強セル２２を区画形成する隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセル（図１０においては、紙面の対角線上に配設された他の補強セル２２）の表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（Ｌ／Ｔ）が、１．５〜９．３であることが好ましい。このように構成することによって、圧力損失の増加抑制と、耐久性向上とをバランスよく実現することができる。図１０は、本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態の、セルの延びる方向に垂直な断面を拡大して示す模式図である。
ここで、「補強部６を除く隔壁１の平均厚さＴ（以下、「隔壁１の平均厚さＴ」ということがある）」に対する、「補強セル２２の補強部６の表面から、補強セル２２を区画形成する隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ（以下、「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」ということがある）」の比の値（Ｌ／Ｔ）について説明する。図１０に示すように、まず、補強部６が形成されていない部分の隔壁１に沿って平行線ＡＢ及びＣＤを引き、その平均距離を「隔壁１の平均厚さＴ」とする。また、平行線ＡＢ及びＣＤの交点をそれぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈとする。ここで、測定対象の補強部６ｘに最も近い交点（交点Ｅ）と、隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセル（図１０においては、他のセルも補強セル２２である）に最も近い交点（交点Ｆ）とを通るように、両セル間の距離を測定した長さを、「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」と定義する。上記方法により測定される「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の値を、「隔壁１の平均厚さＴ」の値で除算した値が、上記「比の値（Ｌ／Ｔ）」である。
図１０においては、測定対象の補強部６ｘを有する補強セル２２と、隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセルとの両方が、共に補強セル２２の場合を示しているが、例えば、補強部６ｘの配置によっては、隔壁１の交差点を隔てて配置された他のセルが、非補強セル２３の場合や、補強セル２２であっても隔壁の角部に補強部を有していない場合もある。このような場合でも、上述した方法により、「比の値（Ｌ／Ｔ）」を求めることができる。上記「比の値（Ｌ／Ｔ）」の測定は、オプティカルマイクロスコープによって行うことができる。
「隔壁１の平均厚さＴ」に対する「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（Ｌ／Ｔ）が１．５未満であると、補強部による耐久性向上の効果が十分に得られないことがある。一方、「隔壁１の平均厚さＴ」に対する「隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（Ｌ／Ｔ）が９．３を超えると、補強セル２２の開口面積が減少し過ぎて、圧力損失が過剰に増加してしまうことがある。また、９．３を超えても、耐久性が更に向上し難く、圧力損失の増加する比率が増大してしまうことがある。なお、上記比の値（Ｌ／Ｔ）は、１．６〜５．０であることが更に好ましく、１．７〜２．７であることが特に好ましい。
なお、本実施形態のハニカム構造体における非補強セルは、隔壁が交差する角部に補強部が形成されていないものである。但し、意図して補強部を形成しない非補強セルであっても、ハニカム構造体を押出成形する口金の磨耗等により、補強部を形成していないはずの角部に、極めて僅かな肉厚部分が生じることがある。そこで、本実施形態のハニカム構造体においては、上記比の値（Ｌ／Ｔ）を測定した際に、その値が、１．５未満の場合については、補強部が形成されていない角部とする。なお、例えば、開口部分の形状が正方形のセルにおいて、角部に全く補強部が形成されず、意図しない肉厚部分も形成されていない場合には、上記比の値（Ｌ／Ｔ）は、１．４１となる。
また、各補強部（１個の補強部）は、セルの延びる方向に垂直な断面における補強部が除かれた開口部分の面積の０．０５〜２０％に相当する範囲を占める大きさのものであることが好ましい。補強部が占める面積が、開口部分の面積の２％未満であると、補強部による補強効果が十分に発現しないことがある。また、補強部が占める面積が、開口部分の面積の１２％を超えると、例えば、四角形のセルの四個の角部全てに補強部が形成された場合、補強セルの開口面積が小さくなり過ぎて、目封止ハニカム構造体の圧力損失が増大してしまうことがある。なお、各補強部の大きさは、セルの延びる方向に垂直な断面における補強部が除かれた開口部分の面積の０．１〜１２％に相当する範囲を占める大きさのものであることが更に好ましく、０．４〜５％に相当する範囲を占める大きさのものであることが特に好ましい。
また、各補強部は、補強セルの流入側端面から流出側端面までの全域に形成されたものであってもよいし、補強セルの流入側端面から、ハニカム構造体（具体的には、ハニカムセグメント）の長手方向（セルの延びる方向）の一部に形成されていてもよい。例えば、補強セルの流入側端面から流出側端面までの全域に形成されたものの場合には、目封止ハニカム構造体の長手方向全体の耐久性を良好に向上させることができる。一方、補強セルの流入側端面から、ハニカム構造体の長手方向の一部に形成されたものの場合には、流出側端面における耐久性を向上しつつ、流出セルの容積を大きくして圧力損失の増大をより抑制することができる。
本実施形態の目封止ハニカム構造体は、隣接するハニカムセグメント間に接合部が配置され、ハニカムセグメントが接合部により接合されていることが好ましい。接合部は、隣接するハニカムセグメントの対向する側面の全体に配置されることが好ましい。接合部は、ハニカム構造体に負荷がかかったときの緩衝材としての役割も果たす。接合部の材料は、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したもの等が好ましい。接合部の厚さは、０．２〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍであることが更に好ましい。０．２ｍｍより薄いと、隣接するハニカムセグメント同士が接触することがある。２．０ｍｍより厚いと、排ガスを浄化するときの圧力損失が大きくなることがある。
（２）目封止ハニカム構造体の製造方法：
本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法について説明する。まず、ハニカムセグメントを作製するための坏土を調整し、この坏土を成形して、複数個のハニカムセグメントの成形体を作製する（成形工程）。ハニカムセグメントの成形体は、ハニカムセグメントのセルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の柱状とする。
ハニカムセグメントとして、補強セグメントを形成する場合には、ハニカムセグメントのセルのうち、流出セルとなる所定のセルの角部に補強部を形成してもよい。即ち、得られる目封止ハニカム構造体における各ハニカムセグメントの配置が予め決まっている場合には、特定外周部セグメントとなるハニカムセグメントの特定の流出セルの、隔壁が交差する少なくとも一の角部に補強部を形成してもよい。
また、成形時においては、セルに補強部を形成せずに、ハニカムセグメントの成形体を得た後に、ハニカムセグメントの成形体、ハニカムセグメントの成形体を乾燥した乾燥体、又は、ハニカムセグメントの乾燥体を焼成したハニカムセグメントのいずれかに、補強部を形成することもできる。ハニカムセグメントを接合したハニカム構造体を作製した後に、補強部を形成することもできる。具体的な方法については、後述する各工程において更に詳細に説明する。
また、ハニカムセグメントの成形体を製造する時点において、目封止ハニカム構造体として用いる際の、流入側端面と、流出側端面とを決定しておくことが好ましい。即ち、本実施形態の目封止ハニカム構造体は、流入側端面と流出側端面とで（換言すれば、流入セルと流出セルとで）、セルの形状（即ち、補強部の有無）が異なるため、予め、柱状のハニカムセグメントの方向性を決定しておくことが好ましい。
次に、得られたハニカムセグメントの成形体（或いは、必要に応じて行われた乾燥後のハニカムセグメントの乾燥体）を焼成してハニカムセグメントを作製する（ハニカムセグメント作製工程）。成形時に補強部を形成していない場合には、焼成の前後のいずれかにおいて、所定のハニカムセグメントの流出セルとなるセルの一部に、補強部を形成する。補強部を形成するセル（流出セル）は、ハニカムセグメントを接合したハニカム構造体の断面における、当該断面の重心から中央部セグメントの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に引いた仮想線上に存在する少なくとも一の流出セルとすることが好ましい。
次に、得られた各ハニカムセグメントの流入側端面における所定のセルの開口部、及び流出側端面における残余のセルの開口部に目封止を施して、流入側目封止部及び流出側目封止部を形成する（目封止工程）。
次に、得られた各ハニカムセグメントを接合材で接合して、図１に示すような、複数個のハニカムセグメント８が、互いの側面同士が対向するように隣接して配置されると共に、対向する側面同士が接合材により接合されたハニカムセグメント接合体（目封止ハニカム構造体）を作製する（ハニカムセグメント接合工程）。接合させるハニカムセグメントの個数は、作製しようとするハニカム構造体の大きさに合わせた個数であることが好ましい。接合材は、対向する側面全体すなわち接合面全体に配設されることが好ましい。接合材は、ハニカムセグメントが熱膨張、熱収縮したときに、体積変化分を緩衝する（吸収する）役割を果たすとともに、各ハニカムセグメントを接合する役割を果たす。複数個のハニカムセグメントを接合する際には、補強セグメントとして作製したハニカムセグメントを、特定外周部セグメントが配置される位置に、少なくとも配置する。また、特定外周部セグメント以外のハニカムセグメントを補強セグメントとしてもよい。
また、接合体を形成した後、接合体の外周部分を切削して所望の形状にすることが好ましい。また、接合体を形成した後に、又は、更に外周部分を切削して所望の形状にした後に、外周コート処理を行い、接合体の最外周に外周部を配設して目封止ハニカム構造体を得ることが好ましい。
このようにして本実施形態の目封止ハニカム構造体を製造することができる。以下、各製造工程について更に詳細に説明する。
（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セグメントの成形体を複数個形成する。
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、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、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、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、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、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、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、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、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、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。
ハニカムセグメントの成形体は、ハニカムセグメントのセルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の柱状とする。即ち、成形時においては、全てのハニカムセグメントの形状を、ハニカムセグメントのセルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の完全セグメントとし、複数個のハニカムセグメントを接合した接合体において、必要に応じて、接合体の外周部分を切削して所望の形状にすることが好ましい。
少なくとも一のハニカムセグメントの成形体について、成形時に補強部を形成してもよい。補強部を形成する際には、ハニカムセグメントを接合したハニカム構造体の断面における、当該断面の重心から中央部セグメントの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に引いた仮想線上に存在する少なくとも一の流出セルに形成することが好ましい。また、上記仮想線上に存在するセルから隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域内の流出セルについても、同様に補強部を形成してもよい。また、特定外周部セグメント以外の外周部セグメントについても、これまでに説明した第二仮想線を想定し、その第二仮想線上、或いは、第二仮想線上に存在するセルから隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域内の流出セルについて、補強部を形成してもよい。
補強部を形成する方法については特に制限はないが、例えば、ハニカムセグメント成形用の口金のスリットの形状が、上記補強部を有するセル（補強セル）と、補強部を有しないセル（非補強セル）とを選択的に形成することができるように構成された口金を用いることが好ましい。
補強セルと非補強セルとを選択的に形成することが可能な口金としては、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。そして、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流体が流出する流出セルが形成される交点における角部のうちの少なくとも一の角部の頂点が、曲線状又は平面上に面取りされていることが好ましい。このような口金を用いることにより、ハニカムセグメントの成形時に、所望のセルに、選択的に補強部を形成することができる。また、口金のスリットの交点に、流出セルの角部が補強されるように凹部や梁を設けてもよい。
また、上記成形後に、得られたハニカムセグメントの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。
（２−２）ハニカムセグメント作製工程：
次に、得られたハニカムセグメントの成形体を焼成してハニカムセグメントを得ることが好ましい。なお、ハニカムセグメントの成形体の焼成は、ハニカムセグメントの成形体に目封止部を配設した後に行ってもよい。
また、ハニカムセグメントの成形体を焼成（本焼成）する前には、そのハニカムセグメントの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る。仮焼の方法は、特に制限はなく、成形体中の有機物（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。
ハニカムセグメントの成形体の焼成（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。
また、ハニカムセグメントの成形体の成形時に補強部を形成しなかった場合には、焼成の前後において、凹状や梁状の補強材を、流出セルの角部に塗布することにより、補強部を形成することが好ましい。
具体的には、ある容器にスラリー状で準備された補強材に、焼成前又は焼成後のハニカムセグメントを、その流出側端面側から浸漬させるディッピング方式を用いて補強部を形成することができる。また、同様のスラリー状の補強材に、ハニカムセグメントの流出側端面を接触させ、この状態から、ハニカムセグメントの流入側端面より上記補強材を吸引するサッキング方式を用いて補強部を形成することもできる。更に、同様のスラリーの補強材をハニカムセグメントの流出側端面より注入するインジェクション方式を用いて補強部を形成することもできる。この際、補強材が流入セル側に含浸してしまうことを避けるため、補強材成分の粒子径が、ハニカムセグメントの隔壁の平均細孔径より大きく調整されていることが好ましい。また、実使用下での補強材又はハニカムセグメントの破損を避けるため、補強材の熱膨張係数は、ハニカムセグメントの熱膨張係数と同等に調整することが好ましい。
このようにして、流出セルとなる特定のセルの、セルの延びる方向に垂直な断面における隔壁が交差する少なくとも一の角部に補強部が形成されたハニカムセグメント（補強セグメント）を得ることができる。また、補強部を形成しないハニカムセグメント（非補強セグメント）については、ハニカムセグメントの成形体をそのまま焼成することによって得ることができる。
（２−３）目封止工程：
次に、ハニカムセグメントの、流体の流入側端面における流出セルの開口部と、流体の流出側の端面における流入セルの開口部とに、目封止材料を充填して、流入側端面における流出セルの開口部と、流出側端面における流入セルの開口部とに、目封止部を形成する。
ハニカムセグメントに目封止材料を充填する際には、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、ハニカムセグメントの一方の端面（例えば、流入側端面）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、「ハニカムセグメントの、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セグメント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セグメント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、ハニカムセグメントの他方の端部（例えば、流出側端面）側に目封止材料を充填する方法も、上記ハニカムセグメント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とすることが好ましい。また、ハニカムセグメントの両端部に、目封止材料を同時に充填してもよい。
次に、ハニカムセグメントに充填された目封止材料を乾燥させて、目封止部を形成し、目封止ハニカムセグメントを得ることが好ましい。なお、ハニカムセグメントの両端部に目封止材料を充填した後に、目封止材料を乾燥させてもよいし、ハニカムセグメントの一方の端部に充填した目封止材料を乾燥させた後に、他方の端部に目封止材料を充填し、その後、他方の端部に充填した目封止材料を乾燥させてもよい。更に、目封止材料を、より確実に固定化する目的で、焼成してもよい。また、乾燥前のハニカムセグメントの成形体又は乾燥後のハニカムセグメントの成形体に目封止材料を充填し、乾燥前のハニカムセグメントの成形体又は乾燥後のハニカムセグメントの成形体と共に、目封止材料を焼成してもよい。
（２−４）ハニカムセグメント接合工程：
次に、得られた各ハニカムセグメントを接合材で接合して、図１に示すような、複数個のハニカムセグメント８が、互いの側面同士が対向するように隣接して配置されると共に、対向する側面同士が接合材により接合されたハニカムセグメント接合体（目封止ハニカム構造体）を作製する。
複数個のハニカムセグメントを接合する際には、補強セグメントとして作製したハニカムセグメントを、これまでに説明した特定外周部セグメントが配置される位置に配置する。即ち、補強セグメントを、ハニカム構造体の断面の重心から、ハニカム構造体の中央部に配置されたハニカムセグメント（中央部セグメント）の四角形の断面の一辺に対して４５°方向となる位置に配置する。更に、上記補強セグメントを、上記「断面の４５°方向」に引いた仮想線上に存在する少なくとも一の流出セルが補強セルとなるように配置する。これにより、上記補強セグメントが、特定外周部セグメントとなる。
また、特定外周部セグメント以外のハニカムセグメントを補強セグメントとしてもよい。この場合には、上記仮想線に直交又は平行な直線で、且つ外周部セグメントの断面形状における頂点を通過する第二仮想線上に存在する少なくとも一の流出セルが補強セルとなるように、補強セグメントとして作製したハニカムセグメントを配置することが好ましい。
ハニカムセグメントは、接合材を用いて接合されることが好ましい。接合材をハニカムセグメントの側面に塗布する方法は、特に限定されず、刷毛塗り等の方法を用いることができる。
接合材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したスラリー等を挙げることができる。
ハニカムセグメントの側面同士を接合する接合材が、作製されるハニカム構造体における接合部となる。接合部は、ハニカムセグメントの対向する側面全体に配設されることが好ましい。接合部は、ハニカムセグメントが熱膨張、熱収縮したときに、体積変化分を緩衝する（吸収する）役割を果たすとともに、各ハニカムセグメントを接合する役割を果たす。
また、接合体を形成した後、接合体の外周部分を切削して所望の形状にすることが好ましい。本実施形態の目封止ハニカム構造体を製造する場合には、最外周に位置するハニカムセグメントが切削されるようにして、セルの延びる方向に直交する断面における形状が円形になるように、切合体の外周部分を切削することが好ましい。
また、ハニカムセグメントを接合し、接合体の外周部分を切削した後に、ハニカム構造体の外周部分に外周壁を配設して目封止ハニカム構造体を作製することが好ましい。外周コート処理を行うことにより、目封止ハニカム構造体の真円度が向上する等の利点がある。
このように構成することによって、本実施形態の目封止ハニカム構造体を製造することができる。但し、本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法は、上述した製造方法に限定されることはない。
以下、本発明の目封止ハニカム構造体を実施例により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、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いて、ハニカムセグメントを作製し、１６個のハニカムセグメントを接合してセグメント構造のハニカム構造体を作製した。具体的には、ＳｉＣ粉、金属Ｓｉ粉を８０：２０の質量割合で混合し、これに、バインダとしてメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシメチルセルロース、造孔材として澱粉と吸水性樹脂、界面活性剤及び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、ハニカムセグメントの成形体を１６個得た。得られたハニカムセグメントの成形体は、このハニカムセグメントの成形体を焼成した後のハニカムセグメントにおいて、隔壁厚さが０．３０４８ｍｍとなり、セル密度が４６．５個／ｃｍ２となり、セルピッチが１．４７ｍｍとなるような形状のものとした。また、ハニカムセグメントの成形体の全体形状（焼成後の全体形状）は、端面が四角形の角柱形（端面の一辺の長さが３６．６ｍｍ、セルの延びる方向における長さが１５２．４ｍｍ）であった。
また、４個のハニカムセグメントの成形体を、補強セグメントとなるように形成した。１６個のハニカムセグメントの成形体は、「４個×４個」の配列で並んだ状態で接合するものとし、ハニカムセグメントの状態で接合した後に、図２に示すような、断面の形状が円形となるように接合体を加工するものとする。即ち、ハニカムセグメントの成形体のうちの４個の成形体が、ハニカム構造体４の断面の中央部に「２個×２個」の配列で並んだ状態の中央部セグメント８ａとなり、ハニカム構造体４の断面の外周部を構成する１２個の成形体が、外周部セグメント８ｂとなる。そして、ハニカム構造体４の断面の重心から中央部セグメント８ａの四角形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する外周部セグメント８ｂの４個の特定外周部セグメントとして、上記補強セグメントとして作製した成形体を用いる。このようにハニカムセグメントを配置した場合を、表１における「補強セグメントの位置」の欄において「特定外周部セグメント」と示す。補強セグメントは、上記断面の４５°方向に引いた仮想線上に存在する流出セル（後に流出セルとするセル）における隔壁が交差する角部に補強部を形成した。表１における「補強セルの位置」の欄において「４５°仮想線上」と示す。
補強部が形成された流出セル（補強セル）は、「補強部を除く隔壁の平均厚さＴ」に対する、「補強セルの補強部の表面から、この補強セルを区画形成する隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（以下、「補強セルの交点比（Ｌ／Ｔ）」という）が、２．２００であった。交点比の測定は、オプティカルマイクロスコープによって行った。
一方、補強部が形成されていない流入セル及び流出セルは、「補強部を除く隔壁の平均厚さＴ」に対する、「補強部が形成されていないセルの表面から、このセルを区画形成する隔壁の交差点を隔てて配置された他のセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離Ｌ」の比の値（以下、「非補強セルの交点比（Ｌ／Ｔ）」という）が、１．４１０であった。交点比（Ｌ／Ｔ）の測定は、図１０を用いて説明した上述の測定方法に従って測定した。
次に、それぞれのハニカムセグメントの成形体の端面（流入側及び流出側の端面）における複数のセル開口部の中の一部に、マスクを施した。このとき、マスクを施したセルとマスクを施さないセルとが交互に並ぶようにした。即ち、流出セルと流入セルとが、隔壁を隔てて交互に並ぶようにした。そして、マスクを施した側の端部を、目封止スラリーに浸漬して、マスクが施されていないセルの開口部に目封止スラリーを充填した。これにより、流入側端面における流出セルの開口部及び流出側端面における流入セルの開口部に目封止部が配設された目封止ハニカムセグメントの成形体を得た。
次に、目封止ハニカムセグメントの成形体について、脱脂を行い、更に、１４１０〜１４４０℃で１５時間加熱することにより焼成を行い、ハニカムセグメントを得た。
得られた１６個のハニカムセグメントを、セルの延びる方向に直交する断面において、４個×４個の並びになるようにして、接合材で接合し、乾燥させて接合体を得た。このとき、接合体の最外周の四つ角に配置される４個のハニカムセグメントを補強セグメントとした。乾燥後の接合材の厚さは、１．０ｍｍであった。
接合材としては、アルミノシリケート無機繊維とＳｉＣ粒子との混合物を含有するスラリーを用いた。接合材としては、接合材全体に対して、水を３０質量％、アルミノシリケート無機繊維を３０質量％、ＳｉＣ粒子を３０質量％含有するものを用いた。なお、接合材に含有されるその他の成分は、有機バインダ、発泡樹脂、及び分散剤であった。
得られた接合体の外周を研削し、セルの延びる方向に直交する断面の形状が円形の接合体とした。このとき、最外周を形成する１２個のハニカムセグメントのみを研削した。
次に、外周を研削した接合体に外周コート処理を行い、目封止ハニカム構造体とした（図１参照）。外周コート材としては無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したものを用いた。
得られたハニカム構造体の底面の直径は、１４３．８ｍｍであった。
得られた目封止ハニカム構造体について、以下に示す方法で、「外周部最大主応力（ＭＰａ）」、「圧力損失（ｋＰａ）」、及び「外周部端面クラックの有無」の測定を行った。測定結果を表１に示す。
［外周部最大主応力（ＭＰａ）］
目封止ハニカム構造体の幾何学構造をＣＡＤモデルより構築し、アンシス・ジャパン社製の有限要素法解析ソフト（商品名：ＡＮＳＹＳ Ｒｅｌｅａｓｅ １１．０）にて、モデル構築した構造体に発生する最大主応力を求める。その際、構造体の幾何学構造パラメータとしては、「隔壁の厚さ」、「セル密度」、「セルピッチ」、「底面の直径」、「セルの延びる方向における長さ」、「流入セル又は流出セルの交点比」、「目封じ長さ」、「外壁の厚さ」をそれぞれ与え、また有限要素法解析においては事前に測定されたハニカム構造体の「ヤング率」、「ポアソン比」、「熱膨張係数」を与えると同時に、事前に実施した煤の燃焼試験にて得られた目封じハニカム構造体内で発生する温度分布を適当に与えることで目的とする最大主応力を得ることができる。本実施例においては、目封止ハニカム構造体のセルの延びる方向に垂直な断面の外周部に存在するハニカムセグメントの最大主応力を求めた。表１においては、この外周部最大主応力を、「６ｇ／ＬＤＴＩ再生時外周部最大応力（ＭＰａ）」と示す。
また、「比較例１の外周部最大応力（ＭＰａ）に対する、実施例１、２、７、８〜１１、及び比較例４の外周部最大応力（ＭＰａ）の比の値」、「比較例２の外周部最大応力（ＭＰａ）に対する、実施例３、及び５の外周部最大応力（ＭＰａ）の比の値」、及び「比較例３の外周部最大応力（ＭＰａ）に対する、実施例４、及び６の外周部最大応力（ＭＰａ）の比の値」を、最大応力の「ベース比」として示す。
［圧力損失（ｋＰａ）］
特開２００５−１７２６５２号公報に記載の「フィルタの圧力損失測定装置」を用いて、目封止ハニカム構造体の圧力損失を測定した。測定条件としては、流体の流量を１０Ｎｍ３／分とし、実験時の流体温度を２５℃とした。
また、「比較例１の圧力損失（ｋＰａ）に対する、実施例１〜３、８〜１１及び比較例４の圧力損失（ｋＰａ）の比の値」、「比較例２の圧力損失（ｋＰａ）に対する、実施例４、及び６の圧力損失（ｋＰａ）の比の値」、及び「比較例３の圧力損失（ｋＰａ）に対する、実施例５、及び７の圧力損失（ｋＰａ）の比の値」を、圧力損失のベース比として示す。
［外周部端面クラックの有無］
煤の燃焼試験後におけるハニカムセグメント接合体（目封止ハニカム構造体）のセルの延びる方向に垂直な断面の外周部に存在するセグメントの端面部のクラック発生を目視にて判断し、クラックが発生した場合を「有り」と評価し、クラックが発生していない場合を「無し」と評価した。煤の燃焼試験としては、以下の方法にて行うこととする。目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用い、煤（スート）を堆積させて、再生（煤の燃焼）を行う。まず、得られた目封止ハニカム構造体の外周に、保持材としてセラミック製非熱膨張性マットを巻き、ステンレス鋼（ＳＵＳ４０９）製のキャニング用缶体に押し込んで、キャニング構造体とする。その後、ディーゼル燃料（軽油）の燃焼により発生させた煤を含む燃焼ガスを、目封止ハニカム構造体の一方の端面より流入させ、他方の端面より流出させる。これにより、目封止ハニカム構造体内に、上記煤を、目封止ハニカム構造体の容積１リットル当り６ｇ堆積させる。そして、一旦、室温（２５℃）まで冷却した後、目封止ハニカム構造体の一方の端面より、６８０℃の燃焼ガスを流入させる。堆積させた煤が燃焼することにより、目封止ハニカム構造体の圧力損失が低下したときに、燃焼ガスの流量を減少させることによって、煤を急燃焼させる。
Figure 0005261527
（実施例２〜１１、比較例１〜４）
ハニカムセグメントの隔壁厚さ、セルピッチ、補強セグメントの位置、及び補強セルの位置（補強部の有無）を表１に示すように変更し、且つ、補強セルの交点比（Ｌ／Ｔ）及び非補強セルの交点比（Ｌ／Ｔ）を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法で目封止ハニカム構造体を製造した。得られた目封止ハニカム構造体について、実施例１の場合と同様の評価を行った。結果を表１に示す。なお、実施例１０においては、ハニカムセグメントの成形体の成形時には補強部を形成せずに、ハニカムセグメントの成形体を形成した後に、別途、補強部を形成するための補強材を用いて補強部を形成した。具体的には、まず、ハニカムセグメントの成形体の成形に用いたセラミック成形原料と同じ材料を用い、スラリー状で準備された補強材を調製した。なお、この補強材は、ハニカムセグメントの成形体に用いたセラミック成形原料よりも水分量が多くなるように調製した。次に、この補強材を容器に入れ、ハニカムセグメントを、その流出側端面より浸漬させて補強部を形成した。補強部の形状は、実施例１における補強部と同様の形状になるようにした。
なお、実施例２、５、７、及び９については、１６個のハニカムセグメントの全てを補強セグメントとした。表１の「補強セグメントの位置」の欄において、「全てのハニカムセグメント」と示す。また、実施例８については、１６個のハニカムセグメントのうち、中央部セグメントを除く外周部セグメントを、補強セグメントとした。表１の「補強セグメントの位置」の欄において、「外周部セグメント」と示す。また、実施例２、５、及び９については、「ハニカム構造体の断面の４５°方向に引いた仮想線上」、「仮想線に直交又は平行な直線で、且つ外周部セグメントの断面形状における頂点を通過する第二仮想線上」、及び「仮想線及び第二仮想線の延長線上」に存在全ての流出セルを、補強セルとした。表１の「補強セルの位置」の欄において、「４５°仮想線上、第二仮想線上、及び延長線上」と示す。
また、実施例７については、補強セグメントの補強セルを、上記「４５°仮想線上、第二仮想線上、及び延長線上」のセルから、隔壁を隔てて連続して隣接する５個までのセルからなる領域内の全ての流出セルとした。表１の「補強セルの位置」の欄において、「４５°仮想線＋５セル上、第二仮想線＋５セル上、及び延長線＋５セル上」と示す。また、実施例１１については、補強セグメントの補強セルを、上記「４５°仮想線上、第二仮想線上、及び延長線上」のセルから、隔壁を隔てて連続して隣接する６個までのセルからなる領域内の全ての流出セルとした。表１の「補強セルの位置」の欄において、「４５°仮想線＋６セル上、第二仮想線＋６セル上、及び延長線＋６セル上」と示す。比較例４については、補強セグメントの補強セルを、全ての流出セルとした。表１の「補強セルの位置」の欄において、「全てのセル」と示す。
（結果）
表１に示すように、実施例１〜１１の目封止ハニカム構造体は、最大応力が小さく、耐久性に優れるものであった。また、比較例４の目封止ハニカム構造体と比較して、圧力損失が抑制されたものであった。即ち、補強セルを過剰に多くしても、耐久性向上の効果が大幅に増大することはなく、逆に、比較例４の目封止ハニカム構造体のように圧力損失が大きく増大してしまうことが判明した。特に、「補強セルの位置」を、「４５°仮想線＋５セル上」までとすると圧力損失抑制効果が高い。また、比較例１〜３の全く補強部を形成しない目封止ハニカム構造体と比較した場合には、実施例１〜１１の目封止ハニカム構造体は、顕著に耐久性（最大応力）の向上が確認され、特に、比較例１で発生していた端面クラックは実施例１で確認されなかった。その反面、圧力損失については、大きな増加が見られなかった。
本発明の目封止ハニカム構造体は、ディーゼルエンジン等の内燃機関や各種の燃焼装置等から排出されるガスを浄化するための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、２ａ：流入セル、２ｂ：流出セル、２ｘ：重心セル、３：外周壁、４：ハニカム構造体、５ａ：流入側目封止部、５ｂ：流出側目封止部、６，６ｘ：補強部、７：外周壁、８：ハニカムセグメント、８ａ：中央部セグメント、８ｂ：外周部セグメント、８ｂａ：特定外周部セグメント、８ｂｂ：特定外周部セグメント以外の外周部セグメント、８ｘ：補強セグメント、８ｙ：非補強セグメント、１１：流入側端面、１２：流出側端面、２１，２１ａ：角部、２２：補強セル、２３：非補強セル、１００，１１０：目封止ハニカム構造体、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：線（平行線）、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ：交点、Ｌ：隔壁交差部分の交差距離、Ｔ：隔壁の平均厚さ、Ｏ：重心（ハニカム構造体の断面の重心）、Ｐ１，Ｐ２：仮想線、Ｐ３，Ｐ４：第二仮想線。

Claims (11)

  1. 流入側端面から流出側端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する柱状のハニカムセグメントを、複数個有し、複数個の前記ハニカムセグメントの互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合されたハニカム構造体と、
    それぞれの前記ハニカムセグメントの前記流出側端面における所定のセルの開口部に配設されて、前記流入側端面が開口し且つ前記流出側端面が封止された流入セルを形成する流出側目封止部と、
    それぞれの前記ハニカムセグメントの前記流入側端面における残余のセルの開口部に配設されて、前記流出側端面が開口し且つ前記流入側端面が封止された流出セルを形成する流入側目封止部と、を備え、
    前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向に垂直な断面の中央部を構成する前記ハニカムセグメントを中央部セグメントとし、前記ハニカム構造体の前記セルの延びる方向に垂直な断面の外周部を構成するハニカムセグメントを外周部セグメントとしたときに、少なくとも前記中央部セグメントが、前記セルの延びる方向に垂直な断面の形状が四角形の四角柱状のハニカムセグメントであり、
    前記外周部セグメントのうち、前記ハニカム構造体の前記断面における、前記断面の重心を通り、前記中央部セグメントの矩形の断面の一辺に対して４５°方向に位置する前記外周部セグメントが、前記断面の前記４５°方向に引いた仮想線上に存在する少なくとも一の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記流出セルを補強する補強部が形成され、前記仮想線上に存在する前記セルから前記隔壁を隔てて連続して隣接する５個までの前記セルからなる領域外には補強部が形成されていない補強セグメントである目封止ハニカム構造体。
  2. 前記仮想線上に存在する全ての前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている請求項１に記載の目封止ハニカム構造体。
  3. 前記仮想線上に存在する前記セルから前記隔壁を隔てて連続して隣接する５個までの前記セルからなる領域内の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている請求項１又は２に記載の目封止ハニカム構造体。
  4. 前記仮想線に直交又は平行な直線で、且つ前記外周部セグメントの断面形状における頂点を通過する第二仮想線上に存在する少なくとも一の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
  5. 前記第二仮想線上に存在する、前記外周部セグメントの全ての前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている請求項４に記載の目封止ハニカム構造体。
  6. 前記第二仮想線上に存在する前記セルから前記隔壁を隔てて連続して隣接する５個までの前記セルからなる領域内の前記流出セルの、前記断面における前記隔壁が交差する少なくとも一の角部に、前記補強部が更に形成されている請求項４又は５に記載の目封止ハニカム構造体。
  7. 前記補強部が形成された前記流出セルは、前記補強部が形成された補強角部と、前記補強部が形成されていない非補強角度部とを含むものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
  8. 前記補強部が形成された前記流出セルは、前記流出セルの全ての角部に前記補強部が形成されたものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
  9. 前記中央部セグメントが、前記断面における前記隔壁が交差する角部に前記補強部が形成されていない非補強セグメントである請求項１〜７のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
  10. 前記補強部を除く前記隔壁の平均厚さに対する、前記補強部が形成された前記流出セルの前記補強部の表面から、前記補強部が形成された前記流出セルを区画形成する前記隔壁の交差点を隔てて配置された隣接するセルの表面までの隔壁交差部分の交差距離の比の値が、１．５〜９．３である請求項１〜９のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
  11. 各前記補強部は、当該補強部が形成されたセルの開口部分の面積の０．０５〜２０％に相当する範囲を占める大きさのものである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
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