WO2005037406A1

WO2005037406A1 - ハニカム構造体

Info

Publication number: WO2005037406A1
Application number: PCT/JP2004/015507
Authority: WO
Inventors: Kazushige Ohno; Atsushi Kudo
Original assignee: Ibiden Co., Ltd.
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2005-04-28
Also published as: DE602004011971T3; US7556782B2; US20060188415A1; ES2302042T5; DE602004011971T2; US20060194018A1; ES2302042T3; EP1676621A1; DE602004011971D1; EP1676620A1; EP1676620A4; EP1676620B1; ATE386581T1; EP1676620B2; WO2005037405A1; US7785695B2; PL1676620T5; EP1676621A4; PL1676620T3

Abstract

本発明は、パティキュレートやアッシュを多量に堆積させることができ、かつ、圧力損失を大きく上昇させることなく、触媒を多量に担持させることができるハニカム構造体を提供することを目的とするものであり、本発明のハニカム構造体は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、前記多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように一端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、前記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように他端部で封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、前記大容積貫通孔群を構成し、かつ、隣り合う貫通孔同士を隔てる前記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられていることを特徴とする。

Description

明細書

ノヽニカム構造体

技術分野

[0001] 本出願は、 2003年 10月 20日に出願された日本国特許出願 2003— 359235号、及び、 2003年 10月 22日に出願された日本国特許出願 2003— 362512号を基礎出願として優先権主張する出願である。

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関カゝら排出される排気ガス中のパティキュレート等を除去するフィルタや、触媒担持体等として用いられるハニカム構造体に関する。

背景技術

[0002] バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関力も排出される排気ガス中に含有されるスス等のパティキュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。

そこで、排気ガス中のパティキュレートを捕集して、排気ガスを浄ィ匕することができるフィルタとして多孔質セラミック力もなるハ-カム構造体が種々提案されて!、る。

[0003] 従来、このようなハニカム構造体として、相対的に容積の大きな貫通孔（以下、大容積貫通孔ともいう）と、相対的に容積の小さな貫通孔 (以下、小容積貫通孔ともいう）の 2種類の貫通孔を設け、大容積貫通孔は、一端部で封止材により封止するとともに、小容積貫通孔は、大容積貫通孔の場合と反対の端部で封止材により封止したものがある。また、上記ハ-カム構造体であって、大容積貫通孔をフィルタのガス流入側が開口するようにし、小容積貫通孔をフィルタのガス流出側が開口するように技術が開示されている。（例えば、特許文献 1一 12参照)。

[0004] また、ガス流入側が開口するように構成された貫通孔（以下、入口側貫通孔という）の数をガス流出側が開口するように構成された貫通孔 (以下、出口側貫通孔という）の数よりも多くすることにより、入口側貫通孔の表面積の総量を出口側貫通孔の表面積の総量に比べて相対的に大きくしたフィルタ等も知られている（例えば、特許文献 5の図 3参照)。 [0005] これらのハニカム構造体は、端面から見ると、大容積貫通孔群（貫通孔の表面積 Z 断面積の総量が相対的に大きい）と小容積貫通孔群 (貫通孔の表面積 Z断面積の総量が相対的に小さい）の 2種類に別けられており、大容積貫通孔群をガス流入側にし、小容積貫通孔群をガス流出側にすることで、入口側貫通孔の表面積の総量と出口側貫通孔の表面積の総量とが等しいハ-カム構造体と比較して、捕集したパティキュレートの堆積層の厚さを薄くすることができ、その結果、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制したり、パティキュレートの捕集限界量を多くしたりすることができる。

[0006] しかしながら、入口側貫通孔の表面積の総量が相対的に大きいハ-カム構造体では、基材自体の圧力損失が高いため、排気ガス中のパティキュレートや、 HC、 CO等の有害ガス成分を除去する目的で触媒を多量に担持させると、ハニカム構造体の圧力損失が高くなり過ぎてしまうという問題があった。ハニカム構造体には、将来的に、 N Oxを除去する触媒等を担持させることが求められており、入口側貫通孔の表面積の総量を大きく確保した上で、圧力損失の上昇を抑えつつ、触媒の担持量の増量を可能にする技術が求められていた。

[0007] 特許文献 1：特開昭 56— 124418号公報

特許文献 2 :特開昭 62— 96717号公報、特開昭 62— 96717号公報

特許文献 3：実開昭 58— 92409号公報

特許文献 4:米国特許第 4416676号明細書

特許文献 5 :特開昭 58— 196820号公報

特許文献 6 :米国特許第 4420316号明細書

特許文献 7 :特開昭 58-150015号公報

特許文献 8：特開平 5— 68828号公報

特許文献 9：仏国特許発明第 2789327号明細書

特許文献 10:国際公開第 02Z100514A1号パンフレット

特許文献 11：国際公開第 02Z10562A1号パンフレット

特許文献 12：国際公開第 03Z20407A1号パンフレット

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、パティキュレートやアッシュを多量に堆積させることができ、かつ、圧力損失を大きく上昇させることなぐ触媒を多量に担持させることができるハ-カム構造体を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の発明者は、鋭意検討した結果、入口側貫通孔同士を隔てる隔壁は、排気ガスが流れ込みに《なっているので、その形状、触媒の担持量等を変更しても、圧力損失への影響が小さいことを見出し、本発明を完成させるに至った。

[0010] 即ち、第一の本発明のハニカム構造体は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、

上記多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように一端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、上記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように他端部で封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、上記大容積貫通孔群を構成し、かつ、隣り合う貫通孔同士を隔てる上記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられていることを特徴とする。

[0011] 第一の本発明のハ-カム構造体では、少なくとも選択的触媒担持部に触媒が担持されていることが望ましぐ上記選択的触媒担持部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に設けられた凸部及び Z又は凹部であることが望ましい。

第一の本発明のハ-カム構造体では、上記選択的触媒担持部に設けられた凸部は

、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの 0. 02— 6倍の高さを有することが望ましぐ選択的触媒担持部に設けられた凹部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの 0. 02-0. 4倍の深さを有することが望ましい。

[0012] 第一の本発明のハ-カム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び Z又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、多角形であることが望ましい。

第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、八角形であり、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の形状は、四角形であることが望ましい。

第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における面積の総和との比が 1. 5-2. 7であることが望ましい。

第一の本発明のハ-カム構造体では、長手方向に垂直な断面における隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁と、隣り合う上記大容積貫通孔群を構成する貫通孔と小容積貫通孔群を構成する貫通孔とを隔てる隔壁との交わる角の少なくとも 1つが鈍角であることが望ましい。

第一の本発明のハ-カム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び Z又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部の近傍が曲線により構成されてヽることが望ま、。

第一の本発明のハ-カム構造体では、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における重心間距離とが等しいことが望ましい。

第二の本発明のハ-カム構造体は、第一の本発明のハ-カム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるハ-カムブロックの外周面に、上記ハ-カム構造体よりも気体を通過させにくい材質カゝらなるシール材層が形成されてなることを特徴とする。

なお、第一の本発明のハ-カム構造体は、第二の本発明のハ-カム構造体の構成部材として用いられる場合のほ力、 1個のみでフィルタとして用いられてもよ!/、。

以下においては、第一の本発明のハ-カム構造体のような、全体が一体として形成された構造を有するハ-カム構造体を一体型ハ-カム構造体とも! ヽ、第二の本発明のハ-カム構造体のような、セラミック部材がシール材層を介して複数個組み合わされた構造を有するハニカム構造体を集合体型ハニカム構造体ともいう。また、一体型ハ-カム構造体と集合体型ハ-カム構造体とを特に区別しない場合に、ハ-カム構造体という。

[0014] 第一又は第二の本発明のハ-カム構造体は、車両の排気ガス浄化装置に使用されることが望ましい。

発明の効果

[0015] 第一の本発明のハ-カム構造体によれば、隣り合う貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に選択的触媒担持部が設けられているので、触媒が多く担持される隔壁 (以下、隔壁 Aという）と、その他の隔壁 (以下、隔壁 Bという）とで機能を分離させることが可能になる。すなわち、隔壁 Aは、排気ガス中の HC、 CO等の触媒を介した酸化反応により発生する熱によりフィルタに熱を供給して温度を上昇させる機能 (熱供給機能）を有し、一方、隔壁 Bは、パティキュレートの堆積時、及び、その燃焼時の両方を通じて排気ガスを通過させ、フィルタの圧力損失が上昇することを抑制する機能 (圧力損失上昇抑制機能)を有する。ここで、隔壁 Aは、もともと排気ガスを通過させにく、隔壁であることから、 NOx吸蔵触媒等の大量に担持する必要がある触媒を担持させたとしても、圧力損失の上昇は生じにくい。さらに、パティキュレートが燃焼してアッシュが生成した際、隔壁 Aでは、触媒上でパティキュレートの燃焼が起こりやすいために、アッシュは、隔壁 A上に付着したままの状態で堆積しやすい。しかしながら、隔壁 Aは、上述したように、圧力損失の上昇の原因となりにくい隔壁であるため、アツシュが堆積したとしても圧力損失の上昇は起こりにく!/、。

また、隔壁 A上に堆積したアッシュは、同時に、隔壁 A上における温度低下を防止し、熱供給機能を担保する役目も果たす。一方、隔壁 Bで、隔壁 Aから供給された熱によるパティキュレートの燃焼により生じたアッシュは、隔壁 Bの表面に付着している触媒が少ないために剥がれやすぐ通過する排気ガスにより、フィルタ後方へと飛散して堆積しやすぐ隔壁 Bに起因する圧力損失の上昇が抑制される。

[0016] また、触媒の担持量が増加するため、上記機能と併せて排気ガスの浄ィ匕性能が向上し、触媒の担持量によっては、高温で再生処理を行わなくても、パティキュレートを燃焼除去することが可能となり、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制することが可能となる。

[0017] また、上記選択的触媒担持部が、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に設けられた凸部及び z又は凹部であると、上記選択的触媒担持部に選択的に触媒を担持させやすぐ上記選択的触媒担持部に設けられた凸部が隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの 0. 02— 6倍の高さを有するか、上記選択的触媒担持部に設けられた凹部が、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの 0. 02-0. 4倍の深さを有すると、上記選択的触媒担持部に選択的に触媒を担持させやすぐかつ、排気ガスの圧力等により凸部が破損したり、隔壁が破損してしまうのを防止することができる。

[0018] 第一の本発明のハ-カム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び Z又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状が多角形であると、圧力損失を下げるために長手方向に垂直な断面における隔壁の面積を減少させて開口率を高くしても、耐久性に優れ、長寿命のハニカム構造体を実現することができる。さらに、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状が八角形であり、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の形状が四角形であると、より耐久性に優れ、長寿命のハ-カム構造体を実現することができる。なお、本発明における開口率とは、ハ-カム構造体の入口側の端面の総面積に対する大容積貫通孔群の面積の占める比率をいい、例えば、百分率（％)で表す。このとき、シール材層の占める部分は、上記端面の総面積には含まないこととする。

[0019] 第一の本発明のハニカム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における面積の総和との比が 1. 5-2. 7であると、入口側の開口率を相対的に大きくして、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制することができるとともに、パティキュレート捕集前の圧力損失が高くなり過ぎることも防止することができる。

[0020] 第一の本発明のハニカム構造体では、長手方向に垂直な断面における隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁と、隣り合う上記大容積貫通孔群を構成する貫通孔と小容積貫通孔群を構成する貫通孔とを隔てる隔壁との交わる角の少なくとも 1つが鈍角であると、圧力損失を低減することができる。

[0021] 第一の本発明のハ-カム構造体では、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び Z又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部の近傍が曲線により構成されていると、貫通孔の角部に応力が集中することを防止することができ、クラックの発生を防止することができ、また、圧力損失を低減することができる。

[0022] 第一の本発明のハニカム構造体では、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面における重心間距離とが等しいと、再生時に熱が均一に拡散して温度分布が均一になりやすぐ長期間繰り返し使用しても、熱応力に起因するクラック等が発生しにくい耐久性に優れたものとなる。

[0023] 第二の本発明のハ-カム構造体によれば、第一の本発明のハ-カム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるため、上記シール材層により熱応力を低減して耐熱性を向上させること、及び、第一の本発明のハ-カム構造体の個数を増減させることで自由にその大きさを調整すること等が可能となる。

[0024] 第一又は第二の本発明のハ-カム構造体は、車両の排気ガス浄化装置に使用されると、排気ガスの浄ィ匕性能を向上させること、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制して再生までの期間を長期化させること、耐熱性を向上させること、及び、自由にその大きさを調整すること等が可能となる。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 第一の本発明のハニカム構造体は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、

[0026] 上記大容積貫通孔群と上記小容積貫通孔群との組み合わせとしては、（1)大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とで、長手方向に垂直な断面の面積が同じであって、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の数が多い場合、（2)大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とで、上記断面の面積が異なり、両者の貫通孔の数も異なる場合、（3)大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とで、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の面積が大きぐ両者の貫通孔の数が同じ場合が含まれる。

[0027] また、大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び Z又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔は、その形状や長手方向に垂直な断面の面積等が同じ 1種の貫通孔からそれぞれ構成されていてもよぐその形状や長手方向に垂直な断面の面積等が異なる 2 種以上の貫通孔からそれぞれ構成されて!、てもよ!/、。

[0028] 本発明のハ-カム構造体は、基本ユニットとしての形状の繰り返しが起こっており、その基本ユニットでみて、断面の面積比が異なるものである。し力しながら、外周に近い部分には、基本ユニットに欠けた部分が存在し、その部分については、上記原則から外れる。従って、外周の 1一 2セルまでも厳密に測定した場合に、本発明のハ-カム構造体に含まれる場合には、その 1一 2セルを除いて計算する力基本ユニットの繰り返しとならない部位を除いて計算する。具体的には、例えば、図 8に示すように、貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状が、その外周付近近傍以外の部分で、全て同一であり、かつ、その断面形状が同一の貫通孔について、いずれか一方の端部が封止されるとともに、全体として各端面の封止部と開放部とが市松模様を呈するように配置された構成を有するハ-カム構造体は、本発明のハ-カム構造体に含まな、ものとする。

[0029] 図 1 (a)は、本発明の一体型ハ-カム構造体の一例を模式的に示した斜視図であり、

(b)は、（a)に示した本発明の一体型ハ-カム構造体の A— A線断面図であり、（c)は、本発明の一体型ハ-カム構造体の別の一例を模式的に示した正面図である。

[0030] 図 1 (a)—（c)に示した一体型ハ-カム構造体 20、 30では、大容積貫通孔群と小容積貫通孔群との組み合わせを考えると、上記（3)に相当する。すなわち、大容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔と、小容積貫通孔群を構成する個々の貫通孔とを比較すると、大容積貫通孔群を構成する貫通孔の上記断面の面積が大きぐ両者の貫通孔の数が同じである。

以下においては、大容積貫通孔群を構成する貫通孔を、単に大容量貫通孔といい、小容積貫通孔群を構成する貫通孔を単に小容積貫通孔ともいうこととする。

[0031] 図 1 (a)、 (b)に示したように、一体型ハ-カム構造体 20は、略四角柱状であり、その長手方向に多数の貫通孔 21が隔壁 23を隔てて並設されている。貫通孔 21は、一体型ハ-カム構造体 20のガスの出口側の端部で封止材 22により封止されてなる大容積貫通孔 2 laと、一体型ハ-カム構造体 20のガスの入口側の端部で封止材 22により封止されてなる小容積貫通孔 21bとの 2種類の貫通孔からなり、大容積貫通孔 21a は、長手方向に垂直な断面における面積が小容積貫通孔 21bに対して相対的に大きくなつており、これらの貫通孔 21同士を隔てる隔壁 23がフィルタとして機能するようになっている。即ち、大容積貫通孔 21aに流入した排気ガスは、必ず隔壁 23を通過した後、小容積貫通孔 21bから流出するようになって、る。

この一体型ハ-カム構造体 20では、隣り合う大容積貫通孔 21a同士を隔てる隔壁 2 3bに、凸部 24からなる選択的触媒担持部が設けられている。

[0032] また、図 1 (c)に示したように、別の実施形態に係る一体型ハ-カム構造体 30では、やはり、その長手方向に多数の貫通孔 31が隔壁 33を隔てて並設されており、貫通孔 31は、ガスの出口側の端部で封止材 32により封止されてなる大容積貫通孔 31aと、ガスの入口側の端部で封止材 32により封止されてなる小容積貫通孔 31bとの 2種類の貫通孔からなる。そして、大容積貫通孔 31aは、長手方向に垂直な断面における面積が小容積貫通孔 31bに対して相対的に大きくなつており、これらの貫通孔 31 同士を隔てる隔壁 33がフィルタとして機能するようになっている。即ち、大容積貫通孔 31aに流入した排気ガスは、必ず隔壁 33を通過した後、小容積貫通孔 31bから流出するようになっている。

一方、この一体型ハ-カム構造体 30では、隣り合う大容積貫通孔 31a同士を隔てる隔壁 33bに、凹部 34からなる選択的触媒担持部が設けられている。

[0033] このように、本発明の一体型ハ-カム構造体 20、 30では、隣り合う大容積貫通孔同士 21a、 31aを隔てる隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられているが、上記選択的触媒担持部としては、触媒を選択的に (集中的に）担持させる目的で隣り合う大容積貫通孔 21a、 31a同士を隔てる隔壁 23b、 33bに形成されたものであれば特に限定されず、例えば、図 1 (a)、（b)に示したような凸部 24 であってもよぐ図 1 (c)に示したような凹部 34であってもよぐ隔壁 23b、 33bの面粗度を大きくした粗ィ匕面等であってもよい。

[0034] 隔壁 23bに凸部 24が設けられていると、触媒又は触媒原料を含有する溶液にハ- カム構造体の基材を含浸させて取り出した際に、上記溶液の表面張力を利用して、凸部 24の周囲に液滴を保持させることができ、その後、加熱乾燥することによって、凸部 24及びその近傍に多量の触媒を担持させることができる。また、隔壁 23bに凸部 24が設けられていると、熱伝導率を向上させることができ、再生率を向上させることができる。

[0035] 隣り合う大容積貫通孔 21a同士を隔てる隔壁 23bに設けられる凸部 24の形状としては特に限定されないが、液滴を保持しやすい形状であるとともに、ある程度の強度を確保することができる形状であることが望ましぐ具体的には、末広がり形状であることが望ましい。末広がり形状の凸部は、細長く伸びた形状の凸部よりも高い強度を得やすいからである。また、一体型ハ-カム構造体 20の入口側の端部から出口側の端部まで連続的に形成されたものであることが望ましい。高い強度を得ることができるとともに、押出成形により形成することが可能となるからである。

[0036] 凸部 24の高さとしては特に限定されないが、隣り合う大容積貫通孔 21a同士を隔てる隔壁 23bの厚さに対して、望ましい下限は 0. 02倍であり、望ましい上限は 6. 0倍である。 0. 02倍未満であると、凸部 24及びその近傍に充分な量の触媒を担持させることができないことがある。 6. 0倍を超えると、凸部 24の強度が不充分となり、排気ガスの圧力等により破損してしまうことがある。

[0037] 凸部 24の数としては特に限定されず、それぞれの隣り合う大容積貫通孔 21a同士を隔てる隔壁 23bに対して、 1つずつ設けてもよいし、複数設けてもよい。なかでも、それぞれの隣り合う大容積貫通孔 21a同士を隔てる隔壁 23bに対して、多数の凸部を設けて隔壁 23bの表面を波形にすると、それぞれの隔壁 23b上に保持させる液滴の量を多くすることができ、充分な量の触媒を担持させることができる。

[0038] 隔壁 33bに、凹部 34が設けられていると、触媒又は触媒原料を含有する溶液にハ- カム構造体の基材を含浸させて取り出した際に、表面張力等により凹部 (溝) 34の内部に液滴を保持させることができ、その後、加熱乾燥することによって、凹部 34に多量の触媒を担持させることができる。

[0039] 凹部 34の形状としては特に限定されな、が、液滴を保持しやす!/、形状であることが望ましぐ具体的には、窪み形状や溝形状であることが望ましい。また、一体型ハ-カム構造体 20の入口側の端部から出口側の端部まで連続的に形成された溝状のものであることが望ましい。押出成形により形成することが可能となる力もである。

[0040] 凹部 34の深さとしては特に限定されないが、隣り合う大容積貫通孔 31a同士を隔てる隔壁 33aの厚さに対して、望ましい下限は 0. 02倍であり、望ましい上限は 0. 4倍である。 0. 02倍未満であると、凸部 24及びその近傍に充分な量の触媒を担持させることができないことがある。 0. 4倍を超えると、隔壁 33aの強度が不充分となり、排気ガスの圧力等により破損してしまうことがある。

[0041] 凹部 34の数としては特に限定されず、それぞれの隣り合う大容積貫通孔 31a同士を隔てる隔壁 33aに対して、 1つずつ設けてもよいし、複数設けてもよい。

[0042] 隣り合う大容積貫通孔 21a、 31a同士を隔てる隔壁 23b、 33bの厚さは特に限定されないが、望ましい下限は 0. 2mmであり、望ましい上限は 1. 2mmである。 0. 2mm未満であると、隣り合う大容積貫通孔 21a、 31a同士を隔てる隔壁 23b、 33bに触媒を充分に担持させることができなかったり、一体型ハ-カム構造体 20、 30の強度が充分でないことがある。一方、 1. 2mmを超えると、隣り合う大容積貫通孔 21a同士を隔てる隔壁 23bの通気性が低下し、排気ガスの浄ィ匕能力が低下したり、一体型ハ-カム構造体 20、 30の圧力損失が上昇してしまうことがある。

[0043] また、隣り合う大容積貫通孔 21a、 31aと小容積貫通孔 21b、 31bとを隔てる隔壁 23a 、 33aの厚さは特に限定されないが、望ましい下限は 0. 2mmであり、望ましい上限は 1. 2mmである。 0. 2mm未満であると、隣り合う大容積貫通孔 21a、 31aと小容積貫通孔 21b、 311)とを隔てる隔壁23_&、 33aに触媒を充分に担持させることができなかったり、一体型ハ-カム構造体 20、 30の強度が充分でないことがある。一方、 1. 2 mmを超えると、隣り合う大容積貫通孔 21a、 31aと小容積貫通孔 21b、 31bとを隔てる隔壁 23a、 33aの通気性が低下し、排気ガスの浄ィ匕能力が低下したり、一体型ハ- カム構造体 20、 30の圧力損失が上昇してしまうことがある。

[0044] なお、隣り合う大容積貫通孔 21a、 31a同士を隔てる隔壁 23b、 33bは、隣り合う大容積貫通孔 21a、 31aと小容積貫通孔 21b、 31bとを隔てる隔壁 23a、 33aよりも厚く形成されることが望ましい。隔壁 23b、 33bを厚くすることで、隔壁 23b、 33bに多量の触媒を担持させることが可能となるが、入口側貫通孔同士を隔てる隔壁である隔壁 2 3b、 33bは、その厚さを厚くし、多量の触媒を担持させても、圧力損失への影響が小さいからである。

[0045] 本発明の一体型ハ-カム構造体では、隣り合う上記大容積貫通孔同士を隔てる上記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられているため、排気ガスは、まず最初に、選択的触媒担持部が設けられていない隔壁、すなわち隣り合う大容積貫通孔と小容積貫通孔とを隔てる隔壁 (隔壁 B)に流入し、その隔壁にパティキュレートが堆積する。

そして、隣り合う大容積貫通孔と小容積貫通孔とを隔てる隔壁 (隔壁 B)にパティキュレートがある程度堆積すると、圧力損失が高くなるため、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁（隔壁 A)にも排気ガスが流入するようになり、特にフィルタの再生時には、排気ガス中の HC、 CO等が酸化され、酸ィ匕反応により熱が発生してフィルタの温度が上昇し、堆積したパティキュレートが燃えやすくなる。

パティキュレートが燃焼すると、圧力損失が低くなるため、隔壁 Bに排気ガスが流入し、その後、上記した過程を繰り返す。

[0046] 従って、隔壁 Aは、フィルタに熱を供給して温度を上昇させる機能 (熱供給機能)を有し、一方、隔壁 Bは、パティキュレートの堆積時、及び、その燃焼時の両方を通じて排気ガスを通過させ、フィルタの圧力損失が上昇することを抑制する機能 (圧力損失上昇抑制機能)を有する。ここで、隔壁 Aは、もともと排気ガスを通過させにくい隔壁であることから、 NOx吸蔵触媒等の大量に担持する必要がある触媒を担持させたとしても、圧力損失の上昇は生じにくい。さらに、パティキュレートが燃焼してアッシュが生成した際、隔壁 Aでは、触媒上でパティキュレートの燃焼が起こりやすいために、アツシュは、隔壁 A上に付着したままの状態で堆積しやすい。しかしながら、隔壁 Aは、上述したように、圧力損失の上昇の原因となりにくい隔壁であるため、アッシュが堆積したとしても圧力損失の上昇は起こりにく!/、。

[0047] 本発明の一体型ハニカム構造体には、少なくとも上記選択的触媒担持部に触媒が担持されている。勿論、上記選択的触媒担持部以外に触媒が担持されていてもよぐ大容積貫通孔内の隔壁に触媒が担持されていることが望ましい。

上記触媒としては特に限定されな、が、パティキュレートの燃焼の活性ィ匕エネルギーを低下させるものや、 CO、 HC及び NOx等の排気ガス中の有害なガス成分を浄ィ匕することができるもの等が望ましぐ例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属等を挙げることができる。なかでも、白金、パラジウム、ロジウムからなる、いわゆる三元触媒が望ましい。また、貴金属に加えて、アルカリ金属 (元素周期表 1族）、アルカリ土類金属 (元素周期表 2族)、希土類元素 (元素周期表 3族)、遷移金属元素等を担持させてもよい。

[0048] 上記触媒は、隔壁内部の気孔の表面に担持されていてもよいし、隔壁上にある厚みをもって担持されていてもよい。また、上記触媒は、隔壁の表面及び Z又は気孔の表面に均一に担持されて、てもよ、し、ある一定の場所に偏って担持されて!、てもよ!/ヽ。なお、上記選択的触媒担持部を構成する隔壁についても同様である。

[0049] なかでも、上記触媒は、隔壁の表面に担持されていることが望ましぐ上記選択的触媒担持部の表面に多量に担持されて、ることが望ま、。上記触媒とパティキュレートとが接触しやすいため、排気ガスの浄ィ匕を効率よく行うことができるからである。

[0050] また、一体型ハ-カム構造体に上記触媒を付与する際には、予めその表面をアルミナ等のサポート材により被覆した後に、上記触媒を付与することが望ましい。これにより、比表面積を大きくして、触媒の分散度を高め、触媒の反応部位を増やすことができる。また、サポート材によって触媒金属のシンタリングを防止することができるので、触媒の耐熱性も向上する。カロえて、圧力損失を下げることを可能にする。

[0051] このような触媒が担持されていることで、一体型ハ-カム構造体は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタとして機能するとともに、排気ガスに含有される CO 、HC及び NOx等を浄ィ匕するための触媒コンバータとして機能することができる。なお、本発明の一体型ハ-カム構造体は、従来公知の触媒付 DPF (ディーゼル'パティキュレート'フィルタ）と同様のガス浄ィ匕装置として機能するものである。従って、ここでは、本発明の一体型ハ-カム構造体の触媒担持体としての機能に関する詳しい説明を省略する。

[0052] 一体型ハ-カム構造体は、主として多孔質セラミック力なることが望ましぐその材料としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケィ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タンダステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコユア、コージユライト、ムライト、シリカ等の酸ィ匕物セラミック等を挙げることができる。また、一体型ハ-カム構造体 20は、シリコンと炭化珪素との複合体、チタン酸アルミニウムといった 2種類以上の材料力も形成されて!/、るものであってもよ!/、。

[0053] 一体型ハニカム構造体を製造する際に使用するセラミックの粒径としては特に限定されないが、後の焼成工程で収縮が少ないものが望ましぐ例えば、 0. 3— 程度の平均粒径を有する粉末 100重量部と、 0. 1-1. 0 m程度の平均粒径を有する粉末 5— 65重量部とを組み合わせたものが望ま、。上記粒径のセラミック粉末を上記配合で混合することで、多孔質セラミックからなる一体型ハ-カム構造体を製造することができる。

[0054] なお、一体型ハ-カム構造体を構成する封止材と隔壁とは、同じ多孔質セラミックからなることがより望ましい。これにより、両者の接着強度を高くすることができるとともに、封止材の気孔率を隔壁と同様に調整することで、隔壁の熱膨張率と封止材の熱膨張率との整合を図ることができ、製造時や使用時の熱応力によって封止材と隔壁との間に隙間が生じたり、封止材ゃ封止材に接触する部分の隔壁にクラックが発生したりすることを防止することができる。

[0055] 一体型ハ-カム構造体の気孔率は特に限定されないが、望ましい下限は 20%であり、望ましい上限は 80%である。 20%未満であると、一体型ハ-カム構造体 20がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、 80%を超えると、一体型ハ-カム構造体の強度が低下して容易に破壊されることがある。なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法及び走査型電子顕微鏡 (SEM)による測定等の従来公知の方法により測定することができる。

[0056] 一体型ハニカム構造体の平均気孔径の望ましい下限は 1 μ mであり、望ましい上限は 100 mである。 l /z m未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすこと力 Sある。一方、 100 mを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能しなヽことがある。

[0057] 図 1に示した一体型ハ-カム構造体は、略四角柱状であるが、本発明の一体型ハ- カム構造体の形状は柱状体であれば特に限定されず、例えば、長手方向に垂直な断面の形状が多角形、円形、楕円形、扇形等力なる柱状体を挙げることができる。

[0058] また、本発明の一体型ハ-カム構造体では、貫通孔は、長手方向に垂直な断面の面積が相対的に大きぐかつ、本発明の一体型ハ-カム構造体の入口側の端部で封止されてなる大容積貫通孔と、上記断面の面積が相対的に小さぐかつ、本発明の一体型ハ-カム構造体の出口側の端部で封止されてなる小容積貫通孔との 2種類の貫通孔カなる。

[0059] パティキュレートを捕集して圧力損失が上昇した排気ガス浄ィ匕用フィルタを再生する際には、パティキュレートを燃焼させる力パティキュレート中には、燃焼して消滅する炭素等のほかに、燃焼して酸ィ匕物となる金属等が含まれており、これらが排気ガス浄化用フィルタ中にアッシュとして残留する。アッシュは、通常、排気ガス浄ィ匕用フィルタの出口に近いところに残留するので、排気ガス浄化用フィルタを構成する貫通孔は、出口に近いところ力もアッシュが充填されていき、アッシュが充填された部分の容積が次第に大きくなるとともに、排気ガス浄ィ匕用フィルタとして機能する部分の容積 (面積)が次第に小さくなつていく。そして、アッシュの蓄積量が多くなりすぎると、もはやフィルタとして機能しなくなり、排気管カゝら取り出して逆洗浄を行ってアッシュを排気ガス浄ィ匕用フィルタから取り除くか、排気ガス浄ィ匕用フィルタを廃棄することとなる。

[0060] 本発明の一体型ハ-カム構造体は、入口側貫通孔の容積と出口側貫通孔の容積とが同じものと比べると、アッシュが蓄積しても、排気ガス浄ィ匕用フィルタとして機能する部分の容積 (面積)は減少比率が小さぐアッシュに起因する圧力損失も小さくなる。また、パティキュレートが燃焼してアッシュが生成した際、隔壁 Aでは、触媒上でパティキュレートの燃焼が起こりやすいために、アッシュは、隔壁 A上に付着したままの状態で堆積しやすい。しかしながら、隔壁 Aは、圧力損失の上昇の原因となりにくい隔壁であるため、アッシュの堆積に伴う圧力損失の上昇は起こりにくい。

このように、本発明の一体型ハ-カム構造体では、逆洗浄等を必要とするまでの期間も長くなり、排気ガス浄ィ匕用フィルタとしての寿命を長くすることができる。その結果、逆洗や交換等により必要となるメンテナンス費用を大幅に削減することができる。

[0061] また、近年、触媒を担持したノヽ-カム構造体では、触媒のコート層の上に、アッシュが堆積する現象が報告されている。このようなアッシュの堆積状態であっても、本発明の一体型ハ-カム構造体では、もともと圧力損失が増加しにくい隔壁にアッシュが担持されているため、アッシュの堆積による圧力損失の上昇を抑制することができる。

[0062] 図 1に示したような構成力もなる本発明の一体型ハ-カム構造体では、大容積貫通孔及び Z又は小容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、多角形であることが望ましい。多角形にすることにより、ハ-カム構造体の長手方向に垂直な断面における隔壁の面積を減少させて開口率を高くしても、耐久性に優れるとともに、長寿命のハ-カム構造体を実現することができるからである。なかでも、 4角形以上の多角形力り望ましぐその角の少なくとも 1つが鈍角であることがさらに望ましい。ガスが貫通孔を通過する際の摩擦に起因する圧力損失を低減することができるからである。なお、大容積貫通孔のみの上記断面の形状を四角形、五角形、台形、八角形等の多角形としてもよぐ小容積貫通孔のみの上記断面の形状を多角形としてもよぐ両方を多角形としてもよい。特に、大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状が八角形であり、小容積貫通孔の上記断面の形状が四角形であることが望ましい。

[0063] 本発明の一体型ハ-カム構造体では、大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔の上記断面における面積の総和との比（大容積貫通孔総断面積 Z小容積貫通孔総断面積；以下、開口率比とも!、う）の望ま、下限は 1. 5であり、望ましい上限は 2. 7である。上記面積比が 1. 5未満であると、殆ど大容積貫通孔と小容積貫通孔とを設けた効果を得ることができな、ことがある。一方、上記面積比が 2. 7を超えると、小容積貫通孔の容積が小さすぎるため、パティキユレ一ト捕集前の圧力損失が大きくなり過ぎることがある。

[0064] 本発明の一体型ハ-カム構造体では、大容積貫通孔及び Z又は小容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部近傍は、曲線により構成されていることが望ましい。曲線にすることにより、貫通孔の角部に応力が集中することを防止して、クラックの発生を防止することができ、また、貫通孔を通過する際の摩擦に起因する圧力損失を低減することができる。

[0065] 本発明の一体型ハニカム構造体では、隣り合う大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔の上記断面における重心間距離とが等しいことが望ましい。これにより、再生時に熱が均一に拡散する結果、温度分布が均一になりやすぐ長期間繰り返し使用しても、熱応力に起因するクラック等が発生しにくい耐久性に優れたハ-カム構造体となる。

なお、本発明において、「隣り合う大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心と、他の大容積貫通孔の上記断面における重心との最小の距離のことを意味し、一方、「隣り合う小容積貫通孔の上記断面の重心間距離」とは、一の小容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心と、他の小容積貫通孔の上記断面における重心との最小の距離のことを意味する。

[0066] また、図 1に示した一体型ハ-カム構造体 10において、大容積貫通孔 21aと小容積貫通孔 21bとは、隔壁 23を隔てて上下方向及び左右方向に交互に並設されており、各方向における大容積貫通孔 21aの長手方向に垂直な断面の重心と小容積貫通孔 21bの長手方向に垂直な断面の重心とは、一直線上に存在する。

従って、上記「隣り合う大容積貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離」及び「隣り合う小容積貫通孔の上記断面における重心間距離」とは、一体型ハ-カム構造体 10の長手方向に垂直な断面にお、て、互いに斜めに隣り合う大容積貫通孔 21a及び小容積貫通孔 21bの重心間の距離をいう。

[0067] 本発明の一体型ハニカム構造体では、大容積貫通孔及び小容積貫通孔の数は特に限定されないが、実質的に同数であることが望ましい。このような構成にすると、排気ガスの濾過に関与しにくい隔壁を最小限にすることができ、入口側貫通孔を通過する際の摩擦及び Z又は出口側貫通孔を通過する際の摩擦に起因する圧力損失が必要以上に上昇することを抑えることが可能である。例えば、図 2に示すような貫通孔の数が実質的に大容積貫通孔 101と小容積貫通孔 102とで 1： 2であるハ-カム構造体 100と比較すると、貫通孔の数が実質的に同数である場合では、出口側貫通孔を通過する際の摩擦による圧力損失が低いため、ハ-カム構造体全体としての圧力損失が低くなる。

[0068] 次に、本発明の一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における大容積貫通孔及び小容積貫通孔の構成の具体例について説明する。

図 3 (a)一 (d)及び図 4 (a)一 (f)は、本発明の一体型ハ-カム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図であり、図 3 (e)は、従来の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図である。

[0069] 図 3 (a)に示した一体型ハ-カム構造体 110は、上記開口率比がほぼ 1. 55、図 3 (b )に示した一体型ハ-カム構造体 120は、ほぼ 2. 54、図 3 (c)に示した一体型ハ-カム構造体 130は、ほぼ 4. 45、図 3 (d)に示した一体型ハ-カム構造体 140は、ほぼ 6. 00である。また、図 4 (a)、（c)、（e)は、上記開口率比がすべてほぼ 4. 45であり、図 4 (b)、（d)、（f)は、すべてほぼ 6. 00である。

なお、図 3 (d)に示した一体型ハ-カム構造体 140のように、上記開口率比が大きいと、小容積貫通孔 141bの容積が小さすぎるため、初期の圧力損失が大きくなりすぎることがある。

[0070] 図 3 (a)—（d)に示す一体型ハ-カム構造体 110、 120、 130、 140では、大容積貫通孑し l l la、 121a, 131a, 141a同士を隔てる隔壁に凸咅 114、 124、 134、 144力 S 設けられており、大容積貫通孔 l l la、 121a, 131a, 141aの凸部 114、 124、 134 、 144を除く上記断面形状は 8角形であり、小容積貫通孔 l l lb、 121b, 131b, 141 bの上記断面形状は 4角形 (正方形)であり、大容積貫通孔 l l la、 121a, 131a, 14 laと小容積貫通孔 11 lb、 121b, 131b, 141bとが交互に配列されている。なお、図 3 (a)一 (d)に示す一体型ハ-カム構造体では、小容積貫通孔の断面積を変化させ、大容積貫通孔の断面形状を少し変化させることにより、上記開口率比を任意に変動させることが容易〖こできる。同様に、図 4に示す一体型ハ-カム構造体に関しても任意にその開口率比を変動させることができる。また、図 3 (a)—（d)に示したように、本発明の一体型ハ-カム構造体の外周の角部には、面取りが施されていることが望ましい。

なお、図 3 (e)に示した一体型ハ-カム構造体 150は、入口側貫通孔 152a及び出口側貫通孔 152bの上記断面形状はともに 4角形であり、それぞれが交互に配列されている。

図 4 (a)—（b)に示す一体型ハ-カム構造体 160、 260では、大容積貫通孔 161a、 2 61a同士を隔てる隔壁に凸部 164、 264が設けられており、大容積貫通孔 161a、 26 laの凸部 164、 264を除く上記断面形状は 5角形であり、そのうちの 3つの角がほぼ直角となっており、小容積貫通孔 161b、 261bの上記断面形状は 4角形で、それぞれ大きな四角形の斜めに対向する部分を占めるように構成されて、る。図 4 (c)一 (d )に示す一体型ハ-カム構造体 170、 270では、大容積貫通孔 171a、 271a同士を隔てる隔壁に凸部 174、 274が設けられている。なお、図 4 (c)一（d)に示す一体型ハニカム構造体 170、 270の上記断面形状は、図 3 (a)—（d)に示す上記断面形状を変形したものであって、大容積貫通孔 171a、 271aと小容積貫通孔 171b、 271bとが共有する隔壁を小容積貫通孔側にある曲率を持って広げた形状である。この曲率は任意のものであってよぐ例えば、隔壁を構成する曲線が 1Z4円に相当するものであってもよい。この場合、その上記開口率比は 3. 66となる。従って、図 4 (c)一（d) に示す一体型ハ-カム構造体 170、 270では、隔壁を構成する曲線が 1Z4円に相当するものよりも、さらに小容積貫通孔 171b、 271bの上記断面の面積が小さくなつている。図 4 (e)—（f)に示す一体型ハ-カム構造体 180、 280では、大容積貫通孔 181a, 281a同士を隔てる隔壁に凸部 184、 284が設けられており、大容積貫通孔 1 81a、 281aの凸部 184、 284を除く上記断面形状、及び、小容積貫通孔 281b、 28 lbの上記断面形状は 4角形 (長方形)であり、 2つの大容積貫通孔と 2つの小容積貫通孔を組み合わせると、ほぼ正方形となるように構成されて、る。

[0072] 本発明の一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における大容積貫通孔及び小容積貫通孔の構成のその他の具体例としては、例えば、図 5に示した一体型ハ-カム構造体 190における大容積貫通孔 19 la、小容積貫通孔 19 lb及び凸部 19 4を設けた構成等を挙げることができる。

[0073] 本発明の一体型ハ-カム構造体は、 1個のみで一体型フィルタとして用いられてもよ V、が、シール材層を介して複数個結束されて集合体型フィルタとして用いられることが望ましい。上記集合体型フィルタとすることにより、上記シール材層により熱応力を低減してフィルタの耐熱性を向上させること、及び、本発明の一体型ハ-カム構造体の個数を増減させることで自由にその大きさを調整すること等が可能となる力であるなお、一体型フィルタと集合体型フィルタとは、同様の機能を有するものである。

[0074] なお、本発明の一体型ハ-カム構造体力もなる一体型フィルタでは、その材料として

、通常、コージエライト等の酸ィ匕物セラミックが使用される。安価に製造することができるとともに、比較的熱膨張係数が小さいため、製造中及び使用中に熱応力によってフィルタが破損する恐れが少な、からである。

[0075] また、図 1には示していないが、本発明の一体型ハ-カム構造体力もなる一体型フィルタでは、下述の本発明の集合体型ハ-カム構造体と同様に、外周面に本発明の一体型ハ-カム構造体よりも気体を通過させにくい材質力なるシール材層が形成されていることが望ましい。上記シール材層が外周面に形成されることにより、上記シール材層により本発明の一体型ハ-カム構造体を圧縮することができ、強度を向上し、クラックの発生に伴うセラミック粒子の脱粒を防止することができる。

[0076] 本発明の集合体型ハ-カム構造体は、本発明の一体型ハ-カム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるハ-カムブロックの外周面に、本発明の一体型ハ-カム構造体よりも気体を通過させにくい材質力なるシール材層が形成されてなるものであり、集合体型フィルタとして機能する。

[0077] 図 6は、本発明の集合体型ハ-カム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。

図 6に示す集合体型ハ-カム構造体において、多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように、上記ハニカム構造体の一方の端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、上記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように、上記ハニカム構造体の他方の端部で封止されてなる小容積貫通孔群と力もなるものである。

[0078] 図 6に示したように、集合体型ハ-カム構造体 10は、排気ガス浄ィ匕用フィルタとして用いられるものであり、一体型ハ-カム構造体 20がシール材層 14を介して複数個結束されてハ-カムブロック 15を構成し、このハ-カムブロック 15の周囲に、排気ガスの漏洩を防止するためのシール材層 13が形成されているものである。なお、シール材層 13は、一体型ハ-カム構造体 20よりも気体を通過させにくい材質力もなる。

[0079] なお、集合体型ハ-カム構造体 10では、一体型ハ-カム構造体 20を構成する材料として、熱伝導性、耐熱性、機械的特性及び耐薬品性等に優れた炭化珪素が望ましい。

[0080] 集合体型ハ-カム構造体 10において、シール材層 14は、一体型セラミック構造体 2 0間に形成されたものであり、複数個の一体型セラミック構造体 20同士を結束する接着剤として機能することが望ましい。一方、シール材層 13は、ハ-カムブロック 15の外周面に形成され、集合体型ハ-カム構造体 10を内燃機関の排気通路に設置した際、ハ-カムブロック 15の外周面から貫通孔を通過する排気ガスが漏れ出すことを防止するための封止材として機能するものである。

なお、集合体型ハ-カム構造体 10において、シール材層 13とシール材層 14とは、同じ材料力もなるものであってもよぐ異なる材料からなるものであってもよい。さらに、シール材層 13及びシール材層 14が同じ材料からなるものである場合、その材料の配合比は同じであってもよぐ異なっていてもよい。

[0081] ただし、シール材層 14は、緻密体力もなるものであってもよぐその内部への排気ガスの流入が可能なように、多孔質体力もなるものであってもよいが、シール材層 13は、緻密体力もなるものであることが望ましい。シール材層 13は、集合体型ハ-カム構造体 10を内燃機関の排気通路に設置した際、ハ-カムブロック 15の外周面カも排気ガスが漏れ出すことを防止する目的で形成されているからである。

[0082] シール材層 13及びシール材層 14を構成する材料としては特に限定されず、例えば、無機ノインダ一と、有機バインダーと、無機繊維及び Z又は無機粒子からなるもの等を挙げることができる。

[0083] 上記無機バインダーとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。上記無機バインダーのなかでは、シリカゾノレが望ましい。

[0084] 上記有機バインダーとしては、例えば、ポリビュルアルコール、メチルセルロース、ェチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。上記有機バインダーのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望まし、。

[0085] 上記無機繊維としては、例えば、シリカアルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバ一等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、シリカアルミナファイバーが望ましい。

[0086] 上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素等力なる無機粉末又はウイスカ一等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化珪素が望ま、。

[0087] なお、上述したように、本発明の一体型ハ-カム構造体をそのまま排気ガス浄ィ匕用フィルタとして用いる場合には、本発明の集合体型ハ-カム構造体と同様のシール材層が本発明の一体型ハ-カム構造体の外周面に設けられてもよい。

[0088] 図 6に示した集合体型ハ-カム構造体 10は、円柱状である力本発明の集合体型ハ二カム構造体の形状としては、柱状体であれば特に限定されず、例えば、長手方向に垂直な断面の形状が多角形、楕円形等力もなる柱状体を挙げることができる。本発明の集合体型ハ-カム構造体は、本発明の一体型ハ-カム構造体を複数個結束させた後、長手方向に垂直な断面の形状が多角形、円形又は楕円形等となるように外周部をカ卩ェしてもよいし、予め本発明の一体型ハ-カム構造体の上記断面形状を加工した後に、それらを接着剤により結束させることによって、長手方向に垂直な断面の形状を多角形、円形又は楕円形等としてもよぐ例えば、長手方向に垂直な断面の形状が円を 4分割した扇形である柱状の本発明の一体型ハ-カム構造体を 4 個結束させて円柱状の本発明の集合体型ハ-カム構造体を製造することができる。

[0089] 次に、上述した本発明のハ-カム構造体の製造方法の一例について説明する。

本発明のハ-カム構造体力 S、その全体が一の焼結体力構成された一体型フィルタである場合、まず、上述したようなセラミックを主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、上記選択的触媒担持部が形成され、本発明の一体型ハニカム構造体と略同形状のセラミック成形体を作製する。この際、例えば、貫通孔が大容積貫通孔と小容積貫通孔との 2種類の貫通孔カなる押出成形に使用する金型を、貫通孔の密度に合わせて選定する。

なお、上記選択的触媒担持部の形状は、上記押出成形に使用するダイの開口部形状を変更することにより、調整することができる。

[0090] 上記原料ペーストとしては特に限定されないが、製造後の本発明の一体型ハ-カム構造体の気孔率が 20— 80%となるものが望ましぐ例えば、上述したようなセラミックからなる粉末に、バインダー及び分散媒液等を加えたものを挙げることができる。

[0091] 上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシェチルセルロース、ポリエチレングリコール、フエノール榭脂

、エポキシ榭脂等を挙げることができる。

上記バインダーの配合量は、通常、セラミック粉末 100重量部に対して、 1一 10重量部程度が望ましい。

[0092] 上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。

上記分散媒液は、上記原料ペーストの粘度が一定範囲内となるように適量配合される。

[0093] これらセラミック粉末、バインダー及び分散媒液は、アトライター等で混合し、ニーダ一等で充分に混練した後、押出成形される。

[0094] また、上記原料ペーストには、必要に応じて成形助剤を添加してもよい。

上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹼、ポリアルコール等を挙げることができる。

[0095] さらに、上記原料ペーストには、必要に応じて酸ィ匕物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラフアイト等の造孔剤を添加してもよい。

上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（FAバルーン）、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、フライアッシュバルーンが望ましい。

[0096] 次に、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させ、セラミック乾燥体とする。次いで、大容積貫通孔の出口側の端部、及び、小容積貫通孔の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、貫通孔を目封じする。

[0097] 上記封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が 20— 80%となるものが望ましぐ例えば、上記原料ペーストと同様のものを用いることができる力上記原料ペーストで用いたセラミック粉末に、潤滑剤、溶剤、分散剤、バインダー等を添加したものであることがより望ましい。上記封止処理の途中で封止材ペースト中のセラミック粒子等が沈降することを防止することができるからである。

[0098] 次に、上記封止材ペーストが充填されたセラミック乾燥体に対して、所定の条件で脱脂、焼成を行う。

上記セラミック乾燥体の脱脂及び焼成の条件は、従来から多孔質セラミックからなるフィルタを製造する際に用いられている条件を適用することができる。

[0099] 次に、焼成して得られたセラミック焼成体の表面に高い比表面積のアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜の表面に白金等の触媒を付与することにより、表面に触媒が担持された多孔質セラミック力もなり、その全体が一の焼結体力も構成された本発明の一体型ハ-カム構造体を製造することができる。

[0100] 上記セラミック焼成体の表面にアルミナ膜を形成する方法としては、例えば、 Al(NO

) 等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液をセラミック焼成体に含浸させて

3 3

加熱する方法、 y -アルミナを粉砕した高!、表面積を有する γ -アルミナ粉末を含有するスラリー溶液をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。上記アルミナ膜に助触媒等を付与する方法としては、例えば、 Ce (NO ) 等の希土

3 3 類元素等を含有する金属化合物の溶液をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。

上記アルミナ膜に触媒を付与する方法としては、例えば、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（[Pt (NH ) (NO ) ]HNO )等をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法

3 2 2 2 3

等を挙げることができる。

[0101] また、本発明のハ-カム構造体力図 6に示したような、本発明の一体型ハ-カム構造体 20がシール材層 14を介して複数個結束されて構成された集合体型ハ-カム構造体 10である場合、シール材層 14となる接着剤ペーストを均一な厚さで塗布し、接着剤ペーストが塗布された他の一体型ハ-カム構造体 20を、順次積層して!/、く工程を繰り返し、所定の大きさの角柱状の一体型ハ-カム構造体 20の積層体を作製するなお、上記接着剤ペーストを構成する材料としては、既に説明しているのでここではその説明を省略する。

[0102] 次に、この一体型ハ-カム構造体 20の積層体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させてシール材層 14とし、その後、ダイヤモンドカッター等を用いて、その外周部を図 6に示したような形状に切削することで、ハ-カムブロック 15を作製する。そして、ハ-カムブロック 15の外周に上記接着剤ペーストを用ヽてシール材層 13を形成することで、一体型ハ-カム構造体 20がシール材層 14を介して複数個結束されて構成された本発明の集合体型フィルタ 10を製造することができる。

なお、本発明の集合体型フィルタ 10を製造する場合には、アルミナ膜の形成、触媒の付与等を、上記セラミック焼成体の作製後に行わず、ハ-カムブロック 15の作製後に行ってもよい。

[0103] 本発明のハニカム構造体の用途は特に限定されないが、車両の排気ガス浄化装置に用いることが望ましい。

図 7は、本発明のハ-カム構造体が設置された車両の排気ガス浄ィ匕装置の一例を模式的に示した断面図である。

[0104] 図 7に示したように、排気ガス浄化装置 600は、主に、ハ-カム構造体 60、ハ-カム構造体 60の外方を覆うケーシング 630、ハ-カム構造体 60とケーシング 630との間に配置される保持シール材 620、及び、ハ-カム構造体 60の排気ガス流入側に設けられた加熱手段 610から構成されており、ケーシング 630の排気ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管 640が接続されており、ケーシング 630の他端部には、外部に連結された排出管 650が接続されている。なお、図 7中、矢印は排気ガスの流れを示している。

また、図 7において、ハ-カム構造体 60は、図 1に示した一体型ハ-カム構造体 20 であってもよぐ図 6に示した集合体型ハ-カム構造体 10であってもよい。

[0105] このような構成力もなる排気ガス浄ィ匕装置 600では、エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスは、導入管 640を通ってケーシング 630内に導入され、大容積貫通孔 21aからハ-カム構造体 60内に流入し、隔壁 23を通過して、この隔壁 23でパティキュレートが捕集されて浄化された後、小容積貫通孔 21bからハ-カム構造体 60外に排出され、排出管 650を通って外部へ排出されることとなる。

[0106] また、排気ガス浄ィ匕装置 600では、ハ-カム構造体 60の隔壁に大量のパティキユレートが堆積し、圧力損失が高くなると、ハ-カム構造体 60の再生処理が行われる。上記再生処理では、加熱手段 610を用いて加熱されたガスをノヽ-カム構造体 60の貫通孔の内部へ流入させることで、ハ-カム構造体 60を加熱し、隔壁に堆積したパティキュレートを燃焼除去する。また、ポストインジェクション方式を用いてパティキユレートを燃焼除去してもよい。そのほか、ケーシング 630の手前の導入管 640の部分に酸ィ匕触媒を付与したフィルタを設置してもよぐケーシング 630の内部であって、加熱手段 610より排気ガス流入側に酸ィ匕触媒を付与したフィルタを設置してもよい。実施例

[0107] 以下に実施例を掲げ、図面を参照して本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

[0108] (実施例 1)

(1)平均粒径 10 mの α型炭化珪素粉末 60重量％と、平均粒径 0. 5 μ ΐη<Ό β 炭化珪素粉末 40重量％とを湿式混合し、得られた混合物 100重量部に対して、有機バインダー (メチルセルロース）を 5重量部、水を 10重量部加えて混練して混合組成物を得た。次に、上記混合組成物に可塑剤と潤滑剤とを少量加えてさらに混練した後、押出成形を行い、図 3 (a)に示した断面形状と略同様の断面形状で、入口側の開口率が 37. 97%、開口率比が 1. 55の生成形体を作製した。なお、隣り合う大容積貫通孔と小容積貫通孔とを隔てる隔壁の厚さを 0. 3mm,隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さを 0. 6mm,隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さを 0. 1mmとした。

[0109] 次に、マイクロ波乾燥機等を用いて上記生成形体を乾燥させ、セラミック乾燥体とした後、上記生成形体と同様の組成の封止材ペーストを所定の貫通孔に充填した。次いで、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、 400°Cで脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下 2200°C、 3時間で焼成を行うことにより、気孔率が 42%、平均気孔径が 9 m、その大きさが 34. 3mm X 34. 3mm X 150mm,貫通孔の数が 28個/ cm² (大容積貫通孔： 14個 Zcm²、小容積貫通孔： 14個 Zcm²)で、炭化珪素焼結体からなる一体型ハ-カム構造体を製造した。

なお、一体型ハ-カム構造体では、出口側の端面において、大容積貫通孔のみを封止材により封止し、入口側の端面において、小容積貫通孔のみを封止材により封止した。

[0110] (2)次に、得られた一体型ハ-カム構造体を用いて集合型ハ-カム構造体を製造した。

繊維長 0. 2mmのアルミナファイバー 30重量％、平均粒径 0. 6 mの炭化珪素粒子 21重量％、シリカゾル 15重量％、カルボキシメチルセルロース 5. 6重量％、及び、水 28. 4重量％を含む耐熱性のシール材ペーストを用いて、一体型ハ-カム構造体 20を、多数結束させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、直径 144mm X長さ 150mmの円柱状のハ-カムブロックを作製した。

このとき、一体型ハ-カム構造体 20を結束するシール材層 14の厚さが 1. 0mmとなるように調整した。

[0111] (3)次に、無機繊維としてアルミナシリケートからなるセラミックファイバー（ショット含有率： 3%、繊維長： 0. 1— 100mm) 23. 3重量％、無機粒子として平均粒径 0. 3 ^ m の炭化珪素粉末 30. 2重量⁰ /₀、無機バインダーとしてシリカゾル (ゾル中の SiOの含

2 有率： 30重量％) 7重量％、有機バインダーとしてカルボキシメチルセルロース 0. 5 重量％、及び、水 39重量％を混合、混練してシール材ペーストを調製した。

[0112] 次に、上記シール材ペーストを用いて、ハニカムブロックの外周面に厚さ 1. Ommのシール材ペースト層を形成した。そして、このシール材ペースト層を 120°Cで乾燥して、円柱形状で排気ガス浄ィ匕用ハ-カムフィルタとして機能する集合体型ハ-カム構造体を製造した。

[0113] (4)次に、 γ—アルミナを、水と分散剤である硝酸溶液と混合し、さらにボールミルで 9 Omin— ¹で 24時間粉砕して、粒径 2 μ mのアルミナスラリーを調製し、次に、得られたスラリーを、一体型ハ-カム構造体、及び、集合体型ハ-カム構造体に流し込み、 20 0°Cで乾燥させた。

上記工程をアルミナ層が 60g/Lの量に達するまで繰り返し、 600°Cで焼成した。

[0114] Ce (NO ) をエチレングリコール中に投入し、 90°Cで 5時間攪拌することにより Ce (N

3 3

O ) を 6重量⁰ /₀含有するエチレングリコール溶液を作製した。このエチレングリコール

3 3

溶液中に上記アルミナ層が形成された一体型ハ-カム構造体及び集合体型ハ-カム構造体を浸漬した後、 150°Cで 2時間、窒素雰囲気中 650°Cで 2時間加熱して、上記セラミック焼成体の表面に触媒を担持させるための希土類酸ィ匕物含有アルミナ層を形成した。

[0115] 白金濃度 4. 53重量％のジニトロジアンミン白金硝酸（[Pt (NH ) (NO ) ]HNO )

3 2 2 2 3 を蒸留水で希釈し、上記希土類酸ィ匕物含有アルミナ層が形成された上記セラミック焼成体を浸漬した後、 110°Cで 2時間、窒素雰囲気中 500°Cで 1時間加熱して、上記セラミック焼成体の表面に、平均粒子直径 2nmの白金触媒を 2gZL担持させ、触媒を担持した一体型ハ-カム構造体及び集合体型ハ-カム構造体の製造を終了した。

[0116] (実施例 2— 28)

表 1に示したように、長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さや幅を変更したほかは、実施例 1と同様にして一体型ハ-カム構造体及び集合型ハ-カム構造体を製造した。

なお、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さは、混合組成物の押出成形を行う際のダイの形状を変更することにより調整した。

[0117] (参考例 1一 4)

長手方向に垂直な断面形状を、表 1に示したような形状に変更するとともに、大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に図 1 (c)に示すような深さ 0. 1mmの凹部を形成したほかは、実施例 1と同様にして一体型ハ-カム構造体及び集合型ハ-カム構造体を製造した。

なお、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状、及び、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凹部の深さは、混合組成物の押出成形を行う際のダイの形状を変更することにより調整した。

[0118] (参考例 5— 8)

表 1に示したように、長手方向に垂直な断面形状、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に設けた凸部の高さ、及び、アルミナコート層の量を変更したほかは、実施例 1と同様にして一体型ハ-カム構造体及び集合型ハ-カム構造体を製造した。

[0119] (比較例 1一 7)

表 1に示したように、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に凸部ゃ凹部を設けな V、態様で、一体型ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状を変更したほかは、実施例 1と同様にして一体型ハ-カム構造体及び集合型ハ-カム構造体を製造した。

[0120] (評価 1 ;圧力損失）

図 7に示したように、各実施例、参考例及び比較例に係る集合型ハニカム構造体をエンジンの排気通路に配設して排気ガス浄ィ匕装置とし、上記エンジンを回転数 3000 トルク 50N'mで運転し、集合型ハ-カム構造体にパティキュレートを 8gZL 捕集させ、その後、集合型ハ-カム構造体の圧力損失を測定した。その結果を表 2 に示した。

[0121] (評価 2 ; CO— Light off温度、 HC— Light off温度）

各実施例、参考例及び比較例に係る一体型ハニカム構造体を反応試験機に設置し、模擬ガスの成分濃度を、 C H (200ppm)、 CO (300ppm)、 NO (160ppm)、 S

3 6 X

O (8ppm)、CO (0. 038%)、H O (10%)、O (13%)含有するものとし、空間速

X 2 2 2

度（SV) 45000Zhで上記成分の模擬ガスを一体型ハ-カム構造体に導入し、模擬ガス温度を徐々に上昇させ、ハニカム構造体に入る前後のガス濃度を分析し、 CO 、 HCの浄化率が 50%になる温度を、それぞれ CO— Light off温度、 HC— Light off温度とした。その結果を表 2に示した。

なお、測定装置としては、（堀場製作所社製、 MOTOR EXHAUST GAS ANA LYZER (MEXA-7500D)を用いた。本装置では、 CO、 CO SOは NDIR (非分

2 2

散式赤外線吸収反応式)で、 Oは MPOP (磁気圧式)で、 HCは FID (水素炎イオン

2

化検出）で、 NOxは CLDで検出した。

[0122] (評価 3；フィルタ再生試験）

図 7に示したように、各実施例、参考例及び比較例に係る集合型ハニカム構造体をエンジンの排気通路に配設して排気ガス浄ィ匕装置とし、上記エンジンを運転して、集合型ハ-カム構造体にパティキュレートを 7g/L捕集させた。次に、パティキュレートを捕集させた集合型ハ-カム構造体を反応試験機内に設置し、上記集合型ハ-カム構造体に窒素ガスを 130LZminの流量で導入しながら、上記集合型ハ-カム構造体を 200°Cに保持した。

次に、パティキュレートを含有していないこと以外はディーゼルエンジンの排気ガスとほぼ同じ組成の模擬ガスを上記集合型ハ-カム構造体内に、温度 650°C、圧力 8kP a、時間 7分間の条件で導入し、パティキュレートを燃焼させた。なお、この際、上記集合型ハ-カム構造体より模擬ガス流入側に、市販のコージエライトからなるハ-カム構造の触媒担持体（直径 144mm、長さ 100mm、セル密度 400セル Zinch、白金 5 g/L)を設置し、このハ-カム構造の担持体を通過した模擬ガスを上記集合型ハ- カム構造体に導入した。

最後に、集合型ハ-カム構造体の重量を測定して、 7gZL捕集させたパティキュレートのうち、燃焼したパティキュレートの割合 (フィルタ再生率)を求め、パティキュレートの浄ィ匕性能を評価した。その結果を表 2に示した。

なお、上記模擬ガスは、 C Hを 6540ppm、 COを 5000ppm、 NOxを 160、 SOxを

3 6

8ppm、 COを 0. 038%、 H Oを 10%、 Oを 10%含有するものとした。また、上記

2 2 2

模擬ガスの導入により、上記集合型ハ-カム構造体は、 600°C程度まで昇温した。

[表 1]

]

表 1及び表 2に示したように、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に選択的触媒担持部である凸部又は凹部を設けた各実施例に係る集合型ハ-カム構造体は、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に凸部又は凹部を設けな力つた比較例に係る集合型ハ-カム構造体に比べて、パティキュレートを一定量捕集しても圧力損失が低ぐフィルタの再生率も増加している。

また、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に選択的触媒担持部である凸部又は凹部を設けた各実施例に係る一体型ハ-カム構造体は、隣り合う大容積貫通孔同士を隔てる隔壁に凸部又は凹部を設けなかった比較例に係る一体型ハ-カム構造体に比べて、 CO— Light off温度、 HC— Light off温度が若干低くなつている。図面の簡単な説明

[0126] [図 1] (a)は、本発明の一体型ハ-カム構造体の一例を模式的に示した斜視図であり、（b)は、（a)に示した本発明の一体型ハ-カム構造体の A— A線断面図である。

[図 2]貫通孔の数が実質的に大容積貫通孔 101と小容積貫通孔 102とで 1： 2となるように構成されたノヽニカム構造体の長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図である。

[図 3] (a)一 (d)は、本発明の一体型ハ-カム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図であり、（e)は、従来の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面を模式的に示した断面図である。

[図 4] (a)一 (f)は、本発明の一体型ハ-カム構造体における長手方向に垂直な断面の一部を模式的に示した断面図である。

[図 5]本発明の一体型ハニカム構造体における長手方向に垂直な断面の一例を模式的に示した断面図である。

[図 6]本発明の集合体型ハ-カム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。

[図 7]本発明のハ-カム構造体が設置された車両の排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。

[図 8]従来のハニカム構造体の一例を模式的に示した断面図である。

符号の説明

[0127] 10 集合体型ハニカム構造体

13、 14 シール材層

15 ノヽニカムブロック一体型ハニカム構造体

貫通孔

a 大容積貫通孔

b 小容積貫通孔

封止材

隔壁

a 隣り合う大容積貫通孔 21aと小容積貫通孔 21bとを隔てる隔壁b 隣り合う大容積貫通孔 21a同士を隔てる隔壁

凸部

Claims

請求の範囲

[1] 多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であつて、

前記多数の貫通孔は、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きくなるように一端部で封止されてなる大容積貫通孔群と、前記断面における面積の総和が相対的に小さくなるように他端部で封止されてなる小容積貫通孔群とからなり、前記大容積貫通孔群を構成し、かつ、隣り合う貫通孔同士を隔てる前記隔壁に、触媒を選択的に担持させるための選択的触媒担持部が設けられていることを特徴とするハ-カム構造体。

[2] 少なくとも選択的触媒担持部に触媒が担持されている請求項 1に記載のハニカム構造体。

[3] 選択的触媒担持部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁に設けられた凸部及び Z又は凹部である請求項 1又は 2に記載のハニカム構造体

[4] 選択的触媒担持部に設けられた凸部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの 0. 02— 6倍の高さを有する請求項 1一 3のいずれか 1 に記載のハ-カム構造体。

[5] 選択的触媒担持部に設けられた凹部は、隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁の厚さの 0. 02-0. 4倍の深さを有する請求項 1一 3のいずれ力 1に記載のハ-カム構造体。

[6] 大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び Z又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、多角形である請求項 1一 5のいずれか 1に記載のハニカム構造体。

[7] 大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の形状は、八角形であり、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の前記断面の形状は、四角形である請求項 1 一 7の!、ずれか 1に記載のハ-カム構造体。

[8] 大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における面積の総和と、小容積貫通孔群を構成する貫通孔の前記断面における面積の総和との比が 1. 5 一 2. 7である請求項 1一 7のいずれ力 1に記載のハ-カム構造体。

[9] 長手方向に垂直な断面における隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔同士を隔てる隔壁と、隣り合う前記大容積貫通孔群を構成する貫通孔と小容積貫通孔群を構成する貫通孔とを隔てる前記隔壁との交わる角の少なくとも 1つが鈍角である請求項 1一 8の!、ずれか 1に記載のハ-カム構造体。

[10] 大容積貫通孔群を構成する貫通孔及び Z又は小容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面の角部の近傍が曲線により構成されて、る請求項 1一 9の

V、ずれか 1に記載のハ-カム構造体。

[11] 隣り合う大容積貫通孔群を構成する貫通孔の長手方向に垂直な断面における重心間距離と、隣り合う小容積貫通孔群を構成する貫通孔の前記断面における重心間距離とが等しい請求項 1一 10に記載のハ-カム構造体。

[12] 請求項 1一 11のいずれか 1に記載のハ-カム構造体がシール材層を介して複数個組み合わされてなるハ-カムブロックの外周面に、前記ハ-カム構造体よりも気体を通過させにくい材質力なるシール材層が形成されてなるハ-カム構造体。

[13] 車両の排気ガス浄ィ匕装置に使用される請求項 1一 12のいずれか 1に記載のハニカム構造体。