JP4511071B2

JP4511071B2 - ハニカム構造体及びそのアッセンブリ

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Publication number: JP4511071B2
Application number: JP2001095416A
Authority: JP
Inventors: 俊彦土方
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: EP1375853B1; WO2002079618A1; US7087286B2; US20040081848A1; DE60230245D1; JP2002282634A; EP1375853A1; EP1375853A4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、ボイラー、化学反応機器および燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体または排ガス中の微粒子捕集フィルター等に用いられるハニカム構造体及びそのアッセンブリに関し、特に使用時の熱応力により破損することが少ないハニカム構造体及びそのアッセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関、ボイラー、化学反応機器および燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体または排ガス中の微粒子、特にディーゼル微粒子の捕集フィルター等にハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
この様な目的で使用されるハニカム構造体は、排気ガスの急激な温度変化や局所的な発熱によってハニカム構造内の温度分布が不均一となり、構造体にクラックを生ずる等の問題があった。特にディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルターとして用いられる場合には、溜まったカーボン微粒子を燃焼させて除去し再生することが必要であり、この際に局所的な高温化が避けられないため、大きな熱応力が発生し易く、クラックが発生し易かった。
【０００４】
このため、ハニカム構造体を複数に分割したセグメントを接合材により接合する方法が提案された。たとえば、米国特許第４３３５７８３号公報には、多数のハニカム体を不連続な接合材で接合するハニカム構造体の製造方法が開示されている。また、特公昭６１−５１２４０号公報には、セラミック材料よりなるハニカム構造のマトリックスセグメントを押出し成形し、焼成後その外周部を加工して平滑にした後、その接合部に焼成後の鉱物組成がマトリックスセグメントと実質的に同じで、かつ熱膨脹率の差が８００℃において０．１％以下となるセラミック接合材を塗布し、焼成する耐熱衝撃性回転蓄熱式が提案されている。また、１９８６年のＳＡＥ論文８６０００８には、コージェライトのハニカムセグメントを同じくコージェライトセメントで接合したセラミックハニカム構造体が開示されている。さらに特開平８−２８２４６号公報には、ハニカムセラミック部材を少なくとも三次元的に交錯する無機繊維、無機バインダー、有機バインダー及び無機粒子からなる弾性質シール材で接着したセラミックハニカム構造体が開示されている。
【０００５】
しかしながら、排ガス規制の更なる強化やエンジンの高性能化等のため、エンジン燃焼条件の改善、触媒浄化性能の向上を狙いとして、排気ガス温度が年々上昇してきており、ハニカム担体に要求される耐熱衝撃性も厳しくなってきている。従って、上述のようなハニカム構造体であっても、使用時における流入ガス温の急激な変化、局所的な反応熱、燃焼熱等がより大きくなると、充分に熱応力を緩和できず、ハニカム構造体にクラックを生じ、極端な場合ハニカム構造体がばらけ、振動により構造体が粉々に破壊するなどの可能性が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用時における流入ガス温の急激な変化、局所的な反応熱、燃焼熱によってハニカム構造体に生ずる熱応力を低減し、ハニカム構造体の破壊を防止することで耐久性、信頼性により優れたハニカム構造体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有するハニカム構造からなる複数のハニカムセグメントが一体化されてなるハニカム構造体であって、前記ハニカム構造体の最外周面を構成しない１又は２以上の前記ハニカムセグメントの外周面とこれに隣接するハニカムセグメントとの間に圧縮弾性材料Ａを配してなることを特徴とするハニカム構造体を提供するものである。
【０００８】
第１の発明において、ハニカム構造体の最外周面を構成するハニカムセグメントが互いに隣接する面の間の一部又は全部に圧縮弾性材料を配して成るハニカム構造体がさらに好ましい。又、圧縮弾性材料Ａがセラミック繊維製マットであることが好ましく、前記セラミック繊維製マットがアルミナまたはムライト組成を主成分とする非膨脹性マットであることがさらに好ましい。又、第１の発明のハニカム構造体が自動車排ガス浄化用として用いられることが好ましく、ディーゼル微粒子捕集用フィルターとして用いられることがさらに好ましい。さらに、第１の発明において、ハニカムセグメントの主成分が、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、燐酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニア及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる少なくとも１種のセラミックス、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属、ニッケル系金属又は金属ＳｉとＳｉＣとからなるものであることが好ましい。
【０００９】
第２の発明は、上記ハニカム構造体を、該ハニカム構造体の最外周面に圧縮弾性材料Ｂを圧縮状態で配することにより金属容器内に圧縮把持してなるハニカム構造体アッセンブリを提供するものである。
【００１０】
第２の発明において、前記圧縮弾性材料Ｂがセラミック繊維製マットであることが好ましく、バーミュキュライトを含む加熱膨脹性マットであることがさらに好ましく、アルミナまたはムライト組成を主成分とする非膨脹性マットであることがより好ましい。又、ハニカム構造体アッセンブリが、押込み、巻き締め、クラムシェル、スウェージングでキャニングされていることが好ましい。更に、ハニカムセグメントに触媒を担持させた後、金属容器に収納してなるハニカム構造体アッセンブリが好ましく、また、ハニカムセグメントを金属容器に収納した後に、該ハニカムセグメントに触媒を担持させてなるハニカム構造体アッセンブリも好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って、本発明のハニカム構造体及びハニカム構造体アッセンブリの内容を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。尚、以下において断面とは、特に断りのない限り流通孔方向に対する垂直の断面を意味する。
【００１２】
図１（ａ）は本発明に係るハニカム構造体の一実施形態を示すハニカム構造体の平面−模式図である。図１（ａ）に示す本発明のハニカム構造体１は隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔６を有するハニカムセグメント２（ｂ）４個及び２（ａ）２個が一体化されることにより構成されるが、各ハニカムセグメント２（ａ）、２（ｂ）が互いに隣接する面間に圧縮弾性材料Ａとしてセラミック繊維製マット３を配して構成されたものである。
【００１３】
本発明の重要な特徴は、ハニカム構造体１の最外周面２３を構成しないハニカムセグメント２（ａ）の外周面２１とこれに隣接するハニカムセグメント２（ｂ）のとの間に圧縮弾性材料Ａを配するように構成したことである。この様な構成にしたことにより、本発明のハニカム構造体は使用時における流入ガス温の急激な変化、局所的な反応熱、燃焼熱等によって生ずるハニカムセグメント２（ａ）及び２（ｂ）の変位を吸収するため、ハニカム構造体１に生ずる熱応力が減少し、ハニカム構造体１の破壊を防止できるだけでなく、ハニカム構造体をより高い温度環境で使用できるので、耐久性、信頼性とともに高性能化をも可能とした。
【００１４】
本発明において、「ハニカム構造体の最外周面を構成しない１又は２以上のハニカムセグメント」とは、例えば図１（ａ）において、ハニカム構造体１の最外周面２３を構成しないハニカムセグメント２（ａ）の１つ又は２つを意味する。最外周面２３を構成しないハニカムセグメントを、１つのハニカムセグメント２（ａ）のみとした場合にはその外周面は図１（ｂ）に示される半円柱形の側面２１となり、２つのハニカムセグメント２（ａ）とした場合にはその外周面は図１（ｃ）に示される円柱形の側面２１となる。従って、図１（ｂ）に示される場合には、半円柱形の側面２１の周りにセラミック繊維製マット３を配すれば、他の面間にはセラミック繊維製マット３を配しても良く、セラミック繊維製マット３を配さずに接合材を用いて接合しても良い。図１（ｃ）の場合には円柱形の側面２１の周りにセラミック繊維製マット３を配すれば、他の面間にはセラミック繊維製マット３を配しても良く、セラミック繊維製マット３を配さずに接合材を用いて接合しても良い。好ましくは、図１に示すように、ハニカム構造体１の最外周面を構成するハニカムセグメント２（ｂ）が互いに隣接する面２５の間にもセラミック繊維製マット３を配するように構成される。
【００１５】
本発明において、圧縮弾性材料Ａは耐熱性とクッション性を備えることが好ましい。耐熱性及びクッション性を有する圧縮弾性材料Ａとしては、バーミュキュライトを実質上含まない非膨張性材料、又は少量のバーミュキュライトを含む低膨張性材料であり、アルミナ、高アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、チタニアからなる群より選ばれた少なくとも１種あるいはそれらの複合物からなるセラミック繊維を主成分とすることが好ましく、この中でもバーミュキュライトを実質上含まずアルミナ又はムライトを主成分とする非膨張性材料がより好ましい。さらに、これらの繊維製マットであることが好ましく、セラミック繊維製マットがアルミナ又はムライト組成を主成分とする非膨張性マットであることがさらに好ましい。これらのセラミック製マットは、被処理流体の漏れを防止する観点からシール性を有することがさらに好ましい。圧縮弾性材料Ａの好適な具体例は、３Ｍ社製／１１００ＨＴや三菱化学社製／マフテック等である。
【００１６】
本発明において、ハニカムセグメント２は強度、耐熱性等の観点から、主成分が、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、燐酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニア及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる少なくとも１種のセラミックス、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属、ニッケル系金属又は金属ＳｉとＳｉＣとからなることが好ましい。本発明において、主成分とは成分の８０質量％以上を占め、主結晶相となるものを意味する。
【００１７】
ハニカムセグメント２のセル密度（単位断面積当りの流通孔の数）は０．９〜３１０セル／ｃｍ²（６〜２０００セル／平方インチ）が好ましい。セル密度が０．９セル／ｃｍ²未満になると、幾何学的表面積が不足し、３１０セル／ｃｍ²を超えると、圧力損失が大きくなりすぎる。また、ハニカムセグメント２の流通孔の断面形状（セル形状）は、製作上の観点から、三角形、四角形および六角形のうちのいずれかであることが好ましい。
【００１８】
圧縮弾性材料Ａを配する際の製作上の観点から、ハニカムセグメント２の断面は、少なくとも一辺が３０ｍｍ以上であることが好ましく、さらに好ましくは５０ｍｍ以上、最も好ましくは７０ｍｍ以上である。
【００１９】
図２は図１に示すハニカム構造体を金属容器１１に保持したハニカム構造体アッセンブリ８の平面−模式図である。図２に示す本発明のハニカム構造体アッセンブリ８は、ハニカム構造体１の最外周面に圧縮弾性材料Ｂを圧縮状態で配することによりハニカム構造体１を金属容器１１に圧縮把持してなるものである。
【００２０】
本発明において圧縮弾性材料Ｂとしては、前述の圧縮弾性材料Ａと同様に耐熱性及びクッション性を有することが好ましく、さらにシール性を有することが好ましいが、非膨張性材料であっても膨張性材料であっても良い。好ましい圧縮弾性材料Ｂはアルミナ、高アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、チタニアからなる群より選ばれた少なくとも１種あるいはそれらの複合物を主成分とするセラミック繊維等であるが、これらの繊維製マットであることがさらに好ましい。具体的には前述の３Ｍ社製／１１００ＨＴや三菱化学社製／マフテック等を用いることが出来るが、膨張性マットである３Ｍ社製／インタラムマット等を用いることもできる。
【００２１】
本発明において、ハニカム構造体１を圧縮弾性材料Ｂとともに圧縮状態で金属容器１１内に入れる方法は、図３に示すガイド１７を用いた押し込み方法、図４に示す金属板１１ｃを巻き付けて引っ張ることで面圧を付与し、金属板１１ｃの合わせ部を溶接して固定する巻き絞め方法、あるいは図５に示す２分割された金属容器１１ａ，１１ｂで負荷を与えながら挟み込み、２つの金属容器１１ａ，１１ｂの合わせ面（つば）１６ａ，１６ｂの個所を溶接することで一体化容器とするクラムシェル方法が好適である。また、この他に、図６に示すような、金属塑性加工技術を応用した、金属容器１１を外部からタップ（加圧型）１２を介して圧縮圧力を加えて金属容器１１の外径寸法を絞る方法（スウェージング方法）も好適である。更には、図７に示すように、塑性加工を応用した方法で金属容器１１を回転させながら加工治具１８を用いて最外周面を塑性加工により絞り込む方法、いわゆる回転鍛造方法によることで金属容器の外径を絞り、面圧を付与する方法も可能である。
【００２２】
本発明のハニカム構造体又はハニカム構造体アッセンブリを触媒担体として、内燃機関、ボイラー、化学反応機器、燃料電池用改質器等に用いる場合、ハニカムセグメントに触媒能を有する金属を担持させるようにする。触媒能を有する代表的なものとしてはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種をハニカムセグメントに担持させることが好ましい。
【００２３】
一方、本発明のハニカム構造体又はハニカム構造体アッセンブリを、ディーゼルエンジン用パティキュレートフィルター（ＤＰＦ）のような、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集除去するためのフィルターに用いようとする場合、ハニカム構造体の流通孔を交互に封じ隔壁をフィルターとする構造を有するものが好ましい。
【００２４】
このような、ハニカムセグメントから構成されるハニカム構造体の一端面より粒子状物質を含んだ排気ガスを通すと、排気ガスは当該一端面側の流通孔が封じられていない流通孔よりハニカム構造体の内部に流入し、濾過能を有する多孔質の隔壁を通過し、他端面側の封じられていない孔より排出される。この隔壁を通過する際に粒子状物質が隔壁に捕捉される。
【００２５】
なお、捕捉された粒子状物質が隔壁上に堆積してくると、圧損が急激に上昇し、エンジンに負荷がかかり、燃費、ドライバビリティが低下するので、定期的にヒーター等の加熱手段により、粒子状物質を燃焼除去し、フィルター機能を再生させるようにする。この燃焼再生時、燃焼を促進させるため、ハニカム構造体に前記のような触媒能を有する金属を担持させてもよい。
【００２６】
本発明において、ハニカム構造体アッセンブリ８に触媒を担持させる方法としては、触媒担持前に金属容器１１内にハニカム構造体１を把持し、ハニカム構造体アッセンブリ８としてから、ハニカム構造体１に触媒を担持させる方法が可能である。この方法によれば、触媒担持工程中に、ハニカム構造体１が欠けたり、破損したりする可能性を回避することが出来る。また、ハニカムセグメント２に触媒成分を担持した後に、ハニカム構造体１とし、これを金属容器１１内に収納把持してなることが、本発明のハニカム構造体又はハニカム構造体アッセンブリを触媒コンバータとして用いる場合に好ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、以下の実施例、従来例のハニカム構造体は総て、材質が炭化珪素、隔壁厚さが０．３８ｍｍ、セル密度（単位断面積当りの流通孔の数）が３１セル／ｃｍ²でこれを交互に目封じし、隔壁をフィルターとして利用するディーゼル微粒子捕集用フィルターである。
【００２８】
（実施例１）
原料として、炭化珪素粉末を使用し、これにメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤及び水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土を押出成形し、マイクロ波及び熱風で乾燥した。次いで、端面を交互に千鳥状になるようにハニカム構造体と同材質の目封止材で目封止し、次に、Ｎ₂雰囲気中で加熱脱脂した後、Ａｒ雰囲気中で焼成して、図８に示される、外径１４４ｍｍ、内径７３ｍｍ、長さ１５２ｍｍのハニカムセグメント２（ｂ）４個と直径７２ｍｍ、長さ１５２ｍｍの半円柱状ハニカムセグメント２（ａ）２個を得た。これらを一体化させる際に、ハニカムセグメント２（ａ）の外周面２１及びハニカムセグメント２（ｂ）同士が隣接する面２５にセラミック繊維製非膨脹マット３を配し、両面テープにより６個のハニカムセグメント２（ａ）、２（ｂ）を一体化してハニカム構造体１とした。さらに、そのハニカム構造体１の最外周面２３に前述のものと同じセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、ＳＵＳ４０９の金属容器にテーパー治具（ガイド）により押込んでセグメント間、及びハニカム構造体と金属容器間を圧縮固定し、直径１４４ｍｍ×長さ１５２ｍｍの円柱形ハニカム構造体アッセンブリを得た。
【００２９】
（実施例２）
実施例１と同様にして得られた、図９（ｂ）に示される、寸法形状が３０ｍｍ×３０ｍｍ×１５２ｍｍの四角柱状ハニカムセグメント２（ｃ）２個とハニカムセグメント２（ｄ）１個と、ハニカムセグメント２（ｅ）２個の合計５個を、コロイダルシリカとアルミナファイバーを水で混合した接合材７により接合、乾燥してハニカムセグメント接合体９（ａ）を４個作成した。同様に寸法形状が３０ｍｍ×３０ｍｍ×１５２ｍｍの四角柱状ハニカムセグメント２（ｃ）４個をコロイダルシリカとアルミナファイバーを水で混合した接合材７により接合、乾燥してハニカムセグメント接合体９（ｂ）（ハニカム構造体の最外周部を構成しないハニカムセグメント）を１個作成した。次いで、４個のハニカム接合体９（ａ）と１個のハニカム接合体９（ｂ）を一体化する際に、ハニカムセグメント接合体９（ｂ）の外周面２１及びハニカムセグメント接合体９（ａ）同士が隣接する面２５にセラミック繊維製非膨脹マット３を配し、両面テープにより総ての接合体を一体化して図９（ａ）に示されるハニカム構造体１とした。さらに、そのハニカム構造体１の最外周面２３に前述のものと同じセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、ＳＵＳ４０９の金属容器にテーパー治具により押込んでセグメント間、及びハニカム構造体と金属容器間を圧縮固定し、直径１４４ｍｍ×長さ１５２ｍｍの円柱形ハニカム構造体アッセンブリを得た。
【００３０】
（実施例３）
実施例２と同様にハニカムセグメント接合体９（ａ）を４個作成し、図１０（ｂ）に示される、寸法形状が３０ｍｍ×３０ｍｍ×１５２ｍｍの四角柱状ハニカムセグメント２（ｃ）２個をコロイダルシリカとアルミナファイバーを水で混合した接合材７により接合、乾燥して、３０ｍｍ×６０ｍｍ×１５２ｍｍの四角柱状ハニカムセグメント接合体９（ｃ）を２個作成した。これら６個のハニカムセグメント接合体９（ａ）及び９（ｃ）を一体化させる際に、接合体９（ｃ）の外周面２１及び接合体９（ａ）同士が隣接する面２５にセラミック繊維製非膨脹マット３を配し、両面テープにより６個のハニカムセグメント９（ａ）及び９（ｃ）を一体化し図１０（ａ）に示されるハニカム構造体１とした。さらに、そのハニカム構造体１の最外周面２３に前述と同じセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、ＳＵＳ４０９の金属容器にテーパー治具により押込んでセグメント間、ハニカム構造体と金属容器間を圧縮固定し、直径１４４ｍｍ×長さ１５２ｍｍの円柱形ハニカム構造体アッセンブリを得た。
【００３１】
（実施例４）
実施例３と同様にハニカムセグメント接合体９（ｃ）を２個作成し、図１１（ｂ）に示される、ハニカムセグメント２（ｃ）１個とハニカムセグメント２（ｄ）１個とハニカムセグメント２（ｅ）１個の合計３個を接合材７により接合、乾燥して、ハニカムセグメント接合体９（ｄ）を４個、ハニカムセグメント２（ｃ）２個とハニカムセグメント２（ｅ）２個を接合材７により接合、乾燥して、ハニカムセグメント接合体９（ｅ）を２個作成した。次いで、２個の接合体９（ｃ）と４個の接合体９（ｄ）と２個の接合体９（ｅ）を一体化する際に、接合体９（ｃ）の外周面２１、９（ｄ）同士が隣接する面２５、及び９（ｄ）と９（ｅ）が隣接する面２５にセラミック繊維製非膨脹マット３を配し、両面テープにより総ての接合体を一体化して図１１（ａ）に示されるハニカム構造体１とした。さらに、そのハニカム構造体の最外周面２３に前述のものと同じセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、ＳＵＳ４０９の金属容器にテーパー治具により押込んでセグメント間、及びハニカム構造体と金属容器間を圧縮固定し、直径１４４ｍｍ×長さ１５２ｍｍのハニカム構造体アッセンブリを得た。
【００３２】
（実施例５）
実施例４と同様にハニカムセグメント接合体９（ｃ）及び９（ｅ）を各々２個作成し、図１２（ｂ）に示される、ハニカムセグメント２（ｃ）２個とハニカムセグメント２（ｄ）２個と、ハニカムセグメント２（ｅ）２個の合計６個を、接合材７により接合、乾燥して、ハニカムセグメント接合体９（ｆ）を２個作成した。次いで、２個の接合体９（ｃ）と２個の接合体９（ｅ）と２個の接合体９（ｆ）を一体化する際に、接合体９（ｃ）の外周面２１及び９（ｅ）と９（ｆ）が隣接する面２５にセラミック繊維製非膨脹マット３を配し、両面テープにより総ての接合体を一体化して図１２（ａ）に示されるハニカム構造体とした。さらに、そのハニカム構造体の最外周面２３に前述のものと同じセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、ＳＵＳ４０９の金属容器にテーパー治具により押込んでセグメント間、及びハニカム構造体と金属容器間を圧縮固定し、直径１４４ｍｍ×長さ１５２ｍｍのハニカム構造体アッセンブリを得た。
【００３３】
さらに、これら実施例の効果を確認、比較するため以下２つの従来例サンプルを比較例として同時に比較評価した。
【００３４】
（比較例１）
寸法形状が直径１４４ｍｍの１／４形状で長さ１５２ｍｍの断面扇形柱状ハニカムセグメント２（ｘ）４個を前述のコロイダルシリカとアルミナファイバーを水で混合した接合材７により接合、乾燥、一体化し、図１３（ａ）に示される直径１４４ｍｍ×１５２ｍｍのハニカム構造体１を得た。さらに、その最外周面２３にセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、ＳＵＳ４０９の金属容器にテーパー治具により押込んで容器とハニカム構造体を圧縮固定してハニカム構造体アッセンブリを得た。
【００３５】
（比較例２）
寸法形状が３０ｍｍ×３０ｍｍ×１５２ｍｍの四角柱状ハニカムセグメント２（ｃ）１２個とハニカムセグメント２（ｄ）４個と、ハニカムセグメント２（ｅ）８個の合計２４個を前述の接合材７により接合、乾燥、一体化し、図１３（ｂ）に示される直径１４４ｍｍ×長さ１５２ｍｍの円柱形ハニカム構造体を得た。さらに、その最外周面２３にセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、ＳＵＳ４０９の金属容器にテーパー治具により押込んで容器とハニカム構造体を圧縮固定してハニカム構造体アッセンブリを得た。
【００３６】
このようにして得た実施例１〜５及び比較例１〜２のハニカム構造体アッセンブリに、ディーゼルエンジンから排出される微粒子（以降スートと称する）を各々１５ｇ捕集し、入口ガス温７００℃、酸素濃度１０％、排ガス流量０．７Ｎｍ³／ｍｉｎ．の排気ガスによりフィルターに堆積したスートを燃焼、ハニカム構造体の破損を確認、破損していなければ、さらにスートを２０ｇ、２５ｇと５ｇステップで増加して行き、ハニカム構造体が破損するまで試験を繰返し実施した。
【００３７】
試験結果は図１４に示すように比較例１、比較例２、の破壊限界スート量が２５ｇと２０ｇでその時のフィルター内最高温度は各々９５０℃、８４０℃であった。これに対し、実施例１〜５の破壊限界スート量は３５ｇ〜４５ｇでその時のフィルター内最高温度は１０６０℃〜１２６０℃と比較例に比べ、本発明のハニカム構造体及びそのアッセンブリは多量のスートと高い温度まで安全に使用することが可能であることを示した。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のハニカム構造体及びハニカム構造体アッセンブリは、ハニカム構造体の最外周面を構成しない１又は２以上のハニカムセグメントの外周面とこれに隣接するハニカムセグメントとの間に圧縮弾性材料Ａを配したことにより、より多いスート量、より高い温度においてハニカム構造体の破壊を防止することが出来、優れた耐久性、信頼性を示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の１実施形態を示すハニカム構造体の平面−模式図であり、（ｂ）、（ｃ）はハニカムセグメントの平面−模式図である。
【図２】本発明の１実施形態を示すハニカム構造体アッセンブリの平面−模式図である。
【図３】金属容器内へのハニカム構造体の押し込み方法の一例を示す一部切り欠き説明図である。
【図４】金属容器内へハニカム構造体を収納するための巻き絞め方法の一例を示す斜視図である。
【図５】金属容器内へハニカム構造体を収納するためのクラムシェル方法の一例を示す斜視図である。
【図６】金属容器内へハニカム構造体を収納するためのスウェージング方法の一例を示す流通孔方向に対する平行断面図である。
【図７】金属容器内へハニカム構造体を収納するためのスウェージング方法の一例を示す流通孔方向に対する平行断面図である。
【図８】実施例１において作られたハニカム構造体の平面−模式図である。
【図９】（ａ）は実施例２において作られたハニカム構造体、（ｂ）はハニカムセグメント接合体の平面−模式図である。
【図１０】（ａ）は実施例３において作られたハニカム構造体、（ｂ）はハニカムセグメント接合体の平面−模式図である。
【図１１】（ａ）は実施例４において作られたハニカム構造体、（ｂ）及び（ｃ）はハニカムセグメント接合体の平面−模式図である。
【図１２】（ａ）は実施例５において作られたハニカム構造体、（ｂ）はハニカムセグメント接合体の平面−模式図である。
【図１３】比較例において作られたハニカム構造体の平面−模式図であり、各々（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２のハニカム構造体を示す。
【図１４】破壊限界評価試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ハニカム構造体、２…ハニカムセグメント、３…圧縮弾性材料Ａ、５…圧縮弾性材料Ｂ、６…流通孔、７…接合材、８…ハニカム構造体アッセンブリ、９…ハニカムセグメント接合体、１１…金属容器、１１ａ，１１ｂ…分割金属容器、１１ｃ…金属板、１２…タップ（加圧型）、１６ａ，１６ｂ…２つの金属容器の合わせ面（つば）、１７…ガイド、１８…加工治具、２１…最外周面を構成しないハニカムセグメントの外周面、２３…ハニカム構造体の最外周面、２５…最外周面を構成する、ハニカムセグメント又は接合体が互いに隣接する面。

Claims

隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有するハニカム構造からなる複数のハニカムセグメントが一体化され、
ハニカム構造体の最外周面を構成しないハニカムセグメントと、その最外周面を構成しないハニカムセグメントの外周面の側に隣接するハニカムセグメントと、の間に圧縮弾性材料Ａを配し、且つ
ハニカム構造体の最外周面を構成する複数のハニカムセグメントが、互いに隣接する面間の少なくとも一部に、圧縮弾性材料を配してなり、
ハニカムセグメントの主成分が、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、燐酸ジルコニウム、アルミニウムチタネート、チタニア及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる少なくとも１種のセラミックスであり、
ディーゼル微粒子捕集用フィルターとして用いられるハニカム構造体。
圧縮弾性材料Ａがセラミック繊維製マットであることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
前記セラミック繊維製マットがアルミナまたはムライト組成を主成分とする非膨脹性マットであることを特徴とする請求項２に記載のハニカム構造体。
請求項１乃至３の何れか１項に記載のハニカム構造体を、そのハニカム構造体の最外周面に圧縮弾性材料Ｂを圧縮状態で配することにより金属容器内に圧縮把持してなるハニカム構造体アッセンブリ。
前記圧縮弾性材料Ｂがセラミック繊維製マットであることを特徴とする請求項４に記載のハニカム構造体アッセンブリ。
前記セラミック繊維製マットがアルミナまたはムライト組成を主成分とする非膨脹性マットであることを特徴とする請求項５に記載のハニカム構造体アッセンブリ。
前記セラミック繊維製マットがバーミュキュライトを含む加熱膨脹性マットであることを特徴とする請求項５に記載のハニカム構造体アッセンブリ。
ハニカム構造体アッセンブリが、押込み、巻き締め、クラムシェル、スウェージングでキャニングされていることを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載のハニカム構造体アッセンブリ。
ハニカムセグメントに触媒を担持させた後、金属容器に収納してなる請求項４乃至８の何れか１項に記載のハニカム構造体アッセンブリ。
ハニカムセグメントを金属容器に収納した後に、該ハニカムセグメントに触媒を担持させてなる請求項４乃至８の何れか１項に記載のハニカム構造体アッセンブリ。