WO2002079618A1

WO2002079618A1 - Honeycomb structure and assembly thereof

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Publication number: WO2002079618A1
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Inventors: Toshihiko Hijikata
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Description

明細書ハニカム構造体及びそのアッセンプリ技術分野

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一等に用いられるハ二カム構造体及びそのアッセンプリに関し、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プリに関する。背景技術

内燃機関、ポイラ一、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夕一等にハニカム構造体が用いられている。

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一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。

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 4 3 3 5 7 8 3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 6 1— 5 1 2 4 0号公報には、セラミック材料よりなるハニ力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 8 0 0 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、 1 9 8 6年の S A E論文 8 6 0 0 0 8には、コ一ジェライトのハ二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— 2 8 2 4 6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。

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、ェ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つてきている。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。

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。発明の開示

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、前記八二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。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八二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ツ卜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の発明のハ二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一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、コージェライ卜、アルミナ、ムライト、ジルコニァ、燐酸ジルコニウム、アルミニゥムチタネート、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、 6—〇 1" _八 1系金属、ニッケル系金属又は金属 S iと S i Cとからなるものであることが好ましい。

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プリを提供するものである。

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ツトであることが好ましく、バーミユキュライトを含む加熱膨脹性マツ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ツ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プリが、押込み、巻き締め、クラムシェル、スウェージングでキヤエングされていることが好ましい。更に、ハ二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プリが好ましく、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プリも好ましい。図面の簡単な説明

図 1 ( a )は本発明の一実施形態を示すハニカム構造体の平面ー模式図であり、図 1 ( b ) 及び図 1 ( c ) はハニカムセグメントの平面ー模式図である。

図 2は、本発明の一実施形態を示すハニカム構造体アッセンプリの平面ー模式図である。

図 3は、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は、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は、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は、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は、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は、実施例 1において作られたハニカム構造体の平面ー模式図である。図 9 (a) は実施例 2において作られたハニカム構造体、図 9 (b) はハニカムセグメント接合体の平面ー模式図である。

図 1 0 (a) は実施例 3において作られたハニカム構造体、図 10 (b) はハ二カムセグメント接合体の平面ー模式図である。

図 1 1 (a) は実施例 4において作られたハニカム構造体、図 11 (b) 及び図 1 1 (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、図 12 (b) はハ二カムセグメント接合体の平面ー模式図である。

図 1 3 (a) (b) は、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、各々図 13 (a) は比較例 1、図 13 (b) は比較例 2のハニカム構造体を示す。

図 14は、破壊限界評価試験の結果を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態

以下、図面に従って、本発明のハニカム構造体及び八二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。

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ー模式図である。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ツト 3を配して構成されたものである。

本発明の重要な特徴は、八二カム構造体 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、八二カム構造体 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。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以上のハ二カムセグメント」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 2 1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ツト 3を配しても良く、セラミック繊維製マツト 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ツト 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ツト 3を配するように構成される。

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、バーミユキュライトを実質上含まない非膨張性材料、又は少量のバーミユ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、ジルコニァ、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、この中でもバーミユキユラィトを実質上含まずアルミナ又はムラィ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ツ卜がアルミナ又はムラィト組成を主成分とする非膨張性マツ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、 3 M社製 Z l 1 0 0 H Tや三菱化学社製 Zマフテック等である。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、コージエライト、アルミナ、ムライト、ジルコニァ、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、 F e— C r— A 1系金属、ニッケル系金属又は金属 S iと S i C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 8 0質量％以上を占め、主結晶相となるものを意味する。

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〜 3 1 0セル Z c m² ( 6〜2 0 0 0セルノ平方インチ）が好ましい。セル密度が 0 . 9セル Z c m²未満になると、幾何学的表面積が不足し、 3 1 0セル/ c m²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。

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 3 0 mm以上であることが好ましく、さらに好ましくは 5 0 mm以上、最も好ましくは 7 0 mm以上で.ある。

図 2は図 1 ( a ) ( b ) ( c ) に示すハニカム構造体を金属容器 1 1に保持したハニカム構造体アッセンプリ 8の平面ー模式図である。図 2に示す本発明のハニカム構造体アッセンプリ 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 1 1に圧縮把持してなるものである。

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、ジルコニァ、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、これらの繊維製マツトであることがさらに好ましい。具体的には前述の 3 M社製 Z l 1 0 0 H Tや三菱化学社製マフテツク等を用いることが出来るが、膨張性マツトである 3 M社製イン夕ラムマツト等を用いることもできる。

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 1 1内に入れる方法は、図 3に示すガイド 1 7を用いた押し込み方法、図 4 に示す金属板 1 1 cを巻き付けて引っ張ることで面圧を付与し、金属板 1 l c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 l l a， 1 1 bで負荷を与えながら挟み込み、 2つの金属容器 1 1 a , 1 l bの合わせ面（つば） 1 6 a， 1 6 b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 1 1を外部からタップ（加圧型） 1 2を介して圧縮圧力を加えて金属容器 1 1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 1

1を回転させながら加工治具 1 8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。

本発明のハニカム構造体又はハニカム構造体アッセンプ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 P t、 P d、 R h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。

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プリを、ディーゼルエンジン用パティキュレートフィルター（D P F ) 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一とする構造を有するものが好ましい。

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。

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、ドライバピリティが低下するので、定期的にヒ —夕一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。

本発明において、ハニカム構造体アッセンプリ 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 1 1内に八二カム構造体 1を把持し、八二カム構造体アッセンプリ 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 1 1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プリを触媒コンバータとして用いる場合に好ましい。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 . 3 8 mm、セル密度（単位断面積当りの流通孔の数）が 3 1セル Z c m² でこれを交互に目封じし、隔壁をフィルタ一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。

(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ボ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 73 mm,長さ 1 52 mmのハニカムセグメント 2 (b) 4個と直径 72mm、長さ 152 mm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 2 1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ツト 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、 S U S 4 09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、及びハ二カム構造体と金属容器間を圧縮固定し、直径 144mmx長さ 152 mmの円柱形ハニカム構造体アッセンプリを得た。 ' (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 X 3 Ommx 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、コロイダルシリ力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、乾燥して八二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 30 mmx 3 OmmX 152mmの四角柱状ハニカムセグメント 2 (c) 4個をコロィダルシリカとアルミナフア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) (八二カム構造体の最外周部を構成しないハ二カムセグメント）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 2 5にセラミック繊維製非膨脹マツト 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、 S U S 409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 144mmX長さ 152m mの円柱形ハニカム構造体アッセンプリを得た。

(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 3 Ommx 3 OmmX 152 mm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一を水で混合した接合材 7により接合、乾燥して、 3 OmmX 6 OmmX 152mmの四角柱状ハ二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、 SUS 409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 144mmx長さ 152 mmの円柱形ハニカム構造体ァッセンブリを得た。

(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 1 1 (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 個と八二カムセグメント 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 1 1 (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ツトを巻き付け、 SUS 409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 144mmX長さ 152 mmのハニカム構造体アッセンプリを得た。

(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、八二カムセグメント 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ツト 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、 SUS 409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 144mmX長さ 152 mmのハニカム構造体アッセンプリを得た。

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。

(比較例 1 )

寸法形状が直径 144mmの 1 4形状で長さ 152 mm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 144mmX 152mmのハニカム構造体 1を得た。さらに、その最外周面 2 3にセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、 S U S 409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ァッセンプリを得た。

(比較例 2)

寸法形状が 3 Ommx 3 OmmX 152 mm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 2 4個を前述の接合材 7により接合、乾燥、一体化し、図 1 3 ( b ) に示される直径 1 4 4 mm X長さ 1 5 2 mmの円柱形ハニカム構造体を得た。さらに、その最外周面 2 3にセラミック繊維製非膨脹マットを巻き付け、 S U S 4 0 9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プリを得た。

このようにして得た実施例 1〜 5及び比較例 1〜 2のハニカム構造体ァッセンプリに、ディ一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 1 5 g捕集し、入口ガス温 7 0 0 °C、酸素濃度 1 0 %、排ガス流量 0 . 7 Nm³ /m i n . の排気ガスによりフィルタ一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 2 0 g、 2 5 8と 5 ステツプで増加して行き、ハニカム構造体が破損するまで試験を繰返し実施した。試験結果は図 1 4に示すように比較例 1、比較例 2、の破壊限界スート量が 2 5 gと 2 0 gでその時のフィルタ一内最高温度は各々 9 5 0 ：、 8 4 0でであつた。これに対し、実施例 1〜 5の破壊限界ス一ト量は 3 5 g〜 4 5 gでその時のフィルター内最高温度は 1 0 6 0 〜 1 2 6 0でと比較例に比べ、本発明のハニカム構造体及びそのアッセンプリは多量のス一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。産業上の利用可能性

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プリは、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。

Claims

請求の範囲

1 . 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つて、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。

2 . 前記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なることを特徴とする請求項 1に記載のハニカム構造体。

3 . 圧縮弾性材料 Aがセラミック繊維製マツトであることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のハニカム構造体。

4 . 前記セラミック繊維製マツ卜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ツトであることを特徴とする請求項 3に記載のハニカム構造体。

5 . 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を特徴とする請求項 1乃至 4の何れか 1項に記載のハニカム構造体。

6 . ハニカム構造体がディ一ゼル微粒子捕集用フィル夕一として用いられることを特徴とする請求項 1乃至 5の何れか 1項に記載のハニカム構造体。

7 . ハニカムセグメントの主成分が、炭化珪素、窒化珪素、コ一ジエライト、アルミナ、ムライト、ジルコニァ、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、 F e— C r— A 1系金属、ニッケル系金属又は金属 S iと S i Cとからなることを特徴とする請求項 1乃至 6の何れか 1項に記載のハニカム構造体。

8 . 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つて、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 を配してなる請求項 1乃至 7の何れか 1項に記載のハニカム構造体を、前記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八二カム構造体アッセンプリ。

9 . 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 8に記載のハニカム構造体アッセンプリ。

1 0 . 前記セラミック繊維製マツ卜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 9に記載のハニカム構造体ァッセンプリ。

1 1 . 前記セラミック繊維製マットがバーミユキユ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 9に記載のハニカム構造体ァッセンプリ。

1 2 . ハニカム構造体アッセンプリが、押込み、巻き締め、クラムシェル、スゥエージングでキヤニングされていることを特徴とする請求項 8乃至 1 1の何れか 1項に記載のハニカム構造体アッセンプリ。

1 3 . 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 8乃至 1 2の何れか 1項に記載のハニカム構造体アッセンプリ。

1 4 . 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 8乃至 1 2の何れか 1項に記載のハニカム構造体アッセンブリ。