JP7155292B2 - 高いアイソスタティック強度のハニカム構造およびハニカム構造用の押出ダイ - Google Patents

高いアイソスタティック強度のハニカム構造およびハニカム構造用の押出ダイ Download PDF

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Description

関連出願
本願は、２０１８年５月４日に出願された「High Isostatic Strength Honeycomb Structures And Extrusion Dies Therefor」（整理番号SP18-145PZ）という発明の名称の米国仮特許出願第６２／６６７，３６５号明細書からの優先権を主張し、これにより、同号は、あらゆる目的のために、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。
本開示の実施形態は、ハニカム本体およびハニカム構造、より具体的には、高いアイソスタティック（ＩＳＯ）強度を有するセラミックハニカム本体に関する。
比較的薄い壁厚を有する設計のセラミックハニカム本体は、排気後処理システムにおいて利用することができる。
本開示の実施形態は、ハニカム構造およびハニカム本体を提供する。
別の実施形態では、本開示は、ハニカム構造およびハニカム本体を製造する方法も提供する。
更なる実施形態では、本開示は、本明細書に記載したハニカム構造およびハニカム本体の製造に適した押出ダイも提供する。
本開示の実施形態は、増大させられたＩＳＯ強度を有しかつ非対称セル通路、つまり、相対的に大きな水力直径を含むセル通路と相対的に小さな水力直径を含むセル通路とを含むハニカム構造およびハニカム本体をさらに提供する。
本開示の幾つかの実施形態は、入口通路および出口通路を含むハニカム構造を提供する。ハニカム構造は、ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、入口通路が入口水力直径ＨＤｉを含み、出口通路が出口水力直径ＨＤｏを含む、入口通路および出口通路とを含む。入口通路は、入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、出口通路は、出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む。２つの入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより、センタポスト（centerpost）が画定され、センタポストは、２つの出口通路の隣接する対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１と、２つの入口通路の隣接する対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２とを含む。ハニカム構造は、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にある場合に、２．７未満であるアスペクト比Ｄ１：Ｄ２と、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にある場合に、２．０未満であるアスペクト比Ｄ１：Ｄ２および７ミル（０．１８ｍｍ）未満である出口角隅半径Ｒｏとをさらに含む。
本開示の別の実施形態は、２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲の通路密度を含むハニカム構造を提供する。ハニカム構造は、ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、入口通路の入口水力直径が、出口通路の出口水力直径よりも大きく、入口通路が、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、出口通路が、５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、２つの入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストと、２つの出口通路の対向した出口角隅の間の最短距離であるセンタポストの第１の対角線長さＤ１であって、Ｄ１が２５ミル（０．６４ｍｍ）～３１ミル（０．７９ｍｍ）の範囲にある、第１の対角線長さＤ１と、２つの入口通路の対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２であって、Ｄ２が１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にある、第２の対角線長さＤ２と、１．６～２．０の範囲のセンタポストのアスペクト比Ｄ１：Ｄ２と、２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲の通路密度とを含む。
本開示の別の実施形態は、３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲の通路密度を含むハニカム構造を提供する。ハニカム構造は、ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、入口通路の入口水力直径が、出口通路の出口水力直径よりも大きく、入口通路が、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、出口通路が、４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、２つの入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストと、２つの出口通路の対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１であって、Ｄ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角線長さＤ１と、２つの入口通路の対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２であって、Ｄ２が１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲にある、第２の対角線長さＤ２と、１．９～２．５の範囲のセンタポストのアスペクト比Ｄ１：Ｄ２と、３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲の通路密度とを含む。
別の実施形態では、ハニカム押出ダイが提供される。ハニカム押出ダイは、交差したスロットを形成するように配置されたダイピンであって、ダイピンが、入口ピンおよび出口ピンを含み、入口ピンの断面積が、出口ピンの断面積よりも大きく、入口ピンが、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを含み、出口ピンが、５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを含む、ダイピンと、２つの入口ピンの対向した入口角隅の間および２つの出口ピンの対向した出口角隅の間に配置されたセンタポストスロットと、２つの出口ピンの対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角スロット長さＤＳ１であって、ＤＳ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角スロット長さＤＳ１と、２つの入口ピンの対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角スロット長さＤＳ２であって、ＤＳ２が１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にある、第２の対角スロット長さＤＳ２と、１．６～２．０の範囲にあるアスペクト比ＤＳ１：ＤＳ２と、２５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（３９ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～３５０ｄｐｐｓｉ（５４ｄｐｐｓｃｍ）未満の範囲のダイピン密度と含む。
ハニカム押出ダイの別の実施形態は、交差したスロットを形成するように配置されたダイピンであって、ダイピンが、入口ピンおよび出口ピンを含み、入口ピンの断面積が、出口ピンの断面積よりも大きく、出口ピンが、４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを含み、入口ピンが、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを含む、ダイピンと、２つの入口ピンの対向した入口角隅の間および２つの出口ピンの対向した出口角隅の間に配置されたセンタポストスロットと、２つの出口ピンの対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角スロット長さＤＳ１であって、ＤＳ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角スロット長さＤＳ１と、２つの入口ピンの対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角スロット長さＤＳ２であって、ＤＳ２が１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲にある、第２の対角スロット長さＤＳ２と、１．９～２．５の範囲にあるアスペクト比ＤＳ１：ＤＳ２と、３５０ｄｐｐｓｉ（５４ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～４５０ｄｐｐｓｉ（７０ｄｐｐｓｃｍ）の範囲のダイピン密度と含む。
本開示の別の実施形態は、ハニカム構造を含むハニカム本体を提供する。ハニカム構造は、ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、入口通路が入口水力直径ＨＤｉを含み、出口通路が出口水力直径ＨＤｏを含み、入口通路が、入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、出口通路が、出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、２つの入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストであって、隣接する対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１、隣接する対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にあり、かつ通路密度が３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲にある場合に、２．７未満のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２、ならびに水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にあり、かつ通路密度が２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲にある場合に、２．０未満のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２および７ミル未満の出口角隅半径Ｒｏを含む、センタポストとを含む。
本開示の付加的な特徴は、以下の説明に記載してあり、その説明から部分的に明らかであるかまたは本開示の実施により教示されてよい。
本開示の更なる理解をもたらすために含めるとともに、本明細書に組み込んでその一部を構成する添付の図面は、本開示の実施形態を示しており、明細書とともに、本開示を説明するのに役立つ。図面に使用してある参照符号が同じであることにより、幾つかの図面全体を通じて、要素が類似しているまたは同一であることが判る。図面は、必ずしも縮尺通りに示していない。
本明細書に開示される実施形態によるハニカム構造を含むハニカム本体の概略的な斜視図である。 本明細書に開示される実施形態による図１Ａのハニカム本体の入口端の一部の概略的な拡大端面図である。 ２つの隣接する入口通路および２つの隣接する出口通路を含む、ハニカム構造の４つの隣接する通路の概略的な拡大端面図であり、本明細書に開示される実施形態によるセンタポストの寸法および構成を示している。 本明細書に開示される実施形態によるハニカム本体の外周面に近接した、ハニカム本体の入口端の一部の概略的な拡大端面図である。 本明細書に開示される実施形態による押出機の実施形態の概略的な断面側面図である。 本明細書に開示される実施形態による押出機の端部と、そこから押し出されるグリーンハニカム本体（押出物）との概略的な斜視図である。 本明細書に開示される実施形態によるハニカム構造またはハニカム本体を押し出すように構成された押出ダイの出口端の概略的な平面図である。 本明細書に開示される実施形態による断面線６Ｂ～６Ｂに沿った図６Ａの押出ダイの概略的な部分断面側面図である。
これより、目封止された多孔質セラミックハニカム本体およびそのハニカム構造などの、ハニカム構造およびハニカム本体の実施形態を詳細に参照し、その実施形態を添付の図面に示す。可能な限り、図面全体で同じ参照符号を使用して、同じまたは類似した部分を指す。
内燃機関からの排気ガスの後処理では、すす粒子を除去するための、触媒を有するまたは触媒を有さないフィルタが使用されてよい。この用途のフィルタは、耐火性であり、耐熱衝撃性であり、ｐＯ２条件の範囲で安定であり、（存在する場合）触媒系と非反応性であり、かつ排気ガス流に対して低い抵抗をもたらしてよいハニカム本体を含んでよい。この用途には、本明細書において「目封止されたハニカム本体」と呼ぶ、ウォールフローハニカム構造を含む多孔質セラミックハニカム本体が使用されてよい。ハニカム本体は、ハニカム構造、つまり、本明細書に記載のように、通路を形成する交差した多孔質壁を有する構造を含んでよい。
ハニカム本体は、セラミックバッチ混合物が押出ダイから押し出されてグリーン形態になり、乾燥させられ、焼成されて、ハニカム構造を含む最終的なセラミックハニカム本体が形成される押出プロセスにより形成されてよい。押出は、以下で詳細に説明するように、水撃ポンプ押出プレス（hydraulic ram extrusion press）、二段式脱気シングルオーガ押出機（two stage de-airing single auger extruder）、または排出端に取り付けられたダイアセンブリのダイを有する二軸押出機を使用して実施されてよい。他の適切な装置を使用して、本明細書に記載のハニカム構造および本体を形成してよい。以下に説明するように、焼成および／または他のプロセスが行われると、従来のハニカム本体に亀裂が生じる可能性がある。したがって、亀裂は低コスト製造を大幅に損なう可能性があるので、ＩＳＯ強度の上昇と亀裂の低減とを可能にするプロセスまたは構造上の改善が大きな進歩であると考えられるだろう。
この構造および本体を形成するために使用されるセラミック形成バッチ混合物は、例えば、無機粒子もしくはセラミック粒子またはその双方を含んでよいセラミック形成バッチ材料と、任意選択的に、１つ以上の造孔剤、レオロジー調整剤、液体ビヒクルなど、およびそれらの組み合わせとを含むセラミック形成混合物であってよい。バッチ混合物は、焼成されると、例えば排気処理目的に適した多孔質セラミック構造を含む多孔質セラミック材料へと変換または焼結される。形成されるセラミックは、コーディエライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ムライトなど、およびそれらの組み合わせであってよい。セラミック形成バッチ混合物および形成される最終的なセラミック材料は、他の適切な材料を含んでいてもよい。
幾つかの実施形態では、そのようなハニカム構造およびハニカム本体を製造するために使用されるハニカム押出ダイは、例えば、スキン形成マスクを含んでよい壁形成ダイ本体を含むマルチコンポーネントアセンブリであってよい。例えば、米国特許第４，３４９，３２９号明細書および米国特許第４，２９８，３２８号明細書には、スキン形成マスクを含むダイ構造が開示されている。ダイ本体には、ダイ出口面に形成された排出スロットのアレイに繋がり、これと交差するフィードホールを組み込むことができ、これを通じて、セラミック形成バッチ混合物が押し出される。幾つかの実施形態では、マスクを用いて、外周面スキンを形成することができる。マスクは、カラーの形状などの環状の周囲構造であってよく、ハニカム本体の外周面スキンの外周面形状を画定する。ハニカム本体の外周面スキンは、以下に説明するように、マスクとダイ本体との間にセラミック形成バッチ混合物を押し出すことにより形成されてよい。他の実施形態、特に大型のハニカム本体では、スキンは、焼成後にハニカム本体の周面に備えられるセメント材料として後被着されてよい。後被着されたスキンを形成するために、任意の適切な方法を使用してよい。
ハニカム本体の特定の通路は、ガス流がハニカム本体の多孔質壁に通されることにより排気ガスが濾過されるフィルタに使用するために、目封止されていてもよい。したがって、多孔質壁は、ハニカム本体内の成分（例えばすす）を濾過することができる。さらに、ハニカム本体の多孔質壁の一部または全ては、低減すべきＮｏｘ、Ｓｏｘ、ＣＯまたは他の種などに対する適切な触媒を含有するウォッシュコートとしてこの多孔質壁上またはその内部に配置されたオンウォール触媒またはインウォール触媒を含んでよい。本明細書に記載の幾つかの実施形態では、通路のうちの幾つか（例えば出口通路）は、ハニカム本体の入口端で目封止されており、他の通路（例えば入口通路）は、ハニカム本体の出口端で目封止されている。そのような目封止の配置により、ガスは、入口通路のうちの少なくとも幾つかに押し込まれて、ガスを濾過して粒子を除去する多孔質壁に通され、それから出口通路に押し込まれて、濾過されたガスがハニカム本体から出る。幾つかの実施形態では、通路は、入口端から見て、入口端で目封止された通路（例えば出口通路）と、入口端で目封止されておらず出口端で目封止されている通路（例えば入口通路）との間で、例えば市松模様または他のパターンで交互になるように配置されてよい。
幾つかの目封止されたハニカム本体は入口容積を増加させ、ここで、入口通路のうちの少なくとも幾つかのもののサイズ（例えば断面積）は、出口通路のうちの少なくとも幾つかのもののサイズ（例えば断面積）に比べて大きく、そのため、比較的大きな入口通路における灰貯蔵が増加する。本明細書において、そのようなハニカム本体は、非対称通路を含むもの、または非対称通路サイズを有するもの、または非対称通路設計を有するものと呼ぶ。そのような非対称通路設計によりフィルタ再生間隔の頻度が低下される一方で、水力直径比が増加可能な度合いは、出口通路のサイズ（例えば出口通路の水力直径）が減少することで生じる圧力降下の増加により制限されてしまう。入口と出口との通路サイズ比が特定のレベルを上回って増加した場合、出口通路のサイズが小さいほど、ハニカム本体全体の圧力降下について、非常に大きな不利益が生じる可能性がある。さらに、ダイの設計およびダイの製造は、出口通路が小さくなるほど困難かつ高コストになる。
前述の内容に加えて、そのような非対称通路設計では、１組目の入口通路と出口通路とを互いに分離する第１の壁の位置は、隣接する２組目の入口通路と出口通路とを分離する第２の壁から相対的にオフセットされている。この壁のオフセットは、入口通路と出口通路との間の水力直径比が増加するにつれて、直接的な関係で増加する。そのようにオフセットがより大きくなると、互いにオフセットされていない壁を含むハニカム本体に比べて、ハニカム本体の負荷容量が低下してしまう。さらに、これらのオフセットされた壁を含むハニカム本体の押出および他の処理中にも、複雑化が生じる可能性がある。例えば、ハニカム本体は、そのグリーン体状態で変形およびスランプし易くなる可能性がある。
上記のように、幾つかの実施形態では、通路は、入口通路が出口通路よりも大きな断面積および水力直径を有する非対称通路パターンで配置されてよい。非対称通路パターンは、焼成および／または他の製造プロセス中に、また、場合によっては使用中に、セル通路交点の多孔質壁に対して特有の応力をかけてしまう。これらの応力は、多孔質壁の望ましくない亀裂を引き起こす可能性がある。例えば、焼成中、他の製造プロセス中、また、フィルタ用の目封止されたハニカム本体における使用中にハニカム本体に亀裂が生じる可能性を大幅に低減する、ハニカム本体内のハニカム構造における特定の壁寸法、通路寸法、比および／または他の基準が本明細書に記載してある。
本開示によるハニカム本体およびハニカム構造（例えば、ハニカム本体内のハニカム構造）、ならびにハニカム押出ダイのこれらの実施形態および他の実施形態を、図１Ａ～図６Ｂを参照して以下に記載する。
図１Ａは、ハニカム本体１００の斜視図を概略的に示しており、図１Ｂは、ハニカム本体１００の入口端１０２の一部の拡大正面図を概略的に示している。入口端１０２は、図示の円筒形の外周面などの外周面１０３により画定されてよい。しかしながら、他の外周面形状も可能である。ハニカム本体１００は、入口端１０２と出口端１０４との間に延在する長さＬを含んでよく、入口端１０２は、ガス（例えば排気ガス）を取り込むように構成されてよく、出口端１０４は、ガスを排出するように構成されてよい。長さＬに沿って延在する周面スキン１０５は、後被着スキンとして周面に被着されてもよいし、ハニカム本体１００のマトリックスとともに押し出されてもよく、その外側部分は、周面１０３を画定してよい。
ハニカム本体１００は、ハニカム構造１１０およびハニカム本体１００の長さＬに沿って入口端１０２から出口端１０４まで延在してよい通路１０８を形成する交差した多孔質壁１０６のマトリックスを含むハニカム構造１１０を含んでよい。多孔質壁１０６は、ハニカム本体１００内のハニカム構造１１０を形成する。図１Ｂに一部を示したハニカム構造１１０は、Ｘ方向に延在する水平方向に延在する壁１０６ｈと、Ｙ方向に延在する垂直方向に延在する壁１０６ｖとを含んでよく、Ｙ方向は、図示のように、Ｘ方向に対して垂直である。Ｘ方向およびＹ方向は、本明細書においてのみ、参照のために使用される。
ハニカム本体１００は、少なくとも２つのタイプの通路１０８、つまり、入口通路１０８ｉおよび出口通路１０８ｏをさらに含んでよい。入口通路１０８ｉは、断面積Ａｉおよび水力直径ＨＤｉが、出口通路の断面積Ａｏおよび水力直径ＨＤｏよりも大きくてよい。図示の実施形態では、出口通路１０８ｏは、入口端１０２に近接して目封止されてよく、図１Ａおよび図１Ｂに影付きで示してある。入口通路１０８ｉは、出口端１０４（図１Ｂには示していない）に近接して目封止されてよい。図１Ａおよび１Ｂに示した実施形態では、各入口通路１０８ｉに対して、およそ１つの出口通路１０８ｏがあってよい。通路１０８は、図示のように、Ｘ方向およびＹ方向の双方において入口通路１０８ｉおよび出口通路１０８ｏが交互になった市松模様で配置されてよい。他の実施形態では、出口通路１０８ｏよりも多くの入口通路１０８ｉがあってよい。更なる他の実施形態では、幾つかの通路は、パススルー（いずれかの端部でも目封止されていない）通路であってよい。
図示の実施形態では、出口通路１０８ｏの出口水力直径ＨＤｏよりも入口断面積および入口水力直径ＨＤｉが大きいと、再生過程が実施される前により多くのすすが蓄積されること、より低い背圧上昇率がもたらされることなどにより、ハニカム本体１００の濾過特性が改善される。通路が異なるサイズを有するそのような通路パターンは、非対称通路パターンと称される。入口水力直径と出口水力直径との比（例えばＨＤｉ：ＨＤｏ）は、約１．１～１．６の範囲にあってよい。他の実施形態では、入口水力直径と出口水力直径との比は、１．２～１．６、１．２～１．４、または１．４～１．６の範囲にあってよい。他の水力直径比が使用されてよい。
これより、ここで図１および図２を参照して、多孔質壁の交差領域の構造について説明する。図２は、２つの隣接する入口通路１０８ｉおよび２つの隣接する出口通路１０８ｏを含む４つの通路１０８の拡大端面図を概略的に示している。出口通路１０８ｏの栓を示す陰影は、説明目的から、図２には含まれていない。上記のように、幾つかの実施形態では、入口通路１０８ｉのうちの少なくとも幾つかのものの断面積Ａｉおよび入口水力直径ＨＤｉは、出口通路１０８ｏのうちの少なくとも幾つかのものの断面積および出口水力直径ＨＤｏよりも大きくてよい。通路１０８の断面形状は、正方形および／または長方形であってよく、隅肉部を形成する曲線が、正方形および／または長方形の各頂点にある。
例えば、入口通路１０８ｉは、湾曲した入口角隅２２０ｉを形成する入口隅肉部２１８ｉを含んでよい。出口通路１０８ｏは、湾曲した出口角隅２２０ｏを形成する出口隅肉部２１８ｏを含んでよい。入口通路１０８ｉは、入口角隅２２０ｉを少なくとも部分的に画定する入口半径Ｒｉを含んでよく、出口通路１０８ｏは、出口角隅２２０ｏを少なくとも部分的に画定する出口半径Ｒｏを含んでよい。
入口半径Ｒｉおよび出口半径Ｒｏのサイズは、以下でより詳細に説明するように、入口通路１０８ｉおよび出口通路１０８ｏの水力直径ＨＤｉ，ＨＤｏ、通路密度（ＣＤ）、ならびに壁厚Ｔｋを含む要素に応じて異なってよい。幾つかの実施形態では、入口半径Ｒｉは、出口半径Ｒｏよりも大きくてよい。幾つかの実施形態では、入口半径Ｒｉは、１０ミル（０．２５ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲にあってよく、出口半径Ｒｏは、４ミル（０．１０ｍｍ）～８ミル（０．２０ｍｍ）の範囲にあってよい。他の実施形態では、入口半径Ｒｉは、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３５ｍｍ）の範囲にあってよく、出口半径Ｒｏは、５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲にあってよい。幾つかの実施形態では、出口半径Ｒｏは、７ミル（０．１８ｍｍ）以下であってよいので、背圧が低減されてよい。入口半径Ｒｉおよび出口半径Ｒｏは、他の寸法を含んでよい。
幾つかの実施形態では、入口半径Ｒｉおよび出口半径Ｒｏは、入口半径Ｒｉと出口半径との半径比（例えば、半径比Ｒｉ：Ｒｏ）として表されてよい。幾つかの実施形態では、半径比Ｒｉ：Ｒｏは、例えば、１．５～４．０、２．０～４．０、２．０～３．５、２．０～３．５、３．１～３．５、２．９～３．３、３．２～３．４の範囲、または３．５以下であってよい。他の実施形態では、半径比Ｒｉ：Ｒｏは、２．０～２．５の範囲、２．０～２．２の範囲、または２．２以下であってよい。ハニカム本体１００では、入口半径Ｒｉと出口半径Ｒｏとの他の半径比Ｒｉ：Ｒｏが使用されてよい。選択される水力直径、半径および半径比Ｒｉ：Ｒｏは、交差領域にかかる応力を制御するように選択されてよい。
交差した多孔質壁１０６は、通路１０８を画定し、壁厚Ｔｋを含む（図２）。壁厚Ｔｋは、入口角隅２２０ｉまたは出口角隅２２０ｏを含まないように、隣接する入口通路１０８ｉおよび出口通路１０８ｏの平行部分の間に延在してよい。壁厚Ｔｋは、２ミル（０．０５ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）、２ミル（０．０５ｍｍ）～１５ミル（０．３８ｍｍ）、２ミル（０．０５）～１３ミル（０．３３ｍｍ）、４ミル（０．１０ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）、５ミル（０．１３ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）、７ミル（０．１８ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲にあってよい。他の実施形態では、壁厚Ｔｋは、５ミル（０．１３ｍｍ）～８ミル（０．２０ｍｍ）の範囲にあってよい。他の実施形態では、壁厚Ｔｋは、８ミル（０．１３ｍｍ）以下であってよいか、または７ミル（０．２０ｍｍ）以下でさえあってよい。壁厚Ｔｋは、他の寸法を有していてよい。より薄い壁は、より低い背圧をもたらし、交差領域の寸法の適切な選択により適切な応力が提供され得る限り望ましい。
図１Ａ～図２に示した通路は、正方形または実質的に正方形であってよい。入口通路１０８ｉは、入口角隅２２０ｉを含まないように、入口通路１０８ｉの平行な壁１０６の間に延在する長さＬｉおよび幅Ｗｉを含んでよい。出口通路１０８ｏは、出口角隅２２０ｏを含まないように、出口通路１０８ｏの平行な壁１０６の間に延在する長さＬｏおよび幅Ｗｏを含んでよい。長さＬｉおよび幅Ｗｉは、４０ミル（１．０ｍｍ）～７０ミル（１．８ｍｍ）の範囲にあってよく、他の実施形態では、長さＬｉおよび幅Ｗｉは、５８ミル（１．５ｍｍ）～６５ミル（１．７ｍｍ）の範囲にある。長さＬｏおよび幅Ｗｏは、３８ミル（０．９７ｍｍ）～５４ミル（１．４ｍｍ）の範囲にあってよく、他の実施形態では、長さＬｏおよび幅Ｗｏは、４３ミル（１．１ｍｍ）～４９ミル（１．２ｍｍ）の範囲にあってよい。入口通路１０８ｉおよび出口通路１０８ｏの長さＬｉ，Ｌｏおよび幅Ｗｉ，Ｗｏは、長方形の寸法を含む他の寸法を含んでよい。幾つかの実施形態では、Ｌｉ＝ＷｉおよびＬｏ＝Ｗｏである。
ハニカム本体１００のハニカム構造１１０は、垂直方向に延在する壁１０６ｖと水平方向に延在する壁１０６ｈとの交点に配置されたセンタポスト１２４（幾つかに印が付けられている）を含んでよい。センタポスト１２４は、２つの入口通路１０８ｉの対向した入口角隅２２０ｉおよび２つの出口通路１０８ｏの対向した出口角隅２２０ｏによっても画定されてよい。例えば、センタポスト１２４は、一方の区域（例えば狭幅の区域）については、隣接する入口通路１０８ｉの入口角隅２２０ｉにより部分的に画定されてよく、他方の区域（例えば最長の区域）については、出口通路１０８ｏの隣接する出口角隅２２０ｏにより部分的に画定されてよい。
図２を参照すると、センタポスト１２４の第１の対角線長さＤ１は、センタポスト１２４に直接隣接して配置されかつセンタポスト１２４を少なくとも部分的に形成する出口通路１０８ｏの２つの対向した出口角隅２２０ｏの間に延在してよい。幾つかの実施形態では、第１の対角線長さＤ１は、対向した出口通路１０８ｏの２つの対向した出口角隅２２０ｏの間の最短距離である。第２の対角線長さＤ２は、センタポスト１２４に直接隣接して配置されかつセンタポスト１２４を少なくとも部分的に形成する対向した入口通路１０８ｉの２つの対向した入口角隅２２０ｉの間に延在してよい。幾つかの実施形態では、第２の対角線長さＤ２は、対向した入口通路１０８ｉの２つの対向した入口角隅２２０ｉの間の最短距離である。幾つかの実施形態では、第１の対角線長さＤ１は、２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にあってよく、第２の対角線長さＤ２は、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にあってよい。さらに、幾つかの実施形態では、第２の対角線長さＤ２は、１２ミル（０．３０ｍｍ）～１５ミル（０．３８ｍｍ）の範囲にあってよい。
第１の対角線長さＤ１および第２の対角線長さＤ２の前述の例は、ハニカム構造であってよい。ハニカム構造は、１．４～１．６の範囲の水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏを含んでよい。幾つかの実施形態では、第２の対角線長さＤ２は、例えばＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４の範囲にある場合、１４ミル（０．３６ｍｍ）～１７ミル（０．４３ｍｍ）の範囲にあってよい。
他の実施形態では、幾つかの実施形態において、第１の対角線長さＤ１は、２７ミル（０．６３ｍｍ）～３０ミル（０．７６ｍｍ）であってよい。幾つかの実施形態では、第２の対角線Ｄ２は、１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１）、または１２ミル（０．３０ｍｍ）～１５ミル（０．３８）の範囲にあってよい。
幾つかの従来のハニカム構造は、入口通路の湾曲した角隅の半径を減少させることを含む技術により、それらの入口水力直径を増加させてきた。そのようにすることで、等価対角線長さＤ２が減少し、それにより、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が増加した。以下に説明するように、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が高いと、従来のハニカム構造を弱化させる可能性がある。例えば、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が高いと、製造中に従来のハニカム構造に適用される焼成および／または他のプロセス中に、センタポストに近接した従来のハニカム構造の亀裂の可能性が上昇することがある。従来のハニカム構造に関連する問題は、非対称通路により悪化し、それにより、センタポストを形成する壁に更なる応力が生じる可能性がある。例えば、水平壁および垂直壁が、センタポストに近接した屈曲部を含んでしまい、それにより、ハニカム構造の強度が低下する。
本明細書に開示されるハニカム本体１００は、比較的小さなアスペクト比Ｄ１：Ｄ２を含んでよく、それにより、従来のハニカム本体に比べて、ハニカム本体１００の強度が改善される。例えば、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が小さいと、ハニカム本体１００が熱応力を受ける製造における焼成に耐えるハニカム本体１００の能力が改善される。幾つかの実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が２．７未満などの所定値未満である場合、センタポスト１２４に近接した破損は起こりにくくなる。他の実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は、２．０未満である。幾つかの実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏに少なくとも部分的に左右される。幾つかの実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は、以下の範囲、つまり、１．５～２．０、１．６～２．０、１．０～１．９、１．５～１．８、１．５～１．８５、または１．７～１．９の範囲にあってよい。他の実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は、以下の範囲、つまり、１．５～２．５、１．９～２．５、１．５～２．３、２．１～２．３、１．５～２．２５にあってよい。ハニカム本体１００は、他の値のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２を含んでよい。
アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は、入口隅肉部２１８ｉおよび出口隅肉部２１８ｏの半径を変えることにより調整または設定されてよい。例えば、入口半径Ｒｉのわずかな増加により、入口隅肉部２１８ｉが増大してよく、それにより、第２の対角線Ｄ２が増大し、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が低下する。ある時点で、入口半径Ｒｉは、入口通路１０８ｉを通るガス流が大幅に減少されてよい箇所に到達してよい。そのような状況では、出口半径Ｒｏが減少してよく、それにより、対角線Ｄ１およびアスペクト比Ｄ１：Ｄ２が減少する。
上記のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２および他の寸法は、ハニカム本体１００の入口端１０２または出口端１０４のいずれかの周面１０３に隣接して配置された通路１０８およびセンタポスト１２４に近接しては適用できない場合がある。
図３は、周面１０３に隣接する、ハニカム本体１００の入口端１０２の一部を概略的に示している。図示のように、周面１０３に隣接する通路１０８は、不規則な形状であってよいので、これらの不完全かつ不規則な形状の通路１０８に隣接する柱のうちの幾つかは、上記のような第１の対角線長さＤ１および／または第２の対角線長さＤ２を含まない場合がある。例えば、図３に示した実施形態では、柱３２６は、少なくとも一方が不規則な形状をした２つの入口通路１０８ｉにより少なくとも部分的に形成される。他の実施形態では、柱３２６は、少なくとも一方が不規則な形状をしている入口通路１０８ｉおよび出口通路１０８ｏにより形成されてよい（図示せず）。したがって、対角線長さＤ１に対する等価長さは、柱３２６において存在し得ない。前述の内容に基づいて、上記の対角線長さＤ１およびＤ２は、周面１０３から離れて位置しているセンタポスト１２４にのみ存在してよい。
以下の表１には、センタポスト１２４を含むハニカム本体１００の例示的な寸法が記載してある。ハニカム構造は、ｃｐｓｉでの通路密度（ＣＤ）、ミルでの壁厚Ｔｋ、インチでのＲｏ、インチでのＲｉ、無次元半径比Ｒｉ：Ｒｏ、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２、入口水力直径ＨＤｉおよび出口水力面積ＨＤｏ、ならびにハニカム本体１００の水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏを含む。参考として、例＃１では、４００／７ハニカム構造１００は、約４００通路／平方インチ（ｃｐｓｉ）（６２通路／平方センチメートル（ｃｐｓｃｍ））の通路密度ＣＤ、約７．３ミル（０．１９ｍｍ）の壁厚Ｔｋ、５．５ミル（０．１４ｍｍ）のＲｏ、１８ミル（０．４６ｍｍ）のＲｉ、３．２５のＲｉ：Ｒｏ、２．２のＤ１：Ｄ２、および１．５の水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏを含んでよい。３００／９ハニカム構造は、約３００ｃｐｓｉ（４７ｃｐｓｃｍ）のＣＤおよび約９ミル（０．２３ｍｍ）の壁厚Ｔｋを含んでよい。
Figure 0007155292000001
図４は、ハニカム構造を含むハニカム本体１００（図１）を押し出すために使用されてよい押出機４００（例えば、連続二軸押出機）の実施形態の断面側面図を示す。押出機４００は、その内部に形成されてかつ互いに連通している第１のチャンバ部分４０４および第２のチャンバ部分４０６を含むバレル４０２を含んでよい。バレル４０２は、モノリス型であってもよいし、長手方向（例えば、軸線方向）に連続的に接続された複数のバレル区分から形成されてもよい。第１のチャンバ部分４０４および第２のチャンバ部分４０６は、バレル４０２全体にわたり、上流側４０８と下流側４１０との間で長手方向に延在する。バレル４０２の上流側４０８には、ホッパまたは他の材料供給構造を含んでよい材料供給ポート４１４が、バッチ混合物４１６を押出機４００に供給するために設けられてよい。バッチ混合物は、予め温められて可塑化されたバッチのパグ（pugs）として、または他のサイズの小球体として供給されてよく、これらは、連続的または断続的に供給されてよい。バッチ混合物４１６を押し出してグリーンハニカム本体１００Ｇなどの所望の形状にするために、バレル４０２の下流側４１０の排出ポート４２２にハニカム押出ダイ４２０が設けられている。ハニカム押出ダイ４２０は、バレル４０２の端部などで、バレル４０２の排出ポート４２２に対して結合されていてもよい。バッチ混合物４１６がハニカム押出ダイ４２０に到達する前に安定したプラグ型のフローフロントが形成されることを容易にするために、ハニカム押出ダイ４２０に対して、全体的に開いたキャビティ、スクリーン／ホモジナイザ（図示せず）などの他の構造が先行していてよい。
図４に示したように、一対の押出機用スクリュがバレル４０２に取り付けられてよい。第１のスクリュ４３０は、第１のチャンバ部分４０４内で少なくとも部分的に回転可能なように取り付けることができ、第２のスクリュ４３２は、第２のチャンバ部分４０６内で少なくとも部分的に回転可能なように取り付けることができる。第１のスクリュ４３０および第２のスクリュ４３２は、図示のように、互いに平行に配置されてよいが、これらは、互いに様々な角度で配置されてもよい。また、第１のスクリュ４３０および第２のスクリュ４３２は、同じ方向または異なる方向に回転するために、バレル４０２の外側にある駆動機構に結合されてもよい。第１のスクリュ４３０および第２のスクリュ４３２のどちらも、ただ１つの駆動機構（図示せず）に結合されてよいか、または図示のように、それぞれの駆動機構４３６に結合されてよいと理解されるべきである。第１のスクリュ４３０および第２のスクリュ４３２は、軸線方向４４０への圧送作用および混合作用により、バレル４０２を通してバッチ混合物４１６を移動させる。第１のスクリュ４３０および第２のスクリュ４３２をそれらの長さに沿って支持するために、更なる支持構造（点線で示した）が設けられてよい。そのような支持構造は、バッチ混合物４１６が支持構造を通って流れることを可能にするために、その内部にパーフォレーション穴または穴を含んでよい。
図５は、押出機４００の端部と、そこから押し出されるグリーンハニカム本体１００Ｇ（例えば押出物）とを示す斜視図である。押出機４００は、バッチ混合物４１６がグリーンハニカム本体１００Ｇとして押出機４００から進出する場所である押出機前端部５５２でもって示してある。押出機前端部５５２に近接して配置された押出機用カートリッジ５５４は、ハニカム押出ダイ４２０（図４）およびスキン形成マスク５５６などの押出用金属製品を含んでよい。グリーンハニカム本体１００Ｇは、グリーンハニカム本体１００Ｇが加工された後に入口端１０２（図１）となる第１の端面５０２を含む。
グリーンハニカム本体１００Ｇは、複数の通路５０８と、外周表面５０５とを含んでよい。通路５０８は、説明目的から、縮尺通りには描かれていない場合がある。複数の交差した壁５０６は、軸線方向４４０に延在する通路５０８を形成してよい。例えば、軸線方向４４０に延在する通路５６２を形成する交差した壁５０６は、説明のために破線で示してある。交差した壁５０６は、グリーンハニカム本体１００Ｇ内のハニカム構造５１０を形成してよい。図５に示したグリーンハニカム本体５５０の第１の端面５０２の断面は円形であるが、これは、長方形、楕円形、レーストラック形（race-track shape）、正方形、三角形もしくは三葉形、六角形、八角形、非対称、対称、または他の所望の形状、および前述のものの組み合わせなどの他の形状を有してよい。
図６Ａは、ハニカム押出ダイ４２０の正面図を示しており、図６Ｂは、ハニカム押出ダイ４２０の部分的な切取図を示している。ハニカム押出ダイ４２０は、グリーンハニカム本体１００Ｇを製造するように構成されてよく、このグリーンハニカム本体１００Ｇからハニカム本体１００が製造されてよい。ハニカム本体は、例えば、米国特許第３，８８５，９７７号明細書、米国特許第５，３３２，７０３号明細書、米国特許第６，３９１，８１３号明細書、米国特許第７，０１７，２７８号明細書、米国特許第８，９７４，７２４号明細書、国際公開第２０１４／０４６９１２号および国際公開第２００８／０６６７６５号に記載されているバッチ混合物４１６を、ハニカム押出ダイ４２０を通して押し出し、グリーンハニカム本体１００Ｇを製造することにより形成されてよい（図５）。次いで、グリーンハニカム本体１００Ｇは、例えば、米国特許第９，０３８，２８４号明細書、米国特許第９，３３５，０９３号明細書、米国特許第７，５９６，８８５号明細書および米国特許第６，２５９，０７８号明細書などに記載のように乾燥させられてよい。他の乾燥プロセスが使用されてもよい。次いで、グリーンハニカム本体１００Ｇは、米国特許第９，４５２，５７８号明細書、米国特許第９，４４６，５６０号明細書、米国特許第９，００５，５１７号明細書、米国特許第８，９７４，７２４号明細書、米国特許第６，５４１，４０７号明細書または米国特許第６，２２１，３０８号明細書に記載のように、定尺切断されて焼成され、本明細書に記載のハニカム本体１００（図１）または他のハニカム構造が形成されてよい。任意の適切な切断、成形、乾燥および／または焼成の方法が使用されてもよい。
ハニカム押出ダイ４２０は、金属ディスクなどのダイ本体６６４と、押出機４００からバッチ混合物４１６を受け入れるように構成されたダイ入口面６６８と、ダイ入口面６６８の反対側にある、可塑化されたバッチをグリーンハニカム本体１００Ｇ（押出物）の形態で排出するように構成されたダイ出口面６７０とを含んでよい。ハニカム押出ダイ４２０は、バッチ混合物４１６を圧力下でハニカム押出ダイ４２０に通す押出機４００に結合されてよい。
ハニカム押出ダイ４２０は、ダイ入口面６６８からダイ本体６６４内へと延在する複数のフィードホール６７２（幾つかに印が付けられている）を含んでよい。複数のフィードホール６７２は、ダイ出口面６７０からダイ本体６６４内へと延在するスロット６７６（幾つかに印が付けられている）のアレイと交差する。複数のスロット６７６は、スロット６７６を横切って横方向に測定されるスロット厚Ｓｋを含んでよい。スロット厚Ｓｋは、焼成されたハニカム本体１００（図１）が、本明細書に記載のような交差した多孔質壁１０６の横断壁厚Ｔｋ（図２）を含むように、使用されるバッチ混合物４１６（図４）の総収縮（例えば、押出から焼成を通じた収縮）に基づいて選択されてよい。例えば、押出から焼成までの公称収縮が１２％である場合、スロット厚Ｓｋは、交差した多孔質壁１０６の横断壁厚Ｔｋ（図２）よりも１２％まで大きくなるように選択されてよい。本明細書に開示されるダイ寸法は、押出ダイ４２０が減摩性コーティングでコーティングされていない場合、機械加工されたままでの寸法であってよく、または押出ダイ４２０がコーティングされている場合、コーティングされたままでの寸法を含んでよい。
複数のフィードホール６７２は、スロット６７６のアレイに接続しており、これにバッチ混合物を供給するように構成されてよい。スロット６７６のアレイは、図６Ａに示したように、互いに交差している。スロット６７６のアレイは、ダイ出口面６７０にわたりダイピン構造内に配置されたダイピン６７８（幾つかに印ラベルが付けられている）のアレイを形成する。ダイピン６７８は、出口通路１０８ｏ（図２）を形成する小さい方のピン６７８ｏおよび入口通路１０８ｉ（図２）を形成する大きい方のピン６７８ｉを含んでよい。ダイピン６７８の密度は、ハニカム本体１００の通路１０８（図２）の通路密度と同じであってもよいし、収縮のためにわずかに調整されてもよい。
図示の実施形態では、スロット６７６は、例えば、プランジ放電加工（ＥＤＭ）プロセスにより形成されてよい。他の適切なダイ製造法が使用されてよい。幾つかの実施形態では、入口隅肉部２１８ｉ（図２）および出口隅肉部２１８ｏは、プランジＥＤＭまたはダイピン６７８の頂点を丸み付けることが可能な他の適切な方法により形成されてよい。各ダイピン６７８は、横断面形状において隅肉部を含む正方形または長方形であり、ハニカム本体１００内の通路１０８（図２）を形成してよい。ハニカム押出ダイ４２０は、押出法中に形成されたグリーンハニカム本体１００Ｇ上に、押し出されたスキン１０５を形成するために、スキン形成フィードホール６７２Ｓからのバッチ混合物４１６と接触するスキン形成マスク６８０（例えば環状の物品）と、ダイ出口面６７０の外側の凹型スキン形成領域とを含むスキン形成部分６２０Ｓを含んでよい。
ハニカム本体１００（図１）は、適用可能な寸法のハニカム押出ダイ４２０を実現すべく、収縮に対して調整可能な異なる寸法を含んでよい。これらの寸法の多くを以下に説明する。
通路密度（ＣＤ）
幾つかの実施形態では、通路密度（ＣＤ）は、２５０通路／平方インチ（ｃｐｓｉ）（３９通路／平方センチメートル（ｃｐｓｃｍ））～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲にあってよい。ＣＤは、２７５ｃｐｓｉ（４３ｃｐｓｃｍ）～４２５ｃｐｓｉ（６６ｃｐｓｃｍ）の範囲または２９０ｃｐｓｉ（４５ｃｐｓｃｍ）～４１０ｃｐｓｉ（６４ｃｐｓｃｍ）の範囲にあってよい。他の実施形態では、ＣＤは、２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満であってよい。更なる他の実施形態では、ＣＤは、３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）であってよい。
壁厚（Ｔｋ）
多孔質壁１０６は、２ミル（０．０５ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲、２ミル（０．０５ｍｍ）～１５ミル（０．３８ｍｍ）の範囲、２ミル（０．０５ｍｍ）～１３ミル（０．３３ｍｍ）の範囲、４ミル（０．１０ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲、５ミル（０．１３ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲および７ミル（０．１８ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の横断壁厚Ｔｋを含む。薄壁の更なる実施形態では、多孔質壁１０６は、８ミル（０．２０ｍｍ）以下の横断壁厚Ｔｋ、７ミル（０．１８ｍｍ）以下のＴｋ、または５ミル（０．１３ｍｍ）～８ミル（０．２０ｍｍ）でさえあるＴｋを含む。多孔質壁１０６がより薄くなるにつれて、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２および／または半径比Ｒｉ：Ｒｏを制御することが、十分なＩＳＯ強度をもたらすとともに壁交点における亀裂を最小限に抑えるのに特に有益である。
Ｒｉ、Ｒｏおよび半径比（Ｒｉ／Ｒｏ）
幾つかの実施形態では、Ｒｉの値は、１０ミル（０．２５ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）、１２ミル（０．３０ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）および１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲にあってよい。他の実施形態では、Ｒｉの値は、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）または１２ミル（０．３０ｍｍ）～１６ミル（０．４０ｍｍ）であってよい。
幾つかの実施形態では、Ｒｏの値は、５ミル（０．１３ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲、５ミル（０．１３ｍｍ）～８ミル（０．２０ｍｍ）の範囲、もしくは５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）でさえある範囲、または７ミル（０．１８ｍｍ）未満であってよい。
半径比Ｒｉ：Ｒｏは、１．５～４．０、１．５～３．５、２．０～３．５、２．０～２．５、２．０～２．２の範囲にあってよく、幾つかの実施形態では、３．５以下であってよいか、または２．２以下でさえあってよい。更なる実施形態では、半径比Ｒｉ：Ｒｏは、２．５～３．５、３．１～３．５、または２．９～３．３の範囲にあってよい。幾つかの実施形態では、半径比Ｒｉ：Ｒｏは、３．２～３．４の範囲にあってよい。
幾つかの実施形態では、半径比Ｒｉ：Ｒｏは、２．２以下であってよい。例えば、Ｒｉ：Ｒｏは、２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満のＣＤを有するハニカム本体１００の場合などでは、１．６～２．２の範囲にあってよい。
幾つかの実施形態では、Ｒｉ：Ｒｏは、２．１以上であってよいか、または２．１～３．５であってよいか、または２．１～３．４でさえあってよい。他の実施形態では、Ｒｉ：Ｒｏは、３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）のＣＤの場合などでは、２．９～３．５または３．１～３．５であってよい。他の実施形態では、Ｒｉ：Ｒｏは、３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）のＣＤの場合などでは、３．２～３．４または２．９～３．３であってよい。
Ｄ１、Ｄ２およびアスペクト比（Ｄ１：Ｄ２）
Ｄ１の値は、２５ミル（０．６４ｍｍ）～３２ミル（０．８２ｍｍ）の範囲にあってよい。Ｄ２の値は、１０ミル（０．２５ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲または１０ミル（０．２５ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）でさえある範囲にあってよい。
幾つかの実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２の値は、２．７未満であってよいか、２．３未満であってよいか、または２．０未満でさえあってよい。他の実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は、１．５～２．５、１．５～２．３、１．５～２．２５、１．５～２．０、１．５～１．９、１．５～１．８５、または１．５～１．８の範囲にあってよい。他の実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は、１．９～２．５および２．１～２．３の範囲にあってよい。Ｄ１：Ｄ２の値が小さすぎると、ハニカム本体１００は、大きすぎる質量を有し、開放正面面積（ＯＦＡ）が減少させられる。比Ｄ１：Ｄ２が大きすぎると、ハニカム本体１００は、亀裂する傾向を有する可能性がある。
ＨＤｉ：ＨＤｏとＤ１：Ｄ２との組み合わせ
幾つかの実施形態では、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にある場合、ハニカム本体１００は２．７未満のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２を含んでよい。他の実施形態では、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にある場合、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は２．０未満であってよく、出口角隅半径Ｒｏは７ミル（０．１８ｍｍ）未満であってよい。
前述の寸法に加えて、ハニカム構造は、以下の寸法を含んでよい。アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は１．５～２．３の範囲にあってよく、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏは１．４～１．６の範囲にあってよい。アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は１．５～２．２５の範囲にあってよく、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏは１．４～１．６の範囲にあってよい。さらに、幾つかの実施形態では、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は２．７未満であり、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏは１．４～１．６であってよく、半径比Ｒｉ：Ｒｏは２．５以上であってよい。
アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は１．５～１．９の範囲にあってよく、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏは１．２～１．４未満の範囲にあってよい。アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は１．５～１．８５の範囲にあってよく、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏは１．２～１．４未満の範囲にあってよい。
更なる組み合わせ
前述の寸法に加えて、ハニカム本体１００は、通路密度が３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲にあってよく、多孔質壁が５ミル（０．１３ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の壁厚Ｔｋを含み、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にあり、かつアスペクト比Ｄ１：Ｄ２が２．０～２．３の範囲にあってよい寸法を含んでよい。さらに、半径比Ｒｉ：Ｒｏは、例えば、２．５～３．５の範囲、２．９～３．５の範囲、または３．１～３．５でさえある範囲にあってよい。
前述の寸法に加えて、ハニカム本体１００は、通路密度（ＣＤ）が２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲にあってよく、多孔質壁１０６が７ミル（０．１８ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の横断壁厚Ｔｋを含み、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が１．６～２．０の範囲にあってよく、かつ水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４の範囲にあってよい寸法を含んでよい。さらに、半径比Ｒｉ：Ｒｏは、２．０～２．２の範囲または２．１～２．２でさえある範囲にあってよい。
幾つかの実施形態では、前述の寸法に加えて、ハニカム本体１００は２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲のＣＤを含んでよく、多孔質壁１０６は７ミル（０．１８ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の壁厚Ｔｋを含んでよく、アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は１．７～１．９の範囲にあってよく、水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏは１．２～１．４の範囲にあってよい。さらに、半径比Ｒｉ：Ｒｏは２．０～２．２の範囲にあってよい。
他の実施形態では、ハニカム本体１００は、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口半径Ｒｉおよび５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口半径Ｒｏ、２５ミル（０．６４ｍｍ）～３１ミル（０．７９ｍｍ）の範囲の第１の対角線長さＤ１、１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲の第２の対角線長さＤ２、１．６～２．０の範囲のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２、ならびに２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲の通路密度（ＣＤ）を含んでよい。
他の実施形態では、ハニカム本体１００は、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲の入口半径Ｒｉ、４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口半径Ｒｏ、２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲の第１の対角線長さＤ１、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲の第２の対角線長さＤ２、１．９～２．５の範囲のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２、および３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲の通路密度（ＣＤ）を含んでよい。
他の実施形態では、押出ダイ４２０は、本明細書に記載のようなハニカム本体１００を製造する寸法を含んでよい。押出ダイ４２０の文脈で使用する場合のＤ１、Ｄ２、Ｒｉ、Ｒｏ、Ｌｉ、Ｌｏ、ＷｉおよびＷｏという用語は、図２に示したようなセンタポスト１２４を形成する押出ダイ４２０の領域のスロット寸法、ダイピン寸法およびダイピン半径をそれぞれ示す。ハニカム押出ダイ４２０は、入口ピン６７８ｉが１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを含んでよく、かつ出口ピン６７８ｏが５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを含んでよい寸法を含んでよい。２つの出口ピン６７８ｏの対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角スロット長さＤ１は、２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にあってよい。２つの入口ピン６７８ｉの対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角スロット長さＤ２は、１３ミル（０．３３ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にあってよい。アスペクト比Ｄ１：Ｄ２は１．６～２．０の範囲にあってよく、ダイピン密度は２５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（３９ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～３５０ｄｐｐｓｉ（５４ｄｐｐｓｃｍ）未満の範囲にあってよい。
ハニカム押出ダイ４２０の別の実施形態は、出口半径Ｒｏが４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲にあってよく、かつ入口半径Ｒｉが１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲にあってよい寸法を含んでよい。第１の対角スロット長さＤ１は、２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にあってよく、第２の対角スロット長さＤ２は、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲にあってよい。比Ｄ１：Ｄ２は１．９～２．５の範囲にあってよく、ダイピン密度は３５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（５４ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～４５０ｄｐｐｓｉ（７０ｄｐｐｓｃｍ）の範囲にあってよい。
ハニカム押出ダイ４２０は、２７５ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（４３ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～４５０ｄｐｐｓｉ（７０ｄｐｐｓｃｍ）のダイピン密度（ＤＰＤ）を含んでよい。他の実施形態では、ハニカム押出ダイ４２０は、２７５ｄｐｐｓｉ（４３ｄｐｐｓｃｍ）～４１０ｄｐｐｓｉ（６６ｄｐｐｓｃｍ）のＤＰＤを含んでよい。他の実施形態では、ハニカム押出ダイ４２０は、２９０ｄｐｐｓｉ（４３ｄｐｐｓｃｍ）～４２５ｄｐｐｓｉ（６４ｄｐｐｓｃｍ）のＤＰＤを含んでよい。他の実施形態では、ハニカム押出ダイ４２０は、３５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（５４ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～４５０ｄｐｐｓｉ（７０ｄｐｐｓｃｍ）のダイピン密度（ＤＰＤ）を含んでよい。他の実施形態では、ハニカム押出ダイ４２０は、２５０ｄｐｐｓｉ（３９ｄｐｐｓｃｍ）～３５０ｄｐｐｓｉ（５４ｄｐｐｓｃｍ）未満のＤＰＤを含んでよい。これはそれぞれ、３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）および２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲のハニカム本体１００に相当する。
前述の説明では、本開示の例示的な実施形態のみを開示している。本開示の範囲内の先に開示されているハニカム本体、ハニカム構造、押出ダイおよび方法の変形は、当業者には容易に明らかとなろう。したがって、本開示を、その例示的な実施形態の関連で説明してきたが、他の実施形態は、特許請求の範囲により定義されているように、本開示の範囲内にあってよいと理解されたい。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
ハニカム構造であって、
前記ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、
前記交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、前記入口通路が入口水力直径ＨＤｉを含み、前記出口通路が出口水力直径ＨＤｏを含み、前記入口通路が、入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、前記出口通路が、出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、
２つの前記入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの前記出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストであって、
前記２つの出口通路の前記隣接する対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１、
前記２つの入口通路の前記隣接する対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２、
水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にある場合に、２．７未満であるアスペクト比Ｄ１：Ｄ２、ならびに
前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にある場合に、２．２未満である前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２および７ミル（０．１８ｍｍ）未満である前記出口角隅半径Ｒｏ
を含む、センタポストと
を含む、ハニカム構造。
実施形態２
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が２．７未満であり、前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６であり、Ｒｉ：Ｒｏが２．５以上である、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態３
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が１．５～２．３の範囲にあり、前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態４
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が１．５～２．２５の範囲にあり、前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態５
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が１．５～１．９の範囲にあり、前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態６
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が１．５～１．８５の範囲にあり、前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態７
半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．０～３．５の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態８
半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．５～３．５の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態９
半径比Ｒｉ：Ｒｏが３．２～３．４の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態１０
半径比Ｒｉ：Ｒｏが３．５以下である、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態１１
比Ｒｉ：Ｒｏが２．２以下である、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態１２
比Ｒｉ：Ｒｏが２．１以下である、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態１３
通路密度が２７５ｃｐｓｉ（４３ｃｐｓｃｍ）～４２５ｃｐｓｉ（６６ｃｐｓｃｍ）の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態１４
通路密度が２９０ｃｐｓｉ（４５ｃｐｓｃｍ）～４１０ｃｐｓｉ（６４ｃｐｓｃｍ）の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態１５
前記多孔質壁が、２ミル（０．０５ｍｍ）～１３ミル（０．３３ｍｍ）の範囲の横断壁厚を含む、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態１６
前記多孔質壁が、４ミル（０．１０ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の横断壁厚を含む、実施形態１５記載のハニカム構造。
実施形態１７
前記多孔質壁が、５ミル（０．１３ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の横断壁厚を含む、実施形態１６記載のハニカム構造。
実施形態１８
前記多孔質壁が、７ミル（０．１８ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の壁厚を含む、実施形態１７記載のハニカム構造。
実施形態１９
前記多孔質壁が、８ミル（０．２０ｍｍ）以下の壁厚を含む、実施形態１５記載のハニカム構造。
実施形態２０
前記多孔質壁が、７ミル（０．１８ｍｍ）以下の壁厚を含む、実施形態１９記載のハニカム構造。
実施形態２１
前記多孔質壁が、５ミル（０．１３ｍｍ）～８ミル（０．２０ｍｍ）の範囲の壁厚を含む、実施形態１９記載のハニカム構造。
実施形態２２
３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲の通路密度を含み、
前記多孔質壁が、５ミル（０．１３ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の壁厚を含み、
前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にあり、
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が２．０～２．３の範囲にある、
実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態２３
半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．５～３．５の範囲にある、実施形態２１記載のハニカム構造。
実施形態２４
半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．９～３．３の範囲にある、実施形態２３記載のハニカム構造。
実施形態２５
通路密度が２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲にあり、
前記多孔質壁が、７ミル（０．１８ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の壁厚を含み、
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が１．６～２．０の範囲にあり、
前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４の範囲にある、
実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態２６
半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．０～２．２の範囲にある、実施形態２５記載のハニカム構造。
実施形態２７
通路密度が２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲にあり、
前記多孔質壁が、７ミル（０．１８ｍｍ）～１０ミル（０．２５ｍｍ）の範囲の壁厚を含み、
前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２が１．７～１．９の範囲にあり、
前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４の範囲にある、
実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態２８
半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．０～２．２の範囲にある、実施形態２７記載のハニカム構造。
実施形態２９
前記出口角隅半径Ｒｏが４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態３０
前記入口角隅半径Ｒｉが１０ミル（０．２５ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態３１
前記第１の対角線長さＤ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態３２
前記第２の対角線長さＤ２が１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にある、実施形態１記載のハニカム構造。
実施形態３３
ハニカム構造であって、
前記ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、
前記交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、前記入口通路の入口水力直径が、前記出口通路の出口水力直径よりも大きく、前記入口通路が、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、前記出口通路が、５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、
２つの前記入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの前記出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストと、
前記２つの出口通路の前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１であって、Ｄ１が２５ミル（０．６４ｍｍ）～３１ミル（０．７９ｍｍ）の範囲にある、第１の対角線長さＤ１と、
前記２つの入口通路の前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２であって、Ｄ２が１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にある、第２の対角線長さＤ２と、
１．６～２．０の範囲の前記センタポストのアスペクト比Ｄ１：Ｄ２と、
２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲の通路密度と
を含む、ハニカム構造。
実施形態３４
ハニカム構造であって、
前記ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、
前記交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、前記入口通路の入口水力直径が、前記出口通路の出口水力直径よりも大きく、前記入口通路が、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、前記出口通路が、４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、
２つの前記入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの前記出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストと、
前記２つの出口通路の前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１であって、Ｄ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角線長さＤ１と、
前記２つの入口通路の前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２であって、Ｄ２が１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲にある、第２の対角線長さＤ２と、
１．９～２．５の範囲の前記センタポストのアスペクト比Ｄ１：Ｄ２と、
３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲の通路密度と
を含む、ハニカム構造。
実施形態３５
ハニカム押出ダイであって、
交差したスロットを形成するように配置されたダイピンであって、前記ダイピンが、入口ピンおよび出口ピンを含み、前記入口ピンの断面積が、前記出口ピンの断面積よりも大きく、前記入口ピンが、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを含み、前記出口ピンが、５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを含む、ダイピンと、
２つの前記入口ピンの対向した入口角隅の間および２つの前記出口ピンの対向した出口角隅の間に配置されたセンタポストスロットと、
前記２つの出口ピンの前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角スロット長さＤＳ１であって、ＤＳ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角スロット長さＤＳ１と、
前記２つの入口ピンの前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角スロット長さＤＳ２であって、ＤＳ２が１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にある、第２の対角スロット長さＤＳ２と、
１．６～２．０の範囲にある比ＤＳ１：ＤＳ２と、
２５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（３９ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～３５０ｄｐｐｓｉ（５４ｄｐｐｓｃｍ）未満の範囲のダイピン密度と
を含む、ハニカム押出ダイ。
実施形態３６
ハニカム押出ダイであって、
交差したスロットを形成するように配置されたダイピンであって、前記ダイピンが、入口ピンおよび出口ピンを含み、前記入口ピンの断面積が、前記出口ピンの断面積よりも大きく、前記出口ピンが、４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを含み、前記入口ピンが、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを含む、ダイピンと、
２つの前記入口ピンの対向した入口角隅と２つの前記出口ピンの対向した出口角隅との間に配置されたセンタポストスロットと、
前記２つの出口ピンの前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角スロット長さＤＳ１であって、ＤＳ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角スロット長さＤＳ１と、
前記２つの入口ピンの前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角スロット長さＤＳ２であって、ＤＳ２が１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲にある、第２の対角スロット長さＤＳ２と、
１．９～２．５の範囲にあるアスペクト比ＤＳ１：ＤＳ２と、
３５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（５４ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～４５０ｄｐｐｓｉ（７０ｄｐｐｓｃｍ）の範囲のダイピン密度と
を含む、ハニカム押出ダイ。
実施形態３７
ハニカム構造を含むハニカム本体であって、
前記ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、
前記交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、前記入口通路が入口水力直径ＨＤｉを含み、前記出口通路が出口水力直径ＨＤｏを含み、前記入口通路が、入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、前記出口通路が、出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、
２つの前記入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの前記出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストであって、
前記隣接する対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１、
前記隣接する対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２、
水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にあり、かつ通路密度が３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲にある場合に、２．７未満のアスペクト比Ｄ１：Ｄ２、ならびに
前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にあり、かつ前記通路密度が２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲にある場合に、２．０未満の前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２および７ミル未満の前記出口角隅半径Ｒｏ
を含む、センタポストと
を含むハニカム構造を含むハニカム本体。

Claims (5)

  1. ハニカム構造であって、
    前記ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、
    前記交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、前記入口通路が入口水力直径ＨＤｉを含み、前記出口通路が出口水力直径ＨＤｏを含み、前記入口通路が、入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、前記出口通路が、出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、
    ２つの前記入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの前記出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストであって、
    前記２つの出口通路の前記隣接する対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１、
    前記２つの入口通路の前記隣接する対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２、
    水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．４～１．６の範囲にある場合に、２．７未満であるアスペクト比Ｄ１：Ｄ２、ならびに
    前記水力直径比ＨＤｉ：ＨＤｏが１．２～１．４未満の範囲にある場合に、２．２未満である前記アスペクト比Ｄ１：Ｄ２および７ミル（０．１８ｍｍ）未満である前記出口角隅半径Ｒｏを含む、センタポストと
    を含み、
    半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．５～３．５の範囲にある、
    ハニカム構造。
  2. ハニカム構造であって、
    前記ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、
    前記交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、前記入口通路の入口水力直径が、前記出口通路の出口水力直径よりも大きく、前記入口通路が、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、前記出口通路が、５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、
    ２つの前記入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの前記出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストと、
    前記２つの出口通路の前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１であって、Ｄ１が２５ミル（０．６４ｍｍ）～３１ミル（０．７９ｍｍ）の範囲にある、第１の対角線長さＤ１と、
    前記２つの入口通路の前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２であって、Ｄ２が１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にある、第２の対角線長さＤ２と、
    １．６～２．０の範囲の前記センタポストのアスペクト比Ｄ１：Ｄ２と、
    ２５０ｃｐｓｉ（３９ｃｐｓｃｍ）～３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）未満の範囲の通路密度と
    を含み、
    半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．５～３．５の範囲にある、
    ハニカム構造。
  3. ハニカム構造であって、
    前記ハニカム構造の入口端と出口端との間に延在する交差した多孔質壁と、
    前記交差した多孔質壁により形成される入口通路および出口通路であって、前記入口通路の入口水力直径が、前記出口通路の出口水力直径よりも大きく、前記入口通路が、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを有する入口角隅を含み、前記出口通路が、４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを有する出口角隅を含む、入口通路および出口通路と、
    ２つの前記入口通路の隣接する対向した入口角隅と、２つの前記出口通路の隣接する対向した出口角隅とにより画定されたセンタポストと、
    前記２つの出口通路の前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角線長さＤ１であって、Ｄ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角線長さＤ１と、
    前記２つの入口通路の前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角線長さＤ２であって、Ｄ２が１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲にある、第２の対角線長さＤ２と、
    １．９～２．５の範囲の前記センタポストのアスペクト比Ｄ１：Ｄ２と、
    ３５０ｃｐｓｉ（５４ｃｐｓｃｍ）～４５０ｃｐｓｉ（７０ｃｐｓｃｍ）の範囲の通路密度と
    を含み、
    半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．５～３．５の範囲にある、
    ハニカム構造。
  4. ハニカム押出ダイであって、
    交差したスロットを形成するように配置されたダイピンであって、前記ダイピンが、入口ピンおよび出口ピンを含み、前記入口ピンの断面積が、前記出口ピンの断面積よりも大きく、前記入口ピンが、１０ミル（０．２５ｍｍ）～１４ミル（０．３６ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを含み、前記出口ピンが、５ミル（０．１３ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを含む、ダイピンと、
    ２つの前記入口ピンの対向した入口角隅の間および２つの前記出口ピンの対向した出口角隅の間に配置されたセンタポストスロットと、
    前記２つの出口ピンの前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角スロット長さＤＳ１であって、ＤＳ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角スロット長さＤＳ１と、
    前記２つの入口ピンの前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角スロット長さＤＳ２であって、ＤＳ２が１２ミル（０．３０ｍｍ）～１８ミル（０．４６ｍｍ）の範囲にある、第２の対角スロット長さＤＳ２と、
    １．６～２．０の範囲にある比ＤＳ１：ＤＳ２と、
    ２５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（３９ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～３５０ｄｐｐｓｉ（５４ｄｐｐｓｃｍ）未満の範囲のダイピン密度と
    を含み、
    半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．５～３．５の範囲にある、
    ハニカム押出ダイ。
  5. ハニカム押出ダイであって、
    交差したスロットを形成するように配置されたダイピンであって、前記ダイピンが、入口ピンおよび出口ピンを含み、前記入口ピンの断面積が、前記出口ピンの断面積よりも大きく、前記出口ピンが、４ミル（０．１０ｍｍ）～７ミル（０．１８ｍｍ）の範囲の出口角隅半径Ｒｏを含み、前記入口ピンが、１６ミル（０．４１ｍｍ）～２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲の入口角隅半径Ｒｉを含む、ダイピンと、
    ２つの前記入口ピンの対向した入口角隅と２つの前記出口ピンの対向した出口角隅との間に配置されたセンタポストスロットと、
    前記２つの出口ピンの前記対向した出口角隅の間の最短距離である第１の対角スロット長さＤＳ１であって、ＤＳ１が２６ミル（０．６６ｍｍ）～３２ミル（０．８１ｍｍ）の範囲にある、第１の対角スロット長さＤＳ１と、
    前記２つの入口ピンの前記対向した入口角隅の間の最短距離である第２の対角スロット長さＤＳ２であって、ＤＳ２が１０ミル（０．２５ｍｍ）～１６ミル（０．４１ｍｍ）の範囲にある、第２の対角スロット長さＤＳ２と、
    １．９～２．５の範囲にあるアスペクト比ＤＳ１：ＤＳ２と、
    ３５０ダイピン／平方インチ（ｄｐｐｓｉ）（５４ダイピン／平方センチメートル（ｄｐｐｓｃｍ））～４５０ｄｐｐｓｉ（７０ｄｐｐｓｃｍ）の範囲のダイピン密度と
    を含み、
    半径比Ｒｉ：Ｒｏが２．５～３．５の範囲にある、
    ハニカム押出ダイ。
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