(57)【要約】【課題】  セリア−ジルコニア複合酸化物からなり、ａ軸方向に応力がかかった際に破損しにくいハニカム構造体を提供する。【解決手段】  複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体からなるハニカム構造体であって、上記ハニカム焼成体は、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子と無機繊維を含み、上記ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な断面方向で切断した断面の断面写真で観察される無機繊維について、断面写真に映った無機繊維の断面の長軸の長さと、上記長軸の垂直二等分線の長さとして求める短軸の長さの比（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維が、断面写真に映った無機繊維のうち６０〜８０％存在することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体からなるハニカム構造体であって、
前記ハニカム焼成体は、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子と無機繊維を含み、
前記ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な断面方向で切断した断面の断面写真で観察される無機繊維について、断面写真に映った無機繊維の断面の長軸の長さと、前記長軸の垂直二等分線の長さとして求める短軸の長さの比（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維が、断面写真に映った無機繊維のうち６０〜８０％存在することを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記隔壁の厚さが０．１４ｍｍ未満である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記無機繊維の平均繊維長は１０〜９０μｍである請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記無機繊維の割合は前記ハニカム焼成体の重量に対して５〜２０重量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関から排出される排ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害ガスが含まれている。そのような有害ガスを分解する排ガス浄化触媒は三元触媒とも称され、コージェライト等からなるハニカム状のモノリス基材に触媒活性を有する貴金属粒子を含むスラリーをウォッシュコートして触媒層を設けたものが一般的である。
【０００３】
特許文献１には、モノリス基材がセリア−ジルコニア複合酸化物粒子とθ相のアルミナ粒子とを含み、上記モノリス基材に貴金属粒子が担持された排ガス浄化触媒が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、無機粒子と、無機バインダと、無機繊維を含むハニカム構造体であって、ハニカム構造体のセルの延伸方向に平行な方向であるａ軸方向における無機繊維の配向度が０．５以下であるハニカム構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−８５２４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１４１８８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の排ガス浄化触媒では、モノリス基材がセリア−ジルコニア複合酸化物粒子とθ相のアルミナ粒子とから構成されている。特許文献１にはセリア−ジルコニア複合酸化物粒子の含有量を例えば５０重量％以上とすることでモノリス基材に充分な強度を与えることができると記載されている。
しかし、セリア−ジルコニア複合酸化物からなる排ガス浄化触媒は、浄化性能を高めるために十分に焼結させないため気孔率が高く、その強度を充分に高くすることができなかった。
そのため、モノリス基材に無機繊維を配合することによって強度を高めることが検討されている。
【０００７】
特許文献２には、無機繊維を含むハニカム構造体について、ａ軸方向（ハニカム構造体の長手方向）に対する無機繊維の配向度を０．５以下とすることによりｂ軸方向（ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な方向）の圧縮強度を高めることが開示されている。
また、特許文献２でハニカム構造体の材料として念頭に置いている材料はゼオライトであり、セリア−ジルコニア複合酸化物ではない。
【０００８】
セリア−ジルコニア複合酸化物からなるハニカム構造体に対して、特許文献２の記載を参考にして無機繊維の配向度を調整して無機繊維を配合した場合、ａ軸方向に引張応力がかかる場合に破損しやすいことが判明した。このことから、特許文献１に対して特許文献２に記載された無機繊維の配合方法、製造方法を組み合わせただけでは、セリア−ジルコニア複合酸化物からなり、ａ軸方向に引張応力がかかった際に破損しにくいハニカム構造体を得ることができなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であり、セリア−ジルコニア複合酸化物からなり、ａ軸方向に応力がかかった際に破損しにくいハニカム構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のハニカム構造体は、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体からなるハニカム構造体であって、
上記ハニカム焼成体は、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子と無機繊維を含み、
上記ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な断面方向で切断した断面の断面写真で観察される無機繊維について、断面写真に映った無機繊維の断面の長軸の長さと、上記長軸の垂直二等分線の長さとして求める短軸の長さの比（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維が、断面写真に映った無機繊維のうち６０〜８０％存在することを特徴とする。
【００１１】
上記ハニカム構造体は無機繊維を含み、無機繊維の配向が所定の方向に調整されている。
上記規定で定められる無機繊維の配向は、（長軸／短軸）の値が１．００である場合に、断面が真円の無機繊維がハニカム構造体の長手方向（以下、ａ軸方向ともいう）に対して完全に平行な向きとなっていることを意味する。（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維は、多少の傾きはあるもののａ軸方向に沿って配向している無機繊維とみなすことができ、このような無機繊維が６０〜８０％存在することは、多くの無機繊維がａ軸方向に沿って配向していることを意味する。
このように、多くの無機繊維がａ軸方向に沿って配向していることにより、無機繊維がａ軸方向の引張応力により隔壁から抜けることが防止されるので、ａ軸方向に引張応力がかかった際に破損しにくいハニカム構造体となる。
また、ａ軸方向に配向する無機繊維の割合の上限値を８０％としていることは、全ての無機繊維がａ軸方向に沿って配向しているわけではないことを意味している。
全ての無機繊維がａ軸方向に沿って配向しないことで、無機繊維同士を絡みやすくさせ、無機繊維がａ軸方向から抜けることをさらに防ぐことができる。
【００１２】
本発明のハニカム構造体では、上記隔壁の厚さが０．１４ｍｍ未満であることが好ましい。
隔壁の厚さが０．１４ｍｍ未満である場合、特に強度を高めるための構成を工夫する必要がある。そこで、本発明のようにａ軸方向に配向する無機繊維の割合を適切に定めることで、隔壁の厚さが０．１４ｍｍ未満と薄いハニカム構造体についても、充分な強度を確保することができる。
【００１３】
本発明のハニカム構造体では、上記無機繊維の平均繊維長が１０〜９０μｍであることが好ましい。
無機繊維の平均繊維長を１０〜９０μｍとすることで、無機繊維がａ軸方向から抜けることを防ぐことができる。無機繊維の平均繊維長が１０μｍ未満の場合は、無機繊維がａ軸方向からの引張応力により隔壁から抜けやすくなり、無機繊維の平均繊維長が９０μｍを超える場合は、ハニカム構造体を押出成形にて製造する際に、成形金型に詰まりやすくなる。
【００１４】
本発明のハニカム構造体では、上記無機繊維の割合は上記ハニカム焼成体の重量に対して５〜２０重量％であることが好ましい。
無機繊維の割合を５〜２０重量％にすることで、排ガスの浄化性能を維持しつつ、十分な強度向上の効果を得ることができる。無機繊維の割合が５重量％未満の場合は、無機繊維が少ないために、ハニカム構造体全体にわたって無機繊維が隔壁から抜けることを防ぐことができないことがあり、無機繊維の割合が２０重量％を超える場合は、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子の割合が少なくなるため、浄化性能が低下することがある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な断面方向で切断した断面の倍率５００倍での断面写真の一例である。
【００１６】
（発明の詳細な説明）
［ハニカム構造体］
本発明のハニカム構造体について説明する。
図１は、本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、ハニカム構造体１０は、複数の貫通孔１２が隔壁１３を隔てて長手方向（図１中、両矢印Ｌで示す方向）に並設され、最外周に外周壁１４が設けられたハニカム焼成体１１からなる。
ハニカム焼成体１１は、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子（以下、ＣＺ粒子ともいう）と無機繊維を含んでなる。
図１に示すように、ハニカム構造体１０が単一のハニカム焼成体１１からなる場合、ハニカム焼成体１１はハニカム構造体そのものでもある。
【００１７】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体は、ＣＺ粒子と無機繊維を含む。
後述するように、ハニカム焼成体は、ＣＺ粒子と無機繊維を含む原料ペーストを押出成形した後、焼成することにより作製されている。
本発明のハニカム構造体がＣＺ粒子を有しているか否かについては、Ｘ線回折（ＸＲＤ）にて確認できる。
また、ハニカム構造体はアルミナ粒子及び無機バインダをさらに含んでいてもよい。
【００１８】
本発明のハニカム構造体においては、ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な断面方向で切断した断面の断面写真で観察される無機繊維について、断面写真に映った無機繊維の断面の長軸の長さと、上記長軸の垂直二等分線の長さとして求める短軸の長さの比（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維が、断面写真に映った無機繊維のうち６０〜８０％存在する。
本発明のハニカム構造体ではこのように無機繊維の配向が所定の方向に調整されているが、この無機繊維の配向についてさらに説明する。
【００１９】
図２は、ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な断面方向で切断した断面の倍率５００倍での断面写真の一例である。
図２において無機繊維の断面である部分には十字を付していて、無機繊維の断面の円、略楕円形状における長軸を描き、その長軸に対する垂直二等分線を短軸として十字を示している。
このようにして長軸と短軸を描いた際に、（長軸／短軸）の値が１．００である場合に、断面が真円の無機繊維がハニカム構造体の長手方向（以下、ａ軸方向ともいう）に対して完全に平行な向きとなっていることを意味する。（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維は、多少の傾きはあるもののａ軸方向に沿って配向している無機繊維とみなすことができる。
断面写真中の無機繊維１００本につき、（長軸／短軸）の値を計測し、（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維の割合を求める。本発明のハニカム構造体では（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維が断面写真中の無機繊維のうち６０〜８０％存在する。このことは、本発明のハニカム構造体では多くの無機繊維がａ軸方向に沿って配向していることを意味する。１枚の断面写真中に無機繊維が１００本存在しない場合は、無機繊維が１００本になるまで無作為に複数の断面写真を撮影して計測する。
【００２０】
このように、多くの無機繊維がａ軸方向に沿って配向していることにより、無機繊維が隔壁から抜けることが防止されるので、ａ軸方向に引張応力がかかった際に破損しにくいハニカム構造体となる。
また、ａ軸方向に配向する無機繊維の割合の上限値を８０％としていることは、全ての無機繊維がａ軸方向に沿って配向しているわけではないことを意味している。
全ての無機繊維がａ軸方向に沿って配向しないことで、無機繊維同士を絡みやすくさせ、無機繊維がａ軸方向から抜けることをさらに防ぐことができる。
【００２１】
無機繊維の平均繊維長は特に限定されないが、１０〜９０μｍであることが好ましい。
無機繊維の平均繊維径は特に限定されないが、１〜５μｍであることが好ましい。
また無機繊維のアスペクト比は５〜３００であることが好ましく、１０〜２００であることがより好ましく、１０〜１００であることがさらに好ましい。
無機繊維の平均繊維長は、粉砕条件を適宜変更することで調整することができる。
無機繊維の平均繊維径は、無機繊維前駆体の繊維径を適宜変更することで調整することができる。
【００２２】
無機繊維の割合はハニカム焼成体の重量に対して５〜２０重量％であることが好ましい。無機繊維の割合を５〜２０重量％にすることで、排ガスの浄化性能を維持しつつ、十分な強度向上の効果を得ることができる。
【００２３】
無機繊維を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。これらの中では、アルミナ繊維が好ましい。
アルミナ繊維は、アルミナ含有量が７０重量％以上の無機繊維であり、Ａｌ以外の元素、例えばＳｉ等を含んでいてもよい。
また、アルミナ繊維に加えて、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維、チタン酸アルミニウム繊維等を含んでいてもよい。
また、アルミナ繊維は結晶質アルミナ繊維、非晶質アルミナ繊維のいずれでもよく、結晶質アルミナ繊維と非晶質アルミナ繊維の混合物であってもよい。
粉末Ｘ線回折を用いて、ＸＲＤを用いてアルミナ繊維を分析し、２θが２５〜３０°の間に回折ピークを有するものを結晶質アルミナ繊維とし、上記範囲に回折ピークを有しないものを非晶質アルミナ繊維とする。
【００２４】
本発明のハニカム構造体は、単一のハニカム焼成体を備えていてもよいし、複数個のハニカム焼成体を備えていてもよい。ハニカム構造体が複数のハニカム焼成体を備える場合、複数個のハニカム焼成体が接着剤層により結合されていることが好ましい。
【００２５】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体を構成するＣＺ粒子の含有割合は、２５〜７５重量％であることが好ましい。
ハニカム焼成体を構成するＣＺ粒子の含有割合が２５〜７５重量％であると、セリウムの酸素吸蔵能（ＯＳＣ）を高めることができる。
【００２６】
本発明のハニカム構造体の形状としては、円柱状、角柱状、楕円柱状、長円柱状、丸面取りされている角柱状（例えば、丸面取りされている三角柱状）等が挙げられる。
【００２７】
本発明のハニカム構造体の隔壁の厚さは、均一であることが好ましい。具体的には、ハニカム焼成体の隔壁の厚さは、０．１４ｍｍ未満であることが好ましい。また、０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２８】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体の貫通孔の形状としては、四角柱状に限定されず、三角柱状、六角柱状等が挙げられる。
貫通孔の形状はそれぞれ異なっていてもよいが、全て同じであることが好ましい。すなわち、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面において、隔壁に囲まれた貫通孔のサイズが同じであることが好ましい。
【００２９】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の貫通孔の密度は、３１〜１５５個／ｃｍ２であることが好ましい。
【００３０】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体の気孔率は、４５〜７０％であることが望ましい。
ハニカム焼成体の気孔率が４５〜７０％であると、高い機械的強度と排ガス浄化性能を両立させることができる。
【００３１】
上記ハニカム焼成体の気孔率が４５％未満であると、隔壁のうち内部へのガス拡散に寄与することができる気孔の割合が少なくなり、排ガス浄化性能が低下してしまうことがある。一方、上記ハニカム焼成体の気孔率が７０％を超えると、気孔率が高くなりすぎるため、ハニカム構造体の機械的特性が劣化し、ハニカム構造体を使用中、クラックや破壊等が発生し易くなる。
【００３２】
ハニカム焼成体の気孔率は、以下に説明する重量法により測定することができる。
（１）ハニカム焼成体を１０セル×１０セル×１０ｍｍの大きさに切断して、測定試料とする。この測定試料をイオン交換水及びアセトンを用いて超音波洗浄した後、オーブンを用いて１００℃で乾燥する。なお、１０セル×１０セル×１０ｍｍの測定試料とは、貫通孔が縦方向に１０個、横方向に１０個並んだ状態で、最も外側の貫通孔とその貫通孔を構成する隔壁を含み、長手方向の長さが１０ｍｍとなるように切り出した試料を指す。
（２）測定顕微鏡（ニコン製Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ  ＭＭ−４０  倍率：１００倍）を用いて、測定試料の断面形状の寸法を測定し、幾何学的な計算から体積を求める（なお、幾何学的な計算から体積を求めることができない場合は、飽水重量と水中重量とを実測して体積を測定する）。
（３）計算から求められた体積及びピクノメータで測定した測定試料の真密度から、測定試料が完全な緻密体であると仮定した場合の重量を計算する。なお、ピクノメータでの測定手順は（４）に示す通りとする。
（４）ハニカム焼成体を粉砕し、２３．６ｃｃの粉末を準備する。得られた粉末を２００℃で８時間乾燥させる。その後、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製  Ａｕｔｏ  Ｐｙｃｎｏｍｅｔｅｒ１３２０を用いて、ＪＩＳ  Ｒ  １６２０（１９９５）に準拠して真密度を測定する。排気時間は４０分とする。
（５）測定試料の実際の重量を電子天秤（Ａ＆Ｄ製  ＨＲ２０２ｉ）で測定する。
（６）以下の式から、ハニカム焼成体の気孔率を求める。
（ハニカム焼成体の気孔率）＝１００−（測定試料の実際の重量／測定試料が完全な緻密体であると仮定した場合の重量）×１００［％］
なお、本発明のハニカム構造体に貴金属を直接担持させた場合であっても、貴金属担持によるハニカム焼成体の気孔率の変化は無視できるほど小さい。
【００３３】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体にはさらにアルミナ粒子や無機バインダが含まれていてもよい。
【００３４】
アルミナ粒子は、θ相のアルミナ粒子であることが好ましい。
アルミナ粒子がθ相のアルミナ粒子であると耐熱性が高いため、貴金属を担持させ、長時間使用した後であっても高い排ガス浄化性能を発揮することができる。
【００３５】
無機バインダとしては、ベーマイトが好ましい。
焼成工程によって、ベーマイトの大部分がγアルミナとなるからである。
【００３６】
本発明のハニカム構造体においては、ハニカム焼成体に貴金属が担持されていることが好ましい。
貴金属としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウムなどの白金族金属が挙げられる。
ハニカム焼成体全体への貴金属の担持量は、０．１〜１５ｇ／Ｌであることが好ましく、０．５〜１０ｇ／Ｌであることがより好ましい。
本明細書において、貴金属の担持量とは、ハニカム構造体の見掛けの体積当たりの貴金属の重量をいう。なお、ハニカム構造体の見掛けの体積は、空隙の体積を含む体積であり、接着層を含む場合は接着層の体積を含むこととする。
【００３７】
本発明のハニカム構造体において、ハニカム焼成体の外周面には、外周コート層が形成されていてもよい。
【００３８】
本発明のハニカム構造体は、そのａ軸曲げ強度が６．０ＭＰａ以上であることが好ましい。
ハニカム構造体の長手方向をスパン間距離として３点曲げ強度を測定することで求められる。下記式のσが３点曲げ強度である。
σ（ＭＰａ）＝Ｍ（曲げモーメント）／Ｉ（みかけ断面２次モーメント）×ｈ（サンプル断面高さ）
Ｍ＝ｗ（荷重）×ｌ（スパン間距離）／４
Ｉ＝ｂ（サンプル断面幅）×ｈ３／１２
【００３９】
［ハニカム構造体の製造方法］
次に、本発明のハニカム構造体を製造する方法について説明する。
本発明のハニカム構造体は、例えば、ＣＺ粒子、アルミナ粒子、無機繊維及び無機バインダを含む原料ペーストを成形することにより、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を作製する成形工程と、上記成形工程により成形されたハニカム成形体を乾燥する乾燥工程と、上記乾燥工程により乾燥されたハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム焼成体を作製する焼成工程と、により作製することができる。
【００４０】
（成形工程）
成形工程では、まず、ＣＺ粒子及び無機繊維を混合して原料ペーストを調製する。
原料ペーストには、さらにアルミナ粒子、無機バインダ、有機バインダ、造孔剤、成形助剤、分散媒等が含まれていてもよい。
【００４１】
ＣＺ粒子は、排ガス浄化触媒の助触媒（酸素貯蔵材）として用いられている材料である。ＣＺ粒子としては、セリアとジルコニアとが固溶体を形成したものが好ましい。
【００４２】
ＣＺ粒子は、セリウム以外の希土類元素をさらに含んでいてもよい。希土類元素としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテニウム（Ｌｕ）等が挙げられる。
【００４３】
ＣＺ粒子は、セリアを２０重量％以上含むことが好ましく、４０重量％以上含むことがより好ましく、一方、セリアを９０重量％以下含むことが好ましく、８０重量％以下含むことがより好ましい。また、ＣＺ粒子は、ジルコニアを６０重量％以下含むことが好ましく、５０重量％以下含むことがより好ましい。このようなＣＺ粒子は熱容量が小さいため、ハニカム構造体の温度が上昇しやすくなり、暖機性能を高めることができる。
【００４４】
ＣＺ粒子の平均粒子径は、１〜５０μｍであることが好ましい。また、ＣＺ粒子の平均粒子径は１〜３０μｍであることがより好ましい。ＣＺ粒子の平均粒子径が１〜５０μｍであると、ハニカム構造体とした際に、表面積が大きくなるため、酸素吸蔵能を高くすることができる。
【００４５】
アルミナ粒子の種類は特に限定されないが、θ相のアルミナ粒子（以下、θ−アルミナ粒子ともいう）であることが好ましい。
θ相のアルミナ粒子をＣＺ粒子の仕切り材として用いることにより、アルミナ粒子が使用中に熱によって互いに焼結することを抑制できるため、触媒機能を維持することが可能となる。さらに、アルミナ粒子をθ相とすることにより、耐熱性を高くすることができる。
【００４６】
アルミナ粒子の平均粒子径は特に限定されないが、ガス浄化性能及び暖機性能を向上させる観点から、１〜１０μｍであることが好ましく、１〜５μｍであることがより好ましい。
【００４７】
ＣＺ粒子及びアルミナ粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＭＡＬＶＥＲＮ社製  ＭＡＳＴＥＲＳＩＺＥＲ２０００）により求めることができる。
【００４８】
無機繊維を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。これらの中では、アルミナ繊維が好ましい。
【００４９】
無機バインダとしては、ベーマイトが好ましい。
ベーマイトは、ＡｌＯＯＨの組成で示されるアルミナ１水和物であり、水等の媒体に良好に分散するので、ベーマイトをアルミナバインダとして用いることが好ましい。
また、ベーマイトを用いることで原料ペースト中の水分率を低くし、成形性を高めることができる。
【００５０】
有機バインダとしては、特に限定されないが、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００５１】
造孔剤としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、コークス、デンプン等が挙げられる。
造孔剤とは、ハニカム焼成体を製造する際、ハニカム焼成体の内部に気孔を導入するために用いられるものをいう。
【００５２】
成形助剤としては、特に限定されないが、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００５３】
分散媒としては、特に限定されないが、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００５４】
上記した原料としてＣＺ粒子、アルミナ粒子、アルミナ繊維及びアルミナバインダを使用した際、これらの配合割合は、原料中の焼成工程後に残存する全固形分に対し、ＣＺ粒子：２５〜７５重量％、アルミナ粒子：１５〜３５重量％、アルミナ繊維：５〜２０重量％、アルミナバインダ：５〜２０重量％が好ましい。
【００５５】
原料ペーストを調製する際には、混合混練することが好ましく、ミキサー、アトライタ等を用いて混合してもよく、ニーダー等を用いて混練してもよい。
【００５６】
成形工程では、ＣＺ粒子と無機繊維とを含む上記原料ペーストを押出成形することにより、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を得る。
このとき、ハニカム構造体の無機繊維の配向につき、（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維の割合が６０〜８０％となるようにするために、原料ペーストの調製条件及び成形工程の条件を下記の方法（複数を組み合わせてもよい）により調整することが好ましい。
（１）無機繊維の繊維長を調整する。無機繊維の平均繊維長を長くすると、無機繊維がａ軸方向に配向しやすくなる。
例えば、無機繊維の平均繊維長が１０〜９０μｍであることが好ましい。
（２）原料ペーストの流動性を調整する（粘度を調整する）。原料ペーストが柔らかく流動性が高いと、無機繊維がａ軸方向に配向しやすくなる。
例えば、原料ペーストは、せん断速度が５００（１／ｓ）の時に、せん断応力が５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
（３）押出成形における成形圧力を調整する。成形圧力が高いと、無機繊維がａ軸方向に配向しやすくなる。
例えば、成形圧力が４〜５ＭＰａであることが好ましい。
（４）押出成形機内に網を配置し、網のメッシュを調整する。網のメッシュの値が大きいと、無機繊維がａ軸方向に配向しやすくなる。
【００５７】
ハニカム成形体の形状は特に限定されるものではないが、円柱形状が好ましい。また、円柱形状の場合の直径が１５０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、ハニカム成形体の形状は角柱形状であってもよく、角柱形状である場合は、四角柱形状であることが好ましい。
【００５８】
（乾燥工程）
続いて、ハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を得る乾燥工程を行う。
乾燥工程では、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、凍結乾燥機等の乾燥機を用いて、ハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を作製する。
【００５９】
（焼成工程）
焼成工程では、乾燥工程により乾燥されたハニカム乾燥体を焼成することにより、ハニカム焼成体を作製する。なお、この工程は、ハニカム乾燥体の脱脂及び焼成が行われるため、「脱脂・焼成工程」ということもできるが、便宜上「焼成工程」という。
【００６０】
焼成工程の温度は、８００〜１３００℃であることが好ましく、９００〜１２００℃であることがより好ましい。また、焼成工程の時間は、１〜２４時間であることが好ましく、
３〜１８時間であることがより好ましい。焼成工程の雰囲気は特に限定されないが、酸素濃度が１〜２０％であることが好ましい。
【００６１】
以上の工程により、本発明のハニカム構造体を製造することができる。
【００６２】
（その他の工程）
本発明のハニカム構造体を製造する方法では、必要に応じて、上記ハニカム焼成体に貴金属を担持させる担持工程をさらに含んでいてもよい。
ハニカム焼成体に貴金属を担持する方法としては、例えば、貴金属粒子もしくは錯体を含む溶液にハニカム焼成体又はハニカム構造体を浸漬した後、引き上げて加熱する方法等が挙げられる。
ハニカム構造体が外周コート層を備える場合、外周コート層を形成する前のハニカム焼成体に貴金属を担持してもよいし、外周コート層を形成した後のハニカム焼成体又はハニカム構造体に貴金属を担持してもよい。
【００６３】
本発明のハニカム構造体の製造方法において、上記担持工程で担持した貴金属の担持量は、０．１〜１５ｇ／Ｌであることが好ましく、０．５〜１０ｇ／Ｌであることがより好ましい。
【００６４】
本発明のハニカム構造体を製造する方法において、ハニカム焼成体の外周面に外周コート層を形成する場合、外周コート層は、ハニカム焼成体の両端面を除く外周面に外周コート層用ペーストを塗布した後、乾燥固化することにより形成することができる。外周コート層用ペーストとしては、原料ペーストと同じ組成のものが挙げられる。
【００６５】
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００６６】
［ハニカム構造体の作製］
（実施例１）
ＣＺ粒子（平均粒子径：２μｍ）を２６．５重量％、θ−アルミナ粒子（平均粒子径：２μｍ）を１３．２重量％、アルミナ繊維（平均繊維径：３μｍ、平均繊維長：６０μｍ）を５．３重量％、アルミナバインダとしてベーマイトを１１．３重量％、有機バインダとしてメチルセルロースを７．８重量％、造孔剤としてアクリル樹脂を１．９重量％、同じく造孔剤としてグラファイトを２．３重量％、成形助剤として界面活性剤であるポリオキシエチレンオレイルエーテルを４．３重量％、及び、イオン交換水を２７．４重量％混合混練して、原料ペーストを調製した。
【００６７】
［成形工程］
押出成形機を用いて、原料ペーストを押出成形して、円柱状のハニカム成形体を作製した。
押出成形機内に網を設置した。
網のメッシュと成形圧力は表１に示す通りであり、メッシュ♯４２、成形圧力４．５ＭＰａとした。
【００６８】
［乾燥工程］
マイクロ波乾燥機を用いて、ハニカム成形体を出力１．８Ａ、マイクロ波照射時間１１０秒で乾燥させた。
【００６９】
［焼成工程］
得られたハニカム成形体の乾燥体を１１００℃で１０時間脱脂・焼成することにより実施例１に係るハニカム焼成体を作製した。ハニカム焼成体は直径が１１７ｍｍ、長さが８０ｍｍの円柱状であり、貫通孔の密度が７７．５個／ｃｍ２（５００ｃｐｓｉ）、隔壁の厚さが０．１２７ｍｍ（５ｍｉｌ）であった。
【００７０】
［実施例２、３、比較例１、２］
成形工程における網のメッシュ及び成形圧力を変更して押出成形を行い、その他の条件は実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。
結果を表１に示す。
【００７１】
［配向度の測定］
各実施例及び比較例のハニカム構造体の断面写真を撮影し、断面写真中の無機繊維１００本につき、（長軸／短軸）の値を計測し、（長軸／短軸）の値が１．００〜１．３０である無機繊維の割合を求めた。この割合を「配向度」として、結果を表１に示した。
【００７２】
［曲げ強度の測定］
各実施例及び比較例のハニカム構造体のａ軸曲げ強度を測定した。
曲げ強度試験用のサンプルは、サンプル断面幅５．５ｍｍ、サンプル断面高さ５．５ｍｍ、長さ（ハニカム構造体の長手方向長さ）４０ｍｍとした。
スパン間距離３０ｍｍ、測定速度０．１ｍｍ／ｍｉｎで３点曲げ強度を測定した。
結果を表１に示した。
【００７３】
【表１】
2020115001.tif 000003
【００７４】
表１に示すように、実施例１−３のハニカム構造体は配向度が６０−８０％となっており、曲げ強度が高くなっている。
このことから、無機繊維の配向を調整し、多くの無機繊維がａ軸方向に沿って配向するようにすることでａ軸方向に引張応力がかかった際に破損しにくいハニカム構造体とすることができることがわかる。
【符号の説明】
【００７５】
１０    ハニカム構造体
１１    ハニカム焼成体
１２    貫通孔
１３    隔壁
１４    外周壁
【図１】
2020115001.tif 000004
【図２】
2020115001.tif 000005