(57)【要約】【課題】耐熱衝撃性、外径寸法精度に優れたセラミックハニカム構造体及びその製造方法を提供すること。【解決手段】径方向の外周に設けた外周スキン部２と、外周スキン部２の内側においてハニカム状のセル１１を形成するセル壁３とを有する、コージェライトセラミックからなるセラミックハニカム構造体１。セル壁３におけるコージェライトセラミックの結晶配向度Ａと、外周スキン部２における上記コージェライトセラミックの結晶配向度Ｂとの比Ａ／Ｂは、０．８０〜１．２５である。セラミックハニカム構造体１を製造するに当っては、押し出し成形したハニカム成形体１０を乾燥させる際に、基材中央部の温度Ｔ１と基材外縁部の温度Ｔ２とは、昇温開始から温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間の５０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たすようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向の外周に設けた外周スキン部と、該外周スキン部の内側においてハニカム状のセルを形成するセル壁とを有する、コージェライトセラミックからなるセラミックハニカム構造体であって、
上記セル壁における上記コージェライトセラミックの結晶配向度Ａと、上記外周スキン部における上記コージェライトセラミックの結晶配向度Ｂとの比Ａ／Ｂは、０．８０〜１．２５であり、かつ、上記セラミックハニカム構造体における軸方向の一方の端部と他方の端部とこれら２つの端部の中間位置である中間部との３箇所における各外径は、これらのうちの最大値と最小値との差が、上記３箇所における外径の平均値の２．５％以下であることを特徴とするセラミックハニカム構造体。
【請求項２】
請求項１において、上記セラミックハニカム構造体は、外径が５０〜４００ｍｍであることを特徴とするセラミックハニカム構造体。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記セル壁と上記外周スキン部とは一体成形されていることを特徴とするセラミックハニカム構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記セラミックハニカム構造体は、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートを含む排ガスを浄化するディーゼルパティキュレートフィルターに用いられることを特徴とするセラミックハニカム構造体。
【請求項５】
径方向の外周に設けた外周スキン部と、該外周スキン部の内側においてハニカム状のセルを形成するセル壁とを一体成形して、コージェライトセラミックからなるセラミックハニカム構造体を製造する方法であって、
コージェライトセラミック原料を押し出し成形することにより上記外周スキン部と上記セル壁とからなるハニカム成形体を一体成形した後、
該ハニカム成形体を乾燥させる際に、該ハニカム成形体の中心軸付近である基材中央部の温度Ｔ１と、上記ハニカム成形体の外縁部である基材外縁部の温度Ｔ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間の５０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、上記温度Ｔ１とＴ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間の９０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、上記ハニカム成形体を乾燥させる際に、４０〜８０℃の間における、上記基材中央部の昇温速度Ｖ１と上記基材外縁部の昇温速度Ｖ２とは、Ｖ１≧Ｖ２を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、上記昇温速度Ｖ１とＶ２とは、Ｖ１−Ｖ２≧０．２５℃／秒を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか一項において、上記ハニカム成形体を乾燥させる際に、上記基材中央部の温度Ｔ１が９５℃に達した時点で、上記基材外縁部の温度Ｔ２は６０℃以上となっていることを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか一項において、上記ハニカム成形体の乾燥は、マイクロ波又は高周波を用いて行うことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか一項において、上記コージェライトセラミック原料は、発泡性有機物を含有しており、該発泡性有機物は、上記ハニカム成形体の乾燥時に容積が膨張することを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項１２】
請求項５〜１１のいずれか一項において、上記基材中央部の温度Ｔ１が９５℃に達する時間ｔ１と、上記基材外縁部の温度Ｔ２が９５℃に達する時間ｔ２とは、ｔ２−ｔ１≦５分を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２において、上記時間ｔ１とｔ２とは、ｔ２−ｔ１≦２分を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【請求項１４】
請求項５〜１３のいずれか一項において、上記セラミックハニカム構造体は、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートを含む排ガスを浄化するディーゼルパティキュレートフィルターに用いられることを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コージェライトセラミックからなるセラミックハニカム構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の排ガス浄化装置における触媒担体やフィルターとして、セラミックハニカム構造体が用いられている。
該セラミックハニカム構造体は、径方向の外周に設けた外周スキン部と、該外周スキン部の内側においてハニカム状のセルを形成するセル壁とを有する（特許文献１参照）。
上記セラミックハニカム構造体は、セラミック原料を押し出し成形し、乾燥し、その後、焼成することにより得ることができる。しかし、上記セル壁と上記外周スキン部とを同時に押し出し成形すると、セラミックハニカム構造体の外径の寸法精度を高くすることが困難となるおそれがある。
【０００３】
そこで、従来は、ハニカム状に形成されたセル壁を押出成形した後、このハニカム成形体の外周を削って外径寸法精度を上げ、その後、外周にセラミック原料を塗布することにより、外周スキン部を形成するという方法が採られていた（特許文献２参照）。
そのため、塗布により形成される上記外周スキン部は、セラミックの結晶配向度が低くなり、外周スキン部の熱膨張率が内側のセル壁よりも高くなる。そのために、耐熱衝撃性が低下し、割れが生じやすくなるおそれがある。即ち、使用時に高温の排ガスが通過する際において、急激な温度変化が生じて割れやクラックが発生するおそれがある。
また、上記のごとく、ハニカム成形体の外周を削る工程と、外周にセラミック原料を塗布する工程とを行う必要があるため、生産性が低下し、コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８３３３１号公報
【特許文献２】特許第２６１３７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、径方向の外周に設けた外周スキン部と、該外周スキン部の内側においてハニカム状のセルを形成するセル壁とを有する、コージェライトセラミックからなるセラミックハニカム構造体であって、
上記セル壁における上記コージェライトセラミックの結晶配向度Ａと、上記外周スキン部における上記コージェライトセラミックの結晶配向度Ｂとの比Ａ／Ｂは、０．８０〜１．２５であり、かつ、上記セラミックハニカム構造体における軸方向の一方の端部と他方の端部とこれら２つの端部の中間位置である中間部との３箇所における各外径は、これらのうちの最大値と最小値との差が、上記３箇所における外径の平均値の２．５％以下であることを特徴とするセラミックハニカム構造体にある（請求項１）。
【０００７】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セル壁と上記外周スキン部とにおけるコージェライトセラミックの結晶配向度の比Ａ／Ｂが０．８０〜１．２５であるため、セル壁と外周スキン部との熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体を得ることができる。即ち、セラミックハニカム構造体の使用時等において、急激な温度変化が生じた場合にも、クラックの発生を抑制することができる。
【０００８】
また、上記セラミックハニカム構造体の上記３箇所における各外径は、これらのうちの最大値と最小値との差が、上記３箇所における外径の平均値の２．５％以下である。そのため、外径寸法精度の高いセラミックハニカム構造体を得ることができる。
【０００９】
以上のごとく、本発明によれば、耐熱衝撃性、外径寸法精度に優れたセラミックハニカム構造体を提供することができる。
【００１０】
第２の発明は、径方向の外周に設けた外周スキン部と、該外周スキン部の内側においてハニカム状のセルを形成するセル壁とを一体成形して、コージェライトセラミックからなるセラミックハニカム構造体を製造する方法であって、
コージェライトセラミック原料を押し出し成形することにより上記外周スキン部と上記セル壁とからなるハニカム成形体を一体成形した後、
該ハニカム成形体を乾燥させる際に、該ハニカム成形体の中心軸付近である基材中央部の温度Ｔ１と、上記ハニカム成形体の外縁部である基材外縁部の温度Ｔ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間の５０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たすことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法にある（請求項５）。
【００１１】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックハニカム構造体の製造方法においては、上記外周スキン部と上記セル壁とを一体成形する。そのため、外周スキン部とセル壁とにおけるコージェライトセラミックの結晶配向度を共に高くすることができると共に、互いに近似させることができる。そのため、セル壁と外周スキン部との熱膨張率の差を小さくすることができ、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体を得ることができる。
【００１２】
また、外周スキン部とセル壁とを一体成形することにより、従来のように、ハニカム成形体の外周を削る工程と、外周にセラミック原料を塗布する工程とを行う必要がないため、生産性を向上させ、コストを低減することができる。
【００１３】
また、ハニカム成形体を乾燥させる際に、上記基材中央部の温度Ｔ１と、上記基材外縁部の温度Ｔ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間の５０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たす。そのため、ハニカム成形体の内部から乾燥が始まり、徐々に外側に向かって乾燥が進むこととなり、乾燥工程におけるハニカム成形体の変形を抑制することができる。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、耐熱衝撃性、外径寸法精度、生産性に優れた低コストのセラミックハニカム構造体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記第１の発明において、上記セル壁及び上記外周スキン部におけるコージェライトセラミックの結晶配向度は、例えば７５％以上であることが好ましい。この場合には、セル壁及び外周スキン部の安定的な低熱膨張を実現することができ、耐熱衝撃性を確保することができる。
【００１６】
また、例えば、上記セル壁の厚みを０．１〜０．４ｍｍ、上記外周スキン部の厚みを０．３〜０．９ｍｍとすることができる。
また、上記セラミックハニカム構造体は、例えば、自動車用排ガス浄化フィルターとして用いることができる。即ち、例えば、ディーゼルエンジン用排ガス浄化フィルター（ＤＰＦ）、或いはガソリンエンジン用排ガス浄化フィルターとして用いることができる。
【００１７】
また、上記結晶配向度の比Ａ／Ｂが０．８０未満の場合には、セル壁の熱膨張率が外周スキン部の熱膨張率に対して大きくなりすぎて、耐熱衝撃性が低下するおそれがある。一方、上記結晶配向度の比Ａ／Ｂが１．２５を超える場合には、外周スキン部の熱膨張率がセル壁の熱膨張率に対して大きくなりすぎて、耐熱衝撃性が低下するおそれがある。
【００１８】
また、上記３箇所における各外径の最大値と最小値との差が、上記平均値の２．５％を超える場合には、充分な外径寸法精度が得られずに、セラミックハニカム構造体を金属ケース等に円滑に収納することが困難となるおそれがある。
【００１９】
また、上記セラミックハニカム構造体は、外径が５０〜４００ｍｍであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、優れた耐熱衝撃性を有すると共に、外径寸法精度を確保することができる、製造容易なセラミックハニカム構造体を得ることができる。
上記外径が５０ｍｍ未満の場合には、圧力損失が大きくなりすぎて実用性に欠けるおそれがある。一方、上記外径が４００ｍｍを超える場合には、外周スキン部とセル壁との間の熱膨張量の差が大きくなりやすく、耐熱衝撃性を充分に確保することが困難となると共に、外径寸法精度を充分に確保することが困難となるおそれがある。また、製造時における取扱いが困難となるおそれがある。
【００２０】
また、上記セル壁と上記外周スキン部とは一体成形されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記セル壁におけるコージェライトセラミックの結晶配向度Ａと上記外周スキン部におけるコージェライトセラミックの結晶配向度Ｂとを近似させることが容易となる。即ち、その比Ａ／Ｂを０．８０〜１．２５とすることが容易となる。
【００２１】
また、上記セラミックハニカム構造体は、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートを含む排ガスを浄化するディーゼルパティキュレートフィルターに用いられるものとすることができる（請求項４）。
この場合には、本発明の作用効果、即ち耐熱衝撃効果を一層発揮することができる。
【００２２】
即ち、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は、その機能を確保するために、セル壁の厚みを比較的大きくする必要があると共に、外径寸法も比較的大きくする必要がある。そのため、大きな熱応力が働きやすくなるが、本発明のセラミックハニカム構造体は、上記のごとく、セル壁と外周スキン部とにおける結晶配向度の比Ａ／Ｂを０．８０〜１．２５としていることにより、耐熱衝撃性を確保することができる。
このように、本発明は、特にＤＰＦにおいて大きな作用効果を得ることができる。
【００２３】
次に、上記第２の発明（請求項５）において、昇温開始から温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間のうち、Ｔ１＞Ｔ２を満たす時間が５０％未満の場合には、乾燥時におけるハニカム成形体の変形を防止することが困難となるおそれがある。
上記温度Ｔ１とＴ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間の９０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たすことが好ましい（請求項６）。
この場合には、乾燥工程における変形を一層抑制することができ、外径寸法精度が一層高いセラミックハニカム構造体を製造することができる。
【００２４】
また、上記ハニカム成形体を乾燥させる際に、４０〜８０℃の間における、上記基材中央部の昇温速度Ｖ１と上記基材外縁部の昇温速度Ｖ２とは、Ｖ１≧Ｖ２を満たすことが好ましい（請求項７）。
この場合にも、乾燥工程における変形を一層抑制することができ、外径寸法精度が一層高いセラミックハニカム構造体を製造することができる。
Ｖ１＜Ｖ２の場合には、外径寸法精度を充分に確保することが困難となるおそれがある。
【００２５】
また、上記昇温速度Ｖ１とＶ２とは、Ｖ１−Ｖ２≧０．２５℃／秒を満たすことが好ましい（請求項８）。
この場合には、乾燥工程における変形をより一層抑制することができ、外径寸法精度が一層高いセラミックハニカム構造体を製造することができる。
【００２６】
また、上記ハニカム成形体を乾燥させる際に、上記基材中央部の温度Ｔ１が９５℃に達した時点で、上記基材外縁部の温度Ｔ２は６０℃以上となっていることが好ましい（請求項９）。
この場合には、ハニカム成形体の乾燥工程において、中央部付近と外周部付近との乾燥速度の差が生じやすくなることがなく、ハニカム成形体の変形を防止することができる。
上記温度Ｔ１が９５℃に達した時点で、上記温度Ｔ２が６０℃未満となる場合には、ハニカム成形体の中央部付近と外周部付近との乾燥速度に差が生じすぎることとなり、ハニカム成形体における変形を防止することが困難となるおそれがある。
【００２７】
また、上記ハニカム成形体の乾燥は、マイクロ波又は高周波を用いて行うことが好ましい（請求項１０）。
この場合には、ハニカム成形体の基材中央部の温度Ｔ１を基材外周部の温度Ｔ２より高くした状態で乾燥させることが容易となる。
【００２８】
また、上記コージェライトセラミック原料は、発泡性有機物を含有しており、該発泡性有機物は、上記ハニカム成形体の乾燥時に容積が膨張することが好ましい（請求項１１）。
この場合には、セル壁に充分大きな気孔を容易に設けることができる。
例えば、ＤＰＦにおいては、セル壁に気孔を設ける必要があるが、その気孔は、予めコージェライトセラミック原料に、有機物を含有させ、セラミック成形体を焼成する際にこの有機物を消失させることにより形成する。
【００２９】
ところが、上記有機物が消失した後、セラミック成形体の焼成時の収縮によって、気孔の大きさが小さくなる。そこで、上記のごとく、発泡性有機物をコージェライトセラミック原料に含有させておく。これにより、乾燥工程において、発泡性有機物の体積が膨張し、その状態で焼成が行われるため、焼成時の収縮によって気孔の大きさが小さくなっても、充分にその大きさを確保することができる。
【００３０】
また、上記基材中央部の温度Ｔ１が９５℃に達する時間ｔ１と、上記基材外縁部の温度Ｔ２が９５℃に達する時間ｔ２とは、ｔ２−ｔ１≦５分を満たすことが好ましい（請求項１２）。
この場合には、ハニカム成形体の乾燥工程において、ハニカム成形体の変形を防止することができる。
【００３１】
ｔ２−ｔ１＞５分となる場合、即ち基材外縁部の温度Ｔ２よりも基材中央部の温度Ｔ１の方が５分以上速く９５℃に達する場合には、ハニカム成形体の中央部付近と外周部付近との乾燥速度に差が生じすぎることとなり、ハニカム成形体における変形を防止することが困難となるおそれがある。
【００３２】
また、上記時間ｔ１とｔ２とは、ｔ２−ｔ１≦２分を満たすことが好ましい（請求項１３）。
この場合には、ハニカム成形体の乾燥工程において、ハニカム成形体の変形をより確実に防止することができる。
【００３３】
また、上記セラミックハニカム構造体は、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートを含む排ガスを浄化するディーゼルパティキュレートフィルターに用いられることが好ましい（請求項１４）。
この場合には、本発明の作用効果を一層発揮することができる。即ち、耐熱衝撃性、外径寸法精度、生産性の一層の向上、及び一層の低コスト化を図ることができる。
【００３４】
即ち、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は、上述のごとくセル壁の厚みや外径寸法を比較的大きくする必要があるため、大きな熱応力が働きやすくなる。ところが、本発明の製造方法は、上記のごとく、セル壁と外周スキン部とを一体成形するため、セル壁と外周スキン部との結晶配向度を共に高くすると共に互いに近似させて、熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体を得ることができる。
【００３５】
また、上記のごとく、セル壁が厚く、外径寸法も大きいため、乾燥時にハニカム成形体に与える乾燥エネルギーを大きくする必要がある。そのため、上述した本発明の温度制御を行わないと、ハニカム成形体の変形が生じやすい。また、セル壁が厚く、外径寸法が大きいことは、膨張、収縮の仕方も大きく、寸法精度を制御することが困難となりやすいことにつながる。また、自重による変形も生じやすい。そこで、上記の本発明の温度制御を行うことにより、効果的に寸法精度を向上させることができる。
【００３６】
また、その結果、セラミック成形体の外周部を研削したり、外周スキン部を形成するためにセラミック原料を塗布したりする必要もなくなり、生産性も向上する。
このように、本発明は、特にＤＰＦの製造方法において大きな作用効果を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるセラミックハニカム構造体及びその製造方法につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例のセラミックハニカム構造体１は、図１、図２に示すごとく、径方向の外周に設けた外周スキン部２と、該外周スキン部２の内側においてハニカム状のセル１１を形成するセル壁２とを有する。そして、セラミックハニカム構造体１は、コージェライトセラミックからなる。
【００３８】
セル壁３におけるコージェライトセラミックの結晶配向度Ａと、外周スキン部２におけるコージェライトセラミックの結晶配向度Ｂとの比Ａ／Ｂは、０．８０〜１．２５である。
また、外周スキン部２及びセル壁３におけるコージェライトセラミックの結晶配向度は、７５％以上とすることが好ましい。
また、セル壁３の厚みは０．１〜０．４ｍｍ、外周スキン部２の厚みは０．３〜０．９ｍｍとすることができる。
【００３９】
また、セラミックハニカム構造体１は、外径が５０〜４００ｍｍ、軸方向長さが５０〜４００ｍｍの円柱形状を有する。
また、セル壁３と外周スキン部２とは一体成形されている。
また、上記セラミックハニカム構造体１における軸方向の一方の端部と他方の端部とこれら２つの端部の中間位置である中間部との３箇所における各外径は、これらのうちの最大値と最小値との差が、上記３箇所における外径の平均値の２．５％以下である。
【００４０】
ここで、上記３箇所における外径は、例えば、以下のように測定する。即ち、図５に示すごとく、セラミックハニカム構造体１の両端面からそれぞれ５ｍｍ内側（軸方向中心側）に入った位置の外径ａ、ｃと、これらの測定位置の中間点である中間部の外径ｂとを測定する。これらの外径ａ、ｂ、ｃは、それぞれの位置において、図６に示すごとく、セル壁３の方向に沿った２つの直径ａ１（ｂ１、ｃ１）及びａ２（ｂ２、ｃ２）と、これらに対して４５°傾斜した直径ａ３（ｂ３、ｃ３）及びａ４（ｂ４、ｃ４）とを測定し、これらの平均値として導く。
【００４１】
即ち、ａ＝（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）／４、ｂ＝（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）／４、ｃ＝（ｃ１＋ｃ２＋ｃ３＋ｃ４）／４である。
これらにより得られるａ、ｂ、ｃの値のうちの最大値と最小値との差が、平均値「（ａ＋ｂ＋ｃ）／３」に対して、２．５％以下の値になっている。
【００４２】
また、セラミックハニカム構造体１は、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（粒子状物質）を含む排ガスを浄化するディーゼルパティキュレートフィルターに用いられる。従って、図１に示すごとく、セラミックハニカム構造体１は、軸方向の両端面１２において、栓材４をいわゆる市松模様状にセル１１の端部に配設してなる。
【００４３】
本例のセラミックハニカム構造体１を製造するに当っては、コージェライトセラミック原料をハニカム状に押出成形すると共に所定長さに切断することにより、外周スキン部２とセル壁３とからなるハニカム成形体１０を一体成形する。
次いで、ハニカム成形体１０をマイクロ波を用いて乾燥させる。
次いで、ハニカム成形体１０の両端面１２における所定のセル１１の端部に、上記栓材４を充填する。
その後、ハニカム成形体１０を焼成することにより、セラミックハニカム構造体１を得る。
【００４４】
そして、上述のごとくハニカム成形体１０を乾燥させる際に、次のような温度制御を行う。即ち、図２〜図４に示すごとく、ハニカム成形体１０の中心軸付近である基材中央部１０１の温度Ｔ１と、上記ハニカム成形体１０の外縁部である基材外縁部１０２の温度Ｔ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間ｔ１の５０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たすように温度制御を行う。
【００４５】
本例においては、図４に示すごとく、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間ｔ１が約８８秒、昇温開始から確実にＴ１＞Ｔ２の関係を満たすまでにかかる時間ｔ０が約３４秒である。よって、ｔ１までの時間において、確実にＴ１＞Ｔ２の関係を満たしている時間は（ｔ１−ｔ０）に等しく、約５４秒である。即ち、上記温度Ｔ１とＴ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間ｔ１の約６１％の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たしている。
【００４６】
ここで、基材中央部１０１における温度Ｔ１は、図３に示すごとく、円筒形状のハニカム成形体１０の中心軸上における一点であって、ハニカム成形体１０の軸方向中心となる点において測定する。
また、基材周縁部１０２における温度Ｔ２は、図３に示すごとく、ハニカム成形体１０の軸方向に直交すると共に上記基材中央部１０１の測定点を含む平面上であって、ハニカム成形体１０の外周面１３から１０ｍｍ内側に入った点において測定する。
【００４７】
また、上記ハニカム成形体１０を乾燥させる際に、４０〜８０℃の間における、基材中央部１０１の昇温速度Ｖ１と基材外縁部１０２の昇温速度Ｖ２とは、Ｖ１≧Ｖ２を満たし、更には、Ｖ１−Ｖ２≧０．２５℃／秒を満たす。図４に示すごとく、本例においては（Ｖ１−Ｖ２）が約０．３２℃／秒である。
なお、ここでは昇温速度Ｖ１、Ｖ２は、４０〜８０℃の間の平均の昇温速度である。
また、基材中央部１０１の温度Ｔ１が９５℃に達した時点で、基材外縁部１０２の温度Ｔ２は６０℃以上となっている。
【００４８】
また、上記基材中央部１０１の温度Ｔ１が９５℃に達する時間ｔ１と、上記基材外縁部１０２の温度Ｔ２が９５℃に達する時間ｔ２とは、ｔ２−ｔ１≦５分を満たし、更には、ｔ２−ｔ１≦２分を満たす。図４に示すごとく、本例においては、ｔ１が約８８秒、ｔ２が約１３８秒である。よって、（ｔ２−ｔ１）が約５０秒である。
【００４９】
また、上記コージェライトセラミック原料は、発泡性有機物を含有しており、該発泡性有機物は、ハニカム成形体１０の乾燥時に容積が膨張する。そして、焼成工程において、発泡性有機物が消失して、発泡性有機物が存在していた部分に気孔が形成される。ただし、その容積は、焼成反応によるセラミックの収縮により、発泡した状態の発泡性有機物の体積よりは小さくなる。
【００５０】
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例のセラミックハニカム構造体１は、セル壁３と外周スキン部２とにおけるコージェライトセラミックの結晶配向度の比Ａ／Ｂが０．８０〜１．２５であるため、セル壁３と外周スキン部２との熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体１を得ることができる。即ち、セラミックハニカム構造体１の使用時等、例えばＤＰＦを高温の排気ガスが通過する際などにおいて、急激な温度変化が生じた場合にも、クラックの発生を抑制することができる。
【００５１】
また、セラミックハニカム構造体１は、外径が５０〜４００ｍｍである。そのため、優れた耐熱衝撃性を有すると共に、外径寸法精度を確保することができる、製造容易なセラミックハニカム構造体１を得ることができる。
また、セラミックハニカム構造体１における軸方向の一方の端部と他方の端部とこれら２つの端部の中間位置である中間部との３箇所における各外径は、これらのうちの最大値と最小値との差が、上記３箇所における外径の平均値の２．５％以下である。そのため、外径寸法精度の高いセラミックハニカム構造体１を得ることができる。
【００５２】
また、セラミックハニカム構造体１の製造方法においては、外周スキン部２とセル壁３とを一体成形する。そのため、外周スキン部３とセル壁２とにおけるコージェライトセラミックの結晶配向度を共に高くすることができると共に、互いに近似させることができる。そのため、上述のごとく、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体を得ることができる。
【００５３】
また、外周スキン部２とセル壁３とを一体成形することにより、従来のように、ハニカム成形体の外周を削る工程と、外周にセラミック原料を塗布する工程とを行う必要がないため、生産性を向上し、コストを低減することができる。
【００５４】
また、ハニカム成形体１０を乾燥させる際に、基材中央部１０１の温度Ｔ１と、基材外縁部１０２の温度Ｔ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間ｔ１の５０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たす。そのため、ハニカム成形体１０の内部から乾燥が始まり、徐々に外側に向かって乾燥が進むこととなり、乾燥工程におけるハニカム成形体１０の変形を抑制することができる。
【００５５】
即ち、仮に、ハニカム成形体の外周から内側に向かって乾燥が進む場合を考えると、外周部が先に乾燥して半硬化した後、内部が乾燥に伴って収縮もしくは膨張することとなる。そして、外周部の半硬化も部分的にばらつきがあるため、内部の変形が抑制される部分とされない部分が生じ、その結果、ハニカム成形体が変形しやすくなると考えられる。
これに対し、本例によれば、上記のごとくＴ１＞Ｔ２の関係を満たすことにより、かかる現象を抑制し、ハニカム成形体１０の変形を抑制することができる。
【００５６】
また、ハニカム成形体１０を乾燥させる際に、４０〜８０℃の間における、基材中央部１０１の昇温速度Ｖ１と基材外縁部１０２の昇温速度Ｖ２とは、Ｖ１≧Ｖ２、更にはＶ１−Ｖ２≧０．２５℃／秒を満たす（図４）。そのため、乾燥工程における変形を一層抑制することができ、外径寸法精度が一層高いセラミックハニカム構造体を製造することができる。
【００５７】
また、基材中央部１０１の温度Ｔ１が９５℃に達した時点で、基材外縁部１０２の温度Ｔ２は６０℃以上となっている。また、基材中央部１０１の温度Ｔ１が９５℃に達する時間ｔ１と、基材外縁部１０２の温度Ｔ２が９５℃に達する時間ｔ２とは、ｔ２−ｔ１≦５分、更にはｔ２−ｔ１≦２分を満たす（図４）。そのため、乾燥工程において、中央部付近と外周部付近との乾燥速度に差が生じすぎることがなく、ハニカム成形体１０の変形を防止することができる。
【００５８】
また、ハニカム成形体１０の乾燥は、マイクロ波を用いて行うため、ハニカム成形体１０の基材中央部１０１の温度Ｔ１を基材外周部１０２の温度Ｔ２より高くした状態で乾燥させることが容易となる。
また、コージェライトセラミック原料は、発泡性有機物を含有しており、該発泡性有機物は、ハニカム成形体１０の乾燥時に容積が膨張する。そのため、セル壁３に充分大きな気孔を容易に設けることができる。
ＤＰＦにおいては、セル壁３に気孔を設ける必要があるが、その気孔は、予めコージェライトセラミック原料に、有機物を含有させ、セラミック成形体１０を焼成する際にこの有機物を消失させることにより形成する。
【００５９】
ところが、有機物が消失した後、セラミック成形体１０の焼成時の収縮によって、気孔の大きさが小さくなる。そこで、上記のごとく、発泡性有機物をコージェライトセラミック原料に含有させておく。これにより、乾燥工程において、発泡性有機物の体積が膨張し、その状態で焼成が行われるため、焼成時の収縮によって気孔の大きさが小さくなっても、充分にその大きさを確保することができる。
【００６０】
また、セラミックハニカム構造体１は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）に用いられる。そのため、本発明の作用効果を一層発揮することができる。即ち、耐熱衝撃性、外径寸法精度、生産性の一層の向上、及び一層の低コスト化を図ることができる。
【００６１】
ＤＰＦは、その機能を確保すべく、セル壁３の厚みや外径寸法を比較的大きくする必要がある。例えば、セル壁３の厚みを０．２５〜０．３５ｍｍ、外径を１２９〜４００ｍｍとする。そのため、大きな熱応力が働きやすくなる。ところが、本発明の製造方法は、上記のごとく、セル壁３と外周スキン部２とを一体成形するため、セル壁３と外周スキン部２との結晶配向度を共に高くすると共に互いに近似させて、熱膨張率の差を小さくすることができる。そのため、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体１を得ることができる。
【００６２】
また、上記のごとく、セル壁３が厚く、外径寸法も大きいため、乾燥時にハニカム成形体１０に与える乾燥エネルギーを大きくする必要がある。そのため、上述した本発明の温度制御を行わないと、ハニカム成形体１０の変形が生じやすい。また、セル壁３が厚く、外径寸法が大きいことは、膨張、収縮の仕方も大きく、寸法精度を制御することが困難となりやすいことにつながる。また、自重による変形も生じやすい。そこで、上記の本発明の温度制御（図４）を行うことにより、効果的に寸法精度を向上させることができる。
【００６３】
また、その結果、セラミック成形体１０の外周部を研削したり、外周スキン部を形成するためにセラミック原料を塗布したりする必要もなくなり、生産性も向上する。
このように、本発明は、特にＤＰＦの製造方法において大きな作用効果を得ることができる。
【００６４】
以上のごとく、本例によれば、耐熱衝撃性、外径寸法精度、生産性に優れた低コストのセラミックハニカム構造体及びその製造方法を提供することができる。
【００６５】
（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、ハニカム成形体１０の基材中央部１０１の温度Ｔ１と基材周縁部１０２の温度Ｔ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間ｔ１の９０％以上の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たすよう温度制御した例である。
【００６６】
本例においては、同図に示すごとく、昇温開始から確実にＴ１＞Ｔ２の関係を満たすまでにかかる時間ｔ０は０秒である。即ち、昇温開始からＴ１＞Ｔ２の関係を満たしている。そして、上記温度Ｔ１とＴ２とは、昇温開始から上記温度Ｔ１が９５℃に到達するまでにかかる時間ｔ１のすべて（１００％）の時間において、Ｔ１＞Ｔ２の関係を満たしている。
その他は、実施例１と同様である。
【００６７】
本例の場合には、乾燥工程における変形を一層抑制することができ、外径寸法精度が一層高いセラミックハニカム構造体を製造することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６８】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、ハニカム成形体１０を乾燥させる際における、基材中央部１０１と基材外縁部１０２との昇温速度の差と、セラミックハニカム構造体１の変形量との関係を調べた例である。
即ち、４０〜８０℃の間における、基材中央部１０１の昇温速度Ｖ１と基材外縁部１０２の昇温速度Ｖ２との差（Ｖ１−Ｖ２）を、種々の値に設定して、それぞれの条件で乾燥させた。各条件につき、３０個の試験体を作製し、得られたそれぞれのセラミックハニカム構造体１の変形量を測定した。
【００６９】
ここで、セラミックハニカム構造体１の変形量は、セラミックハニカム構造体１における軸方向の一方の端部と他方の端部とこれら２つの端部の中間位置である中間部との３箇所における各外径のうちの最大値と最小値との差である。即ち、実施例１において示したセラミックハニカム構造体１の３箇所の外径ａ、ｂ、ｃ（図５参照）のうちの最大値と最小値との差を上記変形量とした。外径ａ、ｂ、ｃの測定、算出方法は、実施例１において説明したとおりである。
【００７０】
そして、その変形量を、各条件につきＮ数（３０個）の平均値として算出したものを、図８にプロットした。
なお、本例においては、セラミックハニカム構造体１として、外径１６０ｍｍのものを用いた。
【００７１】
図８から分かるように、Ｖ１≧Ｖ２（Ｖ１−Ｖ２≧０）を満たすことにより、変形量を２．０ｍｍ以下に抑えることができる。また、Ｖ１−Ｖ２≧０．２５℃／秒を満たすことにより、変形量を１．５ｍｍ以下に抑えることが可能となる。
なお、変形量を１．５ｍｍ以下に抑えることにより、セラミックハニカム構造体１の外径を１６０±２．０ｍｍとする工程能力（Ｃｐ）として１．３３を確保することができる。
【００７２】
（実施例４）
本例は、図９に示すごとく、セラミックハニカム構造体１のセル壁３におけるコージェライトセラミックの結晶配向度Ａと、外周スキン部２におけるコージェライトセラミックの結晶配向度Ｂとの比Ａ／Ｂと、耐熱衝撃性との関係を調べた例である。
即ち、結晶配向度の比Ａ／Ｂを種々変更したセラミックハニカム構造体１を作製し、それぞれについての耐熱衝撃性を評価した。耐熱衝撃性は、各試料を加熱したときにクラックが入り始める温度により評価した。
【００７３】
測定結果を図９に示す。
同図より、結晶配向度の比Ａ／Ｂが０．８０以上であれば、高い耐熱衝撃性を確保することができることが分かる。また、比Ａ／Ｂが０．８０未満となると、耐熱衝撃性が低下することが分かる。
【００７４】
そして、セル壁３の結晶配向度Ａが外周スキン部２の結晶配向度Ｂよりも大きい場合には、結晶配向度の比Ａ／Ｂの逆数Ｂ／Ａを、Ａ／Ｂに置き換えれば、同様の結果、即ち図９に示す結果が得られると考えられる。従って、Ｂ／Ａが０．８０以上、即ちＡ／Ｂが１．２５以下であれば、高い耐熱衝撃性を確保することができることが分かる。
以上から、０．８０≦Ａ／Ｂ≦１．２５とすることにより、耐熱衝撃性に優れたセラミックハニカム構造体１を得ることができることが分かる。
【００７５】
上記実施例においては、マイクロ波を用いて上記ハニカム成形体の乾燥を行う例を示したが、マイクロ波に代えて、高周波を用いて行うこともできる。
また、本発明のセラミックハニカム構造体は、上述したＤＰＦに限らず、例えば、ガソリンエンジン用排ガス浄化フィルターとして用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１における、セラミックハニカム構造体の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】実施例１における、基材中央部の温度Ｔ１及び基材外縁部の温度Ｔ２の測定点を説明するための、セラミックハニカム構造体の縦断面図。
【図４】実施例１における、乾燥工程の基材中央部及び基材外縁部の温度変化を表す線図。
【図５】実施例１における、セラミックハニカム構造体の外径の測定位置を説明する側面説明図。
【図６】実施例１における、セラミックハニカム構造体の外径の測定位置を説明する断面説明図。
【図７】実施例２における、乾燥工程の基材中央部及び基材外縁部の温度変化を表す線図。
【図８】実施例３における、昇温速度差Ｖ１−Ｖ２とセラミックハニカム構造体の変形量との関係を表す線図。
【図９】実施例４における、結晶配向度の比と耐熱衝撃性との関係を示す線図。
【符号の説明】
【００７７】
１  セラミックハニカム構造体
１０  ハニカム成形体
１０１  基材中央部
１０２  基材周縁部
１１  セル
２  外周スキン部
３  セル壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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