(57)【要約】【課題】本発明では、ハニカムユニットに体積変化が生じても、ハニカムユニット間に適正な結束力が維持されるハニカム構造体を提供することを目的とする。【解決手段】長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成されたハニカム構造体であって、前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、各ハニカムユニットの間には、第一の無機繊維を含むマット材が介在されていることを特徴とするハニカム構造体。【選択図】  図１
2011125847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成されたハニカム構造体であって、
前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、
各ハニカムユニットの間には、第一の無機繊維を含むマット材が介在されていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記マット材に含まれる第一の無機繊維は、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、およびムライトからなる群から選定された、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記マット材は、隙間嵩密度（ＧＢＤ）が０．２ｇ／ｃｍ３〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記マット材は、面圧が０．３ＭＰａ〜３．５ＭＰａの範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記リン酸塩系のゼオライトは、ＳＡＰＯ、ＭｅＡＰＯ、およびＭｅＡＰＳＯからなる群から選定された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記ＳＡＰＯは、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、およびＳＡＰＯ−３４からなる群から選定された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記リン酸塩系のゼオライトは、イオン交換されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記第二の無機バインダは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイト、およびベーマイトの群から選定された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記ハニカムユニットは、さらに第二の無機繊維または無機フレーク状物質を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記ハニカムユニットに含まれる第二の無機繊維は、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウムおよびホウ酸アルミニウムの群から選定された少なくとも一つであり、
前記ハニカムユニットに含まれる無機フレーク状物質は、ガラスレーク、雲母、アルミナフレーク、シリカフレーク、および酸化亜鉛フレークから選定された少なくとも一つ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。
【請求項１１】
さらに、結束されたハニカムユニットの外周面に、第一の無機繊維を含むマット材が設置されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
【請求項１２】
長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成されたハニカム構造体の製造方法であって、
前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、
当該方法は、
（ａ）所定の形状の複数のハニカムユニット成形体を製作するステップと、
（ｂ）前記ハニカムユニット成形体を組み合わせて、所定の形状のハニカムユニット成形体の組立体を形成するステップであって、各ハニカムユニット成形体同士の間に、第一の無機繊維を含むマット材が介在されるステップと、
（ｃ）前記ハニカムユニット成形体の組立体を焼成するステップと、
を有するハニカム構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ｂ）は、さらに、前記ハニカムユニット成形体の組立体の外周面に、第一の無機繊維を含むマット材を設置するステップを有することを特徴とする請求項１２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１４】
長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成されたハニカム構造体の製造方法であって、
前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、
当該方法は、
（ａ）所定の形状の複数のハニカムユニット成形体を製作するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）の後、前記ハニカム成形体を焼成して、ハニカム焼成体を作製するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、前記ハニカム焼成体を組み合わせて、所定の形状のハニカムユニット焼成体を形成するステップであって、各ハニカムユニット焼成体同士の間に、第一の無機繊維を含むマット材が介在されるステップと、
を有することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｃ）は、さらに、前記ハニカム焼成体の組立体の外周面に、第一の無機繊維を含むマット材を設置するステップを有することを特徴とする請求項１４に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記リン酸塩系のゼオライトは、ＳＡＰＯ、ＭｅＡＰＯ、およびＭｅＡＰＳＯからなる群から選定された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか一つに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記ＳＡＰＯは、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、およびＳＡＰＯ−３４からなる群から選定された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１６に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１２乃至１７のいずれか一つに記載の方法で製造されたハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスを処理するハニカム構造体およびハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車排ガスの浄化に関しては、多くの技術が開発されているが、交通量の増大もあって、まだ十分な排ガス対策がとられているとは言い難い。日本国内においても、世界的にも自動車排ガス規制は、さらに強化されていく方向にある。その中でも、ディーゼル排ガス中のＮＯｘ規制については、非常に厳しくなってきている。従来は、エンジンの燃焼システムの制御によってＮＯｘ低減を図ってきたが、それだけでは対応しきれなくなってきている。このような課題に対応するディーゼルエンジンのＮＯｘ浄化システムとして、尿素水添加によるＮＯｘ還元システム（尿素ＳＣＲシステムと呼ばれている。）が提案されている。また、このシステムに用いられる触媒担体として、ハニカム構造体が知られている。
【０００３】
このハニカム構造体は、例えば、長手方向に沿って、該ハニカム構造体の一方の端面から他方の端面まで延伸する複数のセル（貫通孔）を有し、これらのセルは、触媒が担持されたセル壁により、相互に区画されている。従って、このようなハニカム構造体に排ガスを流通させた場合、セル壁に担持された触媒によって、排ガスに含まれるＮＯｘが改質されるため、排ガスを処理することができる。
【０００４】
一般に、このようなハニカム構造体は、コージェライトで構成され、そのセル壁には、触媒として、例えばゼオライト（鉄または銅等でイオン交換されたもの）が担持される。その他、ハニカム構造体自身をゼオライトで構成することが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、触媒担体に使用するためのハニカム構造体として、例えば、接着層を介して、ハニカムユニットを所定の数だけ結束させた後、この結束体を所望の形状に切削加工し、さらに切削加工された外周面にコート層を設置したハニカム構造体が提案されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１７１５３９号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／１０６３６５３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さらに、近年、ＮＯｘ浄化率を高くすることができるハニカム構造体が求められている。そのため、ＮＯｘ浄化率をより一層高めるため、ハニカム構造体に、ゼオライトの類似体であるアルミノリン酸塩のＡｌイオンおよび／またはＰイオンをＳｉ４＋イオンで置換した、シリコアルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ：ｓｉｌｉｃｏ−ａｌｕｍｉｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）と呼ばれる物質を使用することが考えられる。
【０００８】
このようなＳＡＰＯを含むハニカム構造体は、良好なＮＯｘ浄化特性を示すと考えられる。しかしながら、ＳＡＰＯは、一般に、モレキュラーシーブ用の材料として使用できることからも明らかなように、吸湿性が高く、多量の水分を吸収する性質を有する。また、ＳＡＰＯは、水分の吸着または脱離により、その体積が大きく変化する。
【０００９】
従って、ＳＡＰＯを含むハニカムユニットを結束したハニカム構造体を実際に作製して、このハニカム構造体を大気中に放置しておくと、ハニカム構造体を構成する各ハニカムユニットが収縮してしまうことがわかった。また、このようなハニカムユニットの体積変化が顕著になると、各ハニカムユニットを結束している接着層にクラックが生じてしまうという問題があることがわかった。接着層のクラックが顕著になると、接着層によるハニカムユニット間の結束力が失われ、排ガスの圧力によって、一部のハニカムユニットが抜け落ちてしてしまう可能性が生じる。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、ハニカムユニットに体積変化が生じても、ハニカムユニット間に適正な結束力が維持される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】
【００１１】
本発明では、
長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成されたハニカム構造体であって、
前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、
各ハニカムユニットの間には、第一の無機繊維を含むマット材が介在されていることを特徴とするハニカム構造体が提供される。
【００１２】
本発明によるハニカム構造体において、前記マット材に含まれる第一の無機繊維は、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、およびムライトからなる群から選定された、少なくとも一つを含んでも良い。
【００１３】
また本発明によるハニカム構造体において、前記マット材は、隙間嵩密度（ＧＢＤ）が０．２ｇ／ｃｍ３〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲であっても良い。
【００１４】
また本発明によるハニカム構造体において、前記マット材は、面圧が０．３ＭＰａ〜３．５ＭＰａの範囲であっても良い。
【００１５】
また本発明によるハニカム構造体において、前記リン酸塩系のゼオライトは、ＳＡＰＯ、ＭｅＡＰＯ、およびＭｅＡＰＳＯからなる群から選定された少なくとも一つを含んでも良い。
【００１６】
また特に、前記ＳＡＰＯは、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、およびＳＡＰＯ−３４からなる群から選定された少なくとも一つを含んでも良い。
【００１７】
また本発明によるハニカム構造体において、前記リン酸塩系のゼオライトは、イオン交換されていても良い。
【００１８】
また本発明によるハニカム構造体において、
前記第二の無機バインダは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイト、およびベーマイトの群から選定された少なくとも一つを含んでも良い。
【００１９】
また本発明によるハニカム構造体において、前記ハニカムユニットは、さらに第二の無機繊維または無機フレーク状物質を含んでも良い。
【００２０】
前記第二の無機繊維は、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウムおよびホウ酸アルミニウムの群から選定された少なくとも一つであっても良く、前記無機フレーク状物質は、ガラスフレーク、雲母、アルミナフレーク、シリカフレーク、および酸化亜鉛フレークから選定された少なくとも一つであっても良い。
【００２１】
また本発明によるハニカム構造体において、さらに、結束されたハニカムユニットの外周面に、第一の無機繊維を含むマット材が設置されても良い。
【００２２】
また、本発明では、長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成されたハニカム構造体の製造方法であって、
前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、
当該方法は、
（ａ）所定の形状の複数のハニカムユニット成形体を作製するステップと、
（ｂ）前記ハニカムユニット成形体を組み合わせて、所定の形状のハニカムユニット成形体の組立体を形成するステップであって、各ハニカムユニット成形体同士の間に、第一の無機繊維を含むマット材が介在されるステップと、
（ｃ）前記ハニカムユニット成形体の組立体を焼成するステップと、
を有するハニカム構造体の製造方法が提供される。
【００２３】
ここで、本発明によるハニカム構造体の製造方法において、前記ステップ（ｂ）は、さらに、前記ハニカムユニット成形体の組立体の外周面に、第一の無機繊維を含むマット材を設置するステップを有しても良い。
また本発明によるハニカム構造体の製造方法は、
長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成されたハニカム構造体の製造方法であって、
前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、
当該方法は、
（ａ）所定の形状の複数のハニカムユニット成形体を作製するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）の後、前記ハニカム成形体を焼成して、ハニカム焼成体を作製するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、前記ハニカム焼成体を組み合わせて、所定の形状のハニカムユニット焼成体を形成するステップであって、各ハニカムユニット焼成体同士の間に、第一の無機繊維を含むマット材が介在されるステップと、
を有しても良い。
【００２４】
この場合、前記ステップ（ｃ）は、さらに、前記ハニカム焼成体の組立体の外周面に、第一の無機繊維を含むマット材を設置するステップを有しても良い。
【００２５】
また本発明によるハニカム構造体の製造方法において、前記リン酸塩系のゼオライトは、ＳＡＰＯ、ＭｅＡＰＯ、およびＭｅＡＰＳＯからなる群から選定された少なくとも一つを含んでも良い。
【００２６】
また、前記ＳＡＰＯは、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、およびＳＡＰＯ−３４からなる群から選定された少なくとも一つを含んでも良い。
【００２７】
また、本発明では、前述のいずれか一つに記載の製造方法で製造されたハニカム構造体が提供される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、ハニカム構造体を構成するハニカムユニットに体積変化が生じても、ハニカムユニット間に適正な結束力が維持されるハニカム構造体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。
【図２】従来のハニカム構造体を構成するハニカムユニットの材料として、ＳＡＰＯを使用した場合の断面拡大写真である。
【図３】本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。
【図４】図３のハニカム構造体を構成するハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。
【図５】本発明に係る面圧測定装置を概略的に示した図である。
【図６】本発明のハニカム構造体を作製する際のフロー図の一例を概略的に示した図である。
【図７】本発明の実施例１に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置の断面概略図である。
【図８】本発明の実施例１に係るハニカム構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明について説明する。
【００３１】
まず、図１を参照して、従来のハニカム構造体において、ハニカムユニットを構成する無機粒子として、ＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）を使用した場合の問題点について、簡単に説明する。図１は、従来のハニカム構造体の一例を概略的に示した図である。
【００３２】
図１に示すように、従来のハニカム構造体１は、２つの端面１１および１５を有する。また、通常の場合、従来のハニカム構造体１の両端面を除く外周面には、コート層１２が設置される。
【００３３】
従来のハニカム構造体１は、柱状のセラミック製ハニカムユニット１３を、接着層１６を介して複数個（図１の例では、縦横４列ずつ１６個）接合させた後、外周側を所定の形状（図１の例では、円柱状）に沿って切削加工することにより構成される。
【００３４】
各ハニカムユニット１３は、該ハニカムユニットの長手方向に沿って一端から他端まで延伸し、両端面で開口された複数のセル（貫通孔）と、該セルを区画するセル壁とを有する。従来のハニカム構造体において、接着層１６に、クラックは発生しなかった。
【００３５】
従来のハニカム構造体１を構成するハニカムユニットに含まれる無機粒子を、ＮＯｘ浄化率を向上させるため、ＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）に変更したハニカム構造体を作製した。ハニカム構造体を構成するハニカムユニット２３は、ＮＯｘ浄化反応の触媒として機能するＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）を含む。従って、このハニカム構造体に、排ガスを流通させると、排ガス中のＮＯｘは、ＳＡＰＯによる触媒作用により浄化される。従って、このようなハニカム構造体は、高いＮＯｘ浄化率を示すＮＯｘ浄化用の触媒担体として使用することができると考えられる。
【００３６】
しかしながら、このハニカム構造体を構成するハニカムユニット２３に含まれるＳＡＰＯは、一般にモレキュラーシーブに使用できる材料であるので、吸湿性が高く、多量の水分を吸収する性質を有する。また、ＳＡＰＯは、水分の吸着または脱離により、その体積が大きく変化することがわかった。
【００３７】
従って、このＳＡＰＯを含むハニカムユニット２３で構成されたハニカム構造体を大気中に放置しておくと、このハニカム構造体を構成する各ハニカムユニット２３が収縮してしまう。また、このようなハニカムユニット２３の体積変化が顕著になると、各ハニカムユニット２３を結束している接着層２６にクラックが生じたり、接着層２６が崩壊してしまうという問題があることがわかった。接着層２６のクラックまたは崩壊が顕著になると、隣接するハニカムユニット２３同士の結束力が失われ、排ガスの圧力によって、一部のハニカムユニット２３が抜け落ちてしてしまうという問題が生じ得る。
【００３８】
図２には、従来のハニカム構造体を構成するハニカムユニットの材料としてＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）を使用した場合の断面拡大写真を示す。
【００３９】
図２において、中心から縦横に十字状に延びる太い白い部分が接着層２６に相当する。また、その接着層２６によって分割された左上、左下、右上、および右下の各部分は、ＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）で構成された、別個のハニカムユニット２３に相当し、図２には、各ハニカムユニット２３のセル壁（細い白い部分）およびセル（黒い部分）が認められる。また、この図２から、ハニカムユニット２３の吸湿による体積収縮により、接着層２６には、横方向に延伸する複数のクラックが生じていることがわかる。
【００４０】
この接着層２６に生じるクラックは、ハニカムユニット２３が水分を吸着または脱離することで体積変化を起こし、接着層２６に応力が生じた場合に発生すると考えられる。すなわち、使用前、使用中、または使用後であっても、吸湿または乾燥した時にクラックが発生することがわかった。なお、図２の断面拡大写真は、ハニカム構造体の使用前に、ハニカムユニットが吸湿してクラックが発生したときの写真である。
【００４１】
これに対して、本発明によるハニカム構造体は、
長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数の貫通セルがセル壁によって区画された柱状のハニカムユニットが複数結束されて構成され、
前記ハニカムユニットは、リン酸塩系のゼオライトと、第二の無機バインダとを含み、
各ハニカムユニットの間には、第一の無機繊維を含むマット材が介在されていることを特徴とする。
【００４２】
すなわち、本発明によるハニカム構造体では、各ハニカムユニットを結束する際に、従来のような接着層（接着材ペーストを乾燥、固化させたもの）による接着方式を利用しないという特徴がある。そのため、本発明によるハニカム構造体では、各ハニカムユニットが例えばＳＡＰＯを含んでおり、水分の吸着または脱離により、ハニカムユニットの体積が大きく変化した場合であっても、接着層にクラックが生じたり、接着層が破損したりすることを回避することができる。
【００４３】
また、本発明によるハニカム構造体では、各ハニカムユニット同士の間に、第一の無機繊維で構成されたマット材が設置されるという特徴を有する。このようなマット材は、柔軟性（応力に対する追随性）を有するため、水分の吸着または脱離によりハニカムユニットの体積が大きく変化した場合であっても、マット材は、その体積変化に追随することができる。
【００４４】
従って、本発明によるハニカム構造体では、ハニカムユニットの吸湿または乾燥により、その体積が大きく変化しても、各ハニカムユニット間に適正な結束力が維持される。また、これにより、排ガスの圧力により、ハニカムユニットが抜け落ちるという問題も回避することができる。
【００４５】
次に、図３および図４を参照して、本発明によるハニカム構造体について、より具体的に説明する。
【００４６】
図３には、本発明によるハニカム構造体を模式的に示す。また、図４には、図３に示したハニカム構造体の基本単位である、ハニカムユニットの一例を模式的に示す。
【００４７】
図３に示すように、本発明のハニカム構造体１００は、２つの端面１１０および１１５を有する。
【００４８】
ハニカム構造体１００は、例えば、図４に示す柱状のセラミック製ハニカムユニット１３０を、第一の無機繊維で構成されたマット材１２０を介して、複数個（図３の例では、縦横４列ずつ１６個）配列させ、組立体１３５を構成した後、この組立体１３５の外周部を所定の形状（図３の例では、円柱状）に加工することにより構成される。
【００４９】
なお、通常の場合、マット材１２０自身は、接着機能を有さないため、ハンドリングの際に、各ハニカムユニット１３が相互に分離しないよう、各種対処を行っても良い。例えば、図３に示すように、組立体１３５の外周面に、第一の無機繊維で構成された外周用マット材１５０を巻き回して、この外周用マット材１５０を接着テープ等で固定することにより、各ハニカムユニット１３０を結束させても良い。あるいは、マット材１２０に接着剤を塗布しておき、これにより、各ハニカムユニット１３０同士を固定しても良い。また、マット材１２０を両面テープを介して各ハニカムユニット１３０同士を固定しても良い。また、マット材１２０を介した各ハニカムユニットを金属製（例えばステンレス鋼等）のリング、針金（ステンレス鋼）等で結束しても良い。外周用マット材１５０を巻き回して、金属製のリング、または針金等で固定しても良い。さらに、外周用マット材を巻き回して、金属管（シェル）にキャニングして固定しても良い。
【００５０】
その他にも、ハンドリングの際に、各ハニカムユニット１３０が相互に分離しないような、様々な対処法が考えられることは明らかであろう。
【００５１】
また、外周用マット材１５０は、端部に凹凸部があり、ハニカムユニットの組立体に外周用マット材を配置した際に、外周マット材の凹部と凸部が合うようになっている。外周用マット材の端部は、直線であっても良く、その他どのような形状であっても良い。
【００５２】
図３に示すハニカム構造体は、マット材１２０を４個のハニカムユニット１３０間に介在させて、４個のハニカムユニットの集合体が４つ存在し、４つのハニカムユニット集合体の間に、３つのマット材１２０が介在した構成で作製されている。
【００５３】
また、各ハニカムユニットとハニカムユニットの間に、一つのマット材１２０が存在するようにしても良い（図示しないが、図３の場合、２４個のマット材が存在することになる）。すなわち、ハニカムユニット間に、マット材が介在していれば良く、介在のさせ方は、限定されず、ハニカムユニット間にマット材が存在しない空間があっても良い。
【００５４】
図４に示すように、ハニカムユニット１３０は、該ハニカムユニットの長手方向に沿って一端から他端まで延伸し、両端面で開口された複数のセル（貫通孔）１２１と、該セルを区画するセル壁１２３とを有する。セル１２１の長手方向（Ｚ方向）に垂直な断面は、実質的に正方形状となっている。
【００５５】
ハニカムユニット１３０は、ＮＯｘ浄化反応の触媒として機能するＳＡＰＯ等の、いわゆる「リン酸塩系のゼオライト」を含んでいる。
【００５６】
ここで、「リン酸塩系のゼオライト」とは、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ４）に加えて、該アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ４）のＡｌイオンおよび／またはＰイオンの一部をＳｉ４＋イオンで置換したＳＡＰＯ（ｓｉｌｉｃｏ−ａｌｕｍｉｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ４）のＡｌ３＋イオンの一部を金属カチオンＭｅｎ＋で置換したＭｅＡＰＯ、ならびにＳＡＰＯのＳｉ４＋イオンの一部を金属カチオンＭｅｎ＋で置換したＭｅＡＰＳＯを含む概念である。
【００５７】
なお、ＳＡＰＯは、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、ＳＡＰＯ−３４等であることが好ましい。また、ＳＡＰＯは、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＡｇまたはＶでイオン交換されたものであっても良い。また、ＭｅＡＰＯおよびＭｅＡＰＳＯの金属カチオンＭｅｎ＋は、例えば、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、およびＺｎ等のイオンであっても良く、同様にイオン交換されたものであっても良い。
【００５８】
前述のように、ＳＡＰＯのような「リン酸塩系のゼオライト」は、吸湿または乾燥により体積が変化する特性を有する。しかしながら、本発明では、各ハニカムユニット１３０同士は、従来のような接着層（接着材ペーストを乾燥、固化させたもの）で固定されてはいない。その代わり、本発明では、各ハニカムユニット１３０の間に、柔軟性（応力に対する追随性）を有するマット材１２０が設置されている。この特徴的な構成により、本発明では、水分の吸着または脱離によりハニカムユニット１３０の体積が大きく変化した場合であっても、各ハニカムユニット１３０間に、適正な結束力が維持される。従って、前述のような、従来の問題を回避することができる。
【００５９】
マット材１２０、および存在する場合、外周用マット材１５０（以下、これらをまとめて単に、「マット材（１２０、１５０）」と称する）は、第一の無機繊維の他、第一の有機バインダを有する。
【００６０】
マット材に含まれる第一の無機繊維は、例えば、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、またはムライト等の繊維が好ましい。また、マット材に含まれる第一の有機バインダには、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂などが使用でき、例えばアクリル系（ＡＣＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）樹脂等が好ましい。マット材は、さらに、第一の無機バインダを含んでも良く、無機バインダとしては、アルミナゾル、シリカゾル等が好ましい。
【００６１】
このようなマット材１２０、１５０は、例えば、ニードル処理法、抄造法等のプロセスで作製されていても良い。ただし、第一の無機繊維からなるマット材の製作方法は、当業者には広く知られているため、ここでは、これ以上説明しない。
【００６２】
なおマット材１２０、１５０の面圧は、０．３〜３．５ＭＰａの範囲であることが好ましい。
【００６３】
ここで、マット材１２０、１５０の「面圧」は、以下の方法により測定された値を意味する。
【００６４】
図５には、本発明に係るマット材１２０の「面圧」を測定するための面圧測定装置１１００を示す。面圧測定装置１１００は、略水平な試料保持台１１２０を備える門型の支柱１１３０で構成される。この装置１１００の中央（試料保持台１１２０の上部）には、荷重計測機能を備え、上下に昇降するクロスヘッド１１４０が設けられており、このクロスヘッド１１４０の下面側には、ステンレス鋼製の上部押さえ板１１５０が設置されている。この上部押さえ板１１５０には、変位計１１６０が取り付けられている。また試料保持台１１２０上には、ステンレス鋼製の下部受け板１１７０が設置されている。試験の際には、下部受け１１７０の内表面に、重量が既知のマット材１２０のサンプル１１８０が設置される。
【００６５】
このような装置１１００を用いて以下の方法により、面圧測定を行う。まずクロスヘッド１１４０は、サンプル１１８０と上部押さえ１１５０との間に僅かの隙間しか生じなくなくなる程度まで、予め下降させておく。この状態で、クロスヘッド１１４０を１ｍｍ／分の速度で下降させ、サンプル１１８０を圧縮し、サンプル１１８０の隙間嵩密度（以下、ＧＢＤという）が所定の値（例えば０．３５ｇ／ｃｍ３）となったときにサンプル１１８０に生じる荷重を測定する。
【００６６】
なおサンプル１１８０のＧＢＤは、（サンプル１１８０の重量）／（サンプル１１８０の面積）／（上部押さえ１１５０と下部受け１１７０の間隔）で求められる。得られた荷重をサンプル面積で除することにより、面圧（ｋＰａ）が求められる。
【００６７】
マット材１５０の場合も、同様の方法で面圧を測定することができる。
【００６８】
マット材１２０、１５０の面圧が０．３ＭＰａ未満の場合、ハニカム構造体１００のハンドリングの際、または使用中に、ハニカムユニット１３０が抜け落ちる可能性がある。また、マット材１２０、１５０の面圧が３．３ＭＰａを超えると、ハニカムユニット１３０が破損する危険性が高くなる。
【００６９】
また、マット材１２０、１５０のＧＢＤは、０．２ｇ／ｃｍ３〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましく、０．３ｇ／ｃｍ３〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲であることがより好ましい。
【００７０】
また、マット材１２０、１５０の厚さは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００７１】
マット材１２０、１５０、およびハニカムユニット１３０が結束された後のマット材１２０、１５０の厚さは、１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００７２】
このように構成されたハニカム構造体１００は、例えば、尿素タンクを有する尿素ＳＣＲシステムの触媒担体として使用することができる。この尿素ＳＣＲシステムに、排ガスが流通されると、尿素タンクに収容されている尿素が排ガス中の水と反応して、アンモニアが生じる（式（１））。
ＣＯ（ＮＨ２）２＋Ｈ２Ｏ  →  ２ＮＨ３＋ＣＯ２    式（１）
このアンモニアが、ＮＯｘを含む排ガスとともに、ハニカム構造体１００の一方の端面（例えば端面１１０）から、各セルに流入した場合、セル壁に含まれている「リン酸塩系のゼオライト」の触媒作用により、以下の式（２−１）および式（２−２）の反応が生じる。
４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２  →  ４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ    式（２−１）
８ＮＨ３＋６ＮＯ２  →  ７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ    式（２−２）
その後、浄化された排ガスは、ハニカム構造体１００の他方の端面（例えば端面１１５）から排出される。このように、ハニカム構造体１００内に排ガスを流通させることにより、排ガス中のＮＯｘを処理することができる。
【００７３】
（ハニカム構造体１００の構成）
次に、本発明によるハニカム構造体１００の構成について、より詳しく説明する。
【００７４】
（ハニカムユニット１３０）
以下、特に、ハニカムユニット１３０がＳＡＰＯを主体とする材料で構成される場合について説明する。
【００７５】
ハニカム構造体１００を構成するハニカムユニット１３０は、ＳＡＰＯ（リン酸塩系のゼオライト）に加えて第二の無機バインダを含む。さらに、ハニカムユニット１３０は、ＳＡＰＯ以外の無機粒子、および／または第二の無機繊維、および／または無機フレーク状物質を含んでも良い。
【００７６】
ハニカムユニット１３０に含まれる第二の無機バインダとしては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、白土、カオリン、モンモリロナイト、セピオライト、アタパルジャイト、ベーマイト等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
【００７７】
第二の無機バインダとしては、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイト、およびベーマイトからなる群から選択された少なくとも１種が望ましい。
【００７８】
ハニカムユニットには、強度補強材としての第二の無機繊維および／またはフレーク状物質が含まれることが好ましい。
【００７９】
ハニカムユニットに第二の無機繊維を加える場合、第二の無機繊維の材料としては、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウムまたはホウ酸アルミニウム等からなる群から選定された少なくとも一つが望ましい。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。第二の無機繊維としては、アルミナがより望ましい。
【００８０】
ここで、「無機フレーク状物質」とは、「無機繊維」とは異なり、鱗片状の形状を有する無機添加物を意味する。「無機フレーク状物質」は、厚さが０．２μｍ〜５μｍの範囲にあり、最大長さが１０μｍ〜１６０μｍの範囲にあり、アスペクト比（厚さ／最大長さの比）が３〜２５０の範囲が望ましい。なお、無機フレーク状物質の厚さおよび最大長さは、いずれも、ＳＥＭ写真から求めた平均値である。このうち、無機フレーク状物質の厚さは、無機フレーク状物質２０個について求めた平均値である。また無機フレーク状物質の最大長さは、無機フレーク状物質を（扁平）粒子に近似したときの最大直径を、無機フレーク状物質２０個について求めた平均値である。
【００８１】
ハニカムユニット１３０に含まれる無機フレーク状物質は、例えば、ガラスフレーク、雲母、アルミナフレーク、シリカフレーク、酸化亜鉛フレーク等からなる群から選定された少なくとも一つであることが好ましい。
【００８２】
このような無機フレーク状物質は、ハニカムユニット中において、長手方向に垂直な方向に、無機フレーク状物質の幅が無秩序に配向される傾向にある。従って、第二の無機繊維を添加した場合に比べて、ハニカムユニットの強度に対する方向依存性が小さくなり、ハニカムユニットの長手方向に垂直な方向の強度が向上する。
【００８３】
ハニカムユニットに含まれる無機粒子（ＳＡＰＯ等のリン酸塩系のゼオライト）の量について、望ましい下限は３０重量％であり、より望ましい下限は４０重量％であり、さらに望ましい下限は５０重量％である。一方、望ましい上限は９０重量％であり、より望ましい上限は８０重量％であり、さらに望ましい上限は７５重量％である。無機粒子（ＳＡＰＯ等のリン酸塩系のゼオライト）の含有量が３０重量％未満では、浄化に寄与する無機粒子（ＳＡＰＯ等のリン酸塩系ゼオライト）の量が相対的に少なくなる。一方、無機粒子（ＳＡＰＯ等のリン酸塩系のゼオライト）の含有量が９０重量％を超えると、ハニカムユニットの強度が低下する可能性がある。
【００８４】
ハニカムユニットに含まれる第二の無機バインダは、固形分として、５重量％以上含まれることが好ましく、１０重量％以上含まれることがより好ましく、１５重量％以上含まれることがさらに好ましい。一方、ハニカムユニットに含まれる第二の無機バインダの含有量は、固形分として、５０重量％以下であることが好ましく、４０重量％以下であることがより好ましく、３５重量％以下であることがさらに好ましい。ハニカムユニットに含まれる第二の無機バインダの量が５重量％未満では、製造したハニカムユニットの強度が低くなることがある。一方、ハニカムユニットに含まれる第二の無機バインダの量が５０重量％を超えると、原料組成物の成型性が悪くなることがある。
【００８５】
ハニカムユニットに第二の無機繊維または無機フレーク状物質が含まれる場合、第二の無機繊維および無機フレーク状物質の合計量について、望ましい下限は３重量％であり、より望ましい下限は５重量％であり、さらに望ましい下限は８重量％である。一方、望ましい上限は５０重量％であり、より望ましい上限は４０重量％であり、さらに望ましい上限は３０重量％である。第二の無機繊維および無機フレーク状物質の含有量が３重量％未満では、ハニカムユニットの強度向上の寄与が小さくなり、第二の無機繊維および無機フレーク状物質の含有量が５０重量％を超えると浄化に寄与するＳＡＰＯ（リン酸塩系のゼオライト）の量が相対的に少なくなる。
【００８６】
ハニカムユニット１３０のセル密度は、１５．５〜１８６個／ｃｍ２（１００〜１２００ｃｐｓｉ）の範囲であることが好ましく、４６．５〜１７０個／ｃｍ２（３００〜１１００ｃｐｓｉ）の範囲であることがより好ましく、６２．０〜１５５個／ｃｍ２（４００〜１０００ｃｐｓｉ）の範囲であることがさらに好ましい。
【００８７】
ハニカムユニット１３０のセル壁１２３の厚さは、特に限定されないが、強度の点から望ましい下限は、０．１ｍｍであり、浄化性能の観点から望ましい上限は、０．４ｍｍである。
【００８８】
なお、図３には示していないが、ハニカム構造体１００は、その外周面にコート層を有しても良い。なお、外周用マット材１５０が存在する場合、コート層は、ハニカムユニットの組立体１３５と外周用マット材１５０の間に設置される。
【００８９】
コート層は、前述のようなハニカムユニット１３０を構成する材料と同様の無機粒子、第二の無機バインダ、第二の無機繊維および／または無機フレーク状物質を含み、さらに第二の有機バインダを含むペーストを原料として形成される。コート層の最終的な厚さは、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。
（ハニカム構造体の作製方法）
次に、図６を参照して、本発明のハニカム構造体１００の製造方法の一例について説明する。図６は、本発明のハニカム構造体１００を作製する際のフロー図の一例を概略的に示した図である。
【００９０】
図６に示すように、本発明によるハニカム構造体１００は、所定の形状の複数のハニカムユニット成形体を作製するステップ（ステップＳ１１０）と、前記ハニカムユニット成形体を組み合わせて、所定の形状のハニカムユニット成形体の組立体を形成するステップであって、各ハニカムユニット成形体同士の間には、第一の無機繊維を含むマット材が介在されるステップ（ステップＳ１２０）と、前記ハニカムユニット成形体の組立体を焼成するステップ（ステップＳ１３０）と、を有する。
【００９１】
以下、各ステップについて説明する。
【００９２】
（ステップＳ１１０）
まず、ＳＡＰＯ（リン酸塩系のゼオライト）を含む無機粒子、および第二の無機バインダを主成分とし、さらに必要に応じて第二の無機繊維等を添加した原料ペーストを用いて押出成形等を行い、所定の形状の、複数のハニカムユニット成形体を作製する。
【００９３】
各ハニカムユニット成形体は、図４に示したような角柱状の形状を有する。あるいは、ステップＳ１２０以降でのハニカムユニット成形体の組立体の外周加工の工程を排除するため、ハニカムユニット成形体は、予め、複数の成形体を組み合わせた際に、丁度円柱状の組立体が得られるような形状に成形しても良い。
【００９４】
原料ペーストには、これらの他に第二の有機バインダ、分散媒および成形助剤を成形性にあわせて適宜加えても良い。第二の有機バインダとしては、特に限定されるものではないが、例えば、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、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂等から選ばれる１種以上の有機バインダが挙げられる。第二の有機バインダの配合量は、無機粒子、第二の無機バインダ、第二の無機繊維および無機フレーク状物質の合計１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましい。
【００９５】
分散媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、有機溶媒（ベンゼンなど）およびアルコール（メタノールなど）などを挙げることができる。成形助剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸およびポリアルコール等を挙げることができる。
【００９６】
原料ペーストは、特に限定されるものではないが、混合・混練することが好ましく、例えば、ミキサーやアトライタなどを用いて混合してもよく、ニーダーなどで十分に混練してもよい。原料ペーストを成形する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、押出成形などによってセルを有する形状に成形することが好ましい。
【００９７】
得られたハニカムユニット成形体を乾燥処理しても良い。乾燥に用いる乾燥機は、特に限定されるものではないが、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機および凍結乾燥機などが挙げられる。
【００９８】
（ステップＳ１２０）
次に、ステップＳ１１０で得られた各ハニカムユニット成形体を組み合わせて、所望の形状の（例えば、ハニカムユニットが縦横４個ずつ配列された）ハニカムユニット成形体の組立体を構成する。この際に、隣接するハニカムユニット成形体の間には、第一の無機繊維を含むマット材が介在される。
【００９９】
また、ハンドリング中に、ハニカムユニット成形体の組立体を構成する各ハニカムユニット成形体が相互に分離しないよう、各種処置が行われる。例えば、ハニカムユニット成形体の組立体の外周面に、リング状、紐状または帯状の締結手段を巻き回して、各ハニカムユニット成形体を固定しても良い。あるいは、マット材に接着剤を塗布しておき、これにより、各ハニカムユニット成形体同士を固定しても良い。さらに、各ハニカムユニット成形体の接合面に接着剤を設置しておき、これによりマット材を介して、成形体同士を仮留めしても良い。リング状、紐状、または帯状の締結部材としては、金属が好ましく、ステンレス鋼、銅、ニッケルアルミニウム、鉄等を使用することができ、特にステンレス鋼が好ましい。また、締結部材は、ハニカムユニット成形体の組立体の両端部付近の２箇所で締結することが好ましいが、締結部材の設置場所は、１箇所、または３箇所以上であっても良い。
【０１００】
次に、ハニカムユニット成形体の組立体の側面が所定の形状（例えば円柱状）になるように、ダイヤモンドカッター等を用いて、ハニカムユニット成形体の組立体を加工する。ただし、前述のように、ハニカムユニットの成形体を、これらを組み合わせて組立体としたときに、丁度所望の形状になるように成形しておいた場合、ハニカムユニット成形体の組立体の加工工程が省略できる。
【０１０１】
その後、組立体の加工された外周面には、第一の無機繊維からなるマット材が設置されても良い。
【０１０２】
この他、必要な場合、加工された組立体の外周面には、コート層が設置されても良い。
【０１０３】
コート層が設置される場合、組立体の外周面（加工面）にコート層用ペーストを塗布後、これを乾燥、固化させることにより形成される。
【０１０４】
なお、コート層が設置される場合、外周用のマット材は、コート層を形成した後に、組立体の外周面（すなわちコート層の表面）に設置される。
【０１０５】
一般に、ハニカムユニット成形体を焼成すると、第二の有機バインダが消失し、これにより、ハニカムユニットの強度が低下することが知られている。しかしながら、本発明による方法では、ハニカムユニット成形体が第二の有機バインダを含んだ状態で、組み立て等のハンドリング操作を行うことができる。従って、この方法では、ハニカムユニット成形体の組立体を構成する操作をより安定に行うことができる。
【０１０６】
（ステップＳ１３０）
次に、ハニカムユニット成形体の組立体が焼成される。焼成条件は、ハニカムユニットの成形体の組成にもよるが、６００〜１２００℃が好ましく、６００〜１０００℃がより好ましい。
【０１０７】
以上の工程により、本発明によるハニカム構造体を作製することができる。
【０１０８】
なお、外周用のマット材を設置する場合は、ステップＳ１２０のハニカムユニット成形体の外周部にマット材を設置して、外周部のマット材を締結してから、ステップＳ１３０のハニカムユニット成形体の焼成を行っても良い。
【０１０９】
また、ハニカムユニット成形体の焼成（ステップＳ１３０）を行った後に、外周部にマット材を設置しても良い。
【０１１０】
なお、上記説明では、所定の形状の複数のハニカムユニット成形体を作製するステップ（ステップＳ１１０）の後、前記ハニカムユニット成形体を組み合わせて、所定の形状のハニカムユニット成形体の組立体を形成するステップであって、各ハニカムユニット成形体同士の間には、第一の無機繊維を含むマット材が介在されるステップ（ステップＳ１２０）と、前記ハニカムユニット成形体の組立体を焼成するステップ（ステップＳ１３０）とが行われる場合を例に、本発明による方法を説明した。
【０１１１】
しかしながら、本発明は、このような態様に限られるものではない。
【０１１２】
例えば、ステップＳ１２０およびステップＳ１３０に替えて、
（ｄ）前記ステップＳ１１０の後、前記ハニカム成形体を焼成して、ハニカム焼成体を作製するステップと、
（ｅ）前記ステップ（ｄ）の後、前記ハニカム焼成体を組み合わせて、所定の形状のハニカムユニット焼成体を形成するステップであって、各ハニカムユニット焼成体同士の間に、第一の無機繊維を含むマット材が介在されるステップと、
を実施しても良い。
【０１１３】
この場合、前記ステップ（ｅ）は、さらに、前記ハニカム焼成体の組立体の外周面に、第一の無機繊維を含むマット材を設置するステップを有しても良い。
【０１１４】
なお、通常の場合、マット材は、第一の有機バインダを含んでいる。このため、ハニカムユニットを焼成してからハニカムユニット（ハニカムユニット焼成体）の組立体を組み立てる場合、その後、マット材の脱脂処理を行っても良い。
【０１１５】
ハニカム成形体を焼成した後に組み立てを行う方法ではなく、成形体の状態のハニカムユニットを用いて、組立体を構成する方法では、その後のマット材の脱脂工程と組立体の焼成処理とを一度にまとめて行うことができ、この方法では、より簡便で、低コストなハニカム構造体の製造方法を得ることができる。
【０１１６】
上記のように、本発明によるハニカム構造体の製造方法では、ハニカムユニットに体積変化が生じても、ハニカムユニット間に適正な結束力が維持されるハニカム構造体を提供することができる。
【実施例】
【０１１７】
以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
【０１１８】
（実施例１）
Ｃｕでイオン交換されたＳＡＰＯ粒子（平均粒子径２μｍ）４１ｗｔ％、アルミナ繊維６．４ｗｔ％、無機バインダ（ベーマイト）１１．８ｗｔ％、有機バインダ（メチルセルロース）５．０ｗｔ％、潤滑剤（オレイン酸）３．７ｗｔ％、イオン交換水３２．１ｗｔ％を混合、混練して混合組成物を得た。次に、この混合組成物を押出成形機により押出成形を行い、半径が６８ｍｍの扇形状（１／４円型）のハニカムユニットの成形体を４個作製した。
【０１１９】
次に、マイクロ波乾燥機および熱風乾燥機を用いてこれらのハニカムユニット成形体を十分乾燥させた。
【０１２０】
次に、乾燥したハニカムユニット成形体を７００℃で２時間焼成して、ハニカムユニット焼成体を得た。
【０１２１】
次に、これらの４個のハニカムユニット焼成体を、全長が１００ｍｍの円柱状のハニカムユニット焼成体の組立体が形成されるように組み立てた。この際に、各ハニカムユニット焼成体同士の間には、厚さ５ｍｍのマット材（以下、「介在マット材」と称する）を介在させた。ハニカムユニットの焼成体の組立体の外径は、１４３．８ｍｍであった。
【０１２２】
介在マット材には、アルミナ−シリカ繊維と、有機バインダ（ラテックス）とを含むものを使用した。
【０１２３】
さらに、このハニカムユニット焼成体の組立体の外周面全体に、外周用マット材を巻き回した。外周用マット材には、介在マット材と同一のものを使用した。
【０１２４】
このハニカムユニット焼成体の組立体を金属ケース内に装着した状態で、４００℃で１時間、脱脂し、実施例１に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。
【０１２５】
介在マット材および外周用マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）は、０．４ｇ／ｃｍ３とした。
【０１２６】
図７には、実施例１に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置７００の断面図を示す。また、図８には、排ガス浄化装置に含まれるハニカム構造体の斜視図を示す。図７および図８において、図３と同様の部材には、図３と同一の参照符号が付されていることに留意する必要がある。
【０１２７】
図７に示すように、排ガス浄化装置７００は、ハニカム構造体１００が装着された金属ケース７３０を有し、この金属ケース７３０には、排ガス入口７１２および排ガス出口７１４が設けられている。また、図８に示すように、実施例１に係るハニカム構造体１００は、図３のハニカム構造体（ハニカムユニット１３０の数が１６個のもの）に比べて、含まれるハニカムユニット１３０の数が４個になっている点が異なっている。
【０１２８】
（実施例２）
Ｃｕでイオン交換されたＳＡＰＯ粒子（平均粒子径２μｍ）４１ｗｔ％、アルミナ繊維６．４ｗｔ％、無機バインダ（ベーマイト）１１．８ｗｔ％、有機バインダ（メチルセルロース）５．０ｗｔ％、潤滑剤（オレイン酸）３．７ｗｔ％、イオン交換水３２．１ｗｔ％を混合、混練して混合組成物を得た。次に、この混合組成物を押出成形機により押出成形を行い、半径が６８ｍｍの扇形状（１／４円型）のハニカムユニット成形体を４個作製した。
【０１２９】
各成形体の全長は、１００ｍｍであった。
【０１３０】
次に、マイクロ波乾燥機および熱風乾燥機を用いてこれらのハニカムユニット成形体を十分乾燥させた。
【０１３１】
次に、これらの４個のハニカムユニット成形体を、全長が１００ｍｍの円柱状のハニカムユニット成形体の組立体が形成されるように組み立てた。この際に、各ハニカムユニット成形体同士の間には、厚さ５ｍｍの介在マット材を介在させた。ハニカムユニット成形体の組立体の外径は、１４３．８ｍｍであった。
【０１３２】
介在マット材には、アルミナ−シリカ繊維と、有機バインダ（ラテックス）とを含むものを使用した。
【０１３３】
さらに、この組立体の外周面全体に、外周用マット材を巻き回した。外周用マット材には、介在マット材と同一のものを使用した。
【０１３４】
このハニカムユニット成形体の組立体を金属ケース内に装着した状態で、７００℃で２時間、焼成し、実施例２に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した（図７、図８参照）。
【０１３５】
ハニカム構造体を構成するハニカムユニット（焼成されたハニカムユニット）において、セル壁１２３の厚さは、０．２５ｍｍであった。セル密度は、９３個／ｃｍ２であった。
介在マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）は、０．４ｇ／ｃｍ３とした。
【０１３６】
（実施例３）
実施例２と同様の方法により、実施例３に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この実施例３では、４個の成形体および介在マット材を組み合わせてハニカムユニット成形体の組立体を形成する際に、各ハニカムユニット成形体の介在マット材と接する部分に、両面テープを設置し、各成形体および介在マット材を仮留めした。また、ハニカムユニット成形体の組立体の外周面（すなわち外周用マット材の表面）に、針金を巻き回し、各ハニカムユニット成形体および介在マット材を固定した。その他の条件は、実施例２と同様である。
【０１３７】
（実施例４）
実施例２と同様の方法により、実施例４に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この実施例４では、４個のハニカムユニット成形体および介在マット材を組み合わせてハニカムユニット成形体の組立体を形成する際に、各成形体の介在マット材と接する部分に、厚さ０．５ｍｍの無機接着剤を設置し、各ハニカムユニット成形体および介在マット材を仮留めした。無機接着剤には、ゼオライトとシリカゾルからなるものを使用した。また、介在マット材の厚さは、４ｍｍとした。その他の条件は、実施例２と同様である。
【０１３８】
（実施例５）
実施例２と同様の方法により、実施例５に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した（図３参照）。ただし、この実施例５では、押出成形法により、４個の１／４型成形体の代わりに、１６個の四角柱状のハニカムユニット成形体を作製した。各成形体の縦、横、全長の寸法は、それぞれ、３４．３ｍｍ、３４．３ｍｍ、および１００ｍｍとした。
【０１３９】
また、ハニカムユニット成形体の組立体の外周面を、ダイヤモンドカッターを用いて加工し、外形が１４３．８ｍｍの円柱状のハニカムユニット成形体の組立体を形成した。さらに、この外周面に、外周用マット材を巻き回した。外周用マット材には、介在マット材と同一のものを使用した。その他の条件は、実施例２と同様である。
【０１４０】
セル壁１２３の厚さは、０．２ｍｍであった。また、セル幅は、０．６９ｍｍであった。成形体の開口率は、６０％であり、セル密度は、１２４個／ｃｍ２であった。
【０１４１】
（実施例６）
実施例１と同様の方法により、実施例６に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この実施例６では、介在マット材および外周用マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）は、０．３ｇ／ｃｍ３とした。
【０１４２】
（実施例７）
実施例１と同様の方法により、実施例７に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この実施例７では、介在マット材および外周用マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）は、０．５ｇ／ｃｍ３とした。
【０１４３】
（実施例８）
実施例１と同様の方法により、実施例８に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この実施例８では、介在マット材および外周用マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）は、０．２ｇ／ｃｍ３とした。
【０１４４】
（実施例９）
実施例１と同様の方法により、実施例９に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この実施例９では、介在マット材および外周用マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）は、０．６ｇ／ｃｍ３とした。
【０１４５】
（比較例１）
実施例１と同様の方法により、比較例１に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この比較例１では、各ハニカムユニット焼成体の間には、介在マット材の代わりに、厚さ２．０ｍｍの接着層用ペーストを設置した。また、ハニカムユニット焼成体の組立体の外周面には、厚さ約１．５ｍｍのコート層用ペーストを設置した。
【０１４６】
接着層用ペーストには、無機繊維１８．１ｗｔ％、β型ゼオライト粒子５９．１ｗｔ％、シリカゾル１４．２ｗｔ％（固形成分３０ｗｔ％）、有機バインダ（メチルセルロース）０．４ｗｔ％、撥水剤（ポリビニルアルコール）３．９ｗｔ％、界面活性剤３．９ｗｔ％、および発泡剤（アルミナバルーン）０．４ｗｔ％を混合、混練したものを使用した。
【０１４７】
コート層用ペーストには、接着用ペーストと同じものを使用した。
【０１４８】
接着層用ペーストおよびコート層用ペーストは、それぞれ、ハニカムユニット焼成体の組立体を４００℃で１時間保持することにより乾燥、固化させた。
【０１４９】
さらに、このハニカムユニット焼成体の組立体（ハニカム構造体）の外周面全体に、外周用マット材を巻き回した。この外周用マット材には、実施例１の介在マット材と同一のものを使用した。
【０１５０】
このハニカムユニット焼成体の組立体（ハニカム構造体）を金属ケース内に装着した状態で、４００℃で１時間、脱脂し、比較例１に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。
【０１５１】
（比較例２）
実施例１と同様の方法により、比較例２に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を作製した。ただし、この比較例２では、ハニカムユニットの成形体において、一部のセルの端部を、封止材ペーストで目封じした。目封じは、ハニカム構造体の第１の端面の側において、目封じされたセルのパターンが丁度市松模様になるように実施した。一方、ハニカム構造体の第２の端面の側においては、第１の端面の側が目封じされていないセルについて目封じを行った。従って、第１の端面から第２の端面まで貫通されたセルは、存在しない。封止材ペーストには、成形体の原料ペーストと同じものを使用した。その後、ハニカム成形体を焼成して目封じされたハニカム焼成体を作製した。その他の条件は、実施例１と同様である。
【０１５２】
（評価試験）
実施例１〜９、および比較例１、２で作製したハニカム構造体を含む各排ガス浄化装置を室温（２５℃）の大気中に放置した。
【０１５３】
２時間後に、実施例１〜９、および比較例１、２の各ハニカム構造体を金属ケースから取り外し、各ハニカム構造体を構成するハニカムユニット（ハニカムユニット焼成体）の状態（クラックまたはワレの発生）を観察した。
【０１５４】
上記評価試験を「放置試験」と称することにする。
【０１５５】
また、実施例１〜９、および比較例１、２で作製したハニカム構造体を含む各排ガス浄化装置を、室温（２５℃）の大気中に２時間放置した後、送風機を用いて２０リットル／秒の流速で、排ガス浄化装置中のハニカム構造体に空気を流通させた。
【０１５６】
１時間後に、各ハニカム構造体における、ハニカムユニット（ハニカム焼成体）のずれ濃霧を目視で観察した。
【０１５７】
ハニカム構造体の端面から、ハニカムユニット（ハニカム焼成体）がずれた距離が０．５ｍｍ未満の場合を位置ずれなしとする。
【０１５８】
上記評価試験を「流通試験」と称することにする。
【０１５９】
実施例１、および実施例６〜９で作製した各ハニカム構造体を含む排ガス浄化装置を用いて、風食試験を行った。
【０１６０】
風食試験は、各排ガス浄化装置を７００℃に保持した状態で、排ガス浄化装置の中のハニカム構造体の第１の端面側から、風圧０．４５ＭＰａの空気流を断続的に流通させることにより実施した。空気流は、０．５秒（流通）／１．０秒（遮断）の繰り返しサイクルで、排ガス浄化装置のハニカム構造体中に流通させた。試験時間は、３０分とした。
【０１６１】
風食試験に、ハニカム構造体の状態（ハニカムユニット（ハニカム焼成体）の位置ずれの有無）を、目視で観察した。
【０１６２】
ハニカム構造体の端面から、ハニカムユニットがずれた距離が０．５ｍｍ未満の場合を位置ずれなしとする。
【０１６３】
（評価結果）
表１には、評価試験の結果をまとめて示す。
【０１６４】
【表１】
2011125847.tif 000003
実施例１〜９は、放置試験でクラック等の以上は認められず、流通試験でハニカムユニットの位置ずれは認められなかった。比較例１は、流通試験でのハニカムユニットの位置ずれは生じなかったが、放置試験で接着層にクラックが生じていることが確認された。
【０１６５】
比較例２では、放置試験で、ハニカムユニットに、クラック等の異常は認められなかったが、流通試験では、一部のハニカムユニットにおいて、位置ずれが生じていることが確認された。
【０１６６】
比較例２に係るハニカム構造体は、セルが第１または第２の端部のいずれかで目封じされており、空気を流通させたときの圧力の影響により、位置ずれが発生したものと考えられる。
【０１６７】
また、実施例９に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置（マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）０．５ｇ／ｃｍ３）と、実施例８に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置（マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）０．２ｇ／ｃｍ３）の場合、風食が生じていることが観察された。具体的には、実施例８のハニカム構造体の風食試験後のハニカムユニットのずれた距離は、０．５ｍｍを超え、１ｍｍ以下であった。また、実施例９のハニカム構造体の風食試験後のハニカムユニットのずれた距離は、１ｍｍを超え、２ｍｍ以下であった。
【０１６８】
風食試験により、介在マット材がダメージを受け、ハニカムユニットの保持力が低下し、ハニカムユニットの位置ずれが発生することが考えられる。
【０１６９】
これに対して、実施例１に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置（マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）０．４ｇ／ｃｍ３）、実施例６に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置（マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）０．３ｇ／ｃｍ３）、および実施例７に係るハニカム構造体を含む排ガス浄化装置（マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）０．５ｇ／ｃｍ３）では、風食は認められなかった。具体的には、実施例１、６、７のハニカム構造体の風食試験後のハニカムユニットのずれた距離は、０．５ｍｍ未満であった。
【０１７０】
この結果から、耐風食性の観点からは、介在マット材の隙間嵩密度（ＧＢＤ）は、０．３ｇ／ｃｍ３〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましいと言える。
【符号の説明】
【０１７１】
１      従来のハニカム構造体
１１    第１の端面
１２    コート層
１３、２３  ハニカムユニット
１５    第２の端面
１６、２６  接着層
１００  本発明によるハニカム構造体
１１０  第１の端面
１１５  第２の端面
１２０  マット材
１２１、１２２  セル
１２３、１２４  セル壁
１３０  ハニカムユニット
１３５  ハニカムユニットの組立体
１５０  外周用マット材
７００  排ガス浄化装置
７１２  排ガス入口
７１４  排ガス出口
７３０  金属ケース
１１００  面圧測定装置
１１８０  サンプル。
【図１】
2011125847.tif 000004
【図２】
2011125847.tif 000005
【図３】
2011125847.tif 000006
【図４】
2011125847.tif 000007
【図５】
2011125847.tif 000008
【図６】
2011125847.tif 000009
【図７】
2011125847.tif 000010
【図８】
2011125847.tif 000011