(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な製造方法で、各種の仕様に対応したハニカム体、細長い孔を独立的に持つハニカム体や、大型化ができるハニカム体を製造する。【解決手段】セラミック長繊維で細長い筒状の紐体を形成し、この紐体に高分子樹脂液を含浸させた後、この紐体を平行に配列して素材シート２０を形成し、更にこの素材シート２０を複数枚積層した状態で圧縮して個々の紐体に断面変形を与えると共に、一体的に集合した素材シート積層体とした後、高温で焼成して前記高分子樹脂を無機化させ、紐体の集合体により平行して配列されたセルを形成するセラミックハニカム体の製造方法。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック長繊維で細長い筒状の紐体を形成し、この紐体に高分子樹脂液を含浸させた後、この紐体を平行に配列して素材シートを形成し、更にこの素材シートを複数枚積層した状態で圧縮して個々の紐体に断面変形を与えると共に、一体的に集合した素材シート積層体とした後、高温で焼成して前記高分子樹脂を無機化させ、紐体の集合体により平行して配列されたセルを形成させることを特徴とするセラミックハニカム体の製造方法。        
【請求項２】
前記セラミック長繊維からなる細長い筒状の紐体の中空部に支持部材が充填されており、この支持部材は圧縮工程で前記紐体の内部を支持し、焼成の際に形態を喪失して空洞を形成できる素材で構成されていることを特徴とする請求項１記載のセラミックハニカム体の製造方法。
【請求項３】
セラミック長繊維からなる筒状の紐体を複数本、平行してシート状に集合させた状態で高分子樹脂液を含浸させ、この樹脂処理させた紐体シートを回転マンドレル上に複数回巻取り、このマンドレル上の紐体シートを所定の長さに切断して素材シートを形成し、更に、この素材シートを複数枚重ねた状態で、少なくとも表裏の二面より圧縮することによって個々の紐体の断面に変形を与えると共に集合した素材シート積層体を成形した後、この素材シート積層体を高温で加熱して前記樹脂を無機化すると共に、素材シート積層体を構成している紐体を空洞化させてセルを形成させることを特徴とするセラミックハニカム体の製造方法。
【請求項４】
セラミック長繊維からなる筒状の紐体を平行に配置してシート状に集合させた状態で高分子樹脂液を含浸させて紐体シートを形成し、この紐体シートと高分子樹脂液を含浸させた短繊維シートとを積層して回転マンドレル上に巻取り、このマンドレル上の紐体シートと短繊維シートの積層体を所定の長さに切断して素材シートを形成し、この素材シートを複数枚重ねた状態で、少なくとも表裏の二面より圧縮して個々の紐体の断面を偏平化して素材シート積層体を成形し、
次いで、この素材シート積層体を高温で焼成して前記樹脂を無機化すると共に素材シート成形体を構成している紐体を空洞化させてセルを形成することを特徴とするセラミックハニカム体の製造方法。
【請求項５】
セラミック長繊維からなる筒状の紐体を形成する前記セラミック長繊維は、高温処理により炭化された高分子樹脂により接合されており、この紐体により多孔質の壁面を持ち、互いに平行して配列されているセルを形成し、更に気相蒸着法によりハニカム体を構成する繊維の表面に炭化珪素皮膜が形成されていることを特徴とするセラミックハニカム体。    
【請求項６】
セラミック長繊維からなる筒状の紐体を形成する前記セラミック長繊維は、高温処理により炭化された高分子樹脂により接合されており、紐体により多孔質の壁面を持ち、互いに平行して配列されているセルを形成し、更に気相蒸着法によりハニカム体を構成する繊維の表面に炭化珪素皮膜を形成して高温ガスの通路を形成したことを特徴とする高温ガスの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック繊維を使用したハニカム体の製造方法とこれを使用した高温ガスの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、特にディーゼルエンジンを搭載したトラックより排出される排気ガス中に含まれる微粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためにディーゼルエンジンパテキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が多数の自動車メーカー等により開発され、更にこれの応用として液体燃料を低ＮＯｘの状態で燃焼させる触媒付燃焼器にセラミックハニカム体が使用されている。
【０００３】
このハニカム体は、コーディライトや炭化珪素系のセラミック粉末からなる配合物をハニカム状に押出成形して断面角型の貫通孔を平行して形成したもの、更にこれに一つ置きに目詰めをしたものを焼成したものが使用されている。また、小型のハニカムを接合して組立てたハニカム体も使用されている。
【０００４】
この種のセラミックから成るハニカム体は繊細な薄板構造の精密部品であり、従って製造価格が高価である。また、薄い壁板で仕切ってハニカムのセルが形成されている上に、セラミックそのものが脆くて割れ易く、振動や衝撃に弱い。また大型のブロックを成形しようとすると、焼成工程で均一な特性のものが出来ない上に、焼成中に変形し易く、更に脆いことから大型のものを製造することが出来ないという欠点があった。また、焼結コージュライト製ハニカム体の場合は、耐熱性が悪く、自動車の排気ガス処理用のフィルタとしては適していない。
【０００５】
前記のように形成されたセラミック製のハニカム体の表面に触媒を担持させて燃焼器などにする場合は、その触媒がハニカムセルの壁面（表面）にのみ担持されることになる。従って、触媒効率を上げるために比表面積を大きくするにはセル数を増やす必要があるが、このハニカム体は構造が微細化するために製造が一層困難となる。
【０００６】
実用的で比較的大型のフィルタとしては、炭化珪素繊維からなるフエルトを使用し、蛇腹状に折り曲げた構造の装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、繊維紙もしくは有機フィルムを積層原紙とし、これに多数の孔を配列させた図形の開孔部を設け、この原紙多数枚を糊または熱硬化性樹脂接着剤を介して積み重ね、各孔の中心が螺旋を描くようにした積層成形体を燻焼炭化した螺旋ハニカム構造体が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
更に、セルローズ系薄紙や熱硬化性樹脂系の繊維紙、またはフィルムなどを使用した薄壁ハニカム状炭化珪素セラミックのハニカム体も提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平８−１０５３１６号公報
【特許文献２】特開平１０−２４９９６７号公報
【特許文献３】特開平８−１８８４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載されたフィルタは、セラミック不織布あるいは繊維からなるフエルトの両側に耐熱性金属からなる金網を配置し、この積層物を蛇腹状に折り曲げてフィルタとしたものであり、これは通気性が大きく、しかも大面積のものを簡単に製造できる点において優れている。しかし、脆い性質を持つ炭化珪素繊維をランダムに配置してフエルト状にしたものであり、繊維同士が結合しておらず、高速で通過する高温のガスと接触して振動が与えられると、繊維同士が接触している部分が磨耗して折損し、折損した繊維が高温ガスと共に流出し、フエルト状物が薄くなり、濾過効果が低下し、耐久性が劣る欠点がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載された発明は、繊維紙や有機質フィルムを積層原紙とし、これに多数の所定の形状と寸法を持つ孔を開口したものを、所定の角度で位置をずらしながら積層して行くものであるので、加工性が極めて悪い。その上に開口率が低いことから処理できる排気ガスの量も少なく、振動や衝撃が作用する自動車のフィルタとして使用するには問題がある。
【００１１】
更に、特許文献３に記載された薄壁ハニカム状炭化珪素セラミックは、セルローズ系薄紙、熱硬化性樹脂性系の繊維紙又はフィルムなどの有機質シート材料を使用してハニカム状の成形体を作り、これを非酸化性雰囲気中で焼成して炭素質の薄壁ハニカム状成形体とし、更に、このハニカムの内外表面に化学反応蒸着法により炭化珪素微結晶を析出させるものである。
【００１２】
このハニカム状成形体は平板状の繊維紙と、この繊維紙を蛇腹状に成形したものを積層してこれらを接着する工程が必要であり、両者の接着状態が悪いとコアを個々に形成することができず、フィルタとして機能しないものとなる。また、微細なコアを形成する際には繊維紙で微細な蛇腹を成形し、これと平板状の繊維紙と接着しなければならないが、蛇腹の部分と平板の部分との接点が極めて細く、しかも長いものになると正確に接着することが出来ない。
【００１３】
本発明は、コーディライトや炭化珪素系のセラミック粉末からなる配合物をハニカム状に押出成形して断面角型の貫通孔を平行して形成したセラミックハニカム体の製造コストが高価である問題と、大型化できず、しかも脆くて耐久性に問題がある点を解消するものである。
【００１４】
また、特許文献１のように、大型化が可能であるが耐久性に劣るという問題点と、更に、特許文献２のように製造方法が極めて煩雑で、特に各種の仕様に対応したハニカム体を製造することができないという問題点と、更に、特許文献３のようにガスを通過させる多数の細長い孔を独立的に配列したハニカム体の製造が困難であるという各種の問題点を解消し、細長いセルを簡単に形成でき、大型化が可能で、耐久性のあるセラミックハニカムの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するための本発明に係るセラミックハニカムの製造方法は、次のように構成されている。
【００１６】
１）セラミック長繊維で細長い筒状の紐体を形成し、この紐体に高分子樹脂液を含浸させた後、この紐体を平行に配列して素材シートを形成し、更にこの素材シートを複数枚積層した状態で圧縮して個々の紐体に断面変形を与えると共に、一体的に集合した素材シート積層体とした後、高温で焼成して前記高分子樹脂を無機化させて紐体の集合体により平行して配列されたセルを形成させることを特徴としている。
【００１７】
２）前記セラミック長繊維からなる細長い筒状の紐体の中空部に支持部材が充填されており、この支持部材は圧縮工程で前記紐体の内部を支持し、焼成の際に形態を喪失して空洞を形成できる素材で構成されていることを特徴としている。
【００１８】
３）セラミック長繊維からなる筒状の紐体を複数本、平行してシート状に集合させた状態で高分子樹脂液を含浸させ、この樹脂処理させた紐体シートを回転マンドレル上に複数回巻取り、このマンドレル上の紐体シートを所定の長さに切断して素材シートを形成し、更に、この素材シートを複数枚重ねた状態で、少なくとも表裏の二面より圧縮することによって個々の紐体の断面に変形を与えると共に集合した素材シート積層体を成形した後、この素材シート積層体を高温で加熱して前記樹脂を無機化すると共に、素材シート積層体を構成している紐体を空洞化させてセルを形成させることを特徴としている。
【００１９】
４）セラミック長繊維からなる筒状の紐体を平行に配置してシート状に集合させた状態で高分子樹脂液を含浸させて紐体シートを形成し、この樹脂処理された紐体シートと高分子樹脂液を含浸させた短繊維シートとを積層して回転マンドレル上に巻取り、このマンドレル上の紐体シートと短繊維シートの積層体を所定の長さに切断して素材シートを形成し、この素材シートを複数枚重ねた状態で、少なくとも表裏の二面より圧縮して個々の紐体の断面を偏平化して素材シート積層体を成形し、次いで、この素材シート積層体を高温で焼成して前記樹脂を無機化すると共に素材シート成形体を構成している紐体を空洞化させてセルを形成することを特徴としている。
【００２０】
５）本発明にかかるハニカム体は、セラミック長繊維からなる筒状の紐体を形成する前記セラミック長繊維は、高温処理により炭化された高分子樹脂により接合されており、紐体は多孔質の壁面を持つセルを形成し、このセルは互いに平行して配列されており、更に気相蒸着法によりハニカム体を構成する繊維の表面に炭化珪素皮膜が形成されているいることを特徴としいる。
【００２１】
６）本発明にかかる高温ガスの処理装置は、セラミック長繊維からなる筒状の紐体を形成する前記セラミック長繊維は、高温処理により炭化された高分子樹脂により接合されており、多数紐体により多孔質の壁面を持つセルを互いに平行して配列して配列されており、更に気相蒸着法によりハニカム体を構成する繊維の表面に気相蒸着法により炭化珪素の皮膜が蒸着されているセラミックハニカム体からなる高温ガスの通路を形成したことを特徴としている。  
【００２２】
請求項１〜４に記載された発明のセラミックハニカム体は、炭化された高分子樹脂の結合力が弱く耐酸化性が劣り、これを改善するために、また、繊維の耐酸化性を向上させるために気相蒸着法により、繊維の表面にＳｉＣ層を被覆形成しておく必要がある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかるセラミックハニカム体の製造方法は、セラミック長繊維を使用して細長い筒状の紐体を形成する。そして、この紐体に高分子樹脂液を含浸させた後、この紐体を平行に配列して素材シートを形成する。更に、この素材シートを多数枚積層し、この積層されたシートを上下面より圧縮することによって個々の紐体に断面変形を与えて扁平化しながらこれらのシートの積層体を一体化させて素材シート積層体とする。
【００２４】
次に、この素材シート積層体を高温で焼成して前記高分子樹脂を無機化させると共に、多数の筒状の紐体の壁面をセルとし、このセルを平行して多数本が配列して形成されたセラミックハニカム体を製造するものである。
【００２５】
つまり、セラミック長繊維を使用してハニカム体の基本構造であるセルを形成するための筒状の紐体を編組によって形成し、この紐体を簾のようにシート状に配列させ、更にこのシートを複数枚積み重ねた状態で全体を圧縮する。すると、円形断面の筒状の紐体は互いに押し合って偏平化されながら一つの塊ないし一枚の板状になる。
【００２６】
次いで、この塊或いは板の状態で焼成することによって、前記高分子樹脂によってセラミック繊維同士が接合されてハニカム体を形成することになる。その場合、前記筒状の紐体によって多孔質の壁面を持つセルが形成され、紐体が整列されたシートと共に積層されるセラミック短繊維からなるフエルト状物によって、多孔質のガスが通過できる空間を任意の厚さのものに形成できるのである。
【００２７】
本発明にかかるハニカム体は、セラミック長繊維及び気相蒸着法によりコーティングされたＳｉＣを主体として構成されていることから、耐熱性と耐衝撃性、そして更に耐蝕性に優れている。このようにハニカム体を形成することにより任意の寸法の多孔質体とすることができる。
【００２８】
本発明によるセラミックハニカム体は、従来の押出し成形によるハニカム体のように脆くはなく、従って、簡単に大型のものも製造できるのである。
【００２９】
更に、セラミック長繊維を取り扱うので、繊維としての加工ができることから著しく加工性に優れており、大きさ、形態、構造に変化を与えることが可能であり、安価に大型のＤＰＦや触媒反応器などを簡単に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は各種のセラミック繊維からなる筒状の紐体１（スリーブ）を示すもので、（Ａ）は同紐体１の側面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は横断面図である。また、（Ｄ）は内部に支持体を配置した芯鞘状の紐体の縦断面図を示している。
【００３１】
そして、この筒状の紐体１を構成している素材は、炭化珪素系で、例えば、直径が１１μｍ、８００フィラメント２（連続繊維）からなる糸条３（ヤーン）を原料として使用し、図示しない紐編み機の細い直径のマンドレルの周囲に交差状に、組紐のように巻き付けることによって紐体１を製造する。
【００３２】
セラミック繊維２（糸条３）は、紐体１の軸線に対して約４５°の角度で交差して外径ｄが３ｍｍ程度の組紐状に捲かれている。この構造の紐体１においては、図（Ａ）に示すように約１ｍｍの目開き４（菱形状の開口、あるいは孔）が形成されている。
【００３３】
前記のように形成された紐体１は、セラミック繊維が硬く、滑り易いこともあって、そのままでは組織がルーズであり、後続の処理工程では取り扱いができない。そこで、例えば、エポキシ樹脂と有機溶剤との混合体のような高分子樹脂の液に浸漬処理した後、これを乾燥雰囲気中において筒状を保持しながら乾燥させるか、あるいは乾燥工程で半乾燥状態として柔軟性を与えて取扱い易いものとしておく。
【００３４】
図１（Ａ）に記載された組紐状に形成された紐体１は、中空状あるいは薄いパイプのようなものであり、セラミック繊維の交差部分を接合するために、前記のようにエポキシ樹脂などの高分子樹脂液の処理によってセラミック繊維同士を付着させ、筒状体全体として柔軟性が与えられる。
【００３５】
しかし、中空状に編まれたものは圧縮力に弱く、簡単に偏平状となり、正確なハニカムの形状とすることは困難を伴う。そこで、圧縮力に耐えるために、（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように芯材５の上に前記のようにセラミック繊維２を巻き付けて芯鞘体１ａを形成する。
【００３６】
高分子樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを使用できる。また、溶液としては、トルエン、キシレン、スチレンモノマー、アセトンなどを使用できる。
【００３７】
この芯材５としては、ナイロン、レーヨンのような有機繊維束あるいはポリ乳酸繊維などの生分解性繊維であり、アセトンなどの薬剤処理または１５０〜８００℃の高温での酸化処理や無機化処理で分解したり、溶けてなくなる性質のものを使用すると良い。
【００３８】
前記図１（Ａ）〜（Ｄ）に示した紐体１あるいは芯鞘体１ａは、（Ａ）に示すように繊維２が交差して菱形の目開き４（間隙、孔）が形成されることになる。従って、この目開き４の大きさによっては、後の処理中に目ずれを発生して筒の状態を保持できなくなることがでるので、（Ｅ）に示すように有機繊維の短繊維６を、合成樹脂溶液の含浸処理の際に、この目開き４の部分に充填することによって目ずれを防止する処理行っておくこともできる。
【００３９】
図２及び図３は、セラミック繊維２の交差部分８に高分子樹脂の溶液を使用した含浸処理の際に樹脂が付着し、これが無機化工程で炭化してカーボン７となり、交差する繊維２，２同士を固着させている状態を示している。
【００４０】
本発明におけるセラミック繊維とは、高温と酸化雰囲気に耐える材料を意味し、セラミックハニカム体の用途によってポリカルボシランを素材として焼成した炭化珪素繊維、炭素繊維、アルミナ・シリカ繊維などを使用できるが、一般的には炭化珪素系のものが耐熱性と耐蝕性の観点から適している。
（実施例１）
セラミック繊維として前記のように、直径が１１μｍ、８００フィラメントの炭化珪素繊維を使用し、特殊編組機を使用して図１〜図３に示す筒状の紐体１（通常ない芯鞘体１ａを使用する）を製造し、この紐体１を図示しないボビンに巻いてこれをクリールに支持させ、所定本数を平行な状態で引き出しながら図４に示す積層装置１０に供給し、タンク１２内に収容されている高分子樹脂溶液１３中に浸漬してコーティング処理を行い、絞りロール１４の部分で所定の速度で引き取りながら余分の樹脂液を絞って必要な樹脂量とした後、偏平な回転マンドレル１５上に平行に配列した状態で巻き取る。この紐体１を回転マンドレル１５上に巻き取る段数は、セラミックハニカムの構造にも関係するが、通常は２〜５段の範囲で選定される。
【００４１】
図５に示すように回転マンドレル上１５上に紐体１の集合体であるシート１Ｓ（素材シート）のみを重ねて配列するのは基礎的な技術であるが、紐体１のシート１Ｓと多孔質シート１６を積層して多孔質な壁の厚さを調整することができる。具体的には、図４の矢印Ｓの部分に多孔質シート１６を供給積層して二枚重ね（あるはそれ以上に重ねた）の状態で樹脂液１３に浸漬処理を施すのがよい。この多孔質シート１６はハニカムを形成するセルの壁の厚さを調節する機能をもち、また、フィルタの場合はガスが通過する際の抵抗や捕捉するＰＭなどの大きさを調節する機能を持つものである。
【００４２】
また、紐体シートＳ１の上下面に多孔質シートを積層する場合には、図６に示すように紐体１を配列した紐体シートＳ１（この構造の場合は紐体１の間に間隙が形成される）の下側に、波形に形付けた多孔質シートＳ２を供給すると共に、上側に平板状の多孔質シートＳ３を積層することによって紐体１の周囲が多孔質シートで囲まれた状態となり、セラミックハニカムとしての濾過あるいはガスとの接触能力を大きく向上させることができる。
【００４３】
次に、本発明にかかるセラミックハニカムを製造する際の原理について説明する。
【００４４】
図４によって回転マンドレル１５上に複数本の紐体１を配列した紐体シートＳ１（素材シート）を所定の段数だけ巻き取ったならば、矢印ｅで示す部分あるいは適当に定めた部分を切断機によって切断して紐体シートＳ１とする。また、図５に示すような断面が四角形の回転マンドレル１４ａを使用した場合は、その角部を切断することで同一の長さの紐体シート１Ｓを４枚同時に効率的に製造することができる。
【００４５】
図７（Ａ）は多数本の紐体１が横一列に配列された紐体シートＳ１（素材シート）を、下型１７と上型１７ａで形成される穴部に充填した状態を示している。この状態における紐体１として芯鞘体１Ａを使用している。そして（Ｂ）のようにプレス型１８を矢印のように押圧すると、芯鞘１Ａは下型１７と上型１７ａとプレス型１８との間の空間１９内で所定の圧力で押圧され、その結果、断面が円形であった芯鞘体１Ａが角形の紐体である芯鞘体１ｂに変形してハニカムの原型が形成されることになる。
【００４６】
図８は、図５の回転マンドレル１４ａ上に紐体シート１Ｓと多孔質シート１６を３層に積層した素材シート２０の断面を示しており、前記のように四角形の回転マンドレル１４ａを使用した場合には一度に４枚の素材シート２０が製造できる。勿論、素材シート２０を形成する回転マンドレル１４ａが五角形や六角形の場合には、その面の数だけの枚数の素材シート２０を一度に製造できる。
【００４７】
このようにして製造した積層構造の素材シート２０を、図９に示すように必要とする枚数だけ金型２２内に収容し、プレス型１８ａで押圧すると、図７（Ａ）の円形断面であった紐体１、芯鞘体１ａが一挙に（Ｂ）のように角形の紐体１ｂ（素材シート積層体２０）に変形する。
【００４８】
図７（Ｂ）あるいは図９に示す紐体シート１Ｓを、アルゴンガスなどの不活性雰囲気で焼成して芯鞘状の紐体１Ａの芯部である支持体５を溶融除去あるいは蒸発すると、図１０に示すハニカム体２５を製造することができる。この図のセラミック繊維からなるセルＣは、芯鞘体１ａ（図１Ｄ，Ｅ）の鞘部が残った四角形の枠部で形成されている。
【００４９】
また、図１１に示すハニカム体２５ａは、図６に示した構造の素材シート２０ａを使用してプレスしたものを焼成して完成したものである。また、図１２に示すハニカム体２５ｂは図８に示す素材シート２０を焼成して完成したものである。
【００５０】
また、図１０のハニカム体２５は紐体１あるいは芯鞘体１ａからなる素材シートを積層し押圧した素材シート積層体を焼成して完成したもので、セルＣの壁はセラミックの長繊維で構成されており、比較的薄い壁である。これに対して図１１及び図１２に示す多孔質シートを積層したものは、セラミックの長繊維とセラミック短繊維からなる多孔質シートからなる壁で形成されており、この多孔質シートの性質と厚みなどの関係から、壁の厚さとガスが通過する際の抵抗特性や触媒の保持特性を調整することが可能である。
【００５１】
前記のような処理工程により製造されたハニカム体２５、２５ａ、２５ｂは、耐衝撃性、耐熱性に優れているが、更に耐蝕性を向上させるために気相蒸着法によりＳｉＣ層を繊維の表面にコーチィング処理する。
（実施例２）
１）連続繊維層
原料繊維として炭化珪素形繊維（直径１１μｍ、８００フィラメントのヤーン）を使用し、この繊維を組紐機で編組して芯鞘状の図１（Ｄ）に示す紐体１ａ、即ち、スリーブを完成した。この紐体１ａの目開きは１ｍｍであり、繊維２の配向角度は、紐体１ａの長さ方向に対して（＋・−４５°）に調整した。得られた紐体１ａの外径は３ｍｍであった。
【００５２】
前記工程によって製造された紐体１ａが幅方向に６４本、各紐体が接触する状態に配列して紐体シートＳ１を形成し、これを「エポキシ樹脂＋有機溶剤」の処理液に浸漬して処理液を含浸させた。また、これと同時に下記構成の多孔質シート１６を積層させて図５に示す回転マンドレル１４ａ上に５層を重ねて巻き取って素材シート２０を形成した。
２）多孔質層
繊維として炭化珪素形繊維（直径１１μｍ、長さ３ｍｍの切断繊維）を使用して、目付け重量が６０ｇ／ｍ2 の不織布を製造した。この不織布を図５あるいは図８に示すように紐体シートＳ１に積層した状態で「エポキシ樹脂＋有機溶剤」の処理液に同時に浸漬して処理液を含浸させ、次いで押圧ローラで余分な樹脂液を絞り出し、そして回転マンドレル１４ａ上に巻き取り安定させた。
【００５３】
そしてマンドレル１４ａの角部より切断して厚みのある４枚の素材シート２０が積層された素材シート積層体（図８参照）を形成し、次いでこれを半硬化状態に乾燥させた。この樹脂処理した素材シートＳ１は柔軟であり、従ってこれの取り扱いは全く問題がなかった。
３）成形・焼成加工
次に、回転マンドレル１４ａの４面から５層構成の素材シートＳ１（紐体シート）と多孔質シート１６からなる素材シート２０を切り出した（図８）。そして図９に示すプレス装置２３の金型２２内に２８枚の素材シート２０を積層して充填した後、プレス型１８ａで押圧して、図７（Ａ）〜（Ｂ）に示すように紐体１ａを偏平状態で一体化して、厚さが３０ｍｍ、縦横の幅が１００ｍｍの板状体、即ち、ブロック状の素材シート積層体２０Ａを完成した。
【００５４】
次に、このブロック状の素材シート積層体２０Ａを８００℃でアルゴンガス中で加熱処理して繊維の層中に含浸されていた樹脂を無機化した。この無機化されたハニカム体を顕微鏡で拡大したものを図１２に示している。この構造の素材シート積層体２０Ａを焼成したハニカム体２５ｂの場合、セルＣの上下面には多孔質層ｔが形成されている様子が示されている。
４）ＣＶＤ加工
前記工程で完成されたハニカム体（２５，２５ａ，２５ｂ）に対してＣＶＤ加工法（化学気相蒸着法）により炭化珪素を、前記ハニカムを構成するセルＣの内面と、壁を形成している繊維集合体の部分にコーティング処理した。この処理の状態を顕微鏡検査すると、連続繊維表面（セルの内壁面）の５０ヶ所で、平均膜厚４０μｍの炭化珪素が付着していることが確認された。
５）仕上げ加工
前記工程で製造された炭化珪素をコーティング処理したハニカム体（２５，２５ａ，２５ｂ）の両端面を研削加工してセル数が１平方インチ当たり１００個の厚板状のハニカム厚板２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを完成した。また、炭化珪素形繊維（直径１１μｍ、長さ３ｍｍの切断繊維）多孔質層からなる厚板２７Ａ，２７Ｂを完成した。
【００５５】
そして前記ハニカム厚板２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃと多孔質層からなる厚板２７Ａ，２７Ｂを使用して縦横が２０ｍｍ、長さが２００ｍｍの角型のハニカム体からなる液体燃料等の低ＮＯｘ燃焼器２８を完成した。
【００５６】
この低ＮＯｘ燃焼器２８を出力が１０００ｋＷのガスタービンの燃焼器に組み込んで、灯油を燃料として燃焼させた場合、排気ガス中のＮＯｘは１８ｐｐｍ（Ｏ2 ：０％）であった。また、この燃焼器を１０００時間連続的に作動させてハニカム体の変化の様子を調査したが、破損は認められなかった。
【００５７】
なお、従来の燃焼器を使用した同型のガスタービンにおいて同様な燃料を使用して燃焼させた場合の排気ガスのＮＯｘは５４〜７３ｐｐｍであり、本発明に係るセラミックハニカムを使用した燃焼器のほうが低ＮＯｘ性が優れていることが分かった。
（実施例３）
１）連続繊維層
原料繊維として炭化珪素系繊維（直径８μｍ、８００フィラメントのヤーン）を使用し、この繊維を組紐機で編組して芯鞘状の図１Ｄに示す紐体１ａ、即ち、スリーブを完成した。この紐体１ａの目開きは１ｍｍであり、繊維２の配向角度は、紐体１ａの長さ方向に対して（＋・−４５°）に調整した。得られた紐体１ａの外径は２．３ｍｍであった。
【００５８】
前記紐体を実施例１の高分子樹脂（エポキシ樹脂＋有機溶剤）に含浸させ、これを半硬化させた。
２）多孔質層
原料繊維として炭化珪素系繊維（直径８μｍ、長さ３ｍｍの切断繊維）を使用して、目付け重量が３４ｇ／ｍ2 の不織布を製造した。この不織布を前記と同様に高分子樹脂（エポキシ樹脂＋有機溶剤）に含浸させ、これを半硬化状態に乾燥させた。
３）成形・樹脂硬化
図６に示すように不織布を使用した波板に多孔質シートＳ２を成形し、これを前記高分子樹脂による樹脂の含浸処理を行い、半硬化状態に乾燥させた。この多孔質シートの波のピッチは３．２ｍｍ、波の高さは３．２ｍｍ、波の数は６４であった。
【００５９】
この波板からなる多孔質シートＳ２を使用し、その谷部に前記（Ａ）に記載した紐体１ａを配置し、更にこの多孔質シートＳ２の上下面に（ｂ）の多孔質層からなる多孔質シートＳ３を貼り付けて積層して素材シートを構成し、この素材シートを幅２００×長さ２００ｍｍに切断し、これを８０枚重ねてプレス装置で押圧して前記紐体１ａに断面変形を与えて一体化した。そして樹脂を硬化させて厚板を製造した。
４）樹脂の無機化・ＣＶＤ処理
前記厚板を８００℃のアルゴンガス中で樹脂を無機化した。その後、化学気相蒸着法により炭化珪素をコーティング（連続繊維表面の５０ヶ所での平均膜厚は３２μｍ）した。５）機械加工・ハニカム体の組み立て
前記のように構成された連続繊維からなるブロックを切断・研削して、２００×２００×Ｌ２００ｍｍのハニカム体からなるガス処理装置を完成した。このガス処理装置は排ガス処理装置として、また、液体燃料の燃焼装置として使用することができた。
【００６０】
本発明によれば、耐熱性に優れ、割れにくく信頼性の高いハニカム体を低コストで製造することができ、これを応用して高温の燃焼ガスあるいは排ガスを処理する装置を製造することが可能となり、大気環境を保全できる装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（Ａ）は紐体の正面図、（Ｂ）は同断面図、（Ｃ）は同側面図である。
【００６２】
また、（Ｄ）は芯材を内部に入れた芯鞘状の紐体の断面図、（Ｅ）は短繊維を使用した芯鞘状の紐体の断面図である。
【図２】連続繊維の接合部分の断面図である。
【図３】連続繊維の交差部部分の拡大図である。
【図４】樹脂を含浸させてシート状に巻き取り積層する工程の説明図である。
【図５】紐体シートをマンドレル上に巻き取る工程の説明図である。
【図６】紐体の両面に多孔質シートを積層する工程の説明図である。
【図７】（Ａ）は芯鞘状の紐体シートをプレス装置に充填した様子を示す拡大断面図、（Ｂ）は紐体シートが圧縮されている様子を示す拡大断面図である。
【図８】マンドレル上の素材シートの断面図である。
【図９】多数枚の素材シートをプレス装置でプレスして素材シート積層体を製造している様子の説明図である。
【図１０】ハニカム体の拡大断面図である。
【図１１】ハニカム体の拡大断面図である。
【図１２】ハニカム体の拡大断面図である。
【図１３】ハニカム体を使用した低ＮＯｘ燃焼器の例を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    紐体            １ａ  芯鞘状紐体        ２    フィラメント、連続繊維
２    糸条            ４    目開き            ５    芯材
６    有機短繊維      ７    カーボン          ８    交差部分
１２  タンク          １３  高分子樹脂液      １４  絞りロール
１５  回転マンドレル                                                            １６  多孔質シート    ２０、  素材シート    ２０Ａ  素材シート積層体
２２  プレス装置      ２３  金型          
２５，２５ａ，２５ｂ    ハニカム体    Ｃ  セル
２６  ハニカム厚板    ２８  低ＮＯｘ燃焼器    
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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