(57)【要約】【課題】  大量の触媒が担持されていてＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の浄化性能に優れ、かつ、圧力損失が低いハニカム構造体を提供すること。【解決手段】  多数のセルが壁部を隔てて長手方向に並設された、主に無機繊維が一体成形されている柱状のハニカム部材からなるハニカム構造体であって、上記セルのいずれか一方の端部は、封止されており、上記壁部には、触媒が上記ハニカム構造体の体積１リットルあたり１００〜４００ｇ担持されており、上記ハニカム部材は、水銀圧入法による細孔分布において、Ｘ軸に細孔直径（μｍ）を、Ｙ軸にｌｏｇ微分細孔容積（ｍＬ／ｇ）をとって描いた細孔分布曲線が０．００５〜０．０３μｍの範囲、１〜１５μｍの範囲、及び、１５〜５０μｍの範囲の３ヶ所にピークを有することを特徴とするハニカム構造体。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルが壁部を隔てて長手方向に並設された、主に無機繊維が一体成形されている柱状のハニカム部材からなるハニカム構造体であって、
前記セルのいずれか一方の端部は、封止されており、
前記壁部には、触媒が前記ハニカム構造体の体積１リットルあたり１００〜４００ｇ担持されており、
前記ハニカム部材は、水銀圧入法による細孔分布において、Ｘ軸に細孔直径（μｍ）を、Ｙ軸にｌｏｇ微分細孔容積（ｍＬ／ｇ）をとって描いた細孔分布曲線が０．００５〜０．０３μｍの範囲、１〜１５μｍの範囲、及び、１５〜５０μｍの範囲の３ヶ所にピークを有することを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム部材は、さらに無機物を含有し、
前記無機物を介して前記無機繊維が固着されており、
前記無機物が、前記無機繊維の交差部又はその近傍に局在している請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記無機物は、シリカを含有しており、溶融固化することによって前記無機繊維同士を固着している請求項２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記触媒は、貴金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる少なくとも一種と、酸化物とからなる請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
１つの前記ハニカム部材からなる請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項６】
複数の前記ハニカム部材が、接着材層を介して結束されてなる請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記セルのいずれか一方の端部は、前記セル内に充填された封止材ペーストを乾燥固化してなる封止材により封止されている請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記セルのいずれか一方の端部は、樹脂、セラミック又は金属からなる封止体を前記セルに挿入することによって封止されている請求項１〜６のいずれか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】
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出されるスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）が、環境や人体に害を及ぼすことが近年問題となっている。そこで、排ガス中のＰＭを捕集して、排ガスを浄化するフィルタとしてコージェライトや炭化ケイ素等の多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いたハニカムフィルタが種々提案されている。
【０００３】
さらに、ハニカム構造体に触媒を担持させることによって、排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等を浄化する触媒担体としての機能を有するハニカム構造体も知られている。
また、ハニカムフィルタに触媒を担持した触媒化ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）も知られている。
【０００４】
現在、ディーゼル車からの排ガスの浄化は、触媒担体からなるＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）によるＣＯ及びＨＣの浄化と、ＤＰＦによるＰＭの捕集とを組み合わせることによって行われている。
しかし、今後さらに排ガス規制が厳しくなることから、ＮＳＣ（ＮＯｘ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）、ＬＮＣ（Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）、又は、ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）等によるＮＯｘの浄化が求められている。
【０００５】
厳しい排ガス規制を満足するディーゼル車排ガス用浄化システムとして、ＤＯＣ、ＤＰＦ、及び、ＮＳＣ、ＬＮＣ又はＳＣＲを組み合わせた排ガス浄化システムが提案されている。
具体的には、ＳＣＲシステム（前段ＤＯＣ＋ＳＣＲ触媒＋ＤＰＦ＋後段ＤＯＣ）、ＬＮＣシステム（ＤＯＣ＋ＤＰＦ＋ＬＮＣ）、及び、ＮＳＣシステム（ＤＯＣ＋ＮＳＣ＋ＤＰＦ）等のシステムが提案されている。
【０００６】
これらの排ガス浄化システムを用いて排ガスの浄化を行うためには、ハニカム構造体からなる触媒担体及びフィルタを並列して複数個設置する必要がある。
しかし、複数個のハニカム構造体を設置すると排ガス浄化に必要なハニカム構造体の体積が大きくなるという問題がある。
この問題に対し、従来のハニカム構造体と同等以上の高い浄化能力を有した触媒化ＤＰＦを用いることによって、設置するハニカム構造体の数を少なくすることや、有害成分の浄化に必要なハニカム構造体の体積を小さくすることが考えられている。
【０００７】
ＮＯｘ浄化能力の高いハニカム構造体に求められる性能を考慮すると、これまでＤＯＣとして用いられていたハニカム構造体よりも触媒担持量を増やす必要があるため、大量の触媒を担持させることのできるハニカム構造体が求められている。
具体的には、ハニカム構造体に触媒を１００ｇ／Ｌ以上、望ましくは触媒を２５０ｇ／Ｌ以上担持させることができるハニカム構造体が求められている。
【０００８】
そして、ハニカム構造体に大量の触媒を担持させるためには、ハニカム構造体の気孔率を高くすることが必要となる。具体的には、気孔率が６０％以上、望ましくは７５％以上であることが必要であると考えられている。
特許文献１には、気孔率の高いハニカム構造体の一例が開示されている。
【０００９】
特許文献１には、主に無機繊維からなる材料を押出成形等によって一体成形した、高気孔率のハニカム構造体が記載されている。
無機繊維からなるハニカム構造体は、セラミック粒子の焼結体ではないため、高気孔率にすることに適しており、特許文献１には、ハニカム構造体の貫通孔のいずれか一方の端部を金属板等からなる端部用積層部材によって封止したハニカムフィルタが記載されている。
また、ハニカム構造体を構成する無機繊維の一部に触媒を担持させることができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第０７／１２９４３０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】
【００１１】
ハニカム構造体に担持させる触媒の量を多くするためには、ハニカム構造体の気孔率を高くすることが必要である。
しかし、多孔質セラミックからなるハニカム構造体を高気孔率（例えば、６０％以上）にした場合、気孔率の上昇に伴って多孔質セラミックの強度が低下するために、ハニカム構造体に容易に破壊が生じることがある。
【００１２】
また、多孔質セラミックからなるハニカム構造体に触媒を１００ｇ／Ｌ以上担持させると、ハニカム構造体の気孔の大部分が触媒によって覆われてしまう。そのため、触媒を１００ｇ／Ｌ以上担持させたハニカム構造体では圧力損失が高くなることがある。
すなわち、多孔質セラミックからなるハニカム構造体に触媒を１００ｇ／Ｌ以上担持させて、ハニカムフィルタとして使用することは困難であった。
【００１３】
一方、特許文献１に記載の主に無機繊維からなるハニカム構造体は、高気孔率とすることに適しており、気孔率を６０％以上としても破壊が生じにくい。
また、無機繊維からなるハニカム構造体をハニカムフィルタとして使用する場合、排気管に装着するための金属ケーシング（金属製の筒状体）内にハニカム構造体と端部用積層部材を積層し、押え用金具によって固定することでハニカムフィルタとする。
そして、この固定の際に、ハニカム構造体の貫通孔が封止される。
【００１４】
ハニカム構造体に触媒を担持させる際には、貴金属等及び酸化物からなる触媒を含むスラリーを調製し、このスラリーにハニカム構造体を浸漬し、焼成する方法が好適に用いられる。
しかしながら、特許文献１に記載の主に無機繊維からなるハニカム構造体に触媒を担持させる場合、ハニカム構造体を金属ケーシング内に固定してハニカムフィルタとした後にはスラリーに浸漬することが難しい。そのため、貫通孔を有するハニカム構造体を上記スラリーに浸漬し、焼成することによってハニカム構造体に触媒を担持させる方法が用いられる。
【００１５】
しかし、このような触媒担持方法では、触媒を含むスラリーからハニカム構造体を引き上げた際に、貫通孔から触媒を含むスラリーがこぼれてしまうため、焼成前に貫通孔内に留まる触媒の量が少なくなると考えられる。
そのため、特許文献１に記載されたような主に無機繊維からなるハニカム構造体に大量の触媒を担持させることは困難である。
【００１６】
本発明は、大量の触媒が担持されていてＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の浄化性能に優れ、かつ、圧力損失が低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】
【００１７】
請求項１に記載のハニカム構造体は、多数のセルが壁部を隔てて長手方向に並設された、主に無機繊維が一体成形されている柱状のハニカム部材からなるハニカム構造体であって、
上記セルのいずれか一方の端部は、封止されており、
上記壁部には、触媒が上記ハニカム構造体の体積１リットルあたり１００〜４００ｇ担持されており、
上記ハニカム部材は、水銀圧入法による細孔分布において、Ｘ軸に細孔直径（μｍ）を、Ｙ軸にｌｏｇ微分細孔容積（ｍＬ／ｇ）をとって描いた細孔分布曲線が０．００５〜０．０３μｍの範囲、１〜１５μｍの範囲、及び、１５〜５０μｍの範囲の３ヶ所にピークを有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載のハニカム構造体を構成するハニカム部材は、主に無機繊維が一体成形されている。そのため、気孔率を高くしても強度の高いハニカム構造体とすることができる。
【００１９】
さらに、セルのいずれか一方の端部が封止されているため、セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム部材を触媒を含むスラリーに浸漬することができる。そのため、ハニカム部材を一方の端面を下にしてスラリーに浸漬し、上記スラリーからハニカム部材を引き上げた際に、セルの下端が封止されたセルからはスラリーが流出することがなく、セルの下端が封止されたセル内に存在するスラリーは、壁部を通ってセルの下端が封止されていない隣のセルから流出することとなる。
そのため、焼成前に壁部内に留まる触媒の量を多くして、ハニカム部材に多くの触媒を担持させることができる。
従って、ハニカム部材の触媒の担持量を１００〜４００ｇ／Ｌと多くすることができ、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の浄化性能に優れたハニカム構造体とすることができる。
【００２０】
また、請求項１に記載のハニカム構造体を構成するハニカム部材の細孔分布曲線を描いた場合に、３ヶ所にピークを有する。
このことは、ハニカム構造体を構成するハニカム部材の気孔径分布が好ましい範囲に制御されていることを示している。
気孔径が１５〜５０μｍである範囲及び１〜１５μｍである範囲に存在する気孔によって、圧力損失を低く保ちつつ、ＰＭの捕集効率を高くすることができる。
また、気孔径が０．００５〜０．０３μｍである範囲に存在する気孔は、有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等）の浄化に寄与する。
【００２１】
なお、本明細書において、触媒とは、酸化物、貴金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を含むこととする。また、触媒の量は、酸化物、貴金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の量の合計である。
また、本明細書において、例えば、ハニカム構造体の触媒の担持量が２５０ｇ／Ｌであるとは、ハニカム構造体の体積１リットルあたりに触媒が２５０ｇ担持されていることを示す。
【００２２】
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム部材は、さらに無機物を含有し、
上記無機物を介して上記無機繊維が固着されており、
上記無機物が、上記無機繊維の交差部又はその近傍に局在している。
無機繊維を無機物で固着することによって、無機繊維の解繊が防止され、ハニカム構造体の強度を高くすることができる。
【００２３】
請求項３に記載のハニカム構造体において、上記無機物は、シリカを含有しており、溶融固化することによって上記無機繊維同士を固着している。
無機物が溶融固化して無機繊維同士を固定することで、無機繊維同士の結合強度が高くなり、無機繊維の解繊がさらに防止されて、ハニカム構造体の強度をより高くすることができる。
【００２４】
請求項４に記載のハニカム構造体において、上記触媒は、貴金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれる少なくとも一種と、酸化物とからなる。
【００２５】
請求項５に記載のハニカム構造体は、１つの上記ハニカム部材からなる。
また、請求項６に記載のハニカム構造体は、複数の上記ハニカム部材が、接着材層を介して結束されてなる。
【００２６】
請求項７に記載のハニカム構造体において、上記セルのいずれか一方の端部は、上記セル内に充填された封止材ペーストを乾燥固化してなる封止材により封止されている。
また、請求項８に記載のハニカム構造体において、上記セルのいずれか一方の端部は、樹脂、セラミック又は金属からなる封止体を上記セルに挿入することによって封止されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（ａ）は、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り、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明のハニカム構造体を構成するハニカム部材の壁部の細孔分布曲線を測定した結果の一例である。
【図３】本発明のハニカム構造体を構成するハニカム部材の壁部の細孔分布曲線を測定した結果の別の一例である。
【図４】本発明のハニカム構造体を構成するハニカム部材の壁部の細孔分布曲線を測定した結果のさらに別の一例である。
【図５】本実施形態のハニカム構造体を用いた排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】ＮＯｘ浄化率測定装置及びＰＭ捕集効率測定装置の説明図である。
【図７】圧力損失測定装置の説明図である。
【図８】本発明のハニカム構造体の別の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、ハニカム部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すハニカム部材のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第一実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、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り、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１は、主に無機繊維からなり、無機繊維が一体成形されてなる１つの円柱状のハニカム部材１００からなる。
ハニカム部材１００は、多数のセル１１１が壁部１１３を隔てて長手方向（図１（ａ）中、ａの方向）に並設されており、セル１１１のいずれかの端部が封止材１１２で封止されている。
従って、一方の端面が開口したセル１１１に流入した排ガスＧは、必ずセル１１１を隔てる壁部１１３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１１１から流出するようになっている。従って、壁部１１３がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００２９】
ハニカム部材１００は、主に無機繊維からなる部材であるが、ハニカム部材１００には無機繊維の他に無機物を含有し、この無機物を介して無機繊維同士が固着されることによってその形状が保持されている。
この無機物は無機繊維の交差部又はその近傍に局在している。
【００３０】
また、封止材１１２としては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるペーストを乾燥固化させてなるものを使用することができる。
【００３１】
ハニカム部材１００の壁部１１３には、触媒がハニカム構造体の体積１リットルあたり１００〜４００ｇ担持されている。
本実施形態においてハニカム部材の壁部に担持される触媒は、排ガス中のＮＯｘを浄化するための触媒成分と酸化物とからなる。
排ガス中のＮＯｘを浄化するための触媒成分としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が挙げられる。アルカリ金属としては、カリウム、ナトリウム等が望ましく、アルカリ土類金属としてはバリウム等が望ましい。
また、排ガス中のＮＯｘを浄化するための触媒成分として、ゼオライト、チタニア等も挙げられる。
触媒成分として働くこれらの触媒は、単独で用いられてもよいし、２種以上併用されてもよい。
【００３２】
また、酸化物は上記触媒成分を支えるための触媒担持層としての働きを有する。酸化物としては、比表面積が高く触媒を高分散させて担持させることのできる材料であることが望ましく、例えば、アルミナ、セリア、ジルコニア、シリカ、ムライト等の酸化物セラミックが挙げられる。
これらの材料は、単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。
この中でも、２５０ｍ２／ｇ以上の高い比表面積を有するものを選択することが望ましく、γ−アルミナが特に望ましい。
【００３３】
なお、触媒が担持されたハニカム部材の気孔率は、望ましい下限が３５％であり、望ましい上限が５０％である。
上記気孔率が３５％未満であると、圧力損失が高くなる。
一方、上記気孔率が５０％を超えるとＰＭの捕集効率が低くなる。
【００３４】
また、触媒が担持されたハニカム部材の壁部の細孔分布を水銀圧入法により測定し、Ｘ軸に細孔直径（μｍ）を、Ｙ軸にｌｏｇ微分細孔容積（ｍＬ／ｇ）をとって描いた細孔分布曲線は、０．００５〜０．０３μｍの範囲、１〜１５μｍの範囲、及び、１５〜５０μｍの範囲の３ヶ所にピークを有する。
以下、この細孔分布曲線について説明する。
【００３５】
図２、図３及び図４は、本発明のハニカム構造体を構成するハニカム部材の壁部の細孔分布曲線を測定した結果の一例である。
図２、図３及び図４において細孔分布を測定したハニカム部材には、触媒成分としてバリウム及びカリウムが、酸化物としてγ−アルミナが担持されており、図２、図３及び図４はバリウム及びカリウム、並びに、γ−アルミナからなる触媒の触媒担持量をそれぞれ１５０ｇ／Ｌ、２００ｇ／Ｌ、３００ｇ／Ｌと変化させた際の細孔分布曲線である。
なお、細孔分布曲線は、触媒を担持させたハニカム部材の壁部の一部を切断し、切断した上記壁部の一部に対して水銀圧入法を用いることによって求めることができる。
【００３６】
各図においては、細孔直径が０．００５〜０．０３μｍの範囲に位置するピークを「ピーク１」として、細孔直径が１〜１５μｍの範囲に位置するピークを「ピーク２」として、細孔直径が１５〜５０μｍの範囲に位置するピークを「ピーク３」としてそれぞれ示している。
【００３７】
図２、図３及び図４に示すように、本発明のハニカム構造体を構成するハニカム部材の壁部の細孔分布曲線には、ピークが３ヶ所に存在する。
【００３８】
細孔直径が０．００５〜０．０３μｍである範囲に存在するピーク１は、γ−アルミナの１次粒子に由来するピークであると推測される。
また、細孔直径が１〜１５μｍである範囲に存在するピーク２は、γ−アルミナの２次粒子に由来するピークであると推測される。
さらに、細孔直径が１５〜５０μｍである範囲に存在するピーク３は、ハニカム部材の壁部の気孔径に由来するピークであると推測される。
【００３９】
ハニカム部材の壁部の細孔分布曲線に複数のピークが存在することは、ハニカム部材の壁部には気孔径の大きい気孔と気孔径の小さい気孔が共に存在することを示している。
気孔径の大きい気孔が存在することによって、圧力損失が高くなることなくＰＭの捕集を行うことができる。
また、気孔径の小さい気孔は触媒成分を含む触媒が担持されることによって形成されているため、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の有害成分の浄化に寄与する。
【００４０】
なお、従来の多孔質セラミックからなるハニカム構造体に触媒を１００ｇ／Ｌ以上担持させて、同様に細孔分布を測定して細孔分布曲線を描くと、その細孔分布曲線は平坦な形状をしている。このことは、ＰＭの捕集に好ましい気孔径を有する気孔が少なくなっていることを示している。
【００４１】
以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。
まず、アルミナファイバ、ガラスファイバ、有機バインダ、可塑剤、潤滑剤及び水を混合し、充分攪拌することによって、主に無機繊維からなる混合物を調製する。
【００４２】
次に、上記混合物をプランジャー式押出成形機の混合物タンクよりシリンダー内に投入し、ピストンをダイス側に押し込んで円柱状のダイスより混合物を押し出し、複数のセル（貫通孔）が壁部を隔てて長手方向に並設された円柱状のハニカム成形体の長尺体を作製する。
【００４３】
次に、上記ハニカム成形体の長尺体を、切断ディスクが切断部材として備えられた切断装置により所定の長さに切断した後、得られたハニカム成形体をマイクロ波乾燥機及び熱風乾燥機により、１００〜２００℃、大気雰囲気下、５〜６０分乾燥する。
【００４４】
次に、上記乾燥させたハニカム成形体を脱脂炉中で、２００〜６００℃、大気雰囲気、１〜５時間脱脂した後、焼成炉中で、９００〜１０５０℃で焼成する。
さらに、得られたハニカム成形体を１〜１０ｍｏｌ／ｌの塩酸溶液に、０．５〜２４時間浸漬させることによって酸処理を施した後に、再度焼成炉中で、９００〜１０５０℃で焼成することにより、セルを有するハニカム部材を作製する。
【００４５】
次に、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなる封止材ペーストを調製する。
そして、封止材ペーストをハニカム部材の所定のセルに充填してセルのいずれか一方の端部を目封じし、封止材ペーストを乾燥機を用いて乾燥させて固化させ、封止材を形成する。
上記方法により、セルのいずれか一方の端部が封止材で封止されたハニカム部材を作製することができる。
【００４６】
さらに、このハニカム部材の壁部に触媒を担持する。
ハニカム部材の壁部に触媒を担持する方法としては、触媒を含むスラリーにハニカム部材を浸漬して、引き上げ、焼成する方法が挙げられる。
【００４７】
具体的には、ハニカム部材をγ−アルミナ粒子を含むアルミナスラリーに浸漬し、その後、浸漬させたハニカム部材を１１０〜２００℃で２時間程度乾燥させ、乾燥後のハニカム部材を５００〜１０００℃で加熱焼成することにより、ハニカム部材の壁部にγ−アルミナからなる層（触媒担持層）を形成する。
【００４８】
さらに、バリウム及びカリウムを含有する触媒溶液中に、その長手方向を立てて、ハニカム部材を浸漬し、浸積後のハニカム部材を乾燥させ、乾燥後のハニカム部材を不活性雰囲気下、５００〜８００℃で加熱焼成することにより触媒担持層に触媒成分を担持させる。
【００４９】
続いて、本実施形態のハニカム構造体を用いた排ガス浄化装置の一例について説明する。
図５は、本実施形態のハニカム構造体を用いた排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図５に示す排ガス浄化装置１０では、ハニカム構造体１が、排ガスＧの流路となる金属ケーシング１１内に設置されている。金属ケーシング１１の両端部のうち、エンジン等の内燃機関から排出された排ガスＧが導入される側の端部には、導入管１２が接続されており、金属ケーシング１１のもう一方の端部には、排ガスＧを外部に導く排出管１３が接続されている。なお、図５中、矢印は排ガスＧの流れを示している。
【００５０】
ハニカム構造体１は、それらの外周部に保持シール材１４が巻かれた状態で金属ケーシング１１内に設置されている。
【００５１】
このような構成からなる排ガス浄化装置１０では、エンジン等の内燃機関から排出された排ガスＧ（有害成分やＰＭを含む）は、導入管１２を通って金属ケーシング１１内に導入される。
【００５２】
次に、排ガスＧは、ハニカム構造体１に流入する。ハニカム構造体１を通過する際に、ＰＭがセル１１１内や壁部１１３で捕集（ろ過）される。
また、壁部１１３に担持させた触媒（バリウム及びカリウム）の働きにより、排ガスＧ中のＮＯｘが浄化される。
そして、排ガスＧは排出管１３を通って外部に排出される。
【００５３】
以下、本実施形態のハニカム構造体の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム部材は、主に無機繊維が一体成形されてなる。そのため、気孔率を高くしても強度の高いハニカム構造体とすることができる。
【００５４】
（２）また、ハニカム構造体のセルのいずれか一方の端部が封止されているため、焼成前に壁部内に留まる触媒の量を多くして、ハニカム構造体に担持させる触媒の担持量を１００〜４００ｇ／Ｌと多くすることができる。そのためＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の浄化性能に優れたハニカム構造体とすることができる。
【００５５】
（３）また、本実施形態のハニカム構造体は、その細孔分布曲線を描いた場合に、３ヶ所にピークを有する。このことは、ハニカム構造体の気孔径分布が好ましい範囲に制御されていることを示している。
気孔径が１５〜５０μｍと１〜１５μｍである範囲に存在する気孔によって、圧力損失を低く保ちつつ、ＰＭの捕集効率を高くすることができる。
また、気孔径が０．００５〜０．０３μｍである範囲に存在する気孔は、有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等）の浄化に寄与する。
【００５６】
（４）本実施形態のハニカム構造体は無機物を含有し、無機物を介して無機繊維が固着されており、無機物が無機繊維の交差部又はその近傍に局在している。
無機繊維を無機物で固着することによって、無機繊維の解繊が防止され、ハニカム構造体の強度を高くすることができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５８】
（実施例１）
（１）ハニカム部材の作製
（１−１）混合工程
まず、アルミナ７２％とシリカ２８％とからなるアルミナファイバ（平均繊維長：０．３ｍｍ、平均繊維径：５μｍ）１２．３重量部、ガラスファイバ（平均繊維径：９μｍ、平均繊維長：３ｍｍ）６．２重量部、有機バインダ（メチルセルロース）１１．７重量部、造孔剤（アクリル樹脂）７．１重量部、可塑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）を８．１重量部、潤滑剤（グリセリン）を３．８重量部及び水５０．９重量部を混合し、充分撹拌することにより混合物を調製した。
【００５９】
（１−２）押出成形工程
（１−１）で得られた混合物をプランジャー式押出成形機の混合物タンクよりシリンダー内に投入し、ピストンをダイス側に押し込んでダイスより混合物を押し出し、セルを有する、円柱状のハニカム成形体の長尺体を作製した。
【００６０】
（１−３）切断工程
（１−２）で得られた円柱状のハニカム成形体の長尺体を、切断ディスクを切断部材として備えた切断装置を用いて切断した。これにより、ハニカム成形体を得た。
【００６１】
（１−４）乾燥工程
（１−３）で得られた円柱状のハニカム成形体を、マイクロ波乾燥機及び熱風乾燥機により、大気雰囲気下、２００℃で３時間乾燥処理し、ハニカム成形体中に含まれる水分を除去した。
【００６２】
（１−５）脱脂工程
（１−４）で得られた円柱状のハニカム成形体を、電気炉中で、大気雰囲気下、４００℃で３時間加熱処理し、ハニカム成形体中に含まれる有機物を除去した。
【００６３】
（１−６）熱処理及び酸処理工程
（１−５）で得られた円柱状のハニカム成形体に対し、焼成炉中で、大気雰囲気下、９５０℃で５時間の条件で加熱処理を行った。
その後、得られたハニカム成形体を９０℃、４ｍｏｌ／ｌのＨＣｌ溶液に１時間浸漬することにより酸処理を施し、さらに、１０５０℃、５時間の条件で再度熱処理を行って、外径寸法が１６０ｍｍφ×６０ｍｍであり、壁部の厚さ１６ｍｉｌ（０．４ｍｍ）でセル密度２００ｃｐｓｉ（３１個／ｃｍ２）であるハニカム部材を作製した。
【００６４】
（１−７）封止工程
平均繊維長２０μｍのアルミナファイバ３０重量％、平均粒子径０．６μｍの炭化ケイ素粒子２１重量％、シリカゾル１５重量％、カルボキシメチルセルロース５．６重量％、及び、水２８．４重量％を含む耐熱性の封止材ペーストを調製した。
続いて、（１−６）で得られたハニカム部材の所定のセルに封止材ペーストを充填し、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
上記工程によって、主に無機繊維からなり、セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム部材を作製した。
このハニカム部材の壁部の気孔率を重量法を用いて測定したところ、８５％であった。
【００６５】
（２）触媒の担持
（２−１）触媒担持層の形成
平均粒子径０．８μｍのγ−アルミナ粒子を充分量の水と混合して攪拌し、アルミナスラリーを作製した。このアルミナスラリー中にハニカム部材をその長手方向を立てて浸漬し、１分間保持した。
続いて、ハニカム部材をアルミナスラリーから引き上げて壁部にγ−アルミナ粒子を残存させた後、ハニカム部材を１１０℃で１時間加熱する乾燥工程を行い、さらに７００℃で１時間焼成する焼成工程を行って、γ−アルミナからなる触媒担持層を形成した。
【００６６】
（２−２）触媒成分の担持
バリウム及びカリウムを含む触媒溶液（炭酸バリウム及び炭酸カリウムの酢酸水溶液で、バリウム０．５ｍｏｌ／Ｌ、カリウム０．５ｍｏｌ／Ｌ）中に、ハニカム部材をその長手方向を立てて浸漬し、１分間保持した。
続いて、このハニカム部材を１１０℃で２時間乾燥し、窒素雰囲気中５００℃で１時間焼成することによって触媒担持層にバリウム及びカリウムを含む触媒成分を担持させた。
【００６７】
触媒の担持量は、γ−アルミナの担持量がハニカム構造体の体積１リットルあたり６０ｇ（６０ｇ／Ｌ）となるように定め、さらに触媒成分が６０ｇ／Ｌ担持されるようにした。
なお、触媒の担持量は、アルミナスラリー及び触媒溶液への浸漬と乾燥工程、焼成工程をそれぞれ繰り返し行うことによって調整した。
なお、触媒成分の重量は、バリウム及びカリウムの合計重量とした。
【００６８】
以上の工程によって、γ−アルミナ、バリウム及びカリウムを含む触媒が１２０ｇ／Ｌ担持されたハニカム部材からなるハニカム構造体を作製した。
【００６９】
（２−３）貴金属の担持
上記ハニカム構造体を、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３、白金濃度３．６重量％）中に浸漬し、１分間保持した。
続いて、このハニカム構造体を１１０℃で２時間乾燥し、窒素雰囲気中７００℃で１時間焼成することによってハニカム構造体に白金触媒を３ｇ／Ｌ担持させた。
従って、本実施例で作製したハニカム構造体に担持されている触媒の合計量は、１２３ｇ／Ｌとなる。
【００７０】
（実施例２）
触媒の担持量を２４３ｇ／Ｌ（アルミナ１２０ｇ／Ｌ、バリウムとカリウムの合計量１２０ｇ／Ｌ、白金３ｇ／Ｌ）とした他は実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。
【００７１】
（実施例３）
触媒の担持量を３６３ｇ／Ｌ（アルミナ１８０ｇ／Ｌ、バリウムとカリウムの合計量１８０ｇ／Ｌ、白金３ｇ／Ｌ）とした他は実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。
【００７２】
（比較例１）
触媒の担持量を８３ｇ／Ｌ（アルミナ４０ｇ／Ｌ、バリウムとカリウムの合計量４０ｇ／Ｌ、白金３ｇ／Ｌ）とした他は実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。
【００７３】
（比較例２）
触媒の担持量を４８３ｇ／Ｌ（アルミナ２４０ｇ／Ｌ、バリウムとカリウムの合計量２４０ｇ／Ｌ、白金３ｇ／Ｌ）とした他は実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。
【００７４】
（比較例３）
炭化ケイ素を主成分とする多孔質セラミックからなるハニカム構造体を作製し、実施例１と同様にして壁部に触媒を１２３ｇ／Ｌ（アルミナ６０ｇ／Ｌ、バリウムとカリウムの合計量６０ｇ／Ｌ、白金３ｇ／Ｌ）担持させて、触媒が担持されたハニカム構造体を作製した。
なお、炭化ケイ素を主成分とする多孔質セラミックからなるハニカム構造体は以下のようにして作製した。
【００７５】
押出成形工程において平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して混合組成物を得た後、押出成形を行い、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体を作製した。
【００７６】
次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記生成形体と同様の組成のペーストを所定のセルに充填し、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００７７】
ハニカム成形体の乾燥体を４００℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成を行うことにより炭化ケイ素焼結体からなるハニカム構造体を作製した。
なお、炭化ケイ素焼結体からなるハニカム構造体の外径寸法、セルの寸法等は実施例１と同様とした。
このハニカム構造体の気孔率を測定したところ、４５％であった。
各実施例及び各比較例で作製したハニカム構造体に対して、以下の測定を行った。
【００７８】
（細孔分布測定）
ハニカム構造体の壁部の一部を１ｃｍ角程度の立方体に切り出して、水銀圧入法によるポロシメーター（島津製作所社製、オートポアＩＩＩ  ９４２０）を用い、細孔直径０．１〜６００μｍの範囲で細孔分布を測定してＸ軸に細孔直径（μｍ）を、Ｙ軸にｌｏｇ微分細孔容積（ｍＬ／ｇ）をとって細孔分布曲線を描いた。
表１に、各実施例及び各比較例で作製したハニカム構造体の細孔分布曲線における、細孔直径が０．００５〜０．０３μｍのピーク（ピーク１）、細孔直径が１〜１５μｍのピーク（ピーク２）及び細孔直径が１５〜５０μｍのピーク（ピーク３）の有無をまとめて示した。
【００７９】
（ＮＯｘ浄化率測定）
図６に示したようなＮＯｘ浄化率測定装置２３０を用いてＮＯｘ浄化率を測定した。図６は、ＮＯｘ浄化率測定装置及びＰＭ捕集効率測定装置の説明図である。
このＮＯｘ浄化率測定装置２３０は、２Ｌ（リットル）のコモンレール式ディーゼルエンジン２３１と、エンジン２３１からの排ガスを流通する排ガス管２３２と、排ガス管２３２に接続されアルミナマット２３３を巻いたハニカム構造体１を固定する金属ケーシング２３４と、ハニカム構造体１を流通する前の排ガスをサンプリングするサンプラー２３５と、ハニカム構造体１を流通した後の排ガスをサンプリングするサンプラー２３６と、サンプラー２３５、２３６によりサンプリングされた排ガスを希釈する希釈器２３７と、希釈された排ガスに含まれるＮＯｘの濃度を測定するＮＯｘ検知管２３８とにより構成されている。
【００８０】
次に、測定手順を説明する。エンジンを運転し、排ガスの温度が２５０℃に安定してから、リーン運転を５５秒、リッチスパイク運転５秒を１サイクルとして５分間運転を行った。
この５分間の運転中における排ガスがハニカム構造体１を流通する前のＮＯｘ濃度Ｎ０と、排ガスがハニカム構造体１を通過した後のＮＯｘ濃度Ｎ１とをＮＯｘ検知管２３８を用いて把握した。そして、全運転時間（５分間）のＮＯ濃度の積分を行って、その差から以下の式でＮＯｘ浄化率を測定した。
ＮＯｘ浄化率（％）＝［（Ｎ０−Ｎ１）／Ｎ０］×１００
各実施例及び各比較例におけるＮＯｘ浄化率の測定結果を表１にまとめて示した。
【００８１】
（ＰＭ捕集効率の測定）
ＰＭ捕集効率は、図６に示したＮＯｘ浄化率測定装置２３０においてＮＯｘ検知管２３８をＰＭカウンタ２３８に交換した他は同様の構成である、ＰＭ捕集効率測定装置２３０を用いて測定した。
この装置はＰＭの量を測定するＰＭカウンタ２３８（ＴＳＩ社製、凝集粒子カウンタ３０２２Ａ−Ｓ）とを備えた走査型モビリティ粒子径分析装置（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅｒ  ＳＭＰＳ）として構成されている。
【００８２】
ＰＭ捕集効率の測定は、ＮＯｘ浄化率の測定におけるＮＯｘ濃度Ｎ０及びＮＯｘ濃度Ｎ１に代えて、ハニカム構造体１を流通する前のＰＭ量Ｐ０と、ハニカム構造体１を通過した後のＰＭ量Ｐ１とをＰＭカウンタ２３８を用いて把握することにより行った。そして、下記計算式を用いて、ＰＭ捕集効率を算出した。
ＰＭ捕集効率（％）＝［（Ｐ０−Ｐ１）／Ｐ０］×１００
各実施例及び各比較例におけるＰＭ捕集効率の測定結果を表１にまとめて示した。
【００８３】
（圧力損失の測定）
図７に示したような圧力損失測定装置２１０を用いて圧力損失を測定した。
この圧力損失測定装置２１０は、送風機２１１の排気ガス管２１２に、ハニカム構造体１を金属ケーシング２１３内に固定して配置し、ハニカム構造体１の前後の圧力を検出可能になるように圧力計２１４が取り付けられている。
そして、送風機２１１を排気ガスの流通量が４００ｍ３／ｈになるように運転し、運転開始から５分後の差圧（圧力損失）を測定した。
各実施例及び各比較例における圧力損失の測定結果を表１にまとめて示した。
【００８４】
【表１】
2009255047.tif 000003
【００８５】
表１に示す結果から、実施例１〜３において作製した、ハニカム構造体の触媒担持量が１００〜４００ｇ／Ｌの範囲であり、細孔分布測定においてピークを３つ有するハニカム構造体は、ＮＯｘ浄化率及びＰＭ捕集効率が高く、圧力損失の低いハニカム構造体となることがわかる。
また、比較例１で作製したハニカム構造体は、ハニカム構造体の触媒担持量が１００ｇ／Ｌ未満と少ないためにＮＯｘ浄化率が低く、ＰＭ捕集効率が低くなっていた。
また、比較例２で作製したハニカム構造体は、ハニカム構造体の触媒担持量が４００ｇ／Ｌを超えて多いために圧力損失が高くなっていた。
また、比較例３で作製したハニカム構造体は、炭化ケイ素を主成分とする多孔質セラミックからなるため、その気孔率が低く、ハニカム構造体の触媒担持量を１２３ｇ／Ｌとした場合には圧力損失が高くなっていた。
【００８６】
（第二実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第二実施形態について説明する。
本実施形態のハニカム構造体は、複数のハニカム部材が接着材層を介して接着されている他は第一実施形態と同様である。
【００８７】
図８は、本発明のハニカム構造体の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図９（ａ）は、ハニカム部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すハニカム部材のＢ−Ｂ線断面図である。
【００８８】
図８に示すハニカム構造体３では、主に無機繊維からなるハニカム部材２００が接着材層２０１を介して複数個結束されてハニカムブロック２０３を構成し、さらに、このハニカムブロック２０３の外周面にシール材層２０２が形成されている。
【００８９】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すハニカム部材２００の構成は、その形状が角柱形状である他は図１に示すハニカム部材１００と同様である。
ハニカム部材２００には、多数のセル２０４が壁部２０６を隔てて長手方向（図９（ａ）中、ｂの方向）に並設されており、セル２０４のいずれかの端部が封止材２０５で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル２０４に流入した排ガスＧは、必ずセル２０４を隔てる壁部２０６を通過した後、他方の端面が開口した他のセル２０４から流出するようになっている。従って、壁部２０４がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
【００９０】
接着材層は、第一実施形態において説明した封止材と同様に、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるペーストを乾燥固化させてなることにより形成される。また、シール材層も、接着材層の形成に用いられる材料と同様の材料を用いて形成される。
【００９１】
本実施形態のハニカム構造体には、第一実施形態のハニカム構造体と同様に、ハニカム構造体の体積１リットルあたり１００〜４００ｇの触媒が担持されており、ハニカム部材の壁部の細孔分布曲線がピークを３ヶ所に有することも第一実施形態と同様である。
また、担持される触媒の種類も第一実施形態と同様である。
【００９２】
以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。
まず、ダイスの形状を変更する他は第一実施形態のハニカム構造体の製造方法と同様にして、複数のセルが壁部を隔てて長手方向に並設された角柱状のハニカム成形体の長尺体を作製する。
【００９３】
次に、第一実施形態と同様にして切断、乾燥、焼成、酸処理等を行い、セルを有する角柱状のハニカム部材を作製し、さらにセルのいずれか一方の端部を封止材で封止する。
【００９４】
続いて、セルの一部が封止された角柱状のハニカム部材の壁部に触媒を担持させる。
触媒を担持させる方法は、第一実施形態と同様にすることができる。
【００９５】
次に、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるシール材ペーストを調製する。このシール材ペーストとしては、上述した封止材ペーストと同様のペーストを用いることができる。
【００９６】
そして、触媒を担持させたハニカム部材の側面に、接着材層となるシール材ペーストを塗布してシール材ペースト層を形成し、このシール材ペースト層の上に、順次他のハニカム部材を積層する工程を繰り返して所定数のハニカム部材が結束されたハニカム部材の集合体を作製する。
さらに、このハニカム部材の集合体を加熱してシール材ペースト層を乾燥、固化させて接着材層を形成し、角柱状のハニカムブロックを作製する。
【００９７】
続いて、ダイヤモンドカッターを用いてハニカムブロックの外周に切削加工を施し、円柱状のハニカムブロックを作製する。
さらに、必要に応じて、円柱状のハニカムブロックの外周面にシール材ペーストを塗布し、シール材ペーストを乾燥固化させることによってシール材層を形成する。
上記工程によってハニカム構造体の作製を完了する。
【００９８】
本実施形態のハニカム構造体においても、第一実施形態において説明した効果（１）〜（４）を発揮することができる。
【００９９】
（その他の実施形態） 
これまで説明した実施形態における本発明のハニカム構造体は、ＮＯｘ浄化性能に優れたハニカム構造体であるが、ハニカム構造体に担持させる触媒成分の種類を変更することによって、ＣＯ、ＨＣ、ＳＯｘ等の浄化性能に優れたハニカム構造体とすることができる。
【０１００】
例えば、ハニカム構造体にＳＯｘを酸化する触媒と、酸化したＳＯｘを吸蔵する硫黄吸収剤（例えばＭｇＯ）を担持させることによってＳＯｘ浄化性能に優れたハニカム構造体とすることができる。
【０１０１】
また、ハニカム構造体に貴金属を担持させることによって、ＣＯ、ＨＣ等の浄化性能に優れたハニカム構造体とすることができる。また、ハニカム構造体に貴金属を担持させると再生処理の際のＰＭの燃焼温度を低くすることができる。
貴金属としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属が望ましく、このなかでは、白金がより望ましい。
【０１０２】
また、ＮＯｘを浄化するための触媒成分、ＳＯｘを浄化するための触媒成分、ＣＯ、ＨＣ等を浄化するための触媒成分は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上の触媒成分を併用することによって複数種類の有害成分を浄化する機能を有するハニカム構造体としてもよい。
【０１０３】
ハニカム構造体の長手方向に対して垂直な断面形状は、特に円形に限られるものではなく、矩形等、種々の形状とすることができるが、曲線のみ又は曲線と直線とで囲まれた形状であることが望ましい。
その具体例として、円形以外には、例えば、楕円形、長円形、レーストラック形、楕円形又は長円形等の単純閉曲線の一部が凹部を有する形状（ｃｏｎｃａｖｅ形状）等を挙げることができる。
【０１０４】
ハニカム構造体を構成する無機繊維の材質としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミック、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の窒化物セラミック、炭化珪素等の炭化物セラミック、玄武岩等が挙げられる。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。
【０１０５】
これらのなかでは、炭化珪素、アルミナ、玄武岩、シリカ、シリカ−アルミナ、チタニア及びジルコニアよりなる群から選ばれた少なくとも１種が望ましい。
これらを用いたハニカム構造体は耐熱性に優れるからである。
【０１０６】
ハニカム構造体を構成する無機物としては、例えば、上記無機繊維が溶融又は昇華しない温度で溶融するものを用いることができる。また、上記無機物は、上記無機繊維の耐熱温度より低い温度で溶融するものが望ましい。
上記無機物としては、シリカを含有するものが望ましく、その具体例としては、例えば、珪酸ガラス、珪酸アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス等の無機ガラス等が挙げられる。
【０１０７】
また、上記ハニカム構造体においては、無機物が溶融固化することで、無機繊維同士の交差部分又はその近傍を固定していることが望ましい。
上記無機物が溶融固化して上記無機繊維同士を固定することで、上記無機繊維同士の結合強度が高くなり、上記無機繊維の解繊がさらに防止されて、上記ハニカム構造体の強度がより向上することとなるからである。
【０１０８】
上記ハニカム構造体の引張強度は、０．３ＭＰａ以上であることが望ましく、０．４ＭＰａ以上であることがより望ましい。
上記引張強度が０．３ＭＰａ未満では、上記ハニカム構造体をＤＰＦとして用いた場合に、充分な信頼性を得ることができない場合がある。
なお、上記引張強度は、ハニカム部材をシート状に加工し、その両端を治具で固定して、インストロン型万能試験機により測定することができる。
【０１０９】
上記無機繊維の繊維長の下限値としては０．１ｍｍが望ましく、０．５ｍｍがより望ましい。また、上限値としては５０ｍｍが望ましく、２０ｍｍがより望ましい。
上記繊維長が０．１ｍｍ未満では、無機繊維同士を無機物を介して固着することが困難になり、充分な強度を得ることができない場合があり、一方、上記繊維長が５０ｍｍを超えると、均質なハニカム部材を作製することが難しく、充分な強度を有するハニカム構造体とすることができない場合があるからである。
【０１１０】
上記無機繊維の繊維径の望ましい下限値は０．３μｍであり、望ましい上限値は３０μｍである。
上記繊維径が０．３μｍ未満では、無機繊維自身が折れ易く、その結果、得られたハニカム構造体が風食され易くなり、一方、上記繊維径が３０μｍを超えると、無機繊維同士が無機物を介して固着することが困難になり、充分な強度を得ることができない場合がある。上記繊維径のより望ましい下限値は０．５μｍであり、より望ましい上限値は１５μｍである。
【０１１１】
上記ハニカム構造体のみかけの密度は、望ましい下限が０．０４ｇ／ｃｍ３であり、望ましい上限が０．４ｇ／ｃｍ３である。
【０１１２】
また、上記ハニカム構造体において、隣接するセル間の距離（すなわち、壁部の厚さ）は、０．２ｍｍ以上であることが望ましい。０．２ｍｍ未満では、ハニカム部材の強度が低下することがあるからである。
【０１１３】
一方、上記隣接するセル間の距離（壁部の厚さ）の望ましい上限は１．０ｍｍである。壁部の厚さが厚すぎると圧力損失が増加することがある。
【０１１４】
上記ハニカム構造体において、セルの形成方向に対して垂直方向におけるセルの密度は特に限定されず、望ましい下限は、１５．５個／ｃｍ２（１００個／ｉｎｃｈ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい下限は、２３．３個／ｃｍ２（１５０個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎｃｈ２）である。
【０１１５】
なお、上記セルの平面視形状については特に四角形に限定されず、例えば、三角形、六角形、八角形、十二角形、円形、楕円形、星型等の形状を挙げることができる。
【０１１６】
本発明のハニカム構造体において、封止材の形成のために用いる封止材ペーストと、接着材層及びシール材層の形成のために用いるシール材ペーストは、同じ材料であってもよいし、異なる材料であっても良い。
【０１１７】
封止材ペースト又はシール材ペーストにおける無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。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。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【０１１８】
封止材ペースト又はシール材ペーストにおける有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。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。有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【０１１９】
封止材ペースト又はシール材ペーストにおける無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。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。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【０１２０】
封止材ペースト又はシール材ペーストにおける無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等が挙げられる。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。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。
【０１２１】
さらに、封止材ペースト又はシール材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１２２】
また、セルの封止を行う方法は特に限定されるものではなく、上記封止材ペーストを充填して乾燥固化することによって封止を行ってもよいし、樹脂、セラミック又は金属等からなる封止体をセル（貫通孔）に挿入して封止を行ってもよい。
【０１２３】
また、本発明のハニカム構造体の用途は、ディーゼル車用排ガス浄化システムに限定されるものではない。本発明のハニカム構造体は、三元触媒を担持させることによって、ガソリン車用排ガス浄化システムに用いることもできる。
【０１２４】
また、第二実施形態においてハニカム部材を結束する方法は特に限定されるものではなく、作製するハニカムブロックの形状と略同形状の型枠内に各ハニカム部材を仮固定した状態とし、シール材ペーストを各ハニカム部材間に注入する方法等によって所定数のハニカム部材を結束してハニカム部材の集合体を作製する方法を用いてもよい。
また、ハニカム部材の個数、形状は特に限定されるものではない。
【０１２５】
また、第二実施形態においてハニカム部材の壁部に触媒を担持させる方法は特に限定されるものではなく、ハニカム部材の壁部に触媒を担持することなくハニカムブロックを作製し、その後にハニカムブロックをアルミナスラリー及び触媒溶液へ浸漬し、さらに焼成等を行う方法を用いても良い。
【符号の説明】
【０１２６】
１、３  ハニカム構造体
１００、２００  ハニカム部材
１１１、２０４  セル
１１２、２０５  封止材
１１３、２０６  壁部
２０１  接着材層
Ｇ  排ガス
【図１】
2009255047.tif 000004
【図２】
2009255047.tif 000005
【図３】
2009255047.tif 000006
【図４】
2009255047.tif 000007
【図５】
2009255047.tif 000008
【図６】
2009255047.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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