ハニカム構造体の製造方法
【課題】ハニカム焼成体を接着剤層を介して複数個結束することによりハニカム集合体を作製する結束工程とを含むハニカム構造体の製造方法であって、焼成工程においてハニカム焼成体に反りが発生することを防止してハニカム構造体を製造することのできるハニカム構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】ハニカム成形体１２０を焼成用治具１０の底板１１上に配置したスペーサ１２上に載置して焼成処理を施すことによりハニカム焼成体を作製する焼成工程において、上記スペーサは、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際の上記ハニカム成形体の重心Ｇを上記長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されており、かつ、上記スペーサを、上記ハニカム成形体を平面視した際の上記重心と上記ハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点Ｌに対して上記重心側の領域及び上記端面側の領域の両方を含むように配置する。
【解決手段】ハニカム成形体１２０を焼成用治具１０の底板１１上に配置したスペーサ１２上に載置して焼成処理を施すことによりハニカム焼成体を作製する焼成工程において、上記スペーサは、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際の上記ハニカム成形体の重心Ｇを上記長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されており、かつ、上記スペーサを、上記ハニカム成形体を平面視した際の上記重心と上記ハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点Ｌに対して上記重心側の領域及び上記端面側の領域の両方を含むように配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関する。
【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排ガス中のスス等のパティキュレートが、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、多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いることにより、排ガス中のパティキュレートを捕集し、排ガスを浄化するパティキュレートフィルタが種々提案されている。また、担持した触媒と排ガスとを接触させることにより、排ガス中の窒素酸化物等の改質をするハニカム構造体も知られている。
【０００３】
このようなハニカム構造体としては、炭化ケイ素等のセラミック材料等を含む混合物に押出成形、脱脂、焼成等の処理を行うことによって作製される角柱形状のハニカム焼成体がシール材層（接着剤層）を介して複数個結束された円柱形状のハニカム構造体が用いられている。
【０００４】
ハニカム焼成体は、例えば以下の方法により製造することができる。
まず、炭化ケイ素等のセラミック材料とバインダと分散媒液等とを混合して原料組成物を調製し、この原料組成物を連続的に押出成形した後、押し出された成形体を所定の長さに切断することにより、角柱状のハニカム成形体を作製する。
次に、得られたハニカム成形体を、マイクロ波乾燥や熱風乾燥を利用して乾燥させ、その後、所定のセルに目封じを施し、セルのいずれかの端部が封止された状態とした後、脱脂工程を行う。
最後に、ハニカム成形体を焼成する焼成工程を行う。以上の工程によって、ハニカム焼成体を作製することができる。
【０００５】
上記工程のうち、焼成工程は、押出成形工程によって作製され、脱脂工程によって有機物が燃焼除去されたハニカム成形体を、高温加熱して、セラミック粉末を加熱焼結させてハニカム焼成体を作製する工程であるが、この焼成工程においては、カーボン製の焼成用治具の底板にハニカム成形体を載置して焼成を行っていた。
しかし、セラミック材料として炭化ケイ素を含むハニカム成形体は、その製造条件に起因して炭化ケイ素粉末中に約３％のＳｉＯ２を含有しているため、この焼成工程において、ハニカム成形体からＳｉＯ２が昇華して放出され、その一部がＳｉＯガスとなり、このＳｉＯガスと焼成用治具を構成する炭素とが反応してＳｉＣが生成する反応が進行して、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることがあった。
焼成用治具は繰り返し使用する部材であるが、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成された状態で焼成用治具の底板にハニカム成形体を載置して焼成工程を行うと、ハニカム成形体の表面に傷がつきやすく、得られるハニカム焼成体には欠けやピンホールが発生するためにハニカム焼成体の強度が低下することがあり、問題となっていた。
さらに、このような炭化ケイ素の粗大粒子が形成されると、焼成用治具を繰り返し使用することが困難となるという問題があった。
【０００６】
特許文献１及び２には、焼成用治具の底板と炭化ケイ素成形体との間に空間を設けて焼成を行う炭化ケイ素成形体（ハニカム成形体）の焼成方法が開示されている。
図８は、焼成用治具の底板にスペーサを配置し、スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行う方法を模式的に示す断面図である。
【０００７】
特許文献１においては、図８に示すように焼成用治具１０の底板１１上にカーボン等のセラミック部材からなるスペーサ１２を配置し、ハニカム成形体１２０をスペーサ１２上に載置して焼成工程を行っており、焼成用治具１０の底板１１とハニカム成形体１２０との間にはスペーサ１２の厚み分だけの空間が設けられている。
【０００８】
特許文献１によると、このように焼成用治具１０の底板１１とハニカム成形体１２０との間に空間を設けて焼成工程を行うことによって、焼成用治具１０の底板１１に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、作製されるハニカム焼成体に欠けやピンホールが発生することを防止することができるとされている。
【０００９】
特許文献２においては、突起部を備えた焼成用治具が開示されている。この焼成用治具の突起部の上に炭化ケイ素成形体（ハニカム成形体）を載置すると、焼成用治具の底板とハニカム成形体との間に突起部の厚み分だけの空間を設けることができる。
そのため、特許文献２に開示された焼成用治具を用いて焼成工程を行うことによっても、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、ハニカム成形体に欠けやピンホールが発生することを防止することができるとされている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２２０２４０号公報
【特許文献２】特開２００１−７２４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、図８に示すようにハニカム成形体と焼成用治具の底板との間に空間を設けて焼成工程を行った場合、作製したハニカム焼成体に反りが生じることがあった。
【００１２】
図９は、スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が沈み込んで反る様子を模式的に示す断面図である。
焼成用治具１０の底板１１上に配置したスペーサ１２上にハニカム成形体１２０を載置して焼成工程を行った場合、図９に示すように、ハニカム成形体１２０の重心Ｇ付近が沈み込む方向（図９中、矢印ｂで示す方向）に反りが発生することがあり、このような状態でハニカム成形体が焼成されることによって作製されるハニカム焼成体には反りが発生することがあった。
特に、ハニカム成形体の長手方向の長さが３３０ｍｍ（１３インチ）以上である場合には、重心Ｇ付近が沈み込む方向に反りが頻繁に発生していた。
【００１３】
そして、反りのあるハニカム焼成体を複数個結束してハニカム構造体の製造を行うと、結束工程の際にハニカム焼成体同士が接触して欠けることがあり、ハニカム構造体を製造することが困難となるという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、焼成工程においてハニカム焼成体に反りが発生することを防止してハニカム構造体を製造することのできるハニカム構造体の製造方法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】
【００１５】
本発明者らは、ハニカム焼成体に反りが発生することを防止してハニカム焼成体を作製することのできる焼成方法について検討を行った。
まず、本発明者らは、ハニカム成形体の重心付近が沈み込む方向に反りが発生する原因について検討し、ハニカム成形体の自重によってハニカム成形体の重心に対して沈み込む方向に力が加わっていることが反りが発生する原因であると予想した。
そこで、図９に示す２本のスペーサに加えて、ハニカム成形体の重心の直下にもスペーサを配置することによって、焼成工程の際にハニカム成形体の重心付近が沈み込むことに起因して反りが発生することを防止することを試みた。
【００１６】
図１０は、焼成工程においてハニカム成形体の重心の直下にスペーサを配置してハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。
なお、図１０では、ハニカム成形体の載置状態を把握しやすいように、焼成用治具の側壁部材の一部を省略している。
【００１７】
通常、焼成用治具１０の形状は、載置するハニカム成形体１２０の長手方向の長さに比べて焼成用治具１０の底板１１の一辺の長さが少し長い程度となるように設計されている。
従って、図１０に示すように複数のハニカム成形体１２０をその長手方向が平行になるようにして焼成用治具１０に配置したスペーサ１２上に載置した場合には、ハニカム成形体１２０の重心が焼成用治具１０の底板１１の中心線M付近に位置することとなる。
【００１８】
本発明者らは、図１０に示すようにハニカム成形体１２０を３本のスペーサ１２上に載置して焼成工程を行うことによって、ハニカム成形体の重心付近が沈み込む方向に反りが発生することを防止することができた。しかし、逆に、この方法で焼成工程を行うことによって作製したハニカム焼成体のうちのいくつかには重心付近が持ち上がる方向に反りが発生していた。
このような反りが発生したハニカム焼成体も、ハニカム構造体の製造に適していないものであり、重心付近が持ち上がる方向に反りが発生することも問題であった。
【００１９】
このため、本発明者らは、重心付近が持ち上がる方向に反りが発生する原因について検討を行った。すると、焼成用治具を繰り返し使用した場合に、焼成用治具の底板の中央付近を頂点としてドーム形に持ち上がるように、焼成用治具の底板が反ることがあることが判明した。
【００２０】
図１１は、スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が持ち上がって反る様子を模式的に示す断面図である。
図１１に示すように、焼成用治具１０の底板１１の中央付近が持ち上がる方向に反った場合、焼成用治具１０の底面の中心線に沿って配置した中央のスペーサ１２にも、持ち上がる方向に力が加わる。
このことから、ハニカム成形体１２０の重心Ｇの直下に対して上向きの力（図１１中、矢印ｃで示す）が加わっていることが推定され、この力がハニカム成形体１２０の重心Ｇ付近が持ち上がる方向に反りが発生する原因であることが予想された。
【００２１】
このように、本発明者らは従来知られていた方法によって作成されたハニカム焼成体に反りが発生する原因について鋭意検討を行い、その検討の過程でさらに焼成用治具の反りによってもハニカム焼成体に反りが発生することを発見し、さらにこの発見に基づいて検討を行った結果、本発明を完成した。
【００２２】
すなわち、請求項１に記載の本発明のハニカム焼成体の製造方法は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製する成形工程と、
上記ハニカム成形体を焼成用治具の底板上に配置したスペーサ上に載置して焼成処理を施すことによりハニカム焼成体を作製する焼成工程と、
上記ハニカム焼成体を接着剤層を介して複数個結束することによりハニカム集合体を作製する結束工程とを含むハニカム構造体の製造方法であって、
上記焼成工程において、上記スペーサは、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際の上記ハニカム成形体の重心を上記長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されており、かつ、
上記スペーサは、上記ハニカム成形体を平面視した際の上記重心と上記ハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点に対して上記重心側の領域及び上記端面側の領域の両方を含むように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
この請求項１に記載の発明によると、焼成工程において、スペーサはハニカム成形体の重心を長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されている。
このようにスペーサを配置した場合、焼成用治具の底板の中心線付近、すなわちハニカム成形体の重心の直下にはスペーサが配置されていないため、焼成用治具の底板の中央付近が持ち上がる方向に反った場合であってもスペーサを介してハニカム成形体を持ち上げる方向に加わる力が小さくなる。そのため、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくすることができる。
従って、焼成用治具を繰り返し使用した場合であっても、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００２４】
また、焼成工程において、スペーサはハニカム成形体を平面視した際の重心とハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点に対して重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むように配置されている。
【００２５】
焼成工程においては、ハニカム成形体の重心付近に対して自重により沈み込む方向に反ろうとする力が加わるが、この力の支点はスペーサのうちハニカム成形体の重心に最も近い側の辺となるものと考えられる。そのため、本発明で規定した位置にスペーサを配置すると、力の支点とハニカム成形体の重心との間の距離が、上記中点とハニカム成形体の重心との距離よりも短くなるため、ハニカム成形体の重心付近に加わる力を小さくすることができる。
また、ハニカム成形体の端面付近にも、自重により沈み込む方向に反ろうとする力が加わるが、この力の支点はスペーサのうちハニカム成形体の端面に最も近い側の辺となるものと考えられる。そのため、本発明で規定した位置にスペーサを配置すると、力の支点とハニカム成形体の端面との間の距離が上記中点と上記端面との間の距離よりも短くなるため、ハニカム成形体の端面付近に加わる力を小さくすることができる。
このように、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を共に小さくすることができるために、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００２６】
そして、請求項１に記載のハニカム構造体の製造方法においては、焼成工程において、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができるため、複数のハニカム焼成体を結束してハニカム構造体を製造する際にハニカム焼成体同士が接触して欠けることがなく、ハニカム構造体を歩留りよく製造することができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明では、上記重心を挟む２つの上記スペーサ間の距離は、上記ハニカム焼成体の長手方向の長さの２５〜４５％である。
請求項２に記載の発明によると、２つのスペーサ間の距離をこのような範囲とすることによって、ハニカム成形体が自重により沈み込む方向に加わる力を小さくする効果と、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくする効果とをさらに有効に発揮させることができる。従って、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明の焼成工程において、上記スペーサは、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際に、２ヶ所の上記中点のそれぞれに対して重なる位置に配置されている。
そのため、１つのスペーサのみで１つの中点に対してハニカム焼成体の重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むようにスペーサを配置することができる。従って、反りの小さいハニカム焼成体を容易に作製することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明では、上記中点と重なるスペーサの上記長手方向における長さは、２０〜５０ｍｍである。
【００３０】
請求項４に記載の発明によると、ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さを２０ｍｍ以上としているため、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離、及び、スペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離がより短くなり、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力をより小さくすることができる。従って反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
また、スペーサとハニカム成形体が接触している領域では焼成が不充分になることがあり、焼成が不充分であるとハニカム焼成体の強度が低くなるが、請求項４に記載の発明によると、ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さを５０ｍｍ以下としているため、スペーサとハニカム成形体が接触している領域の面積を小さくして焼成が不充分となる領域の面積を小さくすることができるため、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明では、上記焼成工程において、上記スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、上記各中点が少なくとも２つのスペーサで挟まれるように、上記スペーサが配置されており、各中点からハニカム成形体の重心の側の領域には重心側スペーサが配置され、各中点からハニカム成形体の端面側の領域には端面側スペーサが配置されている。
【００３２】
請求項５に記載の発明によると、１つの中点に対してハニカム成形体の重心側の領域及び端面側の領域の両方にスペーサを配置しているため、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
さらに、ハニカム成形体とスペーサが接触している領域の面積をより小さくして焼成が不充分となる領域の面積を小さくすることができるため、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
また、ハニカム成形体とスペーサが接触している領域ではハニカム成形体の焼結が進行しにくくなっており、焼成後のハニカム焼成体の表面が荒れる（凹凸を有する状態となる）傾向があるが、請求項５に記載の発明によると焼成がきわめて充分に行われるため、スペーサが接触していた領域の表面が荒れていないハニカム焼成体を作製することができる。
【００３３】
請求項６に記載の発明では、上記端面側スペーサの上記端面の重心に最も近い位置と、上記重心側スペーサの上記重心に最も近い位置との距離は、３０〜５０ｍｍである。また、請求項７に記載の発明では、上記端面側スペーサの上記端面の重心に最も近い位置と、上記重心側スペーサの上記重心に最も近い位置との距離は、上記ハニカム焼成体の長手方向の長さの９〜１６％である。
この請求項６又は７の発明によると、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明では、上記端面側スペーサ及び上記重心側スペーサの上記長手方向における長さは、５〜１０ｍｍである。
スペーサの長手方向の長さが小さすぎると、焼成治具のスペーサ上にハニカム成形体を載置する際にハニカム成形体の位置がずれやすくなるが、請求項８に記載の発明によると、スペーサの長手方向における長さを５ｍｍ以上としているため、ハニカム成形体の位置がずれることを防止することができる。
さらに、スペーサの長手方向における長さを１０ｍｍ以下としているため、ハニカム成形体とスペーサが接触している領域の面積をきわめて小さくすることができる。そのため、、強度が高く、スペーサが接触していた領域の表面が荒れていない（凹凸を有する状態となっていない）ハニカム焼成体を作製することができる。
【００３５】
請求項９に記載の発明では、上記焼成工程において、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際に、上記スペーサは、上記ハニカム成形体の重心を通り、上記長手方向に垂直な直線に対して、線対称となる位置に配置されている。
請求項９に記載の発明によると、ハニカム成形体の重心付近及び両側の端面付近に加わる力をバランスよく分散させることができる。従って、反りがより小さく寸法精度のより高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明では、上記ハニカム成形体の長手方向の長さは、３０５ｍｍ以上である。
請求項１０に記載の発明によると、ハニカム成形体の長さが長い場合であっても反りが小さく強度の高いハニカム焼成体を作製することができ、ハニカム構造体を歩留まりよく製造することができる。
【００３７】
請求項１１の記載の発明では、少なくとも炭化ケイ素粉末とバインダとを含む原料組成物を成形することにより、上記ハニカム成形体を作製する。
請求項１１に記載の発明によると、炭化ケイ素を含んだハニカム成形体を載置して焼成工程を行った場合であっても、スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行うので、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第一実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第一実施形態について説明する。
この第一実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示したハニカム焼成体、及び、図１に示したハニカム構造体を製造するものとする。
【００３９】
図１は、ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ａ）は、上記ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【００４０】
ハニカム構造体１００では、図１に示すようにハニカム焼成体１１０が接着剤層１０１を介して複数個結束されてセラミックブロック１０３を構成し、さらに、このセラミックブロック１０３の外周にコート層１０２が形成されている。
また，ハニカム焼成体１１０は、図２（ａ）に示すように、長手方向（図２（ａ）中、矢印ａの方向）に多数のセル１１１が並設され、セル１１１同士を隔てるセル壁１１３がフィルタとして機能するようになっている。
なお、本明細書において、ハニカム焼成体の端面とは、ハニカム焼成体の外形状をなす面のうち、セルが露出している面をいい、端面以外の面を側面という。
【００４１】
即ち、ハニカム焼成体１１０に形成されたセル１１１は、図２（ｂ）に示すように、排ガスの流入側又は流出側の端部のいずれかが封止材１１２により目封じされ、一のセル１１１に流入した排ガスは、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他のセル１１１から流出するようになっており、排ガスがこのセル壁１１３を通過する際、パティキュレートがセル壁１１３部分で捕捉され、排ガスが浄化される。
【００４２】
ここでは、まず、脱脂工程及び焼成工程においてハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法について詳細に説明し、その後、本発明のハニカム構造体の製造方法の全製造工程を工程順に説明する。
【００４３】
図３（ａ）は、本発明の第一実施形態においてハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法を模式的に示す一部切り欠き斜視図であり、（ｂ）は、図３（ａ）においてＢで示す部分の平面図である。
なお、図３（ａ）では、ハニカム成形体の載置状態を把握しやすいように、焼成用治具の側壁部材の一部を省略している。
また、図３（ｂ）では、ハニカム成形体の長手方向が紙面横向きとなるように、図３（ａ）に対して９０度回転した図を示している。
【００４４】
図３（ａ）に示す焼成用治具１０は、カーボン製で、その上面が開放された箱状を有しており、上記箱状は、矩形板形状の底板１１と底板１１の４辺から立設した側壁部材１３とからなる。
この焼成用治具の寸法は、底板１１の短辺の長さがハニカム成形体１２０の長手方向の長さよりも少し長い程度となるように設計されている。
また、底板１１上には、ハニカム成形体１２０を載置するためのスペーサ１２が、底板１１の短辺の中点を通る中心線Ｍに対して線対称となる位置に、２本配置されている。
【００４５】
スペーサ１２は、カーボン繊維を組み合わせて布状にしたカーボンフェルト製で、その厚みは２．０〜５．０ｍｍであり、短辺の長さは２０〜５０ｍｍであり、長辺の長さは焼成用治具１０の底板１１の長辺の長さよりも少し短い程度となっている。
そして、本実施形態における焼成工程では、２本のスペーサ１２を底板１１上に配置し、その２本のスペーサ１２と所定の位置関係となるようにハニカム成形体１２０を載置している。
この所定の位置関係について以下に説明する。
【００４６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）においてＢで示す部分の平面図である。この平面図において、ハニカム成形体１２０の左側側面１２５、右側端面１２６の重心の位置をそれぞれ示す点を考えると、ハニカム成形体１２０は両端面の形状が略正方形の角柱形状であるため、ハニカム成形体１２０の左側端面重心ＬＧは左側端面１２５を示す線分の中点となり、右側端面重心ＲＧは右側端面１２６を示す線分の中点となる。
そして、このようにして定めた左側端面重心ＬＧ、右側端面重心ＲＧと、ハニカム成形体１２０の重心Ｇとの間の中点は、それぞれ、左側中点Ｌ、及び、右側中点Ｒとなる。
【００４７】
本実施形態では、図３（ｂ）のようにスペーサ１２上に載置されたハニカム成形体１２０を平面視した際に、左側中点Ｌ及び右側中点Ｒとスペーサ１２とがそれぞれ重なるように、ハニカム成形体１２０を２本のスペーサ１２上に載置している。
このように２カ所の中点のそれぞれに対してスペーサが重なっていると、中点Ｌ又は中点Ｒのそれぞれに対してハニカム成形体１２０の重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むようにスペーサが配置されていることとなる。
また、本実施形態においては、重心Ｇを通りハニカム成形体１２０の長手方向に対して垂直な直線Ｍに対して、スペーサ１２が線対称となるようにハニカム成形体１２０と２本のスペーサ１２の位置関係を定めている。
【００４８】
さらに、本実施形態では、図３（ｂ）に示す平面図において２本のスペーサ１２がハニカム成形体１２０の重心Ｇをハニカム成形体１２０の長手方向に挟むように、ハニカム成形体１２０と２本のスペーサ１２の位置関係を定めている。
【００４９】
また、本実施形態において、ハニカム成形体１２０の長手方向におけるスペーサ１２の長さは、図３（ｂ）においてＷで示す長さであり、この長さＷはスペーサの短辺の長さと等しく、２０〜５０ｍｍである。
以下、本明細書中においてこの長さＷをスペーサの長手方向の長さＷ、又は、長さＷということとする。
【００５０】
また、本実施形態において２本のスペーサ１２間の距離は、図３（ｂ）においてＥで示す距離であり、ハニカム成形体１２０の長手方向の長さの２５〜４５％である。
この距離Ｅは、左側端面重心ＬＧとハニカム成形体の重心Ｇとを通る直線上の位置であって、中点Ｌと重なるスペーサ１２の重心Ｇに最も近い位置１４Ｌと、右側端面重心ＲＧとハニカム成形体の重心Ｇとを通る直線上の位置であって、中点Ｒと重なるスペーサ１２の重心Ｇに最も近い位置１４Ｒとの間の距離Ｅのハニカム成形体の全長に対する割合（％）として定める。
以下、本明細書中においてこの距離Ｅ（％）を、スペーサ間の距離Ｅ、又は、距離Ｅということとする。
【００５１】
次に、このようにして焼成用治具内にハニカム成形体を載置して行う脱脂工程及び焼成工程を含む、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の製造方法の全製造工程について、工程順に説明する。
【００５２】
まず、平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と有機バインダとを含む原料組成物を乾式混合して混合粉末を調製するとともに、液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合して混合液体を調製し、続いて、上記混合粉末と上記混合液体とを湿式混合機を用いて混合することにより、成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
【００５３】
次に、上記湿潤混合物を、押出成形機に投入して押出成形する成形工程を行う。
そして、押出成形により得られた長尺のハニカム成形体を、切断装置を用いて切断することにより、図２（ａ）に示した角柱形状のハニカム成形体を作製する。
本実施形態においては、ハニカム成形体の長手方向の長さが３０５ｍｍ以上となるように切断する。
その後、上記ハニカム成形体を、マイクロ波と熱風とを組み合わせた乾燥機を用いて乾燥させる。
【００５４】
次いで、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。このセルの目封じの際には、ハニカム成形体の端面（すなわち切断工程後の切断面）に目封じ用のマスクを当てて、目封じの必要なセルにのみ封止材ペーストを充填する。
このような工程を経て、封止材ペーストが充填されたハニカム成形体を作製する。
【００５５】
次に、封止材ペーストが充填されたハニカム成形体を、ハニカム成形体とスペーサの位置関係が上述した関係となるように焼成用治具のスペーサに載置して、脱脂炉中で脱脂温度２５０〜３９０℃、雰囲気中の酸素濃度５〜１３体積％で脱脂する脱脂工程を行い、ハニカム成形体中の有機物を除去する。
続いて、脱脂工程を経たハニカム成形体を焼成用治具のスペーサに載置したまま、焼成炉内でアルゴン雰囲気下、例えば、２２００℃の焼成温度で焼成する焼成工程を行い、ハニカム焼成体を作製する。
【００５６】
そして、得られたハニカム焼成体の側面に、接着剤層となるシール材ペーストを塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返して所定数のハニカム焼成体が結束されたハニカム集合体を作製する結束工程を行う。なお、シール材ペーストとしては、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ものを使用することができる。
【００５７】
次に、このハニカム集合体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させて接着剤層とする。その後、ダイヤモンドカッターを用いてハニカム焼成体の集合体に切削加工を施してセラミックブロックとし、セラミック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てコート層を形成することによりハニカム構造体の製造を終了する。
なお、接着剤層の形成とコート層の形成に用いるシール材ペーストとしては、同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
【００５８】
以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法についての作用効果について列挙する。
（１）スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行うので、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００５９】
（２）焼成用治具の底板の中心線付近、すなわちハニカム成形体の重心の直下にはスペーサが配置されていないため、焼成用治具の底板の中央付近が持ち上がる方向に反った場合であっても、スペーサを介してハニカム成形体を持ち上げる方向に加わる力が小さくなる。そのため、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくすることができる。
従って、焼成用治具を繰り返し使用した場合であっても、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６０】
（３）ハニカム成形体の重心とハニカム成形体の各端面の重心との間に存在する２箇所の中点のそれぞれに対して上記ハニカム成形体の重心側にスペーサが存在するようにスペーサを配置しているので、自重によりハニカム成形体の重心付近に加わる力を小さくすることができる。
従って、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６１】
（４）ハニカム成形体の重心とハニカム成形体の各端面の重心との間に存在する２箇所の中点のそれぞれに対して、上記ハニカム成形体の端面側にスペーサが存在するようにスペーサを配置しているので、自重によりハニカム成形体の端面付近に加わる力を小さくすることができる。従って、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６２】
（５）ハニカム成形体の重心を挟む２つのスペーサ間の距離を、上記ハニカム焼成体の長手方向の長さの２５〜４５％としているので、ハニカム成形体が沈み込む方向に加わる力を小さくする効果と、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくする効果とをさらに有効に発揮させることができる。従って、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６３】
（６）スペーサを上記中点と重なる位置に配置しているため、一つのスペーサのみで１つの中点に対してハニカム焼成体の重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むようにスペーサを配置することができる。従って、反りの小さいハニカム焼成体を容易に作製することができる。
【００６４】
（７）ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さＷを２０ｍｍ以上としているため、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離、及び、スペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離が短くなり、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を小さくすることができる。従って反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６５】
（８）ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さＷを５０ｍｍ以下としているため、スペーサとハニカム成形体が接触している領域の面積を小さくすることができる。従って焼成が充分に行われて強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００６６】
（９）ハニカム成形体の重心を通りハニカム成形体の長手方向に対して垂直な直線に対して、線対称となる位置にスペーサを配置しているため、ハニカム成形体の重心付近及び両側の端面付近に加わる力をバランスよく分散させることができる。従って、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６７】
（１０）ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を小さくすることができるため、ハニカム成形体の長手方向の長さを３０５ｍｍ以上と長くしているにも関わらず、反りの少ないハニカム焼成体を作製することができる。
【００６８】
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。
【００６９】
（実施例１）
平均粒径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．２重量％と、平均粒径０．５μｍの炭化ケイ素微粉末２２．４重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂４．８重量％、有機バインダ（メチルセルロース）２．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製 ユニルーブ）２．９重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た。
【００７０】
次に、この湿潤混合物を押出成形機に投入し、連続的に柱状のハニカム成形体を押出成形する成形工程を行った。その後、押出成形されたハニカム成形体を切断装置に設けられた切断部材を用いて切断して、図２（ａ）、（ｂ）に示した形状のハニカム成形体を作製した。
このハニカム成形体は、その大きさが３３．０ｍｍ×３３．０ｍｍ×３３０．２ｍｍであった。
【００７１】
次に、マイクロ波と熱風とを併用した乾燥機を用いて上記ハニカム成形体を乾燥させた後、押出成形に用いた組成物と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。
【００７２】
続いて、ポーラスカーボン（東海カーボン社製 Ｇ１００）からなり、その一主面が開口した箱型の焼成用治具（底板の短辺３５０ｍｍ×底板の長辺４３０ｍｍ×高さ４５ｍｍ）内に、カーボンフェルト（短辺２０ｍｍ×長辺４１０ｍｍ×厚み５ｍｍ）からなるスペーサを２本配置して、２本のスペーサ上に、各ハニカム成形体の長手方向がスペーサの長辺と直交するように、一定間隔でハニカム成形体を３個載置した。
【００７３】
図４（ａ）、（ｂ）は、各実施例におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
本実施例では、図４（ａ）に示すように、スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、ハニカム成形体の長手方向の端面の重心ＬＧ、ＲＧとハニカム成形体の重心Ｇとがなす２箇所の中点Ｌ及びＲのそれぞれと各スペーサとが重なる位置に、２本のスペーサ１２を配置した。
また、本実施例において、長さＷは、スペーサ１２の短辺の長さである２０ｍｍであり、スペーサ間の距離Ｅはハニカム成形体の全長に対して４３．９％であった。
【００７４】
次に、焼成用治具内にハニカム成形体が載置された上記焼成用治具を連続脱脂炉内に搬入し、９体積％の酸素濃度を有する空気と窒素との混合ガス雰囲気下、４００℃で加熱することにより脱脂する脱脂工程を行った。
【００７５】
そして、脱脂された上記ハニカム成形体を上記焼成用治具に載置したまま、焼成装置に搬入し、常圧のアルゴン雰囲気下において２２００℃で約３時間の焼成する焼成工程を行い、四角柱状のハニカム焼成体を作製した。
【００７６】
（比較例１）
図５（ａ）〜（ｄ）は、各比較例におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ａ）に示すように、スペーサが中点Ｌ又はＲよりも端面側にのみ位置するように、ハニカム成形体の端面とスペーサの長辺とが重なる位置に配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００７７】
（比較例２）
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ｂ）に示すように、比較例１と同じ位置に配置した２本のスペーサに加えて、重心Ｇとスペーサとが重なるようにスペーサを１本配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００７８】
（比較例３）
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ｃ）に示すように、１枚のスペーサを中点Ｌよりも端面側にのみ位置するように、ハニカム成形体の端面とスペーサの長辺とが重なる位置に配置し、かつ、他の１枚のスペーサを中点Ｒとスペーサとが重なるように配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００７９】
（比較例４）
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ｄ）に示すように、実施例１と同じ位置に配置した２本のスペーサに加えて、重心Ｇとスペーサとが重なるようにスペーサを１本配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８０】
（比較例５）
脱脂工程及び焼成工程において、スペーサを配置することなく、ハニカム成形体を焼成用治具の底板上に直接載置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８１】
これまで説明した各実施例及び比較例において得られたハニカム焼成体について、下記の評価（測定）を行った。
【００８２】
（１）反り量の測定
ハニカム焼成体の反り量の測定は、反り量測定用治具を用いて行った。
この反り量測定用治具は、成形体の全長とほぼ同じ長さを有する真直なＳＵＳ製の角材において、この角材の両端に同じ厚さの当接部材が配設されている。また、この角材の中央には上記角材の長手方向と垂直にスライド可能なスケールが取り付けられている。
測定時には、上記当接部材を成形体の両端付近に当接し、その後、反り量測定用スケールを成形体側に移動させ、成形体と上記スケールとが接触したときのスケールの移動量を読み取ることによって反り量を測定した。その結果を表１に示した。
（２）焼成状態の評価
イ）曲げ強度の評価
得られたハニカム焼成体について、ＪＩＳ Ｒ １６２４を参考にした４点曲げ強度試験を行い、曲げ強度を評価した。
詳細には、ランダムに抜き出したハニカム焼成体（５サンプル）について、曲げ強度試験機（インストロン５５８２）を用い、上側スパン間距離１９５ｍｍ、下側スパン間距離３０８ｍｍ、スピード０．３５ｍｍ／ｍｉｎで５１ＭＰａの荷重を加えて４点曲げ試験を行い、各ハニカム焼成体にクラックが生じるか否かを判定した。
なお、このスパン間距離及び荷重は、成形体長、セル壁の厚さ及びセル密度を考慮した断面二次モーメントから応力が３０ＭＰａとなるように算出したものである。
その結果を、５サンプル全てにクラックが生じなかったものを○、５サンプルのうちのいずれかにクラックが生じたものを△、５サンプル全てにクラックが生じたものを×として表１に示した。
ロ）外観の評価
得られたハニカム焼成体について、焼成工程においてスペーサと接触していた領域の外観を目視で評価した。
その結果を、上記領域の表面が荒れていないものを◎とし、以後、表面の荒れが少ない順に○、△、×として表１に示した。
【００８３】
【表１】
【００８４】
表１に示した結果から明らかなように、実施例１においては、２カ所の中点のそれぞれと重なるようにスペーサを配置して焼成工程を行ったため、得られたハニカム焼成体の反りが０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
また、実施例１で得られたハニカム焼成体は充分な曲げ強度を有していた。このことから、実施例１の方法によるとハニカム構造体を製造するために好適なハニカム焼成体を作製できることがわかった。
【００８５】
これに対し、比較例１〜５で得られたハニカム焼成体ではいずれも反りが１．０ｍｍより大きくなっており、ハニカム構造体を製造するためには不適当なハニカム焼成体であった。この反りは、スペーサの配置位置が適当でないため、又は、スペーサが用いられていないために発生したものと考えられる。
【００８６】
（実施例２〜４）
脱脂工程及び焼成工程において、短辺の長さが３０〜５０ｍｍであり、長さＷが表２に示す長さ（３０〜５０ｍｍ）となるスペーサを配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８７】
（参考例１〜５）
脱脂工程及び焼成工程において、短辺の長さが１０ｍｍ又は６０〜９０ｍｍであり、長さＷが表２に示す長さ（１０ｍｍ又は６０〜９０ｍｍ）となるスペーサを配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８８】
各実施例及び参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例１の結果と併せて表２に示した。
【００８９】
【表２】
【００９０】
表２に示した結果から明らかなように、スペーサの長さＷを２０ｍｍ以上とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
特に、長さＷを３０ｍｍ以上とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
また、長さＷを５０ｍｍ以下とすると、得られたハニカム焼成体の曲げ強度は良好となっていた。
これは、スペーサとハニカム成形体が接触している面積が小さいほど、焼成がより充分に行われるためと考えられる。
また、長さＷの変化に伴い距離Ｅが変化するが、実施例１〜４及び参考例２〜４のように距離Ｅが２５〜４５％の範囲内であると反りが０．８ｍｍ以下と低くなっていた。
【００９１】
（実施例５）
押出成形されたハニカム成形体を切断する際の切断寸法を変更して、長手方向の長さが３５５．６ｍｍであるハニカム成形体を作製した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９２】
（参考例６）
押出成形されたハニカム成形体を切断する際の切断寸法を変更して、長手方向の長さが３０４．８ｍｍであるハニカム成形体を作製した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９３】
（比較例６）
押出成形されたハニカム成形体を切断する際の切断寸法を変更して、長手方向の長さが３０４．８ｍｍであるハニカム成形体を作製し、焼成工程において、図５（ａ）に示すように、スペーサが中点Ｌ又はＲよりも端面側にのみ位置するように、ハニカム成形体の端面とスペーサの長辺とが重なる位置にスペーサを配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９４】
各実施例、参考例及び比較例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例１及び比較例１の結果と併せて表３に示した。
なお、曲げ強度の測定においては、スパン間距離及び荷重を成形体長に合わせて変更した。
【００９５】
【表３】
【００９６】
表３に示した結果から明らかなように、実施例１及び５においては、ハニカム成形体の長手方向の長さが３３０．２ｍｍ又は３５５．６ｍｍと長いにも関わらず、得られたハニカム焼成体の反りが０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
これに対し、比較例１及び６のようにスペーサが中点Ｌ又はＲよりも端面側にのみ位置するようにスペーサを配置して焼成を行った場合には、比較例６のように成形体長が３０５ｍｍ未満であれば得られたハニカム焼成体の反りは１．０ｍｍ以下とそれほど大きくなかったものの、比較例１のように成形体長が３０５ｍｍ以上であると、得られたハニカム焼成体の反りは１．０ｍｍを超えていた。
また、参考例６と比較例６を対比すると、ハニカム成形体の長手方向の長さを３０４．８ｍｍとした場合には、スペーサを配置する位置に関わらず、作製されたハニカム焼成体の反りは０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
したがって、本発明のハニカム構造体の製造方法を用いて焼成工程を行うことによって、成形体長が３０５ｍｍ以上の場合に特に反りを低減することができることが明らかとなった。
【００９７】
（参考例７）
脱脂工程及び焼成工程において、図４（ｂ）に示すように、スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、中点Ｌと重なる位置に配置するスペーサ２２の短辺の長さを５０ｍｍ、中点Ｒとスペーサとが重なる位置に配置するスペーサ１２の短辺の長さを２０ｍｍとして、２本のスペーサを配置し、この２本のスペーサ上にハニカム成形体を載置した。
本参考例では、ハニカム成形体の重心を通りハニカム成形体の長手方向に対して垂直な直線に対して、配置されたスペーサは線対称でない形態であった。
このように、スペーサの短辺の長さを変更した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９８】
この参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例１の結果と併せて表４に示した。
【００９９】
【表４】
【０１００】
表４に示した結果から明らかなように、実施例１においては、参考例７と比べて反りが小さくなっていた。これは、実施例１においてはハニカム成形体の重心を通りハニカム成形体の長手方向に対して垂直な直線に対して、スペーサが線対称となる位置にスペーサが配置されていたためであると考えられる。
【０１０１】
(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。
本実施形態では、第一実施形態において２カ所の中点のそれぞれに対してスペーサが重なるようにスペーサとハニカム成形体の位置関係を定めていることに代えて、上記中点とスペーサとが重ならず、かつ、上記中点がハニカム成形体の重心側及び端面側のそれぞれに位置する少なくとも２本のスペーサ（重心側スペーサ、端面側スペーサ）で挟まれるようにスペーサとハニカム成形体の位置関係を定めている。
【０１０２】
図６は、第二実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
本実施形態において使用するスペーサは、第一実施形態において使用するスペーサと同様のものであるが、その幅が５〜１０ｍｍのものを好適に用いることができる。
【０１０３】
ハニカム成形体１２０は、図６に示すように４本のスペーサ３２の上に載置されている。
そして、左側中点Ｌに対して重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、左側端面重心ＬＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在しており、左側中点Ｌは２つのスペーサ３２で挟まれている。
また、右側中点Ｒに対しても同様に、重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、右側端面重心ＲＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在しており、右側中点Ｒは２つのスペーサ３２で挟まれている。
【０１０４】
また、図６において、左側端面重心ＬＧとハニカム成形体の重心Ｇとを通る直線上の位置であって、端面側スペーサ３２Ｅの左側端面重心ＬＧに最も近い位置３５Ｌと、重心側スペーサ３２Ｇの重心Ｇに最も近い位置３４Ｌとを考える。このとき、位置３５Ｌと位置３４Ｌとの間の距離は、図６においてＤで示す距離となる。
本実施形態では、この距離Ｄが３０〜５０ｍｍとなるように各スペーサ３２の位置を定めている。
右側端面側についても、同様にして位置３５Ｒ、位置３４Ｒ及び距離Ｄを定めることができ、本実施形態では、右側端面側についても、距離Ｄが３０〜５０ｍｍとなるように各スペーサ３２の位置を定めている。
また、この距離Ｄがハニカム成形体の長手方向の長さの９〜１６％となるように各スペーサ３２の位置を定めており、距離Ｄはその長さ（ｍｍ）又はハニカム成形体の長手方向の長さに対する割合（％）で表される。
【０１０５】
また、本実施形態においてスペーサ間距離Ｅは、位置３４Ｌと位置３４Ｒとの間の距離のハニカム成形体の全長に対する割合（％）として定められ、本実施形態では、距離Ｅが２５〜４５％となるように各スペーサ３２の位置を定めている。
また、本実施形態では、長さＷはスペーサ３２の短辺の長さである５〜１０ｍｍである。
【０１０６】
本実施形態においても、第一実施形態において説明した効果（１）〜（５）、（９）及び（１０）を発揮することができる。
また、以下の効果を発揮することができる。
（１１）距離Ｄを３０ｍｍ（９％）以上としているため、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離、及び、スペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離を短くすることができ、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を小さくすることができる。
従って、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【０１０７】
（１２）距離Ｄを５０ｍｍ（１６％）以下としているため、スペーサの最も中点に近い側の辺と中点との間の距離を短くすることができる。そのため、２つのスペーサに挟まれた中点付近が沈み込もうとする方向に加わる力を小さくすることができる。
従って、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【０１０８】
（１３）ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さＷを１０ｍｍ以下としているため、スペーサとハニカム成形体が接触している領域の面積をきわめて小さくすることができる。従って、焼成がより充分に行われて、強度が高く、スペーサとハニカム成形体が接触していた領域の表面が荒れていないハニカム焼成体を作製することができる。
【０１０９】
（１４）スペーサが細すぎると、焼成治具のスペーサ上にハニカム成形体を載置する際にハニカム成形体の位置がずれやすくなるが、本実施形態ではスペーサの長手方向における長さを５ｍｍ以上としているため、ハニカム成形体の位置がずれることを防止することができる。
【０１１０】
以下、本発明の第二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。
【０１１１】
（実施例６）
脱脂工程及び焼成工程において、図６に示すように、カーボンフェルト（短辺５ｍｍ×長辺４１０ｍｍ×厚み５ｍｍ）からなるスペーサを４本配置して、スペーサ上にハニカム成形体を載置した。
本実施例においては、中点Ｌ及びＲがそれぞれその重心側及び端面側のそれぞれに位置する２つのスペーサ（重心側スペーサ、端面側スペーサ）によって挟まれ、距離Ｄが５０ｍｍとなるようにスペーサを配置した。そして、スペーサをこのように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、ハニカム焼成体を作製した。
【０１１２】
この実施例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例４の結果と併せて表５に示した。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
表５に示した結果から明らかなように、実施例６においては、２カ所の中点Ｌ及びＲのそれぞれが２つのスペーサによって挟まれるようにスペーサを配置して焼成工程を行ったため、得られたハニカム焼成体の反りが小さくなっていた。
特に、距離Ｄを５０ｍｍとしたため、反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
【０１１５】
ここで、実施例６の結果と、実施例４の結果を比較する。実施例６では距離Ｄが５０ｍｍであるのに対し、実施例４では長さＷが５０ｍｍである。
すると、反りはいずれの実施例においても０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。これは、両実施例とも２カ所の中点の両側にスペーサが存在していること、並びに、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離及びスペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離が短くなっていることによると考えられる。
しかし、外観については実施例６の方が良好であった。これは、実施例６においてはスペーサとハニカム成形体とが接触している面積が実施例４と比較して小さいために、焼成がより充分に行われるためと考えられる。
【０１１６】
（実施例７、８、参考例８、９）
脱脂工程及び焼成工程において、スペーサを配置する位置を変更して、表６に示すように距離Ｄが２０〜６０ｍｍ（６〜１８％）、距離Ｅが４３．９〜３１．８％となるようにスペーサを配置した以外は、実施例６と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【０１１７】
各実施例及び参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例６の結果と併せて表６に示した。
【０１１８】
【表６】
【０１１９】
表６に示した結果から明らかなように、距離Ｄを３０〜５０ｍｍ（９〜１５％）の範囲内とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
【０１２０】
（実施例９、参考例１０、１１）
脱脂工程及び焼成工程において、短辺の長さが３〜１２ｍｍであり、長さＷが表７に示す長さ（３〜１２ｍｍ）であるスペーサを配置した以外は、実施例６と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
このとき距離Ｄが５０ｍｍ（１５％）、距離Ｅが３４．８％となるようにスペーサを配置した。
【０１２１】
各実施例及び参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例６の結果と併せて表７に示した。
【０１２２】
【表７】
【０１２３】
表７に示した結果から明らかなように、長さＷを５〜１０ｍｍの範囲内とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっており、曲げ強度が高く、かつ、外観もきわめて良好となっていた。
これは、スペーサとハニカム成形体とが接触している領域の面積が小さいために、焼成が充分に行われたためと考えられる。また、スペーサがハニカム成形体に食い込むことがないためと考えられる。
【０１２４】
(第三実施形態)
以下、本発明の一実施形態である第三実施形態について説明する。
本実施形態では、第二実施形態において配置しているスペーサに加えて、２カ所の中点のそれぞれに対してスペーサが重なるような位置にもスペーサを配置している。
【０１２５】
図７は、第三実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
ハニカム成形体１２０は、図７に示すように６本のスペーサ３２の上に載置されている。
そして、左側中点Ｌに対して重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、左側端面重心ＬＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在していることから、左側中点Ｌは２つのスペーサ３２で挟まれている。
さらに、左側中点Ｌと重なる位置にもスペーサ３２が存在している。
また、右側中点Ｒに対しても同様に、重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、右側端面重心ＲＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在しており、さらに、右側中点Ｒと重なる位置にもスペーサ３２が存在している。
【０１２６】
本実施形態においても、第一実施形態において説明した効果（１）〜（５）、（９）及び第二実施形態において説明した効果（１１）〜（１４）を発揮することができる。
【０１２７】
以下、本発明の第三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。
【０１２８】
（実施例１０）
脱脂工程及び焼成工程において、図７に示すように、カーボンフェルト（短辺５ｍｍ×長辺４１０ｍｍ×厚み５ｍｍ）からなるスペーサを６本配置して、スペーサ上にハニカム成形体を載置した。
本実施例においては、中点Ｌ及びＲがそれぞれその重心側及び端面側のそれぞれに位置する２つのスペーサ３２（重心側スペーサ、端面側スペーサ）によって挟まれ、かつ、中点Ｌ及びＲがそれぞれスペーサ３２と重なるようにスペーサを配置した。
また、このとき距離Ｄが５０ｍｍ（１５％）、距離Ｅが３４．８％となるようにスペーサを配置した。そして、スペーサをこのように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、ハニカム焼成体を作製した。
【０１２９】
この実施例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例４及び６の結果と併せて表８に示した。
【０１３０】
【表８】
【０１３１】
表８に示した結果から明らかなように、実施例１０においては、２カ所の中点のそれぞれが２つのスペーサで挟まれるように、かつ、２カ所の中点のそれぞれがスペーサと重なるようにスペーサを配置して焼成工程を行ったため、得られたハニカム焼成体の反りが小さくなっていた。
特に、距離Ｄを５０ｍｍ（１５％）としたため、反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
実施例１０の結果は、実施例６の結果とほぼ同様であり、外観が実施例４と比べて良好になっていた。実施例１０においてもスペーサとハニカム成形体とが接触する領域の面積が実施例４と比較して小さいために、焼成が充分に行われれたためと考えられる。
【０１３２】
（その他の実施形態）
各実施形態において用いることのできるスペーサについて、以下に詳しく説明する。
スペーサの材料は、焼成工程時の高温に耐え得る材料であれば、特に限定されるものではなく、耐熱性を有するセラミック部材を好適に使用することができる。
また、スペーサを用いて焼成用治具とハニカム成形体との間に空間を形成した際、ハニカム成形体への伝熱は、主に、ハニカム成形体の下に存在するスペーサを介して行われるため、ハニカム成形体の焼結を早く進行させるためには、スペーサの熱伝導率は高いことが望ましい。
このことから、上記セラミック部材としては、カーボン、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等を使用することができる。
なお、スペーサとして使用する上記セラミック部材は、焼成するハニカム成形体を構成する材料に応じて種々変更することができる。
【０１３３】
この中でも、カーボン繊維を組み合わせて布状にしたカーボンフェルトや糸状のカーボン繊維を組み上げたものが好ましい。これらは固すぎることがないためにハニカム成形体を傷つけにくいためである。
【０１３４】
また、カーボンフェルトの嵩密度は０．３ｇ／ｃｍ３以下であることが望ましく、０．１ｇ／ｃｍ３以下であることがより望ましい。嵩密度がこの範囲内であると、ハニカム成形体を傷つけることがなく、また、ハニカム成形体とカーボンフェルトとの接触面積が小さく、さらに、ハニカム成形体から発生したＳｉＯガスがカーボンフェルトを通過するので、ハニカム成形体とカーボンフェルトとが反応して炭化ケイ素からなる粗大粒子が形成されにくいためである。
【０１３５】
スペーサの厚さは、焼成用治具とハニカム成形体との間に空間を設けることを考慮すると、１．０ｍｍ以上であることが望ましく、ハニカム成形体への熱伝導を考慮すると、１０．０ｍｍ以下であることが望ましい。
また、スペーサの具体的な形状は、特に限定されるものではないが、ハニカム成形体を載置した際の安定性の面から四角柱形状が望ましい。
【０１３６】
本実施形態において製造されるハニカム構造体は、そのセルが封止されたハニカム構造体に限定されるものではない。セルが封止されたハニカム構造体は、ハニカムフィルタとして好適に使用することができ、また、セルが封止されていないハニカム構造体は、触媒担体として好適に使用することができる。
従って、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、必ずしも封止材ペーストの充填を行う必要はなく、必要に応じて充填を行えばよい。
【０１３７】
ハニカム構造体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等の無機粉末が挙げられる。
これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。なお、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミック、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等のセラミック原料も構成材料として挙げられ、これらのなかでは、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたもの（ケイ素含有炭化ケイ素）が望ましい。
【０１３８】
また、炭化ケイ素粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、１．０〜５０μｍの平均粒径を有する粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍの平均粒径を有する粉末５〜６５重量部とを組み合わせたものが好ましい。
ハニカム焼成体の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、無機粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
【０１３９】
湿潤混合物における有機バインダとしては特に限定されず、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等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、通常、無機粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
湿潤混合物における可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。また、潤滑剤は特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。
潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、混合原料粉末に含まれていなくてもよい。
【０１４０】
また、湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、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る。
さらに、湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
成形助剤としては特に限定されず、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、ポリアルコール等が挙げられる。
【０１４１】
さらに、湿潤混合物には、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。
【０１４２】
また、ここで調製した、炭化ケイ素粉末を用いた湿潤混合物は、その温度が２８℃以下であることが望ましい。温度が高すぎると、有機バインダがゲル化してしまうことがあるからである。
また、湿潤混合物中の有機分の割合は１０重量％以下であることが望ましく、水分の含有量は８〜２０重量％であることが望ましい。
【０１４３】
セルを封止する封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が３０〜７５％となるものが望ましく、例えば、湿潤混合物と同様のものを用いることができる。
【０１４４】
また、ハニカム焼成体の集合体を作製する際には、予めハニカム焼成体同士をスペーサを介して組み上げておき、その後、ハニカム焼成体同士の間隙にシール材ペーストを注入することにより、ハニカム焼成体の集合体を作製してもよい。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
さらに、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。
【０１５０】
各実施形態における各工程の望ましい形態について、以下に詳しく説明する。
押出成形によりハニカム成形体を作製した後には、必ずも乾燥処理を行う必要はなく、必要に応じて行えばよい。また、封止材ペーストをセルの端部に充填した後に乾燥処理を行ってもよい。
また、ハニカム成形体の乾燥処理を行う際には、マイクロ波と熱風とを組み合わせた乾燥機以外に、例えば、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、減圧乾燥機、誘電乾燥機、凍結乾燥機等を用いてもよい。
【０１５１】
また、ハニカム成形体のセルの端部を封止材ペーストで充填する工程は、必ずしも行う必要はなく、省略してもよい。封止材ペーストを充填する工程を省略した場合、完成したハニカム構造体は、触媒を担持する触媒担体として好適に使用することができる。
【０１５２】
なお、脱脂工程と焼成工程は、必ずしも同一の焼成用治具を用いて行う必要はなく、脱脂工程の際には焼成用治具とは別の脱脂用治具を用いてもよい。この場合、脱脂されたハニカム成形体を脱脂用治具から取り出し、焼成用治具に配置したスペーサ上に載置して、焼成工程を行うことができる。
【０１５３】
本発明で製造したハニカム構造体には、必要に応じて触媒を担持させてもよい。また、触媒の担持はハニカム集合体を作製する前のハニカム焼成体に対して行ってもよい。
触媒を担持させる場合には、ハニカム構造体の表面に高い比表面積のアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜の表面に助触媒、及び、白金等の触媒を付与することが望ましい。
【０１５４】
ハニカム構造体の表面にアルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Ａｌ（ＮＯ３）３等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
助触媒を付与する方法としては、例えば、Ｃｅ（ＮＯ３）３等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
触媒を付与する方法としては、例えば、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３、白金濃度約４．５３重量％）等をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
また、予め、アルミナ粒子に触媒を付与して、触媒が付与されたアルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法で触媒を付与してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】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】（ａ）は、図１に示すハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第一実施形態においてハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法を模式的に示す一部切り欠き斜視図であり、（ｂ）は、図３（ａ）においてＢで示す部分の平面図である。
【図４】各実施例におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図５】各比較例におけるハニカム成形体とスペーサの位置関係を模式的に示す平面図である。
【図６】第二実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図７】第三実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図８】焼成用治具の表面にスペーサを配置し、スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行う方法を模式的に示す断面図である。
【図９】スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が沈み込んで反る様子を模式的に示す断面図である。
【図１０】焼成工程においてハニカム成形体の重心の直下にスペーサを配置してハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。
【図１１】スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が持ち上がって反る様子を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０ 焼成用治具
１１ 底板
１２、２２、３２ スペーサ
１４Ｌ、３４Ｌ 重心に最も近い位置（左）
１４Ｒ、３４Ｒ 重心に最も近い位置（右）
１５Ｌ、３５Ｌ 端面の重心最にも近い位置（左）
１５Ｒ、３５Ｒ 端面の重心に最も近い位置（右）
３２Ｅ 端面側スペーサ
３２Ｇ 重心側スペーサ
１００ ハニカム構造体
１０１ 接着剤層
１１０ ハニカム焼成体
１１１ セル
１１３ セル壁
１２０ ハニカム成形体
１２５ 左側端面（端面）
１２６ 右側端面（端面）
Ｇ ハニカム成形体の重心
Ｌ 左側中点（重心と端面の重心の間の中点）
Ｒ 右側中点（重心と端面の重心の間の中点）
ＬＧ 左側端面重心（端面の重心）
ＲＧ 右側端面重心（端面の重心）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関する。
【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排ガス中のスス等のパティキュレートが、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、多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いることにより、排ガス中のパティキュレートを捕集し、排ガスを浄化するパティキュレートフィルタが種々提案されている。また、担持した触媒と排ガスとを接触させることにより、排ガス中の窒素酸化物等の改質をするハニカム構造体も知られている。
【０００３】
このようなハニカム構造体としては、炭化ケイ素等のセラミック材料等を含む混合物に押出成形、脱脂、焼成等の処理を行うことによって作製される角柱形状のハニカム焼成体がシール材層（接着剤層）を介して複数個結束された円柱形状のハニカム構造体が用いられている。
【０００４】
ハニカム焼成体は、例えば以下の方法により製造することができる。
まず、炭化ケイ素等のセラミック材料とバインダと分散媒液等とを混合して原料組成物を調製し、この原料組成物を連続的に押出成形した後、押し出された成形体を所定の長さに切断することにより、角柱状のハニカム成形体を作製する。
次に、得られたハニカム成形体を、マイクロ波乾燥や熱風乾燥を利用して乾燥させ、その後、所定のセルに目封じを施し、セルのいずれかの端部が封止された状態とした後、脱脂工程を行う。
最後に、ハニカム成形体を焼成する焼成工程を行う。以上の工程によって、ハニカム焼成体を作製することができる。
【０００５】
上記工程のうち、焼成工程は、押出成形工程によって作製され、脱脂工程によって有機物が燃焼除去されたハニカム成形体を、高温加熱して、セラミック粉末を加熱焼結させてハニカム焼成体を作製する工程であるが、この焼成工程においては、カーボン製の焼成用治具の底板にハニカム成形体を載置して焼成を行っていた。
しかし、セラミック材料として炭化ケイ素を含むハニカム成形体は、その製造条件に起因して炭化ケイ素粉末中に約３％のＳｉＯ２を含有しているため、この焼成工程において、ハニカム成形体からＳｉＯ２が昇華して放出され、その一部がＳｉＯガスとなり、このＳｉＯガスと焼成用治具を構成する炭素とが反応してＳｉＣが生成する反応が進行して、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることがあった。
焼成用治具は繰り返し使用する部材であるが、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成された状態で焼成用治具の底板にハニカム成形体を載置して焼成工程を行うと、ハニカム成形体の表面に傷がつきやすく、得られるハニカム焼成体には欠けやピンホールが発生するためにハニカム焼成体の強度が低下することがあり、問題となっていた。
さらに、このような炭化ケイ素の粗大粒子が形成されると、焼成用治具を繰り返し使用することが困難となるという問題があった。
【０００６】
特許文献１及び２には、焼成用治具の底板と炭化ケイ素成形体との間に空間を設けて焼成を行う炭化ケイ素成形体（ハニカム成形体）の焼成方法が開示されている。
図８は、焼成用治具の底板にスペーサを配置し、スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行う方法を模式的に示す断面図である。
【０００７】
特許文献１においては、図８に示すように焼成用治具１０の底板１１上にカーボン等のセラミック部材からなるスペーサ１２を配置し、ハニカム成形体１２０をスペーサ１２上に載置して焼成工程を行っており、焼成用治具１０の底板１１とハニカム成形体１２０との間にはスペーサ１２の厚み分だけの空間が設けられている。
【０００８】
特許文献１によると、このように焼成用治具１０の底板１１とハニカム成形体１２０との間に空間を設けて焼成工程を行うことによって、焼成用治具１０の底板１１に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、作製されるハニカム焼成体に欠けやピンホールが発生することを防止することができるとされている。
【０００９】
特許文献２においては、突起部を備えた焼成用治具が開示されている。この焼成用治具の突起部の上に炭化ケイ素成形体（ハニカム成形体）を載置すると、焼成用治具の底板とハニカム成形体との間に突起部の厚み分だけの空間を設けることができる。
そのため、特許文献２に開示された焼成用治具を用いて焼成工程を行うことによっても、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、ハニカム成形体に欠けやピンホールが発生することを防止することができるとされている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２２０２４０号公報
【特許文献２】特開２００１−７２４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、図８に示すようにハニカム成形体と焼成用治具の底板との間に空間を設けて焼成工程を行った場合、作製したハニカム焼成体に反りが生じることがあった。
【００１２】
図９は、スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が沈み込んで反る様子を模式的に示す断面図である。
焼成用治具１０の底板１１上に配置したスペーサ１２上にハニカム成形体１２０を載置して焼成工程を行った場合、図９に示すように、ハニカム成形体１２０の重心Ｇ付近が沈み込む方向（図９中、矢印ｂで示す方向）に反りが発生することがあり、このような状態でハニカム成形体が焼成されることによって作製されるハニカム焼成体には反りが発生することがあった。
特に、ハニカム成形体の長手方向の長さが３３０ｍｍ（１３インチ）以上である場合には、重心Ｇ付近が沈み込む方向に反りが頻繁に発生していた。
【００１３】
そして、反りのあるハニカム焼成体を複数個結束してハニカム構造体の製造を行うと、結束工程の際にハニカム焼成体同士が接触して欠けることがあり、ハニカム構造体を製造することが困難となるという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、焼成工程においてハニカム焼成体に反りが発生することを防止してハニカム構造体を製造することのできるハニカム構造体の製造方法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】
【００１５】
本発明者らは、ハニカム焼成体に反りが発生することを防止してハニカム焼成体を作製することのできる焼成方法について検討を行った。
まず、本発明者らは、ハニカム成形体の重心付近が沈み込む方向に反りが発生する原因について検討し、ハニカム成形体の自重によってハニカム成形体の重心に対して沈み込む方向に力が加わっていることが反りが発生する原因であると予想した。
そこで、図９に示す２本のスペーサに加えて、ハニカム成形体の重心の直下にもスペーサを配置することによって、焼成工程の際にハニカム成形体の重心付近が沈み込むことに起因して反りが発生することを防止することを試みた。
【００１６】
図１０は、焼成工程においてハニカム成形体の重心の直下にスペーサを配置してハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。
なお、図１０では、ハニカム成形体の載置状態を把握しやすいように、焼成用治具の側壁部材の一部を省略している。
【００１７】
通常、焼成用治具１０の形状は、載置するハニカム成形体１２０の長手方向の長さに比べて焼成用治具１０の底板１１の一辺の長さが少し長い程度となるように設計されている。
従って、図１０に示すように複数のハニカム成形体１２０をその長手方向が平行になるようにして焼成用治具１０に配置したスペーサ１２上に載置した場合には、ハニカム成形体１２０の重心が焼成用治具１０の底板１１の中心線M付近に位置することとなる。
【００１８】
本発明者らは、図１０に示すようにハニカム成形体１２０を３本のスペーサ１２上に載置して焼成工程を行うことによって、ハニカム成形体の重心付近が沈み込む方向に反りが発生することを防止することができた。しかし、逆に、この方法で焼成工程を行うことによって作製したハニカム焼成体のうちのいくつかには重心付近が持ち上がる方向に反りが発生していた。
このような反りが発生したハニカム焼成体も、ハニカム構造体の製造に適していないものであり、重心付近が持ち上がる方向に反りが発生することも問題であった。
【００１９】
このため、本発明者らは、重心付近が持ち上がる方向に反りが発生する原因について検討を行った。すると、焼成用治具を繰り返し使用した場合に、焼成用治具の底板の中央付近を頂点としてドーム形に持ち上がるように、焼成用治具の底板が反ることがあることが判明した。
【００２０】
図１１は、スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が持ち上がって反る様子を模式的に示す断面図である。
図１１に示すように、焼成用治具１０の底板１１の中央付近が持ち上がる方向に反った場合、焼成用治具１０の底面の中心線に沿って配置した中央のスペーサ１２にも、持ち上がる方向に力が加わる。
このことから、ハニカム成形体１２０の重心Ｇの直下に対して上向きの力（図１１中、矢印ｃで示す）が加わっていることが推定され、この力がハニカム成形体１２０の重心Ｇ付近が持ち上がる方向に反りが発生する原因であることが予想された。
【００２１】
このように、本発明者らは従来知られていた方法によって作成されたハニカム焼成体に反りが発生する原因について鋭意検討を行い、その検討の過程でさらに焼成用治具の反りによってもハニカム焼成体に反りが発生することを発見し、さらにこの発見に基づいて検討を行った結果、本発明を完成した。
【００２２】
すなわち、請求項１に記載の本発明のハニカム焼成体の製造方法は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製する成形工程と、
上記ハニカム成形体を焼成用治具の底板上に配置したスペーサ上に載置して焼成処理を施すことによりハニカム焼成体を作製する焼成工程と、
上記ハニカム焼成体を接着剤層を介して複数個結束することによりハニカム集合体を作製する結束工程とを含むハニカム構造体の製造方法であって、
上記焼成工程において、上記スペーサは、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際の上記ハニカム成形体の重心を上記長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されており、かつ、
上記スペーサは、上記ハニカム成形体を平面視した際の上記重心と上記ハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点に対して上記重心側の領域及び上記端面側の領域の両方を含むように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
この請求項１に記載の発明によると、焼成工程において、スペーサはハニカム成形体の重心を長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されている。
このようにスペーサを配置した場合、焼成用治具の底板の中心線付近、すなわちハニカム成形体の重心の直下にはスペーサが配置されていないため、焼成用治具の底板の中央付近が持ち上がる方向に反った場合であってもスペーサを介してハニカム成形体を持ち上げる方向に加わる力が小さくなる。そのため、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくすることができる。
従って、焼成用治具を繰り返し使用した場合であっても、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００２４】
また、焼成工程において、スペーサはハニカム成形体を平面視した際の重心とハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点に対して重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むように配置されている。
【００２５】
焼成工程においては、ハニカム成形体の重心付近に対して自重により沈み込む方向に反ろうとする力が加わるが、この力の支点はスペーサのうちハニカム成形体の重心に最も近い側の辺となるものと考えられる。そのため、本発明で規定した位置にスペーサを配置すると、力の支点とハニカム成形体の重心との間の距離が、上記中点とハニカム成形体の重心との距離よりも短くなるため、ハニカム成形体の重心付近に加わる力を小さくすることができる。
また、ハニカム成形体の端面付近にも、自重により沈み込む方向に反ろうとする力が加わるが、この力の支点はスペーサのうちハニカム成形体の端面に最も近い側の辺となるものと考えられる。そのため、本発明で規定した位置にスペーサを配置すると、力の支点とハニカム成形体の端面との間の距離が上記中点と上記端面との間の距離よりも短くなるため、ハニカム成形体の端面付近に加わる力を小さくすることができる。
このように、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を共に小さくすることができるために、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００２６】
そして、請求項１に記載のハニカム構造体の製造方法においては、焼成工程において、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができるため、複数のハニカム焼成体を結束してハニカム構造体を製造する際にハニカム焼成体同士が接触して欠けることがなく、ハニカム構造体を歩留りよく製造することができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明では、上記重心を挟む２つの上記スペーサ間の距離は、上記ハニカム焼成体の長手方向の長さの２５〜４５％である。
請求項２に記載の発明によると、２つのスペーサ間の距離をこのような範囲とすることによって、ハニカム成形体が自重により沈み込む方向に加わる力を小さくする効果と、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくする効果とをさらに有効に発揮させることができる。従って、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明の焼成工程において、上記スペーサは、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際に、２ヶ所の上記中点のそれぞれに対して重なる位置に配置されている。
そのため、１つのスペーサのみで１つの中点に対してハニカム焼成体の重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むようにスペーサを配置することができる。従って、反りの小さいハニカム焼成体を容易に作製することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明では、上記中点と重なるスペーサの上記長手方向における長さは、２０〜５０ｍｍである。
【００３０】
請求項４に記載の発明によると、ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さを２０ｍｍ以上としているため、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離、及び、スペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離がより短くなり、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力をより小さくすることができる。従って反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
また、スペーサとハニカム成形体が接触している領域では焼成が不充分になることがあり、焼成が不充分であるとハニカム焼成体の強度が低くなるが、請求項４に記載の発明によると、ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さを５０ｍｍ以下としているため、スペーサとハニカム成形体が接触している領域の面積を小さくして焼成が不充分となる領域の面積を小さくすることができるため、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明では、上記焼成工程において、上記スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、上記各中点が少なくとも２つのスペーサで挟まれるように、上記スペーサが配置されており、各中点からハニカム成形体の重心の側の領域には重心側スペーサが配置され、各中点からハニカム成形体の端面側の領域には端面側スペーサが配置されている。
【００３２】
請求項５に記載の発明によると、１つの中点に対してハニカム成形体の重心側の領域及び端面側の領域の両方にスペーサを配置しているため、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
さらに、ハニカム成形体とスペーサが接触している領域の面積をより小さくして焼成が不充分となる領域の面積を小さくすることができるため、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
また、ハニカム成形体とスペーサが接触している領域ではハニカム成形体の焼結が進行しにくくなっており、焼成後のハニカム焼成体の表面が荒れる（凹凸を有する状態となる）傾向があるが、請求項５に記載の発明によると焼成がきわめて充分に行われるため、スペーサが接触していた領域の表面が荒れていないハニカム焼成体を作製することができる。
【００３３】
請求項６に記載の発明では、上記端面側スペーサの上記端面の重心に最も近い位置と、上記重心側スペーサの上記重心に最も近い位置との距離は、３０〜５０ｍｍである。また、請求項７に記載の発明では、上記端面側スペーサの上記端面の重心に最も近い位置と、上記重心側スペーサの上記重心に最も近い位置との距離は、上記ハニカム焼成体の長手方向の長さの９〜１６％である。
この請求項６又は７の発明によると、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明では、上記端面側スペーサ及び上記重心側スペーサの上記長手方向における長さは、５〜１０ｍｍである。
スペーサの長手方向の長さが小さすぎると、焼成治具のスペーサ上にハニカム成形体を載置する際にハニカム成形体の位置がずれやすくなるが、請求項８に記載の発明によると、スペーサの長手方向における長さを５ｍｍ以上としているため、ハニカム成形体の位置がずれることを防止することができる。
さらに、スペーサの長手方向における長さを１０ｍｍ以下としているため、ハニカム成形体とスペーサが接触している領域の面積をきわめて小さくすることができる。そのため、、強度が高く、スペーサが接触していた領域の表面が荒れていない（凹凸を有する状態となっていない）ハニカム焼成体を作製することができる。
【００３５】
請求項９に記載の発明では、上記焼成工程において、上記スペーサ上に載置された上記ハニカム成形体を平面視した際に、上記スペーサは、上記ハニカム成形体の重心を通り、上記長手方向に垂直な直線に対して、線対称となる位置に配置されている。
請求項９に記載の発明によると、ハニカム成形体の重心付近及び両側の端面付近に加わる力をバランスよく分散させることができる。従って、反りがより小さく寸法精度のより高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明では、上記ハニカム成形体の長手方向の長さは、３０５ｍｍ以上である。
請求項１０に記載の発明によると、ハニカム成形体の長さが長い場合であっても反りが小さく強度の高いハニカム焼成体を作製することができ、ハニカム構造体を歩留まりよく製造することができる。
【００３７】
請求項１１の記載の発明では、少なくとも炭化ケイ素粉末とバインダとを含む原料組成物を成形することにより、上記ハニカム成形体を作製する。
請求項１１に記載の発明によると、炭化ケイ素を含んだハニカム成形体を載置して焼成工程を行った場合であっても、スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行うので、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第一実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第一実施形態について説明する。
この第一実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示したハニカム焼成体、及び、図１に示したハニカム構造体を製造するものとする。
【００３９】
図１は、ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ａ）は、上記ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【００４０】
ハニカム構造体１００では、図１に示すようにハニカム焼成体１１０が接着剤層１０１を介して複数個結束されてセラミックブロック１０３を構成し、さらに、このセラミックブロック１０３の外周にコート層１０２が形成されている。
また，ハニカム焼成体１１０は、図２（ａ）に示すように、長手方向（図２（ａ）中、矢印ａの方向）に多数のセル１１１が並設され、セル１１１同士を隔てるセル壁１１３がフィルタとして機能するようになっている。
なお、本明細書において、ハニカム焼成体の端面とは、ハニカム焼成体の外形状をなす面のうち、セルが露出している面をいい、端面以外の面を側面という。
【００４１】
即ち、ハニカム焼成体１１０に形成されたセル１１１は、図２（ｂ）に示すように、排ガスの流入側又は流出側の端部のいずれかが封止材１１２により目封じされ、一のセル１１１に流入した排ガスは、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他のセル１１１から流出するようになっており、排ガスがこのセル壁１１３を通過する際、パティキュレートがセル壁１１３部分で捕捉され、排ガスが浄化される。
【００４２】
ここでは、まず、脱脂工程及び焼成工程においてハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法について詳細に説明し、その後、本発明のハニカム構造体の製造方法の全製造工程を工程順に説明する。
【００４３】
図３（ａ）は、本発明の第一実施形態においてハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法を模式的に示す一部切り欠き斜視図であり、（ｂ）は、図３（ａ）においてＢで示す部分の平面図である。
なお、図３（ａ）では、ハニカム成形体の載置状態を把握しやすいように、焼成用治具の側壁部材の一部を省略している。
また、図３（ｂ）では、ハニカム成形体の長手方向が紙面横向きとなるように、図３（ａ）に対して９０度回転した図を示している。
【００４４】
図３（ａ）に示す焼成用治具１０は、カーボン製で、その上面が開放された箱状を有しており、上記箱状は、矩形板形状の底板１１と底板１１の４辺から立設した側壁部材１３とからなる。
この焼成用治具の寸法は、底板１１の短辺の長さがハニカム成形体１２０の長手方向の長さよりも少し長い程度となるように設計されている。
また、底板１１上には、ハニカム成形体１２０を載置するためのスペーサ１２が、底板１１の短辺の中点を通る中心線Ｍに対して線対称となる位置に、２本配置されている。
【００４５】
スペーサ１２は、カーボン繊維を組み合わせて布状にしたカーボンフェルト製で、その厚みは２．０〜５．０ｍｍであり、短辺の長さは２０〜５０ｍｍであり、長辺の長さは焼成用治具１０の底板１１の長辺の長さよりも少し短い程度となっている。
そして、本実施形態における焼成工程では、２本のスペーサ１２を底板１１上に配置し、その２本のスペーサ１２と所定の位置関係となるようにハニカム成形体１２０を載置している。
この所定の位置関係について以下に説明する。
【００４６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）においてＢで示す部分の平面図である。この平面図において、ハニカム成形体１２０の左側側面１２５、右側端面１２６の重心の位置をそれぞれ示す点を考えると、ハニカム成形体１２０は両端面の形状が略正方形の角柱形状であるため、ハニカム成形体１２０の左側端面重心ＬＧは左側端面１２５を示す線分の中点となり、右側端面重心ＲＧは右側端面１２６を示す線分の中点となる。
そして、このようにして定めた左側端面重心ＬＧ、右側端面重心ＲＧと、ハニカム成形体１２０の重心Ｇとの間の中点は、それぞれ、左側中点Ｌ、及び、右側中点Ｒとなる。
【００４７】
本実施形態では、図３（ｂ）のようにスペーサ１２上に載置されたハニカム成形体１２０を平面視した際に、左側中点Ｌ及び右側中点Ｒとスペーサ１２とがそれぞれ重なるように、ハニカム成形体１２０を２本のスペーサ１２上に載置している。
このように２カ所の中点のそれぞれに対してスペーサが重なっていると、中点Ｌ又は中点Ｒのそれぞれに対してハニカム成形体１２０の重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むようにスペーサが配置されていることとなる。
また、本実施形態においては、重心Ｇを通りハニカム成形体１２０の長手方向に対して垂直な直線Ｍに対して、スペーサ１２が線対称となるようにハニカム成形体１２０と２本のスペーサ１２の位置関係を定めている。
【００４８】
さらに、本実施形態では、図３（ｂ）に示す平面図において２本のスペーサ１２がハニカム成形体１２０の重心Ｇをハニカム成形体１２０の長手方向に挟むように、ハニカム成形体１２０と２本のスペーサ１２の位置関係を定めている。
【００４９】
また、本実施形態において、ハニカム成形体１２０の長手方向におけるスペーサ１２の長さは、図３（ｂ）においてＷで示す長さであり、この長さＷはスペーサの短辺の長さと等しく、２０〜５０ｍｍである。
以下、本明細書中においてこの長さＷをスペーサの長手方向の長さＷ、又は、長さＷということとする。
【００５０】
また、本実施形態において２本のスペーサ１２間の距離は、図３（ｂ）においてＥで示す距離であり、ハニカム成形体１２０の長手方向の長さの２５〜４５％である。
この距離Ｅは、左側端面重心ＬＧとハニカム成形体の重心Ｇとを通る直線上の位置であって、中点Ｌと重なるスペーサ１２の重心Ｇに最も近い位置１４Ｌと、右側端面重心ＲＧとハニカム成形体の重心Ｇとを通る直線上の位置であって、中点Ｒと重なるスペーサ１２の重心Ｇに最も近い位置１４Ｒとの間の距離Ｅのハニカム成形体の全長に対する割合（％）として定める。
以下、本明細書中においてこの距離Ｅ（％）を、スペーサ間の距離Ｅ、又は、距離Ｅということとする。
【００５１】
次に、このようにして焼成用治具内にハニカム成形体を載置して行う脱脂工程及び焼成工程を含む、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の製造方法の全製造工程について、工程順に説明する。
【００５２】
まず、平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と有機バインダとを含む原料組成物を乾式混合して混合粉末を調製するとともに、液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合して混合液体を調製し、続いて、上記混合粉末と上記混合液体とを湿式混合機を用いて混合することにより、成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
【００５３】
次に、上記湿潤混合物を、押出成形機に投入して押出成形する成形工程を行う。
そして、押出成形により得られた長尺のハニカム成形体を、切断装置を用いて切断することにより、図２（ａ）に示した角柱形状のハニカム成形体を作製する。
本実施形態においては、ハニカム成形体の長手方向の長さが３０５ｍｍ以上となるように切断する。
その後、上記ハニカム成形体を、マイクロ波と熱風とを組み合わせた乾燥機を用いて乾燥させる。
【００５４】
次いで、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。このセルの目封じの際には、ハニカム成形体の端面（すなわち切断工程後の切断面）に目封じ用のマスクを当てて、目封じの必要なセルにのみ封止材ペーストを充填する。
このような工程を経て、封止材ペーストが充填されたハニカム成形体を作製する。
【００５５】
次に、封止材ペーストが充填されたハニカム成形体を、ハニカム成形体とスペーサの位置関係が上述した関係となるように焼成用治具のスペーサに載置して、脱脂炉中で脱脂温度２５０〜３９０℃、雰囲気中の酸素濃度５〜１３体積％で脱脂する脱脂工程を行い、ハニカム成形体中の有機物を除去する。
続いて、脱脂工程を経たハニカム成形体を焼成用治具のスペーサに載置したまま、焼成炉内でアルゴン雰囲気下、例えば、２２００℃の焼成温度で焼成する焼成工程を行い、ハニカム焼成体を作製する。
【００５６】
そして、得られたハニカム焼成体の側面に、接着剤層となるシール材ペーストを塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返して所定数のハニカム焼成体が結束されたハニカム集合体を作製する結束工程を行う。なお、シール材ペーストとしては、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ものを使用することができる。
【００５７】
次に、このハニカム集合体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させて接着剤層とする。その後、ダイヤモンドカッターを用いてハニカム焼成体の集合体に切削加工を施してセラミックブロックとし、セラミック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てコート層を形成することによりハニカム構造体の製造を終了する。
なお、接着剤層の形成とコート層の形成に用いるシール材ペーストとしては、同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
【００５８】
以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法についての作用効果について列挙する。
（１）スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行うので、焼成用治具の底板に炭化ケイ素の粗大粒子が形成されることを防止して、強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００５９】
（２）焼成用治具の底板の中心線付近、すなわちハニカム成形体の重心の直下にはスペーサが配置されていないため、焼成用治具の底板の中央付近が持ち上がる方向に反った場合であっても、スペーサを介してハニカム成形体を持ち上げる方向に加わる力が小さくなる。そのため、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくすることができる。
従って、焼成用治具を繰り返し使用した場合であっても、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６０】
（３）ハニカム成形体の重心とハニカム成形体の各端面の重心との間に存在する２箇所の中点のそれぞれに対して上記ハニカム成形体の重心側にスペーサが存在するようにスペーサを配置しているので、自重によりハニカム成形体の重心付近に加わる力を小さくすることができる。
従って、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６１】
（４）ハニカム成形体の重心とハニカム成形体の各端面の重心との間に存在する２箇所の中点のそれぞれに対して、上記ハニカム成形体の端面側にスペーサが存在するようにスペーサを配置しているので、自重によりハニカム成形体の端面付近に加わる力を小さくすることができる。従って、反りの小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６２】
（５）ハニカム成形体の重心を挟む２つのスペーサ間の距離を、上記ハニカム焼成体の長手方向の長さの２５〜４５％としているので、ハニカム成形体が沈み込む方向に加わる力を小さくする効果と、焼成用治具の底板が反る方向に沿ってハニカム焼成体に発生する反りを小さくする効果とをさらに有効に発揮させることができる。従って、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６３】
（６）スペーサを上記中点と重なる位置に配置しているため、一つのスペーサのみで１つの中点に対してハニカム焼成体の重心側の領域及び端面側の領域の両方を含むようにスペーサを配置することができる。従って、反りの小さいハニカム焼成体を容易に作製することができる。
【００６４】
（７）ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さＷを２０ｍｍ以上としているため、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離、及び、スペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離が短くなり、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を小さくすることができる。従って反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６５】
（８）ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さＷを５０ｍｍ以下としているため、スペーサとハニカム成形体が接触している領域の面積を小さくすることができる。従って焼成が充分に行われて強度の高いハニカム焼成体を作製することができる。
【００６６】
（９）ハニカム成形体の重心を通りハニカム成形体の長手方向に対して垂直な直線に対して、線対称となる位置にスペーサを配置しているため、ハニカム成形体の重心付近及び両側の端面付近に加わる力をバランスよく分散させることができる。従って、反りがより小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【００６７】
（１０）ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を小さくすることができるため、ハニカム成形体の長手方向の長さを３０５ｍｍ以上と長くしているにも関わらず、反りの少ないハニカム焼成体を作製することができる。
【００６８】
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。
【００６９】
（実施例１）
平均粒径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．２重量％と、平均粒径０．５μｍの炭化ケイ素微粉末２２．４重量％とを湿式混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂４．８重量％、有機バインダ（メチルセルロース）２．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製 ユニルーブ）２．９重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た。
【００７０】
次に、この湿潤混合物を押出成形機に投入し、連続的に柱状のハニカム成形体を押出成形する成形工程を行った。その後、押出成形されたハニカム成形体を切断装置に設けられた切断部材を用いて切断して、図２（ａ）、（ｂ）に示した形状のハニカム成形体を作製した。
このハニカム成形体は、その大きさが３３．０ｍｍ×３３．０ｍｍ×３３０．２ｍｍであった。
【００７１】
次に、マイクロ波と熱風とを併用した乾燥機を用いて上記ハニカム成形体を乾燥させた後、押出成形に用いた組成物と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。
【００７２】
続いて、ポーラスカーボン（東海カーボン社製 Ｇ１００）からなり、その一主面が開口した箱型の焼成用治具（底板の短辺３５０ｍｍ×底板の長辺４３０ｍｍ×高さ４５ｍｍ）内に、カーボンフェルト（短辺２０ｍｍ×長辺４１０ｍｍ×厚み５ｍｍ）からなるスペーサを２本配置して、２本のスペーサ上に、各ハニカム成形体の長手方向がスペーサの長辺と直交するように、一定間隔でハニカム成形体を３個載置した。
【００７３】
図４（ａ）、（ｂ）は、各実施例におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
本実施例では、図４（ａ）に示すように、スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、ハニカム成形体の長手方向の端面の重心ＬＧ、ＲＧとハニカム成形体の重心Ｇとがなす２箇所の中点Ｌ及びＲのそれぞれと各スペーサとが重なる位置に、２本のスペーサ１２を配置した。
また、本実施例において、長さＷは、スペーサ１２の短辺の長さである２０ｍｍであり、スペーサ間の距離Ｅはハニカム成形体の全長に対して４３．９％であった。
【００７４】
次に、焼成用治具内にハニカム成形体が載置された上記焼成用治具を連続脱脂炉内に搬入し、９体積％の酸素濃度を有する空気と窒素との混合ガス雰囲気下、４００℃で加熱することにより脱脂する脱脂工程を行った。
【００７５】
そして、脱脂された上記ハニカム成形体を上記焼成用治具に載置したまま、焼成装置に搬入し、常圧のアルゴン雰囲気下において２２００℃で約３時間の焼成する焼成工程を行い、四角柱状のハニカム焼成体を作製した。
【００７６】
（比較例１）
図５（ａ）〜（ｄ）は、各比較例におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ａ）に示すように、スペーサが中点Ｌ又はＲよりも端面側にのみ位置するように、ハニカム成形体の端面とスペーサの長辺とが重なる位置に配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００７７】
（比較例２）
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ｂ）に示すように、比較例１と同じ位置に配置した２本のスペーサに加えて、重心Ｇとスペーサとが重なるようにスペーサを１本配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００７８】
（比較例３）
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ｃ）に示すように、１枚のスペーサを中点Ｌよりも端面側にのみ位置するように、ハニカム成形体の端面とスペーサの長辺とが重なる位置に配置し、かつ、他の１枚のスペーサを中点Ｒとスペーサとが重なるように配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００７９】
（比較例４）
脱脂工程及び焼成工程において、図５（ｄ）に示すように、実施例１と同じ位置に配置した２本のスペーサに加えて、重心Ｇとスペーサとが重なるようにスペーサを１本配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８０】
（比較例５）
脱脂工程及び焼成工程において、スペーサを配置することなく、ハニカム成形体を焼成用治具の底板上に直接載置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８１】
これまで説明した各実施例及び比較例において得られたハニカム焼成体について、下記の評価（測定）を行った。
【００８２】
（１）反り量の測定
ハニカム焼成体の反り量の測定は、反り量測定用治具を用いて行った。
この反り量測定用治具は、成形体の全長とほぼ同じ長さを有する真直なＳＵＳ製の角材において、この角材の両端に同じ厚さの当接部材が配設されている。また、この角材の中央には上記角材の長手方向と垂直にスライド可能なスケールが取り付けられている。
測定時には、上記当接部材を成形体の両端付近に当接し、その後、反り量測定用スケールを成形体側に移動させ、成形体と上記スケールとが接触したときのスケールの移動量を読み取ることによって反り量を測定した。その結果を表１に示した。
（２）焼成状態の評価
イ）曲げ強度の評価
得られたハニカム焼成体について、ＪＩＳ Ｒ １６２４を参考にした４点曲げ強度試験を行い、曲げ強度を評価した。
詳細には、ランダムに抜き出したハニカム焼成体（５サンプル）について、曲げ強度試験機（インストロン５５８２）を用い、上側スパン間距離１９５ｍｍ、下側スパン間距離３０８ｍｍ、スピード０．３５ｍｍ／ｍｉｎで５１ＭＰａの荷重を加えて４点曲げ試験を行い、各ハニカム焼成体にクラックが生じるか否かを判定した。
なお、このスパン間距離及び荷重は、成形体長、セル壁の厚さ及びセル密度を考慮した断面二次モーメントから応力が３０ＭＰａとなるように算出したものである。
その結果を、５サンプル全てにクラックが生じなかったものを○、５サンプルのうちのいずれかにクラックが生じたものを△、５サンプル全てにクラックが生じたものを×として表１に示した。
ロ）外観の評価
得られたハニカム焼成体について、焼成工程においてスペーサと接触していた領域の外観を目視で評価した。
その結果を、上記領域の表面が荒れていないものを◎とし、以後、表面の荒れが少ない順に○、△、×として表１に示した。
【００８３】
【表１】
【００８４】
表１に示した結果から明らかなように、実施例１においては、２カ所の中点のそれぞれと重なるようにスペーサを配置して焼成工程を行ったため、得られたハニカム焼成体の反りが０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
また、実施例１で得られたハニカム焼成体は充分な曲げ強度を有していた。このことから、実施例１の方法によるとハニカム構造体を製造するために好適なハニカム焼成体を作製できることがわかった。
【００８５】
これに対し、比較例１〜５で得られたハニカム焼成体ではいずれも反りが１．０ｍｍより大きくなっており、ハニカム構造体を製造するためには不適当なハニカム焼成体であった。この反りは、スペーサの配置位置が適当でないため、又は、スペーサが用いられていないために発生したものと考えられる。
【００８６】
（実施例２〜４）
脱脂工程及び焼成工程において、短辺の長さが３０〜５０ｍｍであり、長さＷが表２に示す長さ（３０〜５０ｍｍ）となるスペーサを配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８７】
（参考例１〜５）
脱脂工程及び焼成工程において、短辺の長さが１０ｍｍ又は６０〜９０ｍｍであり、長さＷが表２に示す長さ（１０ｍｍ又は６０〜９０ｍｍ）となるスペーサを配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００８８】
各実施例及び参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例１の結果と併せて表２に示した。
【００８９】
【表２】
【００９０】
表２に示した結果から明らかなように、スペーサの長さＷを２０ｍｍ以上とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
特に、長さＷを３０ｍｍ以上とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
また、長さＷを５０ｍｍ以下とすると、得られたハニカム焼成体の曲げ強度は良好となっていた。
これは、スペーサとハニカム成形体が接触している面積が小さいほど、焼成がより充分に行われるためと考えられる。
また、長さＷの変化に伴い距離Ｅが変化するが、実施例１〜４及び参考例２〜４のように距離Ｅが２５〜４５％の範囲内であると反りが０．８ｍｍ以下と低くなっていた。
【００９１】
（実施例５）
押出成形されたハニカム成形体を切断する際の切断寸法を変更して、長手方向の長さが３５５．６ｍｍであるハニカム成形体を作製した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９２】
（参考例６）
押出成形されたハニカム成形体を切断する際の切断寸法を変更して、長手方向の長さが３０４．８ｍｍであるハニカム成形体を作製した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９３】
（比較例６）
押出成形されたハニカム成形体を切断する際の切断寸法を変更して、長手方向の長さが３０４．８ｍｍであるハニカム成形体を作製し、焼成工程において、図５（ａ）に示すように、スペーサが中点Ｌ又はＲよりも端面側にのみ位置するように、ハニカム成形体の端面とスペーサの長辺とが重なる位置にスペーサを配置した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９４】
各実施例、参考例及び比較例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例１及び比較例１の結果と併せて表３に示した。
なお、曲げ強度の測定においては、スパン間距離及び荷重を成形体長に合わせて変更した。
【００９５】
【表３】
【００９６】
表３に示した結果から明らかなように、実施例１及び５においては、ハニカム成形体の長手方向の長さが３３０．２ｍｍ又は３５５．６ｍｍと長いにも関わらず、得られたハニカム焼成体の反りが０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
これに対し、比較例１及び６のようにスペーサが中点Ｌ又はＲよりも端面側にのみ位置するようにスペーサを配置して焼成を行った場合には、比較例６のように成形体長が３０５ｍｍ未満であれば得られたハニカム焼成体の反りは１．０ｍｍ以下とそれほど大きくなかったものの、比較例１のように成形体長が３０５ｍｍ以上であると、得られたハニカム焼成体の反りは１．０ｍｍを超えていた。
また、参考例６と比較例６を対比すると、ハニカム成形体の長手方向の長さを３０４．８ｍｍとした場合には、スペーサを配置する位置に関わらず、作製されたハニカム焼成体の反りは０．８ｍｍ以下と小さくなっていた。
したがって、本発明のハニカム構造体の製造方法を用いて焼成工程を行うことによって、成形体長が３０５ｍｍ以上の場合に特に反りを低減することができることが明らかとなった。
【００９７】
（参考例７）
脱脂工程及び焼成工程において、図４（ｂ）に示すように、スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、中点Ｌと重なる位置に配置するスペーサ２２の短辺の長さを５０ｍｍ、中点Ｒとスペーサとが重なる位置に配置するスペーサ１２の短辺の長さを２０ｍｍとして、２本のスペーサを配置し、この２本のスペーサ上にハニカム成形体を載置した。
本参考例では、ハニカム成形体の重心を通りハニカム成形体の長手方向に対して垂直な直線に対して、配置されたスペーサは線対称でない形態であった。
このように、スペーサの短辺の長さを変更した以外は、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【００９８】
この参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例１の結果と併せて表４に示した。
【００９９】
【表４】
【０１００】
表４に示した結果から明らかなように、実施例１においては、参考例７と比べて反りが小さくなっていた。これは、実施例１においてはハニカム成形体の重心を通りハニカム成形体の長手方向に対して垂直な直線に対して、スペーサが線対称となる位置にスペーサが配置されていたためであると考えられる。
【０１０１】
(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。
本実施形態では、第一実施形態において２カ所の中点のそれぞれに対してスペーサが重なるようにスペーサとハニカム成形体の位置関係を定めていることに代えて、上記中点とスペーサとが重ならず、かつ、上記中点がハニカム成形体の重心側及び端面側のそれぞれに位置する少なくとも２本のスペーサ（重心側スペーサ、端面側スペーサ）で挟まれるようにスペーサとハニカム成形体の位置関係を定めている。
【０１０２】
図６は、第二実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
本実施形態において使用するスペーサは、第一実施形態において使用するスペーサと同様のものであるが、その幅が５〜１０ｍｍのものを好適に用いることができる。
【０１０３】
ハニカム成形体１２０は、図６に示すように４本のスペーサ３２の上に載置されている。
そして、左側中点Ｌに対して重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、左側端面重心ＬＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在しており、左側中点Ｌは２つのスペーサ３２で挟まれている。
また、右側中点Ｒに対しても同様に、重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、右側端面重心ＲＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在しており、右側中点Ｒは２つのスペーサ３２で挟まれている。
【０１０４】
また、図６において、左側端面重心ＬＧとハニカム成形体の重心Ｇとを通る直線上の位置であって、端面側スペーサ３２Ｅの左側端面重心ＬＧに最も近い位置３５Ｌと、重心側スペーサ３２Ｇの重心Ｇに最も近い位置３４Ｌとを考える。このとき、位置３５Ｌと位置３４Ｌとの間の距離は、図６においてＤで示す距離となる。
本実施形態では、この距離Ｄが３０〜５０ｍｍとなるように各スペーサ３２の位置を定めている。
右側端面側についても、同様にして位置３５Ｒ、位置３４Ｒ及び距離Ｄを定めることができ、本実施形態では、右側端面側についても、距離Ｄが３０〜５０ｍｍとなるように各スペーサ３２の位置を定めている。
また、この距離Ｄがハニカム成形体の長手方向の長さの９〜１６％となるように各スペーサ３２の位置を定めており、距離Ｄはその長さ（ｍｍ）又はハニカム成形体の長手方向の長さに対する割合（％）で表される。
【０１０５】
また、本実施形態においてスペーサ間距離Ｅは、位置３４Ｌと位置３４Ｒとの間の距離のハニカム成形体の全長に対する割合（％）として定められ、本実施形態では、距離Ｅが２５〜４５％となるように各スペーサ３２の位置を定めている。
また、本実施形態では、長さＷはスペーサ３２の短辺の長さである５〜１０ｍｍである。
【０１０６】
本実施形態においても、第一実施形態において説明した効果（１）〜（５）、（９）及び（１０）を発揮することができる。
また、以下の効果を発揮することができる。
（１１）距離Ｄを３０ｍｍ（９％）以上としているため、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離、及び、スペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離を短くすることができ、ハニカム成形体の重心付近及び端面付近に加わる力を小さくすることができる。
従って、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【０１０７】
（１２）距離Ｄを５０ｍｍ（１６％）以下としているため、スペーサの最も中点に近い側の辺と中点との間の距離を短くすることができる。そのため、２つのスペーサに挟まれた中点付近が沈み込もうとする方向に加わる力を小さくすることができる。
従って、反りが小さいハニカム焼成体を作製することができる。
【０１０８】
（１３）ハニカム成形体の長手方向におけるスペーサの長さＷを１０ｍｍ以下としているため、スペーサとハニカム成形体が接触している領域の面積をきわめて小さくすることができる。従って、焼成がより充分に行われて、強度が高く、スペーサとハニカム成形体が接触していた領域の表面が荒れていないハニカム焼成体を作製することができる。
【０１０９】
（１４）スペーサが細すぎると、焼成治具のスペーサ上にハニカム成形体を載置する際にハニカム成形体の位置がずれやすくなるが、本実施形態ではスペーサの長手方向における長さを５ｍｍ以上としているため、ハニカム成形体の位置がずれることを防止することができる。
【０１１０】
以下、本発明の第二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。
【０１１１】
（実施例６）
脱脂工程及び焼成工程において、図６に示すように、カーボンフェルト（短辺５ｍｍ×長辺４１０ｍｍ×厚み５ｍｍ）からなるスペーサを４本配置して、スペーサ上にハニカム成形体を載置した。
本実施例においては、中点Ｌ及びＲがそれぞれその重心側及び端面側のそれぞれに位置する２つのスペーサ（重心側スペーサ、端面側スペーサ）によって挟まれ、距離Ｄが５０ｍｍとなるようにスペーサを配置した。そして、スペーサをこのように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、ハニカム焼成体を作製した。
【０１１２】
この実施例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例４の結果と併せて表５に示した。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
表５に示した結果から明らかなように、実施例６においては、２カ所の中点Ｌ及びＲのそれぞれが２つのスペーサによって挟まれるようにスペーサを配置して焼成工程を行ったため、得られたハニカム焼成体の反りが小さくなっていた。
特に、距離Ｄを５０ｍｍとしたため、反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
【０１１５】
ここで、実施例６の結果と、実施例４の結果を比較する。実施例６では距離Ｄが５０ｍｍであるのに対し、実施例４では長さＷが５０ｍｍである。
すると、反りはいずれの実施例においても０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。これは、両実施例とも２カ所の中点の両側にスペーサが存在していること、並びに、スペーサの最も重心に近い側の辺とハニカム成形体の重心との間の距離及びスペーサの最も端面に近い側の辺とハニカム成形体の端面との間の距離が短くなっていることによると考えられる。
しかし、外観については実施例６の方が良好であった。これは、実施例６においてはスペーサとハニカム成形体とが接触している面積が実施例４と比較して小さいために、焼成がより充分に行われるためと考えられる。
【０１１６】
（実施例７、８、参考例８、９）
脱脂工程及び焼成工程において、スペーサを配置する位置を変更して、表６に示すように距離Ｄが２０〜６０ｍｍ（６〜１８％）、距離Ｅが４３．９〜３１．８％となるようにスペーサを配置した以外は、実施例６と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
【０１１７】
各実施例及び参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例６の結果と併せて表６に示した。
【０１１８】
【表６】
【０１１９】
表６に示した結果から明らかなように、距離Ｄを３０〜５０ｍｍ（９〜１５％）の範囲内とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
【０１２０】
（実施例９、参考例１０、１１）
脱脂工程及び焼成工程において、短辺の長さが３〜１２ｍｍであり、長さＷが表７に示す長さ（３〜１２ｍｍ）であるスペーサを配置した以外は、実施例６と同様にしてハニカム焼成体を作製した。
このとき距離Ｄが５０ｍｍ（１５％）、距離Ｅが３４．８％となるようにスペーサを配置した。
【０１２１】
各実施例及び参考例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例６の結果と併せて表７に示した。
【０１２２】
【表７】
【０１２３】
表７に示した結果から明らかなように、長さＷを５〜１０ｍｍの範囲内とすると、作製されたハニカム焼成体の反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっており、曲げ強度が高く、かつ、外観もきわめて良好となっていた。
これは、スペーサとハニカム成形体とが接触している領域の面積が小さいために、焼成が充分に行われたためと考えられる。また、スペーサがハニカム成形体に食い込むことがないためと考えられる。
【０１２４】
(第三実施形態)
以下、本発明の一実施形態である第三実施形態について説明する。
本実施形態では、第二実施形態において配置しているスペーサに加えて、２カ所の中点のそれぞれに対してスペーサが重なるような位置にもスペーサを配置している。
【０１２５】
図７は、第三実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
ハニカム成形体１２０は、図７に示すように６本のスペーサ３２の上に載置されている。
そして、左側中点Ｌに対して重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、左側端面重心ＬＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在していることから、左側中点Ｌは２つのスペーサ３２で挟まれている。
さらに、左側中点Ｌと重なる位置にもスペーサ３２が存在している。
また、右側中点Ｒに対しても同様に、重心Ｇ側に重心側スペーサ３２Ｇ、右側端面重心ＲＧ側に端面側スペーサ３２Ｅがそれぞれ存在しており、さらに、右側中点Ｒと重なる位置にもスペーサ３２が存在している。
【０１２６】
本実施形態においても、第一実施形態において説明した効果（１）〜（５）、（９）及び第二実施形態において説明した効果（１１）〜（１４）を発揮することができる。
【０１２７】
以下、本発明の第三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。
【０１２８】
（実施例１０）
脱脂工程及び焼成工程において、図７に示すように、カーボンフェルト（短辺５ｍｍ×長辺４１０ｍｍ×厚み５ｍｍ）からなるスペーサを６本配置して、スペーサ上にハニカム成形体を載置した。
本実施例においては、中点Ｌ及びＲがそれぞれその重心側及び端面側のそれぞれに位置する２つのスペーサ３２（重心側スペーサ、端面側スペーサ）によって挟まれ、かつ、中点Ｌ及びＲがそれぞれスペーサ３２と重なるようにスペーサを配置した。
また、このとき距離Ｄが５０ｍｍ（１５％）、距離Ｅが３４．８％となるようにスペーサを配置した。そして、スペーサをこのように配置したこと以外は、実施例１と同様にして、ハニカム焼成体を作製した。
【０１２９】
この実施例において得られたハニカム焼成体について、反り量と焼成状態の評価を行った。その結果を、実施例４及び６の結果と併せて表８に示した。
【０１３０】
【表８】
【０１３１】
表８に示した結果から明らかなように、実施例１０においては、２カ所の中点のそれぞれが２つのスペーサで挟まれるように、かつ、２カ所の中点のそれぞれがスペーサと重なるようにスペーサを配置して焼成工程を行ったため、得られたハニカム焼成体の反りが小さくなっていた。
特に、距離Ｄを５０ｍｍ（１５％）としたため、反りが０．５ｍｍ以下ときわめて小さくなっていた。
実施例１０の結果は、実施例６の結果とほぼ同様であり、外観が実施例４と比べて良好になっていた。実施例１０においてもスペーサとハニカム成形体とが接触する領域の面積が実施例４と比較して小さいために、焼成が充分に行われれたためと考えられる。
【０１３２】
（その他の実施形態）
各実施形態において用いることのできるスペーサについて、以下に詳しく説明する。
スペーサの材料は、焼成工程時の高温に耐え得る材料であれば、特に限定されるものではなく、耐熱性を有するセラミック部材を好適に使用することができる。
また、スペーサを用いて焼成用治具とハニカム成形体との間に空間を形成した際、ハニカム成形体への伝熱は、主に、ハニカム成形体の下に存在するスペーサを介して行われるため、ハニカム成形体の焼結を早く進行させるためには、スペーサの熱伝導率は高いことが望ましい。
このことから、上記セラミック部材としては、カーボン、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等を使用することができる。
なお、スペーサとして使用する上記セラミック部材は、焼成するハニカム成形体を構成する材料に応じて種々変更することができる。
【０１３３】
この中でも、カーボン繊維を組み合わせて布状にしたカーボンフェルトや糸状のカーボン繊維を組み上げたものが好ましい。これらは固すぎることがないためにハニカム成形体を傷つけにくいためである。
【０１３４】
また、カーボンフェルトの嵩密度は０．３ｇ／ｃｍ３以下であることが望ましく、０．１ｇ／ｃｍ３以下であることがより望ましい。嵩密度がこの範囲内であると、ハニカム成形体を傷つけることがなく、また、ハニカム成形体とカーボンフェルトとの接触面積が小さく、さらに、ハニカム成形体から発生したＳｉＯガスがカーボンフェルトを通過するので、ハニカム成形体とカーボンフェルトとが反応して炭化ケイ素からなる粗大粒子が形成されにくいためである。
【０１３５】
スペーサの厚さは、焼成用治具とハニカム成形体との間に空間を設けることを考慮すると、１．０ｍｍ以上であることが望ましく、ハニカム成形体への熱伝導を考慮すると、１０．０ｍｍ以下であることが望ましい。
また、スペーサの具体的な形状は、特に限定されるものではないが、ハニカム成形体を載置した際の安定性の面から四角柱形状が望ましい。
【０１３６】
本実施形態において製造されるハニカム構造体は、そのセルが封止されたハニカム構造体に限定されるものではない。セルが封止されたハニカム構造体は、ハニカムフィルタとして好適に使用することができ、また、セルが封止されていないハニカム構造体は、触媒担体として好適に使用することができる。
従って、本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、必ずしも封止材ペーストの充填を行う必要はなく、必要に応じて充填を行えばよい。
【０１３７】
ハニカム構造体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等の無機粉末が挙げられる。
これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。なお、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミック、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等のセラミック原料も構成材料として挙げられ、これらのなかでは、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたもの（ケイ素含有炭化ケイ素）が望ましい。
【０１３８】
また、炭化ケイ素粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、１．０〜５０μｍの平均粒径を有する粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍの平均粒径を有する粉末５〜６５重量部とを組み合わせたものが好ましい。
ハニカム焼成体の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、無機粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
【０１３９】
湿潤混合物における有機バインダとしては特に限定されず、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等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、通常、無機粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
湿潤混合物における可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。また、潤滑剤は特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。
潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、混合原料粉末に含まれていなくてもよい。
【０１４０】
また、湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、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る。
さらに、湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
成形助剤としては特に限定されず、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、ポリアルコール等が挙げられる。
【０１４１】
さらに、湿潤混合物には、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。
【０１４２】
また、ここで調製した、炭化ケイ素粉末を用いた湿潤混合物は、その温度が２８℃以下であることが望ましい。温度が高すぎると、有機バインダがゲル化してしまうことがあるからである。
また、湿潤混合物中の有機分の割合は１０重量％以下であることが望ましく、水分の含有量は８〜２０重量％であることが望ましい。
【０１４３】
セルを封止する封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が３０〜７５％となるものが望ましく、例えば、湿潤混合物と同様のものを用いることができる。
【０１４４】
また、ハニカム焼成体の集合体を作製する際には、予めハニカム焼成体同士をスペーサを介して組み上げておき、その後、ハニカム焼成体同士の間隙にシール材ペーストを注入することにより、ハニカム焼成体の集合体を作製してもよい。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
さらに、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。
【０１５０】
各実施形態における各工程の望ましい形態について、以下に詳しく説明する。
押出成形によりハニカム成形体を作製した後には、必ずも乾燥処理を行う必要はなく、必要に応じて行えばよい。また、封止材ペーストをセルの端部に充填した後に乾燥処理を行ってもよい。
また、ハニカム成形体の乾燥処理を行う際には、マイクロ波と熱風とを組み合わせた乾燥機以外に、例えば、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、減圧乾燥機、誘電乾燥機、凍結乾燥機等を用いてもよい。
【０１５１】
また、ハニカム成形体のセルの端部を封止材ペーストで充填する工程は、必ずしも行う必要はなく、省略してもよい。封止材ペーストを充填する工程を省略した場合、完成したハニカム構造体は、触媒を担持する触媒担体として好適に使用することができる。
【０１５２】
なお、脱脂工程と焼成工程は、必ずしも同一の焼成用治具を用いて行う必要はなく、脱脂工程の際には焼成用治具とは別の脱脂用治具を用いてもよい。この場合、脱脂されたハニカム成形体を脱脂用治具から取り出し、焼成用治具に配置したスペーサ上に載置して、焼成工程を行うことができる。
【０１５３】
本発明で製造したハニカム構造体には、必要に応じて触媒を担持させてもよい。また、触媒の担持はハニカム集合体を作製する前のハニカム焼成体に対して行ってもよい。
触媒を担持させる場合には、ハニカム構造体の表面に高い比表面積のアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜の表面に助触媒、及び、白金等の触媒を付与することが望ましい。
【０１５４】
ハニカム構造体の表面にアルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Ａｌ（ＮＯ３）３等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
助触媒を付与する方法としては、例えば、Ｃｅ（ＮＯ３）３等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
触媒を付与する方法としては、例えば、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３、白金濃度約４．５３重量％）等をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
また、予め、アルミナ粒子に触媒を付与して、触媒が付与されたアルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法で触媒を付与してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】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】（ａ）は、図１に示すハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第一実施形態においてハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法を模式的に示す一部切り欠き斜視図であり、（ｂ）は、図３（ａ）においてＢで示す部分の平面図である。
【図４】各実施例におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図５】各比較例におけるハニカム成形体とスペーサの位置関係を模式的に示す平面図である。
【図６】第二実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図７】第三実施形態におけるスペーサとハニカム成形体の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図８】焼成用治具の表面にスペーサを配置し、スペーサ上にハニカム成形体を載置して焼成工程を行う方法を模式的に示す断面図である。
【図９】スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が沈み込んで反る様子を模式的に示す断面図である。
【図１０】焼成工程においてハニカム成形体の重心の直下にスペーサを配置してハニカム成形体を焼成用治具内に載置する方法の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。
【図１１】スペーサ上に載置したハニカム成形体の重心付近が持ち上がって反る様子を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０ 焼成用治具
１１ 底板
１２、２２、３２ スペーサ
１４Ｌ、３４Ｌ 重心に最も近い位置（左）
１４Ｒ、３４Ｒ 重心に最も近い位置（右）
１５Ｌ、３５Ｌ 端面の重心最にも近い位置（左）
１５Ｒ、３５Ｒ 端面の重心に最も近い位置（右）
３２Ｅ 端面側スペーサ
３２Ｇ 重心側スペーサ
１００ ハニカム構造体
１０１ 接着剤層
１１０ ハニカム焼成体
１１１ セル
１１３ セル壁
１２０ ハニカム成形体
１２５ 左側端面（端面）
１２６ 右側端面（端面）
Ｇ ハニカム成形体の重心
Ｌ 左側中点（重心と端面の重心の間の中点）
Ｒ 右側中点（重心と端面の重心の間の中点）
ＬＧ 左側端面重心（端面の重心）
ＲＧ 右側端面重心（端面の重心）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製する成形工程と、
前記ハニカム成形体を焼成用治具の底板上に配置したスペーサ上に載置して焼成処理を施すことによりハニカム焼成体を作製する焼成工程と、
前記ハニカム焼成体を接着剤層を介して複数個結束することによりハニカム集合体を作製する結束工程とを含むハニカム構造体の製造方法であって、
前記焼成工程において、前記スペーサは、前記スペーサ上に載置された前記ハニカム成形体を平面視した際の前記ハニカム成形体の重心を前記長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されており、かつ、
前記スペーサは、前記ハニカム成形体を平面視した際の前記重心と前記ハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点に対して前記重心側の領域及び前記端面側の領域の両方を含むように配置されていることを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記重心を挟む２つの前記スペーサ間の距離は、前記ハニカム焼成体の長手方向の長さの２５〜４５％である請求項１に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項３】
前記焼成工程において、前記スペーサは、前記スペーサ上に載置された前記ハニカム成形体を平面視した際に、２ヶ所の前記中点のそれぞれに対して重なる位置に配置されている請求項１又は２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項４】
前記中点と重なるスペーサの前記長手方向における長さは、２０〜５０ｍｍである請求項３に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項５】
前記焼成工程において、前記スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、前記各中点が少なくとも２つのスペーサで挟まれるように、前記スペーサが配置されており、各中点からハニカム成形体の重心の側の領域には重心側スペーサが配置され、各中点からハニカム成形体の端面側の領域には端面側スペーサが配置されている、請求項１又は２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項６】
前記端面側スペーサの前記端面の重心に最も近い位置と、前記重心側スペーサの前記重心に最も近い位置との距離は、３０〜５０ｍｍである請求項５に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項７】
前記端面側スペーサの前記端面の重心に最も近い位置と、前記重心側スペーサの前記重心に最も近い位置との距離は、前記ハニカム焼成体の長手方向の長さの９〜１６％である請求項５に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
前記端面側スペーサ及び前記重心側スペーサの前記長手方向における長さは、５〜１０ｍｍである請求項５〜７のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項９】
前記焼成工程において、前記スペーサ上に載置された前記ハニカム成形体を平面視した際に、前記スペーサは、前記ハニカム成形体の重心を通り、前記長手方向に垂直な直線に対して、線対称となる位置に配置されている請求項１〜８のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記ハニカム成形体の長手方向の長さは、３０５ｍｍ以上である請求項１〜９のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも炭化ケイ素粉末とバインダとを含む原料組成物を成形することにより、前記ハニカム成形体を作製する請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製する成形工程と、
前記ハニカム成形体を焼成用治具の底板上に配置したスペーサ上に載置して焼成処理を施すことによりハニカム焼成体を作製する焼成工程と、
前記ハニカム焼成体を接着剤層を介して複数個結束することによりハニカム集合体を作製する結束工程とを含むハニカム構造体の製造方法であって、
前記焼成工程において、前記スペーサは、前記スペーサ上に載置された前記ハニカム成形体を平面視した際の前記ハニカム成形体の重心を前記長手方向に挟むように少なくとも２カ所に配置されており、かつ、
前記スペーサは、前記ハニカム成形体を平面視した際の前記重心と前記ハニカム成形体の長手方向の両端面の重心の間に存在する各中点に対して前記重心側の領域及び前記端面側の領域の両方を含むように配置されていることを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記重心を挟む２つの前記スペーサ間の距離は、前記ハニカム焼成体の長手方向の長さの２５〜４５％である請求項１に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項３】
前記焼成工程において、前記スペーサは、前記スペーサ上に載置された前記ハニカム成形体を平面視した際に、２ヶ所の前記中点のそれぞれに対して重なる位置に配置されている請求項１又は２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項４】
前記中点と重なるスペーサの前記長手方向における長さは、２０〜５０ｍｍである請求項３に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項５】
前記焼成工程において、前記スペーサ上に載置されたハニカム成形体を平面視した際に、前記各中点が少なくとも２つのスペーサで挟まれるように、前記スペーサが配置されており、各中点からハニカム成形体の重心の側の領域には重心側スペーサが配置され、各中点からハニカム成形体の端面側の領域には端面側スペーサが配置されている、請求項１又は２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項６】
前記端面側スペーサの前記端面の重心に最も近い位置と、前記重心側スペーサの前記重心に最も近い位置との距離は、３０〜５０ｍｍである請求項５に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項７】
前記端面側スペーサの前記端面の重心に最も近い位置と、前記重心側スペーサの前記重心に最も近い位置との距離は、前記ハニカム焼成体の長手方向の長さの９〜１６％である請求項５に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
前記端面側スペーサ及び前記重心側スペーサの前記長手方向における長さは、５〜１０ｍｍである請求項５〜７のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項９】
前記焼成工程において、前記スペーサ上に載置された前記ハニカム成形体を平面視した際に、前記スペーサは、前記ハニカム成形体の重心を通り、前記長手方向に垂直な直線に対して、線対称となる位置に配置されている請求項１〜８のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記ハニカム成形体の長手方向の長さは、３０５ｍｍ以上である請求項１〜９のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも炭化ケイ素粉末とバインダとを含む原料組成物を成形することにより、前記ハニカム成形体を作製する請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２７３８１０（Ｐ２００８−２７３８１０Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９１１６７（Ｐ２００７−２９１１６７）
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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