JP2002011353A - セラミック材料からなるハニカム体 - Google Patents
セラミック材料からなるハニカム体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハニカム体が第１および第２の端面と、円筒
外周面とを備えた円筒状の形を有しており、前記ハニカ
ム体では一方の端面から他方の端面に向かって軸線方向
で平行な複数の通路が貫通していて、該通路は通路壁に
よって形成されていて、規則的なパターンを成してハニ
カム体の横断面にわたって配置されており、通路直径複
数個分の厚さを有する、ハニカム体の外側縁部区域が中
央領域を取り囲んでいる形式の、半径方向での圧縮強さ
の改良された、排気ガス浄化触媒のためのセラミック製
のハニカム体を提供する。 【解決手段】 円筒外周面のセラミック材料と、ハニカ
ム体の外側縁部区域における通路壁とが、単数または複
数の無機材料を被着または挿入することによって、機械
的な安定性を高めるために補強されている。
外周面とを備えた円筒状の形を有しており、前記ハニカ
ム体では一方の端面から他方の端面に向かって軸線方向
で平行な複数の通路が貫通していて、該通路は通路壁に
よって形成されていて、規則的なパターンを成してハニ
カム体の横断面にわたって配置されており、通路直径複
数個分の厚さを有する、ハニカム体の外側縁部区域が中
央領域を取り囲んでいる形式の、半径方向での圧縮強さ
の改良された、排気ガス浄化触媒のためのセラミック製
のハニカム体を提供する。 【解決手段】 円筒外周面のセラミック材料と、ハニカ
ム体の外側縁部区域における通路壁とが、単数または複
数の無機材料を被着または挿入することによって、機械
的な安定性を高めるために補強されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半径方向の圧縮強さ
を改良した、セラミック材料からなるハニカム体に関す
る。
を改良した、セラミック材料からなるハニカム体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ハニカム形のセラミック体は多くが触媒
の分野において特に自動車排気ガスの触媒浄化の分野に
おいて使用されている。ハニカム形セラミック体は、本
来の触媒のための担体として働く。通常この触媒は触媒
活性被覆体の形で担体に被着されている。以下、これら
の触媒は被覆触媒ともみなす。一般的に担体は円筒形を
有していて、２つの端面と１つの円筒外周面とによって
制限されている。この担体では一方の端面から他方の端
面に向かって軸線方向で平行な複数の通路、いわゆる流
れ通路が貫通していて、これらの通路を通って浄化した
い排気ガスはガイドされる。このような担体はハニカム
体ともみなす。
の分野において特に自動車排気ガスの触媒浄化の分野に
おいて使用されている。ハニカム形セラミック体は、本
来の触媒のための担体として働く。通常この触媒は触媒
活性被覆体の形で担体に被着されている。以下、これら
の触媒は被覆触媒ともみなす。一般的に担体は円筒形を
有していて、２つの端面と１つの円筒外周面とによって
制限されている。この担体では一方の端面から他方の端
面に向かって軸線方向で平行な複数の通路、いわゆる流
れ通路が貫通していて、これらの通路を通って浄化した
い排気ガスはガイドされる。このような担体はハニカム
体ともみなす。
【０００３】排気ガス内にある有害物質（主に炭水化
物、一酸化炭素および窒素酸化物）を変換するための触
媒は大概、高い表面積の粉末材料から成っており、この
粉末材料上に実際の触媒活性コンポーネントが高分散し
た形で堆積されている。この触媒は流れ通路間の隔壁上
に被覆体の形で被着されている。これらの隔壁もしくは
通路壁を粉末材料で被覆するために、まず被覆懸濁液が
製造される。通常このために粉末材料が水に懸濁され
る。この懸濁液の固体含有量（粉末材料の乾量）は適用
例に応じて、被覆混濁液の総量に関連して汎用の形式で
は３０〜６０質量％である。
物、一酸化炭素および窒素酸化物）を変換するための触
媒は大概、高い表面積の粉末材料から成っており、この
粉末材料上に実際の触媒活性コンポーネントが高分散し
た形で堆積されている。この触媒は流れ通路間の隔壁上
に被覆体の形で被着されている。これらの隔壁もしくは
通路壁を粉末材料で被覆するために、まず被覆懸濁液が
製造される。通常このために粉末材料が水に懸濁され
る。この懸濁液の固体含有量（粉末材料の乾量）は適用
例に応じて、被覆混濁液の総量に関連して汎用の形式で
は３０〜６０質量％である。
【０００４】目下広く排ガス触媒に使用されるセラミッ
ク製のハニカム体はセラミック材料の押出し成形によっ
て製造される。このハニカム体は６２ｃｍ- ２のセル密
度（横断面当たりの流れ通路の個数）を有する、正方
形、方形、または六角形状の流れ通路を有している。こ
こでは通路壁の厚さは約０．１６ｍｍである。一般的に
ハニカム体を制限する円筒外周面は通路壁と同じ厚さで
ある。しかし所定の実施例ではこの円筒外周面は機械的
な安定性を高めるために通路の隔壁よりも幾分厚く形成
されている。
ク製のハニカム体はセラミック材料の押出し成形によっ
て製造される。このハニカム体は６２ｃｍ- ２のセル密
度（横断面当たりの流れ通路の個数）を有する、正方
形、方形、または六角形状の流れ通路を有している。こ
こでは通路壁の厚さは約０．１６ｍｍである。一般的に
ハニカム体を制限する円筒外周面は通路壁と同じ厚さで
ある。しかし所定の実施例ではこの円筒外周面は機械的
な安定性を高めるために通路の隔壁よりも幾分厚く形成
されている。
【０００５】まず、押出し成形された生のハニカム体が
乾燥される。このように製造されたグリーン体はまず１
５００℃までの温度（材料に関係する）での焼成によっ
て完成したハニカム体となる。このハニカム体に十分に
機械的な安定性を付与するために、材料が堅固なセラミ
ックに焼結されるように焼成の温度は使用するセラミッ
ク材料に関連して選択される。この際セラミック材料の
比表面積は１０ｍ２／ｇ、今日では２ｍ２／ｇにまで減
少される。ハニカム体は通常、その小さな比表面積のた
めに触媒活性コンポーネントのための担体としてすら適
しておらず、無視し得る程度の量にだけ排気ガス内にあ
る有害物質の触媒変換に関与するので、不活性であると
みなされる。
乾燥される。このように製造されたグリーン体はまず１
５００℃までの温度（材料に関係する）での焼成によっ
て完成したハニカム体となる。このハニカム体に十分に
機械的な安定性を付与するために、材料が堅固なセラミ
ックに焼結されるように焼成の温度は使用するセラミッ
ク材料に関連して選択される。この際セラミック材料の
比表面積は１０ｍ２／ｇ、今日では２ｍ２／ｇにまで減
少される。ハニカム体は通常、その小さな比表面積のた
めに触媒活性コンポーネントのための担体としてすら適
しておらず、無視し得る程度の量にだけ排気ガス内にあ
る有害物質の触媒変換に関与するので、不活性であると
みなされる。
【０００６】前記した被覆触媒とはいわゆる中実触媒は
異なっている。この中実触媒は部分的にまたは完全に触
媒活性材料からなり、個別の触媒活性被覆体を有しては
いない。中実触媒を形成する材料は多孔性であり、高い
比表面積を有している。このセラミック体の焼成時に適
用される温度は明らかに、不活性なハニカム体の焼成温
度の下にある。この事実に基づきハニカム体は焼成後も
まだ比較的柔らかい。このわずかな強度によりこのハニ
カム体の典型的なセル密度は５ｃｍ- ２の値にまで制限
される。流れ通路間の隔壁の厚さは通常約１ｍｍであ
る。
異なっている。この中実触媒は部分的にまたは完全に触
媒活性材料からなり、個別の触媒活性被覆体を有しては
いない。中実触媒を形成する材料は多孔性であり、高い
比表面積を有している。このセラミック体の焼成時に適
用される温度は明らかに、不活性なハニカム体の焼成温
度の下にある。この事実に基づきハニカム体は焼成後も
まだ比較的柔らかい。このわずかな強度によりこのハニ
カム体の典型的なセル密度は５ｃｍ- ２の値にまで制限
される。流れ通路間の隔壁の厚さは通常約１ｍｍであ
る。
【０００７】有害物質のための触媒による転化率を改良
するために、２００ｃｍ- ２までのセル密度と０．１ｍ
ｍ以下の壁厚さとを有する不活性なハニカム体が製造さ
れる。この高細胞状のハニカム体は触媒被覆のための著
しく高い幾何学的な表面を提供し、少ない量に基づき著
しく早く、触媒の運動温度にまで加熱される。
するために、２００ｃｍ- ２までのセル密度と０．１ｍ
ｍ以下の壁厚さとを有する不活性なハニカム体が製造さ
れる。この高細胞状のハニカム体は触媒被覆のための著
しく高い幾何学的な表面を提供し、少ない量に基づき著
しく早く、触媒の運動温度にまで加熱される。
【０００８】高細胞状の不活性なハニカム体の機械的な
強度、特に半径方向の圧縮強さは僅かな壁厚さのため
に、従来のセル密度を有するハニカム体よりも不良であ
り、触媒製造中の処理の際に、特にコンバータケーシン
グ内に組み込む際に問題が生じる。そのため機械的な強
度を高めるために、流れ通路の、円筒外周面に隣り合っ
た外層を、ハニカム体の中央部よりも厚い壁厚さにする
ように試みた。このような形式のハニカム体は例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第１９９０２５４０号明細
書に記載されている。以下、このようなハニカム体は非
均質なハニカム体とみなし、他方で、一定の壁厚さ（補
強された円筒外周面は除く）を有する汎用のハニカム体
は均質なハニカム体とみなす。一定ではない壁厚さを有
するこの非均質なハニカム体は押出し成形することが困
難である。
強度、特に半径方向の圧縮強さは僅かな壁厚さのため
に、従来のセル密度を有するハニカム体よりも不良であ
り、触媒製造中の処理の際に、特にコンバータケーシン
グ内に組み込む際に問題が生じる。そのため機械的な強
度を高めるために、流れ通路の、円筒外周面に隣り合っ
た外層を、ハニカム体の中央部よりも厚い壁厚さにする
ように試みた。このような形式のハニカム体は例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第１９９０２５４０号明細
書に記載されている。以下、このようなハニカム体は非
均質なハニカム体とみなし、他方で、一定の壁厚さ（補
強された円筒外周面は除く）を有する汎用のハニカム体
は均質なハニカム体とみなす。一定ではない壁厚さを有
するこの非均質なハニカム体は押出し成形することが困
難である。
【０００９】排気ガス浄化触媒用の不活性担体の上流縁
部を、無機材料の被着または挿入によって、排気ガス内
に存在する粒子に基づく摩耗に対して補強することは公
知である（ドイツ連邦共和国特許第１９５４７５９９号
明細書およびドイツ連邦共和国特許第１９５４７５９７
号明細書）。この補強はこれらの刊行物に基づきハニカ
ム体の横断面全体にわたって均等に行われ、ハニカム体
の上流端面から、効果的なセル直径の２０倍までの値で
あり得る深さにまで到達する。
部を、無機材料の被着または挿入によって、排気ガス内
に存在する粒子に基づく摩耗に対して補強することは公
知である（ドイツ連邦共和国特許第１９５４７５９９号
明細書およびドイツ連邦共和国特許第１９５４７５９７
号明細書）。この補強はこれらの刊行物に基づきハニカ
ム体の横断面全体にわたって均等に行われ、ハニカム体
の上流端面から、効果的なセル直径の２０倍までの値で
あり得る深さにまで到達する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は半径方
向の圧縮強さを改良した、排気ガス浄化触媒のためのセ
ラミック製のハニカム体を提供することである。このセ
ラミック製のハニカム体は被覆触媒用の不活性担体、す
でに被覆された担体つまり被覆触媒、または中実触媒で
ある。
向の圧縮強さを改良した、排気ガス浄化触媒のためのセ
ラミック製のハニカム体を提供することである。このセ
ラミック製のハニカム体は被覆触媒用の不活性担体、す
でに被覆された担体つまり被覆触媒、または中実触媒で
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、円筒外周面のセラミック材料と、
ハニカム体の外側縁部区域における通路壁とが、単数ま
たは複数の無機材料を被着または挿入することによっ
て、機械的な安定性を高めるために補強されているよう
にした。
に本発明の構成では、円筒外周面のセラミック材料と、
ハニカム体の外側縁部区域における通路壁とが、単数ま
たは複数の無機材料を被着または挿入することによっ
て、機械的な安定性を高めるために補強されているよう
にした。
【００１２】通路直径とはここでは流れ通路と同じ横断
面面積を有する円の直径のことを意味している。
面面積を有する円の直径のことを意味している。
【００１３】
【発明の効果】本発明は流れ通路の間の隔壁がハニカム
体の横断面全体にわたって同じ厚さを有する均質なハニ
カム体から出発している。これにより本発明のハニカム
体を公知の技術を用いて製造することができ、乾燥およ
び焼成に関連した製造に制限される問題は生じない。半
径方向の圧縮強さを高めることは、ハニカム体の外側縁
部区域に相応した後処理を施すことによって達成され
る。しかし本発明は均質なハニカム体に限定されない。
むしろこの後処理を非均質なハニカム体にも施すことが
でき、この後処理により非均質なハニカム体において半
径方向の圧縮強さがさらに補強される。
体の横断面全体にわたって同じ厚さを有する均質なハニ
カム体から出発している。これにより本発明のハニカム
体を公知の技術を用いて製造することができ、乾燥およ
び焼成に関連した製造に制限される問題は生じない。半
径方向の圧縮強さを高めることは、ハニカム体の外側縁
部区域に相応した後処理を施すことによって達成され
る。しかし本発明は均質なハニカム体に限定されない。
むしろこの後処理を非均質なハニカム体にも施すことが
でき、この後処理により非均質なハニカム体において半
径方向の圧縮強さがさらに補強される。
【００１４】ハニカム体の補強は例えば最適な補強材料
に円筒外周面のセラミック材料と、ハニカム体の外側区
域における通路隔壁とを浸漬もしくは含浸することによ
って行われるか、または補強被覆体を有する領域を設け
ることによって行われる。ハニカム体の後処理のため
に、例えば溶液および懸濁液のような、無機材料の水性
調製物または有機調製物が使用される。場合によっては
補強材料の前駆化合物が使用され、これらの前駆化合物
は焼成終了によって補強された形に変わる。
に円筒外周面のセラミック材料と、ハニカム体の外側区
域における通路隔壁とを浸漬もしくは含浸することによ
って行われるか、または補強被覆体を有する領域を設け
ることによって行われる。ハニカム体の後処理のため
に、例えば溶液および懸濁液のような、無機材料の水性
調製物または有機調製物が使用される。場合によっては
補強材料の前駆化合物が使用され、これらの前駆化合物
は焼成終了によって補強された形に変わる。
【００１５】ハニカム体を補強するために最適な温度安
定的な材料は例えば水溶液または有機溶液または懸濁液
の形の、酸化アルミニウムゾル、酸化ジルコンゾル、ジ
ルコン珪酸ゾル、珪酸ゾル、およびアルカリ珪酸例えば
ナトリウム珪酸（水ガラス）のような、ハニカム体の孔
のための無機充填材料（もしくはセラミック接着材）で
ある。同様に、微細分された釉薬、フリットまたはエナ
メルも可能である。これらの釉薬、フリットまたはエナ
メルは触媒活性被覆体を担体に被着させる前に溶融され
ているか、または触媒の運動時に初めて溶融する。無機
材料の選択は担体の材料と、触媒被覆体とに応じて決め
られる。なぜならばこれによって担体への損傷作用と触
媒被覆体の触媒活性化とを回避するのに効果的だからで
ある。
定的な材料は例えば水溶液または有機溶液または懸濁液
の形の、酸化アルミニウムゾル、酸化ジルコンゾル、ジ
ルコン珪酸ゾル、珪酸ゾル、およびアルカリ珪酸例えば
ナトリウム珪酸（水ガラス）のような、ハニカム体の孔
のための無機充填材料（もしくはセラミック接着材）で
ある。同様に、微細分された釉薬、フリットまたはエナ
メルも可能である。これらの釉薬、フリットまたはエナ
メルは触媒活性被覆体を担体に被着させる前に溶融され
ているか、または触媒の運動時に初めて溶融する。無機
材料の選択は担体の材料と、触媒被覆体とに応じて決め
られる。なぜならばこれによって担体への損傷作用と触
媒被覆体の触媒活性化とを回避するのに効果的だからで
ある。
【００１６】釉薬とは、通常、石英と、アルミナと、ア
ルカリと、アルカリ土類と、融剤として低温で溶融する
酸化物とからなるガラスを意味している。通常、フリッ
トはガラスを形成する酸化物ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ
２０、Ｋ２Ｏ，Ａｌ２Ｏ３を主体としたアルカリホウ珪
酸ガラスである。エナメルはフリットと、例えばチタ
ン、ジルコン、アンチモン、モリブデンの酸化物のよう
なセラミック乳白剤と、場合によってはカップリング剤
との混合物である。これらの材料の具体的な組合せは触
媒活性化に対する阻害作用を回避するために、触媒活性
被覆用の担体としてあとで使用することを考慮しなけれ
ばならない。さらにこの組合せによってこれらの材料の
半球温度をのちの使用の温度領域に適合させることがで
きる。この半球温度を、組合せを変えることによって約
４００〜１３００℃の領域の間で調整することができ、
したがって適用例に最適に合わせることができる。前記
半球温度とは、当該材料から成る、前もって溶かされ、
材料軟化により底面の半径が高さに等しくなる試験体の
温度を意味している。
ルカリと、アルカリ土類と、融剤として低温で溶融する
酸化物とからなるガラスを意味している。通常、フリッ
トはガラスを形成する酸化物ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ
２０、Ｋ２Ｏ，Ａｌ２Ｏ３を主体としたアルカリホウ珪
酸ガラスである。エナメルはフリットと、例えばチタ
ン、ジルコン、アンチモン、モリブデンの酸化物のよう
なセラミック乳白剤と、場合によってはカップリング剤
との混合物である。これらの材料の具体的な組合せは触
媒活性化に対する阻害作用を回避するために、触媒活性
被覆用の担体としてあとで使用することを考慮しなけれ
ばならない。さらにこの組合せによってこれらの材料の
半球温度をのちの使用の温度領域に適合させることがで
きる。この半球温度を、組合せを変えることによって約
４００〜１３００℃の領域の間で調整することができ、
したがって適用例に最適に合わせることができる。前記
半球温度とは、当該材料から成る、前もって溶かされ、
材料軟化により底面の半径が高さに等しくなる試験体の
温度を意味している。
【００１７】補強される外側縁部区域の厚さを使用条件
に適合させることができる。この厚さをハニカム体の等
価直径の３分の１までの大きさであってよい。ハニカム
体の等価直径とはここでは、ハニカム体の横断面面積と
等しい面積を有する円の直径を意味している。
に適合させることができる。この厚さをハニカム体の等
価直径の３分の１までの大きさであってよい。ハニカム
体の等価直径とはここでは、ハニカム体の横断面面積と
等しい面積を有する円の直径を意味している。
【００１８】本発明によるハニカム体を製造するため
に、グリーン体（未焼成物）、または焼成されたハニカ
ム体、または触媒被覆されたハニカム体から出発するこ
とができる。このハニカム体のセラミック材料を部分的
にまたは完全につまり１００％まで触媒活性材料から構
成することができ、したがってこのセラミック材料は中
実触媒を形成することができる。いずれにしても補強材
料の挿入または被着はこれらの材料の水性調製物または
有機調製物を使用して、かつ公知である被覆技術を使用
して行われる。したがって単数もしくは複数の無機材料
の調製物を浸漬、注入、圧入または吸入によって、ハニ
カム体の外側区域の通路壁のセラミック材料内に挿入す
ることができるか、またはセラミック材料に被着させる
ことができる。ハニカム体の中央領域における流れ通路
の被覆を防止するために、中央領域の端面を最適な形式
でカバーする。このことは例えば適当な遮蔽体を用いて
行うことができる。同様にハニカム体の中央区域の通路
を一時的に、例えばワックスで遮蔽するか、または接着
テープを貼って塞ぐことも可能である。
に、グリーン体（未焼成物）、または焼成されたハニカ
ム体、または触媒被覆されたハニカム体から出発するこ
とができる。このハニカム体のセラミック材料を部分的
にまたは完全につまり１００％まで触媒活性材料から構
成することができ、したがってこのセラミック材料は中
実触媒を形成することができる。いずれにしても補強材
料の挿入または被着はこれらの材料の水性調製物または
有機調製物を使用して、かつ公知である被覆技術を使用
して行われる。したがって単数もしくは複数の無機材料
の調製物を浸漬、注入、圧入または吸入によって、ハニ
カム体の外側区域の通路壁のセラミック材料内に挿入す
ることができるか、またはセラミック材料に被着させる
ことができる。ハニカム体の中央領域における流れ通路
の被覆を防止するために、中央領域の端面を最適な形式
でカバーする。このことは例えば適当な遮蔽体を用いて
行うことができる。同様にハニカム体の中央区域の通路
を一時的に、例えばワックスで遮蔽するか、または接着
テープを貼って塞ぐことも可能である。
【００１９】場合によって補強材料は挿入または被着後
に乾燥され、その後、焼成によって最終的な形に変えら
れるかもしくは溶融される。このために使用される材料
に関連して３００℃から１５００℃以上までの温度が必
要となる。グリーン体から出発した場合には、ここでグ
リーン体は完成したハニカム体となる。このためには焼
成条件を適当に合わせる必要がある。
に乾燥され、その後、焼成によって最終的な形に変えら
れるかもしくは溶融される。このために使用される材料
に関連して３００℃から１５００℃以上までの温度が必
要となる。グリーン体から出発した場合には、ここでグ
リーン体は完成したハニカム体となる。このためには焼
成条件を適当に合わせる必要がある。
【００２０】溶液およびゾルの場合には、円筒外周面に
水性調製物または有機調製物を外側から吹き付けること
によっても済ますことができる。ハニカム体の多孔性に
基づき、補強材料の前駆化合物はハニカム体の外側縁部
区域を通り抜ける。縁部区域の厚さを調製物の量と作用
期間とによって制御することができる。このような補強
は特にグリーン体では重要である。この場合、いわゆる
鉱化剤の含浸溶液も使用することができる。これは例え
ばリチウム、硼素、フッ素、ウォルフラムのような結晶
形成を誘発する添加剤である。
水性調製物または有機調製物を外側から吹き付けること
によっても済ますことができる。ハニカム体の多孔性に
基づき、補強材料の前駆化合物はハニカム体の外側縁部
区域を通り抜ける。縁部区域の厚さを調製物の量と作用
期間とによって制御することができる。このような補強
は特にグリーン体では重要である。この場合、いわゆる
鉱化剤の含浸溶液も使用することができる。これは例え
ばリチウム、硼素、フッ素、ウォルフラムのような結晶
形成を誘発する添加剤である。
【００２１】つまり均質なまたは非均質なハニカム体の
後処理により、後処理されていないハニカム体と比較し
て半径方向での圧縮強さの改良された本発明によるハニ
カム体が形成される。さらに後処理によって、触媒被覆
される担体つまり完成した排ガス触媒においても半径方
向での圧縮強さを改良できることが分かる。本発明によ
る別の構成は不活性担体上のモノリス被覆触媒である。
この不活性担体の半径方向の圧縮強さは円筒外周面のセ
ラミック材料と、ハニカム体の外側縁部区域における通
路壁のセラミック材料と、通路壁に被着された触媒活性
被覆体とが、単数もしくは複数の無機材料の被着または
挿入によって補強されていることによって改良されてい
る。補強するためにすでに述べた材料を使用することが
できる。
後処理により、後処理されていないハニカム体と比較し
て半径方向での圧縮強さの改良された本発明によるハニ
カム体が形成される。さらに後処理によって、触媒被覆
される担体つまり完成した排ガス触媒においても半径方
向での圧縮強さを改良できることが分かる。本発明によ
る別の構成は不活性担体上のモノリス被覆触媒である。
この不活性担体の半径方向の圧縮強さは円筒外周面のセ
ラミック材料と、ハニカム体の外側縁部区域における通
路壁のセラミック材料と、通路壁に被着された触媒活性
被覆体とが、単数もしくは複数の無機材料の被着または
挿入によって補強されていることによって改良されてい
る。補強するためにすでに述べた材料を使用することが
できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に図面に示した実施例に基づき
本発明による実施形態を詳説する。
本発明による実施形態を詳説する。
【００２３】図１〜図３にはそれぞれ円形状の横断面を
有する種々異なるハニカム体が示されている。図１には
均質なハニカム体が示されており、このハニカム体の円
筒外周面は通路壁と同じ厚さを有している。本発明の範
疇では、通路壁がハニカム体の横断面全体にわたって同
じ厚さを有している場合にハニカム体を均質とみなす。
これに対して非均質なハニカム体の横断面の縁部領域に
おける通路壁の厚さは中央領域に対して補強されてい
る。図１〜図３ではハニカム体に部材番号１を、ハニカ
ム体の外周面には部材番号２を、流れ通路には部材番号
３を、そして流れ通路の間に存在する通路壁もしくは隔
壁には部材番号４を付与した。図１〜図３において横断
面が正方形状の流れ通路を有するハニカム体が示されて
おり、この流れ通路は規則的なパターンを成してハニカ
ム体の横断面にわたって分割されている。しかし本発明
によるハニカム体の、最適な無機材料を用いた後処理に
よる補強部は同様の形式で他の通路横断面、例えば方形
状、３角形状または６角形状を有するハニカム体にも使
用可能である。
有する種々異なるハニカム体が示されている。図１には
均質なハニカム体が示されており、このハニカム体の円
筒外周面は通路壁と同じ厚さを有している。本発明の範
疇では、通路壁がハニカム体の横断面全体にわたって同
じ厚さを有している場合にハニカム体を均質とみなす。
これに対して非均質なハニカム体の横断面の縁部領域に
おける通路壁の厚さは中央領域に対して補強されてい
る。図１〜図３ではハニカム体に部材番号１を、ハニカ
ム体の外周面には部材番号２を、流れ通路には部材番号
３を、そして流れ通路の間に存在する通路壁もしくは隔
壁には部材番号４を付与した。図１〜図３において横断
面が正方形状の流れ通路を有するハニカム体が示されて
おり、この流れ通路は規則的なパターンを成してハニカ
ム体の横断面にわたって分割されている。しかし本発明
によるハニカム体の、最適な無機材料を用いた後処理に
よる補強部は同様の形式で他の通路横断面、例えば方形
状、３角形状または６角形状を有するハニカム体にも使
用可能である。
【００２４】図２には均質なハニカム体が示されてお
り、このハニカム体の外周面は通路壁より大きな厚さを
有している。
り、このハニカム体の外周面は通路壁より大きな厚さを
有している。
【００２５】図３には非均質なハニカム体の端面の平面
図が示されている。流れ通路は通路壁４，５によって制
限されている。ハニカム体の円筒外周面に接続する、外
側の縁部区域では、通路壁５がハニカム体の内側の通路
壁４と比べて補強されており、結果としてハニカム体の
機械的な安定性が高められる。ハニカム体の縁部区域は
約２層の流れ通路を有している。
図が示されている。流れ通路は通路壁４，５によって制
限されている。ハニカム体の円筒外周面に接続する、外
側の縁部区域では、通路壁５がハニカム体の内側の通路
壁４と比べて補強されており、結果としてハニカム体の
機械的な安定性が高められる。ハニカム体の縁部区域は
約２層の流れ通路を有している。
【００２６】図４には、補強含浸溶液でハニカム体の外
側の縁部区域を含浸するのに適した特別な装置が示され
ている。ハニカム体は列状の噴射ノズル８前で中心軸線
６を中心にして回転させられる。これらの噴射ノズル８
には共通の供給管７を介して含浸溶液が供給される。こ
のような方式で、ハニカム体１の円筒外周面２を含浸す
ることができる。
側の縁部区域を含浸するのに適した特別な装置が示され
ている。ハニカム体は列状の噴射ノズル８前で中心軸線
６を中心にして回転させられる。これらの噴射ノズル８
には共通の供給管７を介して含浸溶液が供給される。こ
のような方式で、ハニカム体１の円筒外周面２を含浸す
ることができる。
【００２７】非常に簡単な形式で、湿潤されたスポンジ
または布をハニカム体の円筒外周面に転がすことによっ
ても含浸させることができる。
または布をハニカム体の円筒外周面に転がすことによっ
ても含浸させることができる。
【図１】通路壁と同じ厚さの外周面を有する均質なハニ
カム体の端面の平面図である。
カム体の端面の平面図である。
【図２】通路壁よりも大きな厚さの外周面を有する均質
なハニカム体の端面の平面図である。
なハニカム体の端面の平面図である。
【図３】非均質なハニカム体の端面の平面図である。
【図４】ハニカム体の円筒外周面を、補強無機材料の前
駆化合物を有する含浸溶液で含浸している図である。
駆化合物を有する含浸溶液で含浸している図である。
１ ハニカム体、 ２ 外周面、 ３ 流れ通路、
４，５ 通路壁もしくは隔壁、 ６ 中心軸線、 ７
供給管路、 ８ 噴射ノズル
４，５ 通路壁もしくは隔壁、 ６ 中心軸線、 ７
供給管路、 ８ 噴射ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１Ｒ ３１１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｃ (72)発明者 ライナー ドメスレ ドイツ連邦共和国 アルツェナウ ランネ ンベルクリング 56 (72)発明者 トーマス クロイツァー ドイツ連邦共和国 カルベン フィリップ −ライス−シュトラーセ 13 (72)発明者 エグベルト ロックス ドイツ連邦共和国 ハーナウ グライフェ ンハーゲンシュトラーセ 12 ベー Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB01 BA09 BA39 GA06 GA07 GB00X GB02X GB03X GB10X GB16X GB17X 4D048 AA06 AA13 AA18 BA10X BB02 4G055 AA08 AB03 AC10 BA21 BA31 4G069 AA01 AA02 AA03 AA08 BA13A BA13B CA03 CA09 EA19 FB13
Claims (12)
- 【請求項１】 半径方向での圧縮強さを改良した、セラ
ミック材料からなるハニカム体であって、該ハニカム体
が第１および第２の端面と、円筒外周面とを備えた円筒
状の形を有しており、前記ハニカム体では一方の端面か
ら他方の端面に向かって軸線方向で平行な複数の通路が
貫通していて、該通路は通路壁によって形成されてい
て、規則的なパターンを成してハニカム体の横断面にわ
たって配置されており、通路直径複数個分の厚さを有す
る、ハニカム体の外側縁部区域が中央領域を取り囲んで
いる形式のものにおいて、 円筒外周面のセラミック材料と、ハニカム体の外側縁部
区域における通路壁とが、単数または複数の無機材料を
被着または挿入することによって、機械的な安定性を高
めるために補強されていることを特徴とする、セラミッ
ク材料からなるハニカム体。 - 【請求項２】 無機材料として溶液、ゾル、セラミック
接着剤、釉薬、フリットまたはエナメルが補強のために
使用されている、請求項１記載のハニカム体。 - 【請求項３】 ハニカム体の外側の縁部区域の厚さが、
該ハニカム体の等価直径の３分の１までである、請求項
２記載のハニカム体。 - 【請求項４】 ハニカム体のセラミック材料が１００％
に至るまで触媒活性材料から構成されている、請求項３
記載のハニカム体。 - 【請求項５】 セラミック製の押出成形可能な材料を調
製し、該材料を押出成形してグリーン体にし、該グリー
ン体を焼成してハニカム体にする、請求項１から４まで
のいずれか１項記載のセラミック製のハニカム体を製造
するための方法において、 単数または複数の無機材料の水性調製物または有機調製
物を浸漬、注入、圧入または吸入によって、ハニカム体
の外側区域の通路壁のセラミック材料内に挿入するか、
または前記セラミック材料に被着させることを特徴とす
る、セラミック製のハニカム体を製造するための方法。 - 【請求項６】 ハニカム体の円筒外周面を、単数または
複数の無機材料の水性調製物または有機調製物による吹
付けで含浸させ、次いで焼成する、請求項５記載の方
法。 - 【請求項７】 セラミック製の押出成形可能な材料を調
製し、該材料を押出成形してグリーン体にする、請求項
１から４までのいずれか１項記載のセラミック製のハニ
カム体を製造するための方法において、 単数または複数の無機材料の水性調製物または有機調製
物を浸漬、注入、圧入または吸入によって、ハニカム体
の外側区域の通路壁のセラミック材料内に挿入するか、
または前記セラミック材料に被着させ、次いで焼成して
ハニカム体にすることを特徴とする、セラミック製のハ
ニカム体を製造するための方法。 - 【請求項８】 グリーン体の円筒外周面を、単数または
複数の無機材料の水性調製物または有機調製物による吹
付けで含浸させ、次いで焼成することによってハニカム
体にする、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 請求項１から３までのいずれか１項に記
載したハニカム体を触媒活性被覆体のための担体として
使用する使用法。 - 【請求項１０】 半径方向での圧縮強さを改良した、モ
ノリス式被覆触媒であって、該モノリス式被覆触媒がセ
ラミック材料から成るハニカム体上に触媒活性被覆体を
有しており、前記ハニカム体が第１および第２の端面
と、円筒外周面とを備えた円筒状の形を有しており、前
記ハニカム体では一方の端面から他方の端面に向かって
軸線方向で平行な複数の通路が貫通していて、該通路は
通路壁によって形成されていて、規則的なパターンを成
してハニカム体の横断面にわたって配置されており、通
路直径複数個分の厚さを有する、ハニカム体の外側縁部
区域が中央領域を取り囲んでいる形式のものにおいて、 円筒外周面のセラミック材料と、ハニカム体の外側縁部
区域における通路壁と該通路壁に被着された触媒活性被
覆体とが、単数または複数の無機材料を被着または挿入
することによって、機械的な安定性を高めるために補強
されていることを特徴とする、モノリス式被覆触媒。 - 【請求項１１】 無機材料として溶液、ゾル、セラミッ
ク接着剤、釉薬、フリットまたはエナメルが補強のため
に使用されている、請求項１０記載のモノリス式被覆触
媒。 - 【請求項１２】 ハニカム体の外側の縁部区域の厚さ
が、該ハニカム体の等価直径の３分の１までである、請
求項１１記載のモノリス式被覆触媒。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10024038.0 | 2000-05-13 | ||
| DE10024038A DE10024038A1 (de) | 2000-05-13 | 2000-05-13 | Wabenkörper aus einem keramischen Material mit verbesserter radialer Druckfestigkeit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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