JP2008018342A - スラリーコート用ハニカム構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多孔質体からなるスラリーコート用のハニカム構造体1であって、その構造体内に形成されたセル壁面5には、孔径(r)が2μm以下の微細孔7が分散して形成されているもの。好ましくは、その微細孔7の総容積(v)が構造体1gあたり0ml超〜0.17ml以下である。
【選択図】 図1
Description
セル壁面が薄くなると機械的強度が落ちるが、この点に関しては気孔率を下げて構造体を緻密化することで対応し、また、構造体を緻密化すると細孔の表面積が低下するので今度は担持粒子となる固形物が構造体上に担体され難くなるが、この点に関してはスラリーの粘度を上げたり、スラリーをセルへ流入させてスラリーを引き延ばすときのスラリーの吸引速度を遅くしたり、余剰のスラリーを通風により拭き払うときの風速を遅くしたりするなどの工夫により対応している。
その一方で、コート層の厚みを薄くするために、バインダーの量を減らしたり、固形分の含有量を低下させたり、pHを調節して粘度を下げたスラリーを使用すると、スラリー中でアルミナなどの担体の固形物が沈降してしまうので、コート前には常時撹拌しておく措置が必要となり、スラリー管理面での費用が嵩む。また、スラリーがセルに流入した後に固形物がセル壁面上に付着されずに排出されてしまい、固形物の付着量を所望するだけ確保することが難しくなる。
なお、本発明は、その本旨から、排気ガス浄化用触媒担体にのみ適用されるものではなく、構造体にスラリーを施すもの一般に適用可能であることは明らかである。
請求項1の発明のスラリーコート用ハニカム構造体は、多孔質体からなり、その構造体内に形成されたセル壁面に孔径が2μm以下の微細孔が分散して形成されていることを特徴としている。
本発明のハニカム構造体1は、多孔質体からなり、少なくとも孔径2μmの細孔を形成しうるものであれば特には限定されず、材質としてはコージエライトなどのセラミックが挙げられる。
そしてセル壁面5の少なくとも表面には、図1(2)に示すような開細孔が形成されている。そして本発明で用いるハニカム構造体1では上記開細孔の中でも孔径(r)2μm以下の寸法を有する微細な細孔、即ち微細孔7が分散して形成されていることが特徴である。
本発明のハニカム構造体1は、コート性に強く関与する微細孔7をセル壁面5に配しているが故に、1回のコートで多量のスラリーをセル壁面5に付着・コートさせることができる。その結果、上述のような粘度の低いスラリーを用いることができ、スラリーの粘度が高いことで生じるセルの目詰まりを抑制できると言える。
さらに本発明のハニカム構造体1は、コート性に関与する微細孔7を分散して形成させているため、セル壁面5内での部位によるバラツキが少ないと言える。
しかしながら、スラリーのコート量の調節のし易さの点から、セル壁面5には、孔径(r)が2μm以下の微細孔7が、全細孔容積の75容量%以上を占めて分散形成されているのが好ましく、全細孔容積の90容量%以上を占めて分散形成されているのがより好ましい。
例えば、ハニカム構造体1の原料に可燃物を混入させ、焼成中にその可燃物を燃焼・揮散させてその部分に孔を空けることで製造することができる。その際、ハニカム構造体1の原料や焼成時の最高温度、最高温度での保持時間、昇降温のスピードなどを適宜調整することにより細孔の形態を調節することができる。
現時点では、バインダーと担体粒子を含む固形物を15〜58重量%の広範囲で含むスラリーであれば、孔径(r)が2μm以下の微細孔の存在に固形物の付着量が依存することが分かっている。
比較の便宜のために、いずれの孔径(r)の細孔の総容積(v)も構造体1gあたり0ml超〜0.17ml以下に調整されている。
基材Aでは、孔径(r)が2μm以下の微細孔が、細孔全部の総容積の74 容量%を占めて分散形成されており、基材Bでは、孔径(r)が2μm以下の微細孔が、細孔全部の総容積の5容量%を占めて分散形成されており、基材Cでは、孔径(r)が2μm以下の微細孔が、細孔の総容積の4容量%を占めて分散形成されていた。
スラリー(担体:酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、合計45重量%、無機バインダー:2重量%、総合計47重量%)を、基材毎にそのセル3に軸方向の上端面側から流入させ、過剰のスラリーを除去した後に、さらに乾燥・焼成した。なお、スラリーの流入・除去、さらには乾燥・焼成は全ての基材について同じ条件とした。
なお、比較の便宜のために、基材のセル壁面に形成する細孔は、全て孔径(r)が2μm以下の微細孔とした。
スラリーとして、スラリー(1)(担体:酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、合計45重量%、無機バインダー:2重量%、総合計47重量%)と、スラリー(2)(担体:酸化アルミニウム、合計42重量%、無機バインダー:2重量%、総合計44重量%)とを準備し、基材毎にそのセル3に軸方向の上端面側から流入させ、過剰のスラリーを除去した後に、さらに乾燥・焼成した。なお、スラリーの流入・除去、さらには乾燥・焼成は全ての基材について同じ条件とした。
各スラリーのコート前後の重量差からコート量(g)を算出したところ、図3、図4に示すプロットが得られた。これらのデータに基づいて回帰分析を行ったところ、基材1gあたりの微細孔の総容積(ml)とスラリーのコート量(g)との間には正の相関関係が存在し、直線で示す回帰直線が得られた。しかも、相関係数(R)の二乗である決定係数(R2)は、スラリー(1)を使用した場合にR2=0.9763、スラリー(2)を使用した場合にR2=0.9898といずれも1に近く、相関関係は非常に強かった。
最近では、セル壁面の薄壁化・セル密度の増大によって、スラリーをコートしたときにセル詰まりが発生し易くなっているが、上記ハニカム構造体を使用すれば、所望の量の固形物を従来より少ないバインダー量で付着でき、大きい経済的損失を伴うセル詰まりの発生を信頼性高く防止できる。
5‥‥セル壁面 7‥‥微細孔
r‥‥孔径 v‥‥総容積
Claims (3)
- 多孔質体からなるスラリーコート用のハニカム構造体であって、その構造体内に形成されたセル壁面に孔径が2μm以下の微細孔が分散して形成されていることを特徴とするスラリーコート用ハニカム構造体。
- 請求項1に記載したスラリーコート用ハニカム構造体において、孔径が2μm以下の微細孔の総容積が構造体1gあたり0ml超〜0.17ml以下であることを特徴とするスラリーコート用ハニカム構造体。
- 請求項1または2に記載したスラリーコート用ハニカム構造体において、排ガス浄化用触媒担体用基材であることを特徴とするスラリーコート用ハニカム構造体。
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