JP2009255043A - ハニカム構造体 - Google Patents
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Abstract
ハニカム構造体の径方向に加わる力によるハニカム構造体の破損を防止することができ、かつ、熱容量が小さいハニカム構造体を提供する。
【解決手段】
多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されてなるハニカム構造体であって、ハニカム焼成体は、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、中心部に位置する中心部ハニカム焼成体と、外周部に位置する外周部ハニカム焼成体とからなり、中心部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状は四角形、中心部ハニカム焼成体の断面の面積は2500〜5000mm2、外周部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状は、中心部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状と異なり、外周部ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積は、中心部ハニカム焼成体の断面の面積の0.9〜1.3倍であり、ハニカム焼成体は、無機粒子と、無機バインダとを含むハニカム構造体。
【選択図】 図1
Description
さらに、このようなハニカム構造体として、接着材層を介して、ハニカム焼成体を複数個接合したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このハニカム構造体の長手方向に垂直な断面では、中心部に断面形状が四角形のハニカム焼成体が位置し、外周部に中心部のハニカム焼成体よりも断面積の小さいハニカム焼成体が位置する。
そのため、ハニカム構造体の径方向に温度分布が生じることとなる。
そして、このような温度分布が生じると、ハニカム構造体の外周面に応力が発生し、ハニカム構造体が破損する場合がある。
従って、ハニカム構造体の温度が上昇しやすいことが望まれている。
上記ハニカム焼成体は、上記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、中心部に位置する中心部ハニカム焼成体と、外周部に位置する外周部ハニカム焼成体とからなり、
上記中心部ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、
上記中心部ハニカム焼成体の上記断面の面積は2500〜5000mm2であり、
上記外周部ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面の形状は、上記中心部ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面の形状と異なり、
上記外周部ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面の面積は、上記中心部ハニカム焼成体の上記断面の面積の0.9〜1.3倍であり、
上記ハニカム焼成体は、無機粒子と、無機バインダとを含むことを特徴とする。
また、上記断面積が5000mm2を超えるハニカム焼成体は熱衝撃によって破壊されやすい。
そのため、ハニカム構造体の温度が上昇しやすくなり、触媒の浄化機能を充分に発揮させることができる。
一方、外周部ハニカム焼成体の断面積が,中心部ハニカム焼成体の断面積の1.3倍を超えると、ハニカム焼成体に熱応力によりクラックが発生することがある。
上記中央部は、1個の上記中心部ハニカム焼成体、又は、上記接着材層を介して結束された複数個の上記中心部ハニカム焼成体からなり、
上記外周部は、上記接着材層を介して結束された複数個の上記外周部ハニカム焼成体からなり、
上記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、上記外周部の接着材層のうち、少なくとも1つの接着材層は、上記中央部の角部から上記ハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されており、かつ、
上記中央部の角部から上記ハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層は、上記中央部における角部以外の部分から上記ハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層の少なくとも1つと40〜50°の角をなしている。
ここで、上記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において上記外周部ハニカム焼成体同士の間に介在する接着材層のうち、上記中央部の角部から上記ハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層(第一の外周部接着材層)の少なくとも1つと、上記中央部における角部以外の部分からハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層(第二の外周部接着材層)の少なくとも1つとのなす角が40〜50°である。
そのため、ハニカム構造体の外周面からの圧縮応力によりハニカム構造体に破損が発生することを防止することができる。
上記構成であると、ハニカム構造体を製造しやすくなる。
また、請求項6に記載のハニカム構造体において、上記無機繊維は、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカ−アルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、及び、ホウ酸アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
これらの無機繊維を含んでいると、ハニカム構造体の強度をより向上させることができる。
また、請求項10に記載のハニカム構造体において、上記アルカリ金属は、カリウム、又は、ナトリウムを含む。
また、請求項11に記載のハニカム構造体において、アルカリ土類金属は、マグネシウム、バリウム、又は、カルシウムを含む。
また、本明細書において、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面の断面積、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の断面積、又は、ハニカム成形体の長手方向に垂直な断面の断面積は、それぞれ単に、ハニカム構造体の断面積、ハニカム焼成体の断面積、又は、ハニカム成形体の断面積と表記することもある。
以下、本発明のハニカム構造体の一実施形態である第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図であり、図2は、第一実施形態のハニカム構造体における中心部ハニカム焼成体を模式的に示した斜視図である。
図3は、第一実施形態のハニカム構造体における外周部ハニカム焼成体を模式的に示す斜視図である。図4は、図1に示すハニカム構造体のA−A線断面図である。
中心部ハニカム焼成体110の断面の形状は正方形である。
外周部ハニカム焼成体120の断面の形状は、3つの線分120a、120b、120cと1つの円弧120dとで囲まれ、この3つの線分のうちの2つの線分よりなる2つの角(線分120bと線分120cとが成す角、及び、線分120aと線分120bとが成す角)がそれぞれ90°と135°である形状である。
隔壁113には、排ガスを浄化するための触媒が担持されている。
貫通孔111には排ガス等の流体を流通させることができ、隔壁113には排ガスを浄化するための触媒が担持されているため、貫通孔内を流れる排ガス中に含まれる有害成分は、上記触媒の働きによって浄化される。
隔壁123にも、排ガスを浄化するための触媒が担持されており、貫通孔121を流れる排ガスは、上記触媒の働きによって浄化される。
即ち、外周部ハニカム焼成体120は、外観形状が中心部ハニカム焼成体110と異なるものの、その機能は中心部ハニカム焼成体110と同一である。
そして、図4に示すように、接着材層101Aを介して結束された4個の中心部ハニカム焼成体110は、ハニカム構造体100の断面において、中央部を構成し、接着材層101C、101Dを介して結束された8個の外周部ハニカム焼成体120は、ハニカム構造体100の断面において、外周部を構成する。
このような構成のハニカム構造体100の断面(図4参照)においては、4個の中心部ハニカム焼成体110と、中心部ハニカム焼成体110同士を結束させる接着材層101Aと、中心部ハニカム焼成体110と外周部ハニカム焼成体120とを結束させる接着材層101Bとが占める領域が中央部であり、8個の外周部ハニカム焼成体120と外周部ハニカム焼成体120同士を結束させる接着材層101C、101Dとが占める領域が外周部である。
なお、ハニカム構造体100を構成する複数の中心部ハニカム焼成体110の断面の面積は、同じになっており、ハニカム構造体100を構成する複数の外周部ハニカム焼成体120の断面の面積も同じになっている。
このように、第一の外周部接着材層と第二の外周部接着材層とが45°をなしていると、ハニカム構造体に破損が発生することを防止することができる。
このように、ハニカム構造体の断面において、接着材層が三叉をなしている部分が存在すると、ハニカム構造体内の応力を緩和するのに適しており、ハニカム構造体の破損を防止することができる。
このような接着材層は、ハニカム構造体の強度をより向上させるための、所謂、梁として役割を果すことができる。
従って、ハニカム構造体100の外周部には、断面積が極めて小さいハニカム焼成体が存在しておらず、相対的に接着材層の割合が小さくなるため、ハニカム構造体の熱容量が小さくなる。
そのため、ハニカム構造体の温度が上昇しやすくなり、触媒の浄化機能を充分に発揮させることができる。
上記断面積が2500mm2未満であると、ハニカム焼成体が小さいために、多数のハニカム焼成体を組み合わせてハニカム構造体を製造する必要が生じる。そのため、相対的に接着材層の割合が増えることになり、ハニカム構造体の熱容量が大きくなってしまう。
無機粒子を含むことよって比表面積が向上するため、ハニカム焼成体110、120を含むハニカム構造体は、触媒担体として好適に用いることができる。
上記無機粒子としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、ムライト、ゼオライト等からなる粒子が望ましい。これらの粒子は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
これらのなかでは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト及びアタパルジャイトからなる群から選択された少なくとも1種が望ましい。
上記無機ゾルや粘度系バインダ等は水分を含んでおり、上記無機ゾルや粘度系バインダ等を加熱等して水分を除去して残存した無機成分が無機バインダとなる。
無機繊維を含むことによってハニカム焼成体の強度が向上することとなる。
上記無機繊維としては、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカ−アルミナ、ガラス、ホウ酸アルミニウムウィスカ、チタン酸カリウム等からなる無機繊維が望ましい。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。上記無機繊維のなかでは、ホウ酸アルミニウムウィスカがより望ましい。
なお、本明細書中において、無機繊維とは、平均アスペクト比(長さ/径)が5を超えるものをいう。また、上記無機繊維の望ましい平均アスペクト比は、10〜1000である。
また、本明細書中において、無機繊維にはウィスカを含むものとする。
これらは、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
まず、原料組成物を調製し、この原料組成物を用いて押出成形を行い、所定の形状のハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
上記原料組成物としては、上記無機粒子と、上記無機繊維及び/又はウィスカを主成分とし、適当な成形性を得るために、これらに適宜、上記無機バインダや、有機バインダ、可塑剤、潤滑剤、分散媒、成形助剤を加えたものを用いることができる。
脱脂条件は、特に限定されず、成形体に含まれる有機物の種類や量によって適宜選択するが、おおよそ400℃、2時間程度が望ましい。
焼成条件は、特に限定されるものではないが、500〜1200℃が望ましく、600〜1000℃がより望ましい。
以上の工程によって、中心部ハニカム焼成体と外周部ハニカム焼成体とを製造することができる。
ここで接着材ペーストとしては、例えば、既に説明した接着材ペーストを使用する。
ここでコート材ペーストとしては、上記接着材ペーストと同様のペーストを使用する。なお、コート材ペーストとして異なる組成のペーストを使用してもよい。
なお、コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
以上の工程によって、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。
(1)本実施形態のハニカム構造体では、このように、第一の外周部接着材層と第二の外周部接着材層とが45°をなしているため、ハニカム構造体の外周面の種々の方向に発生する応力によりハニカム構造体に破損が発生することを防止することができる。
また、熱衝撃によって破壊されにくいハニカム構造体とすることができる。
そのため、ハニカム構造体の温度が上昇しやすくなり、NOx浄化触媒等の触媒の浄化機能を充分に発揮させることができる。
そのため、ハニカム構造体を製造しやすくなる。
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。
本工程では、図2に示した中心部ハニカム焼成体110と略同様の形状の生のハニカム成形体と、図3に示した外周部ハニカム焼成体120と略同様の形状の生のハニカム成形体とを作製した。
なお、中心部ハニカム焼成体110の断面積は、4396mm2であり、外周部ハニカム焼成体120の断面積は、3971mm2である。従って、外周部ハニカム焼成体120の断面積は、中心部ハニカム焼成体110の断面積の0.9倍である。
ここで、接着材ペーストとしては、γ−アルミナ粒子(平均粒径2μm)14.34重量部、アルミナファイバ(平均繊維径6μm、平均繊維長100μm)16.37重量部、アルミナゾル(固体濃度30重量%)17.35重量部、カルボキシメチルセルロース(CMC)0.05重量部、ポリビニルアルコール(PVA)0.98重量部及び水1.9重量部を混合したものを使用した。
続いて、このハニカム構造体100を600℃で1時間乾燥させることによってハニカム構造体100にバリウム触媒を担持させた。
続いて、このハニカム構造体100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ハニカム構造体100に白金触媒を担持させた。
従って、ハニカム構造体100では、ハニカム構造体100の断面において、第一の外周部接着材層101Cと第二の外周部接着材層101Dとのなす角は45°である。
また、ハニカム構造体の100の断面においては、第一の外周部接着材層101Cと、中央部ハニカム焼成体110と外周部ハニカム焼成体120とを結束させる接着材層101Bとが三叉をなしている部分が存在する。
実施例1の(1)〜(3)の工程を経て作製する中央部ハニカム焼成体110の大きさ(断面における一辺の長さ)、及び、外周部ハニカム焼成体120の大きさ(線分120a、線分120b、線分120cの長さ)を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてハニカム構造体を製造した。
表1には、各実施例等で製造した中央部ハニカム焼成体110の一辺の長さ、外周部ハニカム焼成体120の各線分の長さ、中央部ハニカム焼成体110及び外周部ハニカム焼成体120の断面積、並びに、外周部ハニカム焼成体120の面積と中央部ハニカム焼成体110の面積比(以下、単に面積比ともいう)を示す。
なお、各実施例等で製造されたハニカム構造体の直径は254mmである。
(1)実施例1の(1)〜(3)の工程と同様の工程を行うことにより、中心部ハニカム焼成体110と同様の、その寸法が62.1mm×62.1mm×150mmであるハニカム焼成体を16個作製した。
ここで、接着材ペーストとしては、実施例1で使用した接着材ペーストと同一の接着材ペーストを使用した。
続いて、接着材ペーストと同じ材料からなるコート材ペーストを用いて、セラミックブロックの外周部にコート材ペースト層を形成した。そして、このコート材ペースト層を120℃で乾燥して、外周にコート層が形成された直径254mm×長さ150.0mmの円柱状のハニカム構造体を製造した。
図5は、比較例4で製造したハニカム構造体400の断面図であり、図5中、410は中心部ハニカム焼成体、420及び430は外周部ハニカム焼成体、401(401A、401B、401C、401D)は接着材層、402はコート層、403はセラミックブロックを示す。
ハニカム構造体400では、その断面において、第一の外周部接着材層401Cと第二の外周部接着材層401Dとは、平行又は90°をなしている。また、ハニカム構造体400の断面において、接着材層が三叉をなしている部分は存在しない。
従って、外周部ハニカム焼成体420の断面積は、中心部ハニカム焼成体410の断面積の0.9倍であり、外周部ハニカム焼成体430の断面積は、中心部ハニカム焼成体410の断面積の0.3倍である。
これまで製造した各実施例及び比較例におけるハニカム構造体の構成について、表1にまとめて示した。
(アイソスタティック破壊強度の測定)
自動車技術会(日本)が制定する自動車規格(Japanese Automobile Standards Organization)が規定する「自動車排気ガス浄化触媒用セラミックモノリス担体の試験方法(JASO M 505−87)」に準じて、各実施例及び比較例で製造したハニカム構造体について、下記の方法によりアイソスタティック破壊強度を測定した。
試験結果をまとめて表1に示した。
各実施例及び比較例で製造したハニカム構造体について、ヒーターを用いてハニカム構造体の温度が700℃となるまで加熱した。
その後、貫通孔内に室温の空気を流してハニカム構造体を冷却させて、室温にまで冷却した後のハニカム構造体のクラックの有無を目視で観察した。
表1には、各実施例及び各比較例で製造したハニカム構造体における熱衝撃試験の結果をクラックがない場合を○、クラックがある場合を×で示した。
各実施例及び比較例で製造したハニカム構造体を、6リットルのディーゼルエンジンに接続した。
そし、リーン雰囲気の模擬排ガスの流入を55秒、リッチ雰囲気の模擬排ガスの流入を5秒行う工程を1サイクルとして、10サイクルの繰り返し運転を行った。
この運転中におけるハニカム構造体の前後のNO濃度をNOx検知管を用いて測定し、全運転時間の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
(式中、ハニカム構造体を流通する前のNOx濃度をN0、ハニカム構造体を通過した後のNOx濃度をN1とする)
各実施例及び各比較例で製造したハニカム構造体におけるNOx浄化率の測定結果を表1にまとめて示した。
比較例2で製造したハニカム構造体は、上記面積比が1.4と大きいため、熱衝撃試験において外周部ハニカム焼成体に熱応力によるクラックが発生していた。
比較例3で製造したハニカム構造体は、中央部ハニカム焼成体の大きさが5013mm 2と大きく、上記面積比が0.7と小さいためアイソスタティック破壊強度が小さく、また、熱衝撃によっても破壊されやすいハニカム構造体となっていた。
比較例4で製造したハニカム構造体は、接着材層が格子状に形成されているため、アイソスタティック破壊強度が小さくなっていた。また、外周部に面積比が0.3と小さいハニカム焼成体430が存在するために、ハニカム構造体の熱容量が大きくなり、NOx浄化率が低くなっていた。
以下、本発明のハニカム構造体の別の一実施形態である第二実施形態について図面を参照しながら説明する。
図6は、第二実施形態のハニカム構造体の断面図である。
中心部ハニカム焼成体210の断面の形状は正方形である。
外周部ハニカム焼成体220の断面の形状は、3つの線分220a、220b、220cと1つの円弧220dとで囲まれ、この3つの線分のうちの2つの線分よりなる2つの角(線分220aと線分220bとが成す角、及び、線分220bと線分220cとが成す角)がともに90°である形状である。
外周部ハニカム焼成体230の断面の形状は、3つの線分230a、230b、230cと1つの円弧230dとで囲まれ、この3つの線分のうちの2つの線分よりなる2つの角(線分230bと線分230cとが成す角、及び、線分230aと線分230bとが成す角)がそれぞれ90°と135°である形状である。
即ち、中心部ハニカム焼成体210は、第一実施形態のハニカム構造体を構成する中心部ハニカム焼成体110と同一であり、外周部ハニカム焼成体220、230は、第一実施形態のハニカム構造体を構成する中心部ハニカム焼成体110と、外観形状が異なるものの、その機能は同一である。
また、ハニカム焼成体210、220、230の材質は、第一実施形態の中心部ハニカム焼成体110及び外周部ハニカム焼成体120と同様である。
そして、接着材層201Aを介して結束された9個の中心部ハニカム焼成体210は、ハニカム構造体200の断面において、中央部を構成し、接着材層201C、201Dを介して結束された合計16個の外周部ハニカム焼成体220、230は、ハニカム構造体200の断面において、外周部を構成する。
このような構成のハニカム構造体200の断面においては、9個の中心部ハニカム焼成体210と、中心部ハニカム焼成体210同士を結束させる接着材層201Aと、中心部ハニカム焼成体210と外周部ハニカム焼成体220、230とを結束させる接着材層201Bとが占める領域が中央部であり、16個の外周部ハニカム焼成体220、230と外周部ハニカム焼成体220、230同士を結束させる接着材層201C、201Dとが占める領域が外周部である。
このように、第一の外周部接着材層と第二の外周部接着材層とが45°をなしていると、ハニカム構造体に破損が発生することを防止することができる。
このように、ハニカム構造体の断面において、接着材層が三叉をなしている部分が存在すると、ハニカム構造体内の応力を緩和するのに適しており、ハニカム構造体の破損を防止することができる。
従って、ハニカム構造体200の外周部には、断面積が極めて小さいハニカム焼成体が存在しておらず、当然、このような小さいハニカム焼成体を結束させるための接着材層が不要である。そのため、ハニカム構造体200では、中心部と外周部とで温度分布が生じにくい。
本実施形態におけるハニカム構造体の製造方法は、下記の点で異なる以外は、第一実施形態におけるハニカム構造体の製造方法と同一である。
即ち、第一実施形態の製造方法における成形工程で作製するハニカム成形体の形状が、図6に示した中心部ハニカム焼成体210、及び、外周部ハニカム焼成体220、230と略同一の形状である点、並びに、第一実施形態の製造方法の結束工程を行う際に、図6に示したように、中心部ハニカム焼成体210、及び、外周部ハニカム焼成体220、230が位置するように各ハニカム焼成体を結束する以外は、第一実施形態におけるハニカム構造体の製造方法と同一の方法を用いることにより、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。
第一及び第二実施形態のハニカム構造体を製造する方法では、予め、所定の形状に成形されたハニカム焼成体を作製してハニカム構造体を製造しているが、本発明の実施形態のハニカム構造体は、例えば、下記のような方法を用いて作製してもよい。
以下、第一実施形態のハニカム構造体を製造する場合を例に、本発明の実施形態のハニカム構造体の別の製造方法について説明する。
(1)第一実施形態のハニカム構造体の製造方法と同様の方法を用いて、ハニカム焼成体を作製する。
この際、断面の形状が四角形の中心部ハニカム焼成体310と、断面の形状が台形の外周部ハニカム焼成体320′とを作製する(図7(a)参照)。
その後、必要に応じて、セラミックブロック303の外周側面にコート層(図示せず)を形成し、ハニカム構造体を完成する。
具体的には、ハニカム構造体の断面の形状が、図8に示したような形状であってもよい。
図8は、本発明の他の実施形態のハニカム構造体の断面図である。
即ち、図8に示したハニカム構造体700では、図1に示したハニカム構造体100の接着材層101Aを介して結束された4個の中心部ハニカム焼成体110に代えて、1個の中心部ハニカム焼成体710を備えている。
中心部ハニカム焼成体710は、中心部ハニカム焼成体110と比べて、断面積が大きいものの、その機能は同一である。
また、ハニカム構造体700では、中央部の角部において、第一の外周部接着材層701Cと、中心部ハニカム焼成体710と外周部ハニカム焼成体720とを結束させる接着材層701Bとが三叉をなしている。
従って、ハニカム構造体700では、第一実施形態の作用効果と同様の作用効果を享受することができる。
なお、図8中、702はコート層、703はセラミックブロックを指す。
第一の外周部接着材層と第二の外周部接着材層とがなす角の角度がこの範囲にあれば、ハニカム構造体の外周面の種々の方向に発生する応力によるハニカム構造体の破損を防止するのに適しているからである。
また、ここまで説明した実施形態のハニカム構造体では、第一の外周部接着材層の全部が、第二の外周部接着材層の全部と40〜50°をなしているが、本発明の実施形態のハニカム構造体では、第一の外周部接着材層の少なくとも1つが、第二の外周部接着材層の少なくとも1つと40〜50°をなしていればよい。
貫通孔の密度が、15.5個/cm2未満では、ハニカム焼成体内部の排ガスと接触する壁の面積が小さくなり、186個/cm2を超えると、圧力損失が高くなるとともに、ハニカム焼成体の作製が困難になるためである。
接着材層の厚さが0.5mm未満では十分な接合強度が得られないおそれがあり、また、接着材層は触媒担体として機能しない部分であるため、5mmを超えると、ハニカム構造体の単位体積あたりの比表面積が低下するため、ハニカム構造体を排ガスを浄化するための触媒担体として用いた際に触媒を十分に高分散させることができなくなることがある。
また、接着材層の厚さが5mmを超えると、圧力損失が大きくなることがある。
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、原料組成物中に含まれていなくてもよい。
成形助剤としては、特に限定されるものではないが、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。
101、201、701 接着材層
102、202、702 コート層
103、203、703 セラミックブロック
110、210、710 中心部ハニカム焼成体
120、220、230、720 外周部ハニカム焼成体
111、121 貫通孔
113、123 隔壁
Claims (12)
- 多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されてなるハニカム構造体であって、
前記ハニカム焼成体は、前記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、中心部に位置する中心部ハニカム焼成体と、外周部に位置する外周部ハニカム焼成体とからなり、
前記中心部ハニカム焼成体の前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、
前記中心部ハニカム焼成体の前記断面の面積は2500〜5000mm2であり、
前記外周部ハニカム焼成体の前記長手方向に垂直な断面の形状は、前記中心部ハニカム焼成体の前記長手方向に垂直な断面の形状と異なり、
前記外周部ハニカム焼成体の前記長手方向に垂直な断面の面積は、前記中心部ハニカム焼成体の前記断面の面積の0.9〜1.3倍であり、
前記ハニカム焼成体は、無機粒子と、無機バインダとを含むことを特徴とするハニカム構造体。 - 前記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、前記ハニカム構造体の外周側面を構成する外周部と、前記外周部の内側に位置し、断面の形状が四角形の中央部とを有し、
前記中央部は、1個の前記中心部ハニカム焼成体、又は、前記接着材層を介して結束された複数個の前記中心部ハニカム焼成体からなり、
前記外周部は、前記接着材層を介して結束された複数個の前記外周部ハニカム焼成体からなり、
前記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、前記外周部の接着材層のうち、少なくとも1つの接着材層は、前記中央部の角部から前記ハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されており、かつ、
前記中央部の角部から前記ハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層は、前記中央部の角部以外から前記ハニカム構造体の外周側面に向かう方向に形成されている接着材層の少なくとも1つと40〜50°の角をなしている請求項1に記載のハニカム構造体。 - 複数の前記中心部ハニカム焼成体と、複数の前記外周部ハニカム焼成体を有し、
前記複数の中心部ハニカム焼成体同士の断面の面積が同じであり、かつ、前記複数の外周部ハニカム焼成体同士の断面の面積が同じである請求項1又は2に記載のハニカム構造体。 - 前記外周部ハニカム焼成体の前記長手方向に垂直な断面の形状は、3つの線分と1つの曲線とで囲まれ、前記3つの線分のうちの2つの線分よりなる2つの角が直角と鈍角である
形状である請求項1〜3のいずれかに記載のハニカム構造体。 - 前記ハニカム構造体は、無機繊維をさらに含む請求項1〜4のいずれかに記載のハニカム構造体。
- 前記無機繊維は、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカ−アルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、及び、ホウ酸アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項5に記載のハニカム構造体。
- 前記隔壁に触媒が担持されている請求項1〜6のいずれかに記載のハニカム構造体。
- 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1種を含む請求項7に記載のハニカム構造体。
- 前記貴金属は、白金、パラジウム、又は、ロジウムを含む請求項8に記載のハニカム構造体。
- 前記アルカリ金属は、カリウム、又は、ナトリウムを含む請求項8に記載のハニカム構造体。
- 前記アルカリ土類金属は、マグネシウム、バリウム、又は、カルシウムを含む請求項8に記載のハニカム構造体。
- 前記無機バインダは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、及び、アタパルジャイトからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項1〜11のいずれかに記載のハニカム構造体。
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