JP2012106230A - ハニカム構造体を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無機粒子を含み、長手方向に沿って、第1の端面から第2の端面に延伸する複数のセルがセル壁により区画されたハニカムユニットを有するハニカム構造体を製造する方法であって、前記無機粒子は、50m2/g以上の比表面積を有し、(a)無機粒子に含水させる工程と、(b)少なくとも前記含水された無機粒子、成形助剤、および水を含む、ハニカムユニット用の原料ペーストを準備する工程と、(c)前記原料ペーストを成形して、ハニカム成形体を形成する工程と、(d)前記ハニカム成形体を焼成して、ハニカムユニットを得る工程と、を有することを特徴とする方法。
【選択図】図3
Description
無機粒子を含み、長手方向に沿って、第1の端面から第2の端面に延伸する複数のセルがセル壁により区画されたハニカムユニットを有するハニカム構造体を製造する方法であって、
前記無機粒子は、50m2/g以上の比表面積を有し、
(a)無機粒子に含水させる工程と、
(b)少なくとも前記含水された無機粒子、成形助剤、および水を含む、ハニカムユニット用の原料ペーストを準備する工程と、
(c)前記原料ペーストを成形して、ハニカム成形体を形成する工程と、
(d)前記ハニカム成形体を焼成して、ハニカムユニットを得る工程と、
を有することを特徴とする方法が提供される。
CO(NH2)2+H2O → 2NH3+CO2 式(1)
このアンモニアが、NOxを含む排ガスとともに、ハニカム構造体100の端面110、115の一方(例えば端面110)から、各セル121に流入した場合、セル壁123に含まれているゼオライトの触媒の作用により、以下の式(2−1)式および(2−2)の反応が生じる。
4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O 式(2−1)
8NH3+6NO2 → 7N2+12H2O 式(2−2)
その後、浄化された排ガスは、ハニカム構造体100の端面110、115の他方(例えば端面115)から排出される。このように、ハニカム構造体100内に排ガスを流通させることにより、排ガス中のNOxを処理することができる。
ここで、図1に示したハニカム構造体100の構成部材について、簡単に説明する。
ここでは、特に、ハニカムユニット130がゼオライトを主成分とする材料で構成される場合について説明する。ただし、ハニカムユニット130がγアルミナ等、他の材料で構成される場合も、以下の説明の少なくとも一部が適用され得ることは、当業者には明らかである。
ハニカム構造体100の接着層150は、接着層用ペーストを原料として形成される。
ハニカム構造体100の外周コート層120は、外周コート層用ペーストを原料として形成される。外周コート層用ペーストとしては、特に限定されないが、無機バインダおよび無機粒子の混合物、無機バインダおよび無機繊維の混合物、無機バインダ、無機粒子、および無機繊維の混合物等が挙げられる。
以下、本発明によるハニカム構造体を製造する方法について、詳しく説明する。
(a)無機粒子に含水させる工程(ステップS110)と、
(b)少なくとも前記含水された無機粒子、成形助剤、および水を含む、ハニカムユニット用の原料ペーストを準備する工程(ステップS120)と、
(c)前記原料ペーストを成形して、ハニカム成形体を形成する工程(ステップS130)と、
(d)前記ハニカム成形体を焼成して、ハニカムユニットを得る工程(ステップS140)と、
を有する。
まず、使用される無機粒子に予め水分を含ませる処理(以下、「含水処理」という)が行われる。
次に、ステップS110において含水処理された無機粒子と、成形助剤と、水とを混合して、ハニカムユニット成形用の原料ペーストが調製される。原料ペーストは、この他、無機バインダおよび/または有機バインダ等を含んでも良い。
次に、原料ペーストを成形することにより、ハニカム成形体が形成される。
次に、前述の工程で得られたハニカム成形体が焼成され、ハニカムユニットが作製される。
なお、以上の記載では、複数のハニカムユニット130を、接着層150を介して接合することにより構成されるハニカム構造体100を例に、本発明の特徴について説明した。
以下の手順で、多数のハニカム成形体を作製し、ハニカム成形体の寸法のバラツキを評価した。
得られた生のハニカム成形体のそれぞれについて、寸法測定を行った。寸法測定には、キーエンス社製の変位センサーを使用し、以下のように行った。
変位量(mm)=コーナー部の絶対高さ(mm)
−中央部の絶対高さ(mm) 式(3)
なお、変位量は、±両方の値を取り、コーナー部の絶対高さが中央部の絶対高さよりも大きい場合は、正の値となり、逆の場合、負の値となる。
110 第1の端面
115 第2の端面
120 外周コート層
121 セル
123 セル壁
130 ハニカムユニット
150 接着層
200 別のハニカム構造体
230 単一のハニカムユニット
300 ハニカム状の成形体
310 端面
322A〜322D 側面
340 コーナー部の測定位置
345 中央部の測定位置。
Claims (10)
- 無機粒子を含み、長手方向に沿って、第1の端面から第2の端面に延伸する複数のセルがセル壁により区画されたハニカムユニットを有するハニカム構造体を製造する方法であって、
前記無機粒子は、50m2/g以上の比表面積を有し、
(a)無機粒子に含水させる工程と、
(b)少なくとも前記含水された無機粒子、成形助剤、および水を含む、ハニカムユニット用の原料ペーストを準備する工程と、
(c)前記原料ペーストを成形して、ハニカム成形体を形成する工程と、
(d)前記ハニカム成形体を焼成して、ハニカムユニットを得る工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記(a)の工程は、前記無機粒子に、10重量%以上の水分を含水させることを特徴とする請求項1に記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記(a)の工程は、前記無機粒子に、飽和量の水分を含水させることを特徴とする請求項2に記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記(a)の工程は、恒温器中に前記無機粒子を保持することにより行われることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記(a)の工程は、湿度50%〜90%、温度5℃〜60℃の環境に、前記無機粒子を保持することにより行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記無機粒子は、ゼオライトを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記(a)の工程は、攪拌機で撹拌することで、前記無機粒子に水分を含ませることを特徴とする請求項6に記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記ハニカムユニットの平均気孔径は、0.01μm〜1.0μmの範囲であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記原料ペーストは、さらに、無機バインダおよび/または有機バインダを含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載のハニカム構造体を製造する方法。
- 前記ハニカム構造体は、複数のハニカムユニットを、接着層を介して接合することにより構成されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一つに記載のハニカム構造体を製造する方法。
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