JP2014046601A - セラミックハニカム構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流路20はいずれも隔壁30で仕切られることによって形成されており、隔壁30の最も薄い箇所における厚さは、いずれもTで一定とされる。流路20における矩形の4つの隅部に対応した部分の形状は、隅R(曲率半径)が設けられた円弧形状とされる。この点は、どの領域においても同様であるが、各領域内におけるその曲率半径の平均値(領域1:R1、領域2:R2、領域3:R3)は一様ではなく、R3>R2>R1とされる。すなわち、このセラミックハニカム構造体においては、中心から離れるに従って流路の隅R曲率半径の平均値が大きくなる設定とされる。
【選択図】 図2
Description
前記したように、隔壁の気孔率を高くしたり、隔壁の厚さを薄くすると、隔壁30の機械的強度が低下するため、セラミックハニカム構造体全体の強度が低下する。このため、触媒の担持特性の向上と高い機械的強度を両立することは難しかった。
本発明のセラミックハニカム構造体は、多孔質のセラミックスで構成された隔壁で仕切られて構成された断面形状が略多角形状である複数の流路が、隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体であって、前記隔壁を構成するセラミックスの気孔率が45〜70%の範囲、前記隔壁の厚さが0.1〜0.4mmの範囲であり、前記セラミックハニカム構造体における流路方向に垂直な断面において、前記流路の前記断面形状における隅部には隅R曲率半径が0.01mm〜0.8mmの範囲とされた隅Rが設けられ、前記セラミックハニカム構造体全体の前記流路方向に垂直な断面において、中心を含む第1の領域、第1の領域の外側の第2の領域、第2の領域の外側で外周部を含む第3の領域の3つの領域において、各領域の各々における前記隅R曲率半径の平均値が、中心軸から外周部に向かうに従って大きくなる設定とされたことを特徴とする。
本発明のセラミックハニカム構造体において、前記流路の断面形状は略矩形形状であることを特徴とする。
本発明のセラミックハニカム構造体は、前記断面形状の4つの隅部において、対向する2つの隅部からなる2つの組が設定され、当該2つの組において、同一の組に属する2つの隅部の隅R曲率半径は等しく、異なる組に属する2つの隅部の隅R曲率半径が異なる設定とされたことを特徴とする。
本発明のセラミックハニカム構造体において、前記流路方向に垂直な断面における単位面積当たりの流路数は15〜70個/cm2の範囲であることを特徴とする。
本発明のセラミックハニカム構造体の製造方法は、セラミックハニカム構造体の製造方法であって、焼成後に前記セラミックスとなる坏土を前記流路方向に対応した方向に加圧して金型を通過させる押出成形を行うことによって成形体を得る成形工程と、前記成形体を焼成することによって前記セラミックハニカム構造体を得る焼成工程と、を具備し、前記金型は、隔壁成形溝と前記隔壁成形溝に連通する供給孔とから構成され、前記隔壁成形溝は、押出方向に垂直な断面において、中心を含む第1の領域、第1の領域の外側の第2の領域、第2の領域の外側で外周部を含む第3の領域の3つの領域において、各領域の各々における前記隔壁成形溝の交差部の角R曲率半径の平均値が、前記中心軸から外周部に向かうに従って大きくなる設定とされたことを特徴とする。
実際に、上記の構成のセラミックハニカム構造体を複数種類製造し、触媒をその内部に塗布形成し、(1)成形工程で得られた成形体の真直度、(2)セラミックハニカム構造体のアイソスタティック強度、(3)セラミックハニカム構造体の圧力損失、を調べた。実施例1〜10、比較例1〜14における各パラメータの値を表1に、評価結果を表2にそれぞれ示す。ここで、実施例4、8については、単一の流路において2種類の隅Rを設定しており、その値を表3に示す。実施例4、8の表1における隅R曲率半径は、この2種類の隅R曲率半径の平均値となっている。また、セラミックハニカムフィルタの外径を266.7mm、領域1の外径を88.9mm、領域2の外径を177.8mmとした。セラミックハニカム構造体(隔壁)の材料は、前記のコーディエライトとし、気孔率をパラメータとした。
30 隔壁
50、80 金型
51 金型部材
52 隔壁成形溝
53 供給孔
60 坏土
61 成形体
70 外枠
100、800 セラミックハニカム構造体本体
200、900 外周壁
Claims (5)
- 多孔質のセラミックスで構成された隔壁で仕切られて構成された断面形状が略多角形状である複数の流路が、隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体であって、
前記隔壁を構成するセラミックスの気孔率が45〜70%の範囲、前記隔壁の厚さが0.1〜0.4mmの範囲であり、
前記セラミックハニカム構造体における流路方向に垂直な断面において、
前記流路の前記断面形状における隅部には隅R曲率半径が0.01mm〜0.8mmの範囲とされた隅Rが設けられ、
前記セラミックハニカム構造体全体の前記流路方向に垂直な断面において、中心を含む第1の領域、第1の領域の外側の第2の領域、第2の領域の外側で外周部を含む第3の領域の3つの領域において、各領域の各々における前記隅R曲率半径の平均値が、中心軸から外周部に向かうに従って大きくなる設定とされたことを特徴とするセラミックハニカム構造体。 - 前記流路の断面形状は略矩形形状であることを特徴とする請求項1に記載のセラミックハニカム構造体。
- 前記断面形状の4つの隅部において、対向する2つの隅部からなる2つの組が設定され、当該2つの組において、同一の組に属する2つの隅部の隅R曲率半径は等しく、異なる組に属する2つの隅部の隅R曲率半径が異なる設定とされたことを特徴とする請求項2に記載のセラミックハニカム構造体。
- 前記流路方向に垂直な断面における単位面積当たりの流路数は15〜70個/cm2の範囲であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のセラミックハニカム構造体。
- 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のセラミックハニカム構造体の製造方法であって、
焼成後に前記セラミックスとなる坏土を前記流路方向に対応した方向に加圧して金型を通過させる押出成形を行うことによって成形体を得る成形工程と、
前記成形体を焼成することによって前記セラミックハニカム構造体を得る焼成工程と、
を具備し、
前記金型は、隔壁成形溝と前記隔壁成形溝に連通する供給孔とから構成され、前記隔壁成形溝は、押出方向に垂直な断面において、中心を含む第1の領域、第1の領域の外側の第2の領域、第2の領域の外側で外周部を含む第3の領域の3つの領域において、各領域の各々における前記隔壁成形溝の交差部の角R曲率半径の平均値が、前記中心軸から外周部に向かうに従って大きくなる設定とされたことを特徴とするセラミックハニカム構造体の製造方法。
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