JP2014198316A - Honeycomb structure - Google Patents

Honeycomb structure Download PDF

Info

Publication number
JP2014198316A
JP2014198316A JP2013075225A JP2013075225A JP2014198316A JP 2014198316 A JP2014198316 A JP 2014198316A JP 2013075225 A JP2013075225 A JP 2013075225A JP 2013075225 A JP2013075225 A JP 2013075225A JP 2014198316 A JP2014198316 A JP 2014198316A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
honeycomb structure
partition wall
exhaust gas
raw material
scr catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013075225A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6043227B2 (en
Inventor
顕史 川上
Kenji Kawakami
顕史 川上
洋一 青木
Yoichi Aoki
洋一 青木
隆宏 近藤
Takahiro Kondo
隆宏 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2013075225A priority Critical patent/JP6043227B2/en
Publication of JP2014198316A publication Critical patent/JP2014198316A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6043227B2 publication Critical patent/JP6043227B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a honeycomb structure capable of achieving both functions as a particulate collection filter and a carrier for an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst.SOLUTION: The honeycomb structure includes: a honeycomb structure portion having porous partitioning walls 5 partitioning and forming a plurality of cells extending from inlet end surface to outlet end surface; and a plugged portion plugging open end parts on the outlet end surface side of predetermined cells and open end parts on the inlet end surface side of remaining cells of the honeycomb structure portion. The honeycomb structure is configured in such a way that: an exhaust gas flowed in from the inlet end surface into the cells permeates through partitioning walls 5 and then outflows from the outlet end surface to outside of the cells; and when p denotes a porosity of a region 5a defined from a surface 8a of, of the total partitioning walls 5, a partitioning wall 5 that functions as an inlet side of exhaust gas permeating through partitioning wall 5, to depth t, and P denotes a porosity of a remaining region 5b of partitioning wall 5, t is 50 to 100 μm, p is smaller than P and is 25 to 45%.

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関、又は各種燃焼装置から排出される排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するための微粒子捕集フィルタとして使用されると同時に、SCR触媒を担持するための担体としても使用されるハニカム構造体に関する。   The present invention is used as a particulate collection filter for collecting particulate matter contained in an exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine or various combustion apparatuses, and at the same time, supports an SCR catalyst. The present invention also relates to a honeycomb structure that is also used as a carrier.

ディーゼルエンジン等の内燃機関、又は各種燃焼装置から排出される排ガスには、スート(煤)等のカーボン微粒子を主体とする粒子状物質(パティキュレートマター(PM))が多量に含まれている。このPMがそのまま大気中に放出されると環境汚染を引き起こすため、内燃機関等からの排ガス流路には、PMを捕集するための微粒子捕集フィルタが搭載されていることが一般的である。   An exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine or various combustion apparatuses contains a large amount of particulate matter (particulate matter (PM)) mainly composed of carbon fine particles such as soot (soot). When this PM is released into the atmosphere as it is, environmental pollution is caused. Therefore, an exhaust gas flow path from an internal combustion engine or the like is generally equipped with a particulate collection filter for collecting PM. .

PMを捕集するための微粒子捕集フィルタとしては、ハニカム構造体を用いたウォールフロー型のものが、広く使用されている。このハニカム構造体は、排ガスの入口側となる入口端面から排ガスの出口側となる出口端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、所定のセルの出口端面側の開口端部及び残余のセルの入口端面側の開口端部を目封止する目封止部とを有する。   As a particulate collection filter for collecting PM, a wall flow type filter using a honeycomb structure is widely used. The honeycomb structure includes a porous partition wall that defines a plurality of cells extending from an inlet end surface serving as an exhaust gas inlet side to an outlet end surface serving as an exhaust gas outlet side, an opening end portion on an outlet end surface side of a predetermined cell, and A plugging portion for plugging the opening end portion on the inlet end face side of the remaining cell.

このようなハニカム構造体を用いた微粒子捕集フィルタは、入口端面からセル内に流入した排ガスが、隔壁を透過した後、出口端面からセル外に流出する構造となっている。そして、排ガスが隔壁を透過する際に、隔壁が濾過層として機能し、排ガス中に含まれるPMが捕集される。   The particulate collection filter using such a honeycomb structure has a structure in which exhaust gas flowing into the cell from the inlet end face passes through the partition wall and then flows out of the cell from the outlet end face. And when exhaust gas permeate | transmits a partition, a partition functions as a filtration layer and PM contained in exhaust gas is collected.

近年、自動車の排ガス中の有害物質に対する規制は、世界的に強化される傾向にある。このような背景の下、排ガスの処理技術として、前記のような微粒子捕集フィルタ(例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF))に加え、ディーゼル酸化触媒(DOC触媒)、選択還元触媒(SCR触媒)等の開発も行われている。例えば、近時のディーゼルエンジン自動車の排ガス浄化装置としては、DPFとSCR触媒とを備えたものを挙げることができる(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, regulations on harmful substances in automobile exhaust gas tend to be tightened worldwide. Under such a background, as an exhaust gas treatment technique, a diesel oxidation catalyst (DOC catalyst), a selective reduction catalyst (SCR catalyst), in addition to the particulate collection filter (for example, diesel particulate filter (DPF)) as described above. Etc. are also being developed. For example, a recent diesel engine automobile exhaust gas purification device includes a device provided with a DPF and an SCR catalyst (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−21422号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-21422

しかし、特許文献1に記載された排ガス浄化装置においては、1つの排ガス浄化装置内に、SCR触媒を担持する担体と、DPFを構成する担体(即ち、DPF用のハニカム構造体)とを備える必要があり、排ガス浄化装置が大きくなる。このため、このような排ガス浄化装置を搭載可能な車種が制限されてしまうという問題があった。例えば、特許文献1に記載された排ガス浄化装置は、一般的な大きさの乗用車に対して搭載スペースを確保することは極めて困難である。また、担体の個数が増加すれば、それに伴い排気抵抗(圧力損失)が上昇するため、燃費の悪化を招来するという問題もあった。   However, in the exhaust gas purification device described in Patent Document 1, it is necessary to provide a carrier supporting the SCR catalyst and a carrier constituting the DPF (that is, a honeycomb structure for DPF) in one exhaust gas purification device. There is a large exhaust gas purification device. For this reason, there has been a problem that vehicle types that can be equipped with such an exhaust gas purification device are limited. For example, it is extremely difficult for the exhaust gas purification apparatus described in Patent Document 1 to secure a mounting space for a passenger car of a general size. Further, if the number of carriers increases, the exhaust resistance (pressure loss) increases accordingly, which causes a problem of deterioration of fuel consumption.

そこで、このような問題を解消するため、1つのハニカム構造体を、微粒子捕集フィルタとして使用すると同時に、SCR触媒を担持するための担体としても使用できるようにすることが検討されている。しかしながら、1つのハニカム構造体で、微粒子捕集フィルタとしての機能と、SCR触媒の担体としての機能とを両立させるのは、以下の理由から現実的には困難であった。   Therefore, in order to solve such a problem, it has been studied that one honeycomb structure can be used as a carrier for supporting an SCR catalyst at the same time as being used as a particulate collection filter. However, it has been practically difficult to achieve both the function as the particulate collection filter and the function as the carrier of the SCR catalyst with one honeycomb structure for the following reasons.

DPF等の微粒子捕集フィルタを長期間継続して使用するためには、定期的にフィルタに再生処理を施す必要がある。即ち、フィルタ内部に経時的に堆積したPMにより増大した圧力損失を低減させてフィルタ性能を初期状態に戻すため、フィルタ内部に堆積したPMを高温のガスで燃焼させて除去する必要がある。この再生処理の際、微粒子捕集フィルタに用いられるハニカム構造体は、堆積したPMの燃焼により高温となるが、SCR触媒は熱耐久性が低いため、そのような高温化するハニカム構造体に担持すると、熱劣化が生じ、十分な触媒性能を発揮できなくなるのである。   In order to continuously use a particulate collection filter such as DPF for a long period of time, it is necessary to periodically regenerate the filter. That is, in order to reduce the pressure loss increased by the PM accumulated with time in the filter and return the filter performance to the initial state, it is necessary to burn and remove the PM accumulated in the filter with a high-temperature gas. During this regeneration process, the honeycomb structure used for the particulate collection filter becomes high temperature due to combustion of the deposited PM, but the SCR catalyst has low heat durability, so it is supported on such a high temperature honeycomb structure. As a result, thermal deterioration occurs and sufficient catalytic performance cannot be exhibited.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、SCR触媒の熱劣化を効果的に抑制でき、微粒子捕集フィルタとしての機能と、SCR触媒の担体としての機能とを両立することが可能なハニカム構造体を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to effectively suppress thermal degradation of the SCR catalyst, function as a particulate collection filter, and as a carrier for the SCR catalyst. An object of the present invention is to provide a honeycomb structure capable of achieving both functions.

上記目的を達成するため、本発明によれば、以下のハニカム構造体が提供される。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the following honeycomb structure is provided.

[1] 排ガスの入口側となる入口端面から排ガスの出口側となる出口端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の所定のセルの前記出口端面側の開口端部及び残余のセルの前記入口端面側の開口端部を目封止する目封止部とを備え、前記入口端面から前記セル内に流入した排ガスが、前記隔壁を透過した後、前記出口端面から前記セル外に流出するハニカム構造体であって、前記隔壁全体の内、前記隔壁を透過する排ガスの入口側となる前記隔壁の表面から厚さtまでの部位の気孔率をpとし、前記隔壁の残りの部位の気孔率をPとしたとき、tが50〜100μmであり、pがPより小さく、pが25〜45%であるハニカム構造体。 [1] A honeycomb structure part having a porous partition wall that defines a plurality of cells extending from an inlet end face that is an exhaust gas inlet side to an outlet end face that is an exhaust gas outlet side, and the predetermined cells of the honeycomb structure part An opening end on the outlet end surface side and a plugging portion for plugging the opening end on the inlet end surface side of the remaining cells, and the exhaust gas flowing into the cell from the inlet end surface permeates the partition wall. After that, a honeycomb structure that flows out of the cell from the outlet end face, and in the entire partition wall, pores in a portion from the surface of the partition wall to the thickness t which becomes the inlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall A honeycomb structure in which t is 50 to 100 μm, p is smaller than P, and p is 25 to 45%, where p is the rate and P is the porosity of the remaining part of the partition wall.

[2] pが30〜45%である[1]に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb structure according to [1], wherein p is 30 to 45%.

[3] 前記隔壁を透過する排ガスの入口側となる前記隔壁の表面から厚さtまでの部位に存在する細孔の平均細孔径をrとしたとき、rが10μm以下である[1]又は[2]に記載のハニカム構造体。 [3] When the average pore diameter of the pores existing at the site from the surface of the partition wall to the thickness t on the inlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall is r, r is 10 μm or less [1] or The honeycomb structure according to [2].

[4] 前記隔壁の残りの部位に存在する細孔の平均細孔径をRとしたとき、Rが30μm未満である[1]〜[3]の何れかに記載のハニカム構造体。 [4] The honeycomb structure according to any one of [1] to [3], wherein R is less than 30 μm, where R is an average pore diameter of pores existing in the remaining portions of the partition walls.

[5] 前記隔壁全体の厚さをTとしたとき、Tに対するtの割合が4〜40%である[1]〜[4]の何れかに記載のハニカム構造体。 [5] The honeycomb structure according to any one of [1] to [4], wherein a ratio of t to T is 4 to 40%, where T is a thickness of the entire partition wall.

[6] 前記隔壁を透過する排ガスの出口側となる前記隔壁の表面に、SCR触媒が担持された[1]〜[5]の何れかに記載のハニカム構造体。 [6] The honeycomb structure according to any one of [1] to [5], wherein an SCR catalyst is supported on a surface of the partition wall which is an outlet side of the exhaust gas that passes through the partition wall.

本発明のハニカム構造体は、隔壁全体の内、隔壁を透過する排ガスの入口側となる隔壁の表面から所定厚さまでの部位の気孔率が、隔壁の残りの気孔率よりも小さくなるように構成されている。このように隔壁全体の内、PMが捕集される特定の部位の気孔率のみを、残りの部位の気孔率よりも小さくすることで、隔壁全体としては、高い排ガス透過性を持たせることができる。このため、隔壁を透過する排ガスの入口側となる隔壁の表面にPMが堆積した際の圧力損失の上昇を抑制することができる。また、PMが堆積するのは、隔壁を透過する排ガスの入口側となる隔壁の表面であるため、その反対側の表面、即ち、隔壁を透過する排ガスの出口側となる隔壁の表面にSCR触媒を担持させれば、堆積したPMと担持されたSCR触媒とが隔壁を介して離れた状態となる。更に、隔壁を透過する排ガスの入口側となる隔壁の表面から所定厚さまでの部位は、気孔率が小さい、即ち熱容量が大きいため、再生処理により、堆積したPMを燃焼させた際に生じる熱が、当該部位に吸収され、残りの部位の温度上昇が抑制される。よって、再生処理により、堆積したPMを燃焼させても、その燃焼による熱がSCR触媒に伝わりにくく、SCR触媒の熱劣化が効果的に抑制される。これらの効果を有することにより、本発明のハニカム構造体は、微粒子捕集フィルタとしての機能と、SCR触媒の担体としての機能とを両立することができる。このため、微粒子捕集フィルタとSCR触媒とを、1つのハニカム構造体に纏めることが可能となり、その結果、排ガス浄化装置を小型化して、従来は当該装置の搭載スペースを確保することが困難であった乗用車等にも当該装置を搭載することが可能となる。   The honeycomb structure of the present invention is configured such that the porosity of a portion from the surface of the partition wall on the inlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall to a predetermined thickness is smaller than the remaining porosity of the partition wall in the entire partition wall Has been. Thus, by making only the porosity of the specific part where PM is collected in the whole partition smaller than the porosity of the remaining part, the whole partition can have high exhaust gas permeability. it can. For this reason, it is possible to suppress an increase in pressure loss when PM is deposited on the surface of the partition wall on the inlet side of the exhaust gas that passes through the partition wall. Further, since PM deposits on the surface of the partition wall on the inlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall, the SCR catalyst is formed on the opposite surface, that is, on the surface of the partition wall on the outlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall. Is deposited, the deposited PM and the supported SCR catalyst are separated from each other through the partition walls. Furthermore, the portion from the surface of the partition wall to the predetermined thickness on the inlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall has a low porosity, that is, a large heat capacity, so that the heat generated when the deposited PM is burned by the regeneration process is reduced. , It is absorbed by the part, and the temperature rise of the remaining part is suppressed. Therefore, even if the accumulated PM is combusted by the regeneration process, heat due to the combustion is not easily transmitted to the SCR catalyst, and thermal degradation of the SCR catalyst is effectively suppressed. By having these effects, the honeycomb structure of the present invention can achieve both a function as a particulate collection filter and a function as a carrier of an SCR catalyst. For this reason, it is possible to combine the particulate collection filter and the SCR catalyst into one honeycomb structure, and as a result, it is difficult to downsize the exhaust gas purification device and secure a mounting space for the device conventionally. The apparatus can be mounted on a passenger car or the like.

本発明に係るハニカム構造体の実施形態の一例を模式的に示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view schematically showing an example of an embodiment of a honeycomb structure according to the present invention. 本発明に係るハニカム構造体の実施形態の一例を模式的に示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of a honeycomb structure according to the present invention. 図2の点線で囲われた部分を拡大して示す概略拡大図である。FIG. 3 is a schematic enlarged view showing a portion surrounded by a dotted line in FIG. 2 in an enlarged manner. 本発明に係るハニカム構造体の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the honeycomb structure which concerns on this invention. 本発明に係るハニカム構造体の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the honeycomb structure which concerns on this invention. 本発明に係るハニカム構造体の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the honeycomb structure which concerns on this invention. 本発明に係るハニカム構造体の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the honeycomb structure which concerns on this invention.

以下、本発明を具体的な実施形態に基づき説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。   Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments, but the present invention should not be construed as being limited thereto, and based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Various changes, modifications, and improvements can be added.

(1)ハニカム構造体:
図1は、本発明に係るハニカム構造体の実施形態の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図2は、本発明にハニカム構造体の実施形態の一例を模式的に示す概略断面図であり、図3は、図2の点線で囲われた部分を拡大して示す概略拡大図である。尚、図3は、ハニカム構造体の隔壁の一方の表面にSCR触媒が担持され、隔壁の他方の表面にPMが堆積した時の状態を示している。
(1) Honeycomb structure:
FIG. 1 is a schematic perspective view schematically illustrating an example of an embodiment of a honeycomb structure according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating an example of an embodiment of a honeycomb structure according to the present invention. FIG. 3 is a schematic enlarged view showing an enlarged portion surrounded by a dotted line in FIG. FIG. 3 shows a state in which the SCR catalyst is supported on one surface of the partition walls of the honeycomb structure and PM is deposited on the other surface of the partition walls.

図1及び図2に示すように、本発明に係るハニカム構造体1は、ハニカム構造部2と目封止部3とを備えるものである。ハニカム構造部2は、排ガスの入口側となる入口端面6から排ガスの出口側となる出口端面7まで延びる複数のセル4を区画形成する多孔質の隔壁5を有する。また、目封止部3は、ハニカム構造部2の所定のセル4aの出口端面7側の開口端部及び残余のセル4bの入口端面6側の開口端部を目封止する。目封止部3は、ハニカム構造部2の入口端面6と出口端面7とが相補的な市松模様を呈するように配置されていることが好ましい。   As shown in FIGS. 1 and 2, a honeycomb structure 1 according to the present invention includes a honeycomb structure portion 2 and a plugging portion 3. The honeycomb structure part 2 has a porous partition wall 5 that partitions and forms a plurality of cells 4 extending from an inlet end face 6 on the exhaust gas inlet side to an outlet end face 7 on the exhaust gas outlet side. Further, the plugging portion 3 plugs the opening end portion on the outlet end surface 7 side of the predetermined cell 4a of the honeycomb structure portion 2 and the opening end portion on the inlet end surface 6 side of the remaining cells 4b. The plugging portion 3 is preferably arranged so that the inlet end surface 6 and the outlet end surface 7 of the honeycomb structure portion 2 have a complementary checkered pattern.

本発明に係るハニカム構造体1は、このようなハニカム構造部2と目封止部3とを備えることにより、入口端面6からセル4内に流入した排ガスGが、隔壁5を透過した後、出口端面7からセル4外に流出する構造となっている。即ち、PMを含む排ガスGは、まず、入口端面6側においては開口端部が目封止されておらず、出口端面7側において開口端部が目封止された所定のセル4a内に流入する。次いで、所定のセル4a内に流入した排ガスGは、多孔質の隔壁5を透過して、入口端面6側において開口端部が目封止され、出口端面7側においては開口端部が目封止されていない残余のセル4b内に移動する。そして、排ガスGが、多孔質の隔壁5を透過する際に、この隔壁5が濾過層となり、排ガスG中のPMが隔壁5に捕捉され隔壁5上に堆積する。こうして、PMが除去され、残余のセル4bに移動した排ガスGは、その後、出口端面7から残余のセル4b外に流出する。   The honeycomb structure 1 according to the present invention includes the honeycomb structure portion 2 and the plugging portion 3 as described above, so that the exhaust gas G flowing into the cell 4 from the inlet end surface 6 passes through the partition walls 5. It has a structure that flows out of the cell 4 from the outlet end face 7. That is, the exhaust gas G containing PM first flows into a predetermined cell 4a in which the opening end is not plugged on the inlet end face 6 side and the opening end is plugged on the outlet end face 7 side. To do. Next, the exhaust gas G that has flowed into the predetermined cell 4a passes through the porous partition wall 5, and the opening end is plugged on the inlet end face 6 side, and the opening end is plugged on the outlet end face 7 side. It moves into the remaining cells 4b that are not stopped. When the exhaust gas G passes through the porous partition walls 5, the partition walls 5 become filtration layers, and PM in the exhaust gas G is captured by the partition walls 5 and deposited on the partition walls 5. Thus, the exhaust gas G from which PM has been removed and moved to the remaining cell 4b flows out of the remaining cell 4b from the outlet end face 7 thereafter.

濾過層となる隔壁5には、相互に裏と表の関係にある2つの表面がある。これら2つの表面の内、一方は、隔壁5を透過する排ガスの入口側となる隔壁の表面(以下、「入口側隔壁表面」と称する。)8aであり、他方は、隔壁5を透過する排ガスの出口側となる隔壁の表面(以下、「出口側隔壁表面」と称する。)8bである。図3に示すように、隔壁5に捕捉された排ガス中のPM10は、入口側隔壁表面8aに堆積する。   The partition wall 5 serving as a filtration layer has two surfaces which are in a relationship of back and front. One of these two surfaces is the surface of the partition wall (hereinafter referred to as “inlet-side partition wall surface”) 8 a on the inlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall 5, and the other is the exhaust gas that permeates the partition wall 5. 8b is a surface of the partition wall (hereinafter referred to as “exit-side partition wall surface”) 8b. As shown in FIG. 3, PM10 in the exhaust gas captured by the partition walls 5 is deposited on the inlet-side partition wall surface 8a.

本発明に係るハニカム構造体1においては、隔壁5全体の内、入口側隔壁表面8aから厚さtまでの部位5aの気孔率をpとし、隔壁の残りの部位5bの気孔率をPとしたとき、pがPより小さい。尚、隔壁の各部位の気孔率は、隔壁断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮り、市販の画像解析ソフト(メディアサイバネティックス社製、「イメージプロプラス」)を用いることによって求めることができる。具体的には、隔壁断面のSEM写真を前記画像解析ソフトで二極化し、それぞれの部位の隔壁部分(細孔以外の実体部分)と空孔部分(細孔部分)との面積を計測し、それら計測値から各部位の気孔率を算出する。   In the honeycomb structure 1 according to the present invention, the porosity of the part 5a from the inlet side partition wall surface 8a to the thickness t in the entire partition wall 5 is p, and the porosity of the remaining part 5b of the partition wall is P. When p is smaller than P. The porosity of each part of the partition wall can be obtained by taking a scanning electron microscope (SEM) photograph of the section of the partition wall and using commercially available image analysis software (“Image Pro Plus” manufactured by Media Cybernetics). it can. Specifically, the SEM photograph of the cross section of the partition wall is bipolarized with the image analysis software, and the areas of the partition wall portions (substance portions other than the pores) and the pore portions (pore portions) of each part are measured, The porosity of each part is calculated from these measured values.

このように隔壁5全体の内、PM10が捕集される入口側隔壁表面8aから所定の厚さまでの部位5aの気孔率のみを、残りの部位5bの気孔率よりも小さくすることで、隔壁5全体としては、高い排ガス透過性を持たせることができる。このため、入口側隔壁表面8aにPM10が堆積した際の圧力損失の上昇を抑制することができる。   Thus, by making only the porosity of the part 5a from the inlet-side partition surface 8a where the PM 10 is collected to a predetermined thickness out of the whole partition 5 to be smaller than the porosity of the remaining part 5b, the partition 5 As a whole, high exhaust gas permeability can be provided. For this reason, it is possible to suppress an increase in pressure loss when PM10 is deposited on the inlet side partition wall surface 8a.

また、PM10が堆積するのは、入口側隔壁表面8aであるため、その反対側の表面、即ち、出口側隔壁表面8bにSCR触媒9を担持させれば、堆積したPM10と担持されたSCR触媒9とが隔壁5を介して離れた状態となる。更に、入口側隔壁表面8aから所定厚さまでの部位5aは、気孔率が小さい、即ち熱容量が大きいため、再生処理により、堆積したPM10を燃焼させた際に生じる熱が、当該部位に吸収され、残りの部位5bの温度上昇が抑制される。よって、再生処理により、堆積したPM10を燃焼させても、その燃焼による熱がSCR触媒9に伝わりにくく、SCR触媒9の熱劣化が効果的に抑制される。   Further, since PM10 is deposited on the inlet side partition wall surface 8a, if the SCR catalyst 9 is supported on the opposite surface, that is, the outlet side partition wall surface 8b, the deposited PM10 and the supported SCR catalyst are supported. 9 are separated from each other through the partition wall 5. Furthermore, since the portion 5a from the inlet-side partition wall surface 8a to the predetermined thickness has a low porosity, that is, a large heat capacity, the heat generated when the deposited PM10 is burned by the regeneration treatment is absorbed by the portion, The temperature rise of the remaining part 5b is suppressed. Therefore, even if the accumulated PM 10 is burned by the regeneration process, the heat due to the combustion is not easily transmitted to the SCR catalyst 9, and the thermal degradation of the SCR catalyst 9 is effectively suppressed.

本発明に係るハニカム構造体1は、これらの効果を有することにより、PDF等の微粒子捕集フィルタとしての機能と、SCR触媒の担体としての機能とを両立することができる。このため、微粒子捕集フィルタとSCR触媒とを、1つのハニカム構造体に纏めることが可能となり、その結果、排ガス浄化装置を小型化して、従来は当該装置の搭載スペースを確保することが困難であった乗用車等にも当該装置を搭載することが可能となる。   By having these effects, the honeycomb structure 1 according to the present invention can achieve both a function as a particulate collection filter such as PDF and a function as a carrier of an SCR catalyst. For this reason, it is possible to combine the particulate collection filter and the SCR catalyst into one honeycomb structure, and as a result, it is difficult to downsize the exhaust gas purification device and secure a mounting space for the device conventionally. The apparatus can be mounted on a passenger car or the like.

本発明に係るハニカム構造体1において、tは50〜100μm、好ましくは50〜90μmである。tが50μm未満では、再生処理の際に、出口側隔壁表面8bに担持させたSCR触媒9の熱劣化を十分に抑制できず、再生処理後のSCR触媒9による浄化性能が大きく低下する。一方、tが100μmを超えると、入口側隔壁表面8aにPM10が堆積した際の圧力損失の上昇を十分に抑制することができなくなるととともに、必要な強度が得られなくなる。   In the honeycomb structure 1 according to the present invention, t is 50 to 100 μm, preferably 50 to 90 μm. When t is less than 50 μm, the thermal degradation of the SCR catalyst 9 supported on the outlet-side partition wall surface 8b cannot be sufficiently suppressed during the regeneration process, and the purification performance of the SCR catalyst 9 after the regeneration process is greatly reduced. On the other hand, if t exceeds 100 μm, an increase in pressure loss when PM10 is deposited on the inlet-side partition wall surface 8a cannot be sufficiently suppressed, and a necessary strength cannot be obtained.

また、本発明に係るハニカム構造体1において、pは25〜45%、好ましくは30〜45%である。pが25%未満であるか、45%を超えると、入口側隔壁表面8aにPM10が堆積した際の圧力損失の上昇を十分に抑制することができなくなる場合がある。更に、pが45%を超えると、再生処理の際に、出口側隔壁表面8bに担持させたSCR触媒9の熱劣化を十分に抑制できず、再生処理後のSCR触媒9による浄化性能が大きく低下するとともに、必要な強度が得られなくなる。   Further, in the honeycomb structure 1 according to the present invention, p is 25 to 45%, preferably 30 to 45%. If p is less than 25% or more than 45%, it may not be possible to sufficiently suppress an increase in pressure loss when PM10 is deposited on the inlet-side partition wall surface 8a. Furthermore, if p exceeds 45%, the thermal degradation of the SCR catalyst 9 supported on the outlet-side partition wall surface 8b cannot be sufficiently suppressed during the regeneration process, and the purification performance of the SCR catalyst 9 after the regeneration process is large. In addition to the decrease, the required strength cannot be obtained.

また、本発明に係るハニカム構造体1においては、入口側隔壁表面8aから厚さtまでの部位5aに存在する細孔11の平均細孔径をrとしたとき、rが10μm以下であることが好ましく、8μm以下であることがより好ましい。rが10μmを超えると、入口側隔壁表面8aにPM10が堆積した際の圧力損失の上昇を十分に抑制することができなくなる場合がある。   In the honeycomb structure 1 according to the present invention, when the average pore diameter of the pores 11 existing in the portion 5a from the inlet side partition wall surface 8a to the thickness t is r, r may be 10 μm or less. Preferably, it is 8 μm or less. If r exceeds 10 μm, an increase in pressure loss when PM10 is deposited on the inlet-side partition wall surface 8a may not be sufficiently suppressed.

更に、本発明に係るハニカム構造体1においては、隔壁5の残りの部位(入口側隔壁表面から厚さtまでの部位5aを除いた部位)5bに存在する細孔12の平均細孔径をRとしたとき、Rが30μm未満であることが好ましく、25μm未満であることがより好ましい。Rが30μm以上になると、必要な強度が得られなくなる場合がある。   Furthermore, in the honeycomb structure 1 according to the present invention, the average pore diameter of the pores 12 existing in the remaining part (part excluding the part 5a from the inlet side partition wall surface to the thickness t) 5b is R. , R is preferably less than 30 μm, more preferably less than 25 μm. If R is 30 μm or more, the required strength may not be obtained.

尚、隔壁の各部位に存在する細孔の平均細孔径は、隔壁断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮り、市販の画像解析ソフト(メディアサイバネティックス社製、「イメージプロプラス」)を用いることによって求めることができる。具体的には、隔壁断面のSEM写真を前記画像解析ソフトで二極化し、それぞれの部位に存在する空孔部分(細孔部分)の直径を計測して、その平均値を算出する。   The average pore diameter of the pores present in each part of the partition wall is obtained by taking a scanning electron microscope (SEM) photograph of the partition wall cross section and using commercially available image analysis software (“Image Pro Plus” manufactured by Media Cybernetics). It can be determined by using. Specifically, the SEM photograph of the partition wall cross section is bipolarized with the image analysis software, the diameters of the pores (pores) existing in each part are measured, and the average value is calculated.

本発明に係るハニカム構造体1においては、隔壁5全体の厚さをTとしたとき、Tに対するtの割合が4〜40%であることが好ましく、15〜35%であることがより好ましい。Tに対するtの割合が4%未満では、出口側隔壁表面8bに担持させたSCR触媒9の熱劣化を十分に抑制できず、再生処理後のSCR触媒9による浄化性能が大きく低下する場合がある。一方、Tに対するtの割合が40%を超えると、入口側隔壁表面8aにPM10が堆積した際の圧力損失の上昇を十分に抑制することができなくなったり、必要な強度が得られなくなったりする場合がある。   In the honeycomb structure 1 according to the present invention, when the thickness of the entire partition wall 5 is T, the ratio of t to T is preferably 4 to 40%, and more preferably 15 to 35%. If the ratio of t to T is less than 4%, the thermal degradation of the SCR catalyst 9 supported on the outlet-side partition wall surface 8b cannot be sufficiently suppressed, and the purification performance by the SCR catalyst 9 after the regeneration treatment may be greatly reduced. . On the other hand, if the ratio of t to T exceeds 40%, the increase in pressure loss when PM10 is deposited on the inlet side partition wall surface 8a cannot be sufficiently suppressed, or the required strength cannot be obtained. There is a case.

本発明に係るハニカム構造体1において、Tは150〜460μmであることが好ましく、200〜350μmであることがより好ましい。Tが150μm未満では、再生処理の際に、出口側隔壁表面8bに担持させたSCR触媒9の熱劣化を十分に抑制できず、再生処理後のSCR触媒9による浄化性能が大きく低下する場合がある。一方、Tが460μmを超えると、圧力損失の過剰な増大が生じる場合がある。   In the honeycomb structure 1 according to the present invention, T is preferably 150 to 460 μm, and more preferably 200 to 350 μm. If T is less than 150 μm, the thermal degradation of the SCR catalyst 9 carried on the outlet side partition wall surface 8b cannot be sufficiently suppressed during the regeneration process, and the purification performance by the SCR catalyst 9 after the regeneration process may be greatly reduced. is there. On the other hand, if T exceeds 460 μm, an excessive increase in pressure loss may occur.

本発明に係るハニカム構造体は、SCR触媒が担持させることにより、微粒子捕集フィルタとしての機能と、SCR触媒の担体としての機能とを併せ持ったものとなる。このようなハニカム構造体を得るに際しては、図3に示すように、SCR触媒9を、出口側隔壁表面8bに担持させる。既述のとおり、PM10が堆積するのは、入口側隔壁表面8aであるため、その反対側である出口側隔壁表面8bにSCR触媒9を担持させれば、堆積したPM10と担持されたSCR触媒9とが隔壁5を介して離れた状態となる。そして、その結果、再生処理により、堆積したPM10を燃焼させても、その燃焼による熱がSCR触媒9に伝わりにくくなり、SCR触媒9の熱劣化が効果的に抑制される。   The honeycomb structure according to the present invention has both a function as a particulate collection filter and a function as a carrier of the SCR catalyst by supporting the SCR catalyst. In obtaining such a honeycomb structure, as shown in FIG. 3, the SCR catalyst 9 is supported on the outlet-side partition wall surface 8b. As described above, PM10 is deposited on the inlet side partition wall surface 8a. Therefore, if the SCR catalyst 9 is supported on the outlet side partition wall surface 8b opposite to the PM10, the deposited PM10 and the supported SCR catalyst are supported. 9 are separated from each other through the partition wall 5. As a result, even if the accumulated PM 10 is combusted by the regeneration process, the heat due to the combustion becomes difficult to be transmitted to the SCR catalyst 9, and thermal degradation of the SCR catalyst 9 is effectively suppressed.

尚、「SCR」とは、「Selective Catalytic Reduction:選択触媒還元」の略であり、「SCR触媒」とは、還元反応によって被浄化成分を選択還元する触媒(選択還元触媒)のことを意味する。排ガス浄化用のSCR触媒としては、例えば窒素酸化物(NO)を選択還元する触媒を挙げることができる。 Note that “SCR” is an abbreviation for “Selective Catalytic Reduction: Selective Catalyst Reduction”, and “SCR catalyst” means a catalyst (selective reduction catalyst) that selectively reduces a component to be purified by a reduction reaction. . Examples of the SCR catalyst for exhaust gas purification include a catalyst that selectively reduces nitrogen oxide (NO x ).

SCR触媒となる物質としては、例えば、金属置換されたゼオライトを挙げることができる。ゼオライトを金属置換する金属としては、鉄(Fe)、銅(Cu)を挙げることができる。ゼオライトとしては、ベータゼオライトを好適例として挙げることができる。   Examples of the substance that becomes the SCR catalyst include metal-substituted zeolite. Examples of the metal that replaces zeolite with metal include iron (Fe) and copper (Cu). As a zeolite, a beta zeolite can be mentioned as a suitable example.

また、SCR触媒が、バナジウム及びチタニアからなる群より選択される少なくとも1種を主たる成分として含有する触媒であってもよい。SCR触媒中のバナジウム及びチタニアの含有量は、60質量%以上であることが好ましい。   In addition, the SCR catalyst may be a catalyst containing at least one selected from the group consisting of vanadium and titania as a main component. The content of vanadium and titania in the SCR catalyst is preferably 60% by mass or more.

SCR触媒の担持量については、特に制限はないが、担持量が少なすぎると十分な浄化性能が得られな場合があるので、ハニカム構造体の単位体積当りの担持量として、200g/リットル以上であることが好ましい。但し、担持量が多すぎると、ハニカム構造体の圧力損失が過剰に増大することがあるので、担持量の上限は、400g/リットル程度とすることが好ましい。   The amount of the SCR catalyst supported is not particularly limited, but if the amount supported is too small, sufficient purification performance may not be obtained. Therefore, the amount supported per unit volume of the honeycomb structure is 200 g / liter or more. Preferably there is. However, if the loading amount is too large, the pressure loss of the honeycomb structure may increase excessively, so the upper limit of the loading amount is preferably about 400 g / liter.

本発明に係るハニカム構造体においては、隔壁5全体の平均細孔径が、10〜25μmであることが好ましく、10〜20μmであることがより好ましい。隔壁5全体の平均細孔径が10μm未満であると、圧力損失が過剰に増大する場合がある。また、隔壁5全体の平均細孔径が25μmを超えると、PM捕集効率が悪化するとともに、必要な強度を得ることが困難となる場合がある。   In the honeycomb structure according to the present invention, the average pore diameter of the entire partition walls 5 is preferably 10 to 25 μm, and more preferably 10 to 20 μm. If the average pore diameter of the entire partition wall 5 is less than 10 μm, the pressure loss may increase excessively. Moreover, when the average pore diameter of the partition walls 5 as a whole exceeds 25 μm, PM collection efficiency may deteriorate and it may be difficult to obtain the required strength.

また、本発明に係るハニカム構造体1においては、隔壁5全体の気孔率が、40〜75%であることが好ましく、50〜65%あることがより好ましい。隔壁5全体の気孔率が、40%未満であると、圧力損失の過剰な増大が生じる場合がある。また、隔壁5全体の気孔率が、75%を超えると、必要な強度を得ることが困難となる場合がある。   Moreover, in the honeycomb structure 1 according to the present invention, the porosity of the entire partition walls 5 is preferably 40 to 75%, and more preferably 50 to 65%. If the porosity of the entire partition wall 5 is less than 40%, an excessive increase in pressure loss may occur. Moreover, when the porosity of the whole partition 5 exceeds 75%, it may be difficult to obtain a required strength.

本発明に係るハニカム構造体1において、セル密度は特に限定されないが、15〜80セル/cmであることが好ましく、30〜65セル/cmであることがより好ましい。セル密度が、15セル/cm未満では、PMを捕集する隔壁の面積が小さくなり、排ガスを流通させたときに、短時間で圧力損失が大きくなる場合がある。一方、セル密度が、80セル/cmより大きいと、セルの断面積(セルの延びる方向に直交する断面の面積)が小さくなるため、圧力損失が大きくなる場合がある。 In the honeycomb structure 1 according to the present invention, the cell density is not particularly limited, but is preferably 15 to 80 cells / cm 2 , and more preferably 30 to 65 cells / cm 2 . When the cell density is less than 15 cells / cm 2 , the area of the partition for collecting PM becomes small, and when the exhaust gas is circulated, the pressure loss may increase in a short time. On the other hand, when the cell density is larger than 80 cells / cm 2 , the cell cross-sectional area (area of the cross section perpendicular to the cell extending direction) is decreased, and thus the pressure loss may be increased.

本発明に係るハニカム構造体1の形状は特に限定されず、例えば、端面が円形の筒状(円筒形状)、端面がオーバル形状の筒状、端面が多角形(四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等)の筒状等の形状とすることができる。また、セル形状(セルの延びる方向に直交する断面におけるセルの形状)も、特に限定されないが、四角形、六角形、八角形等の多角形が好ましい。   The shape of the honeycomb structure 1 according to the present invention is not particularly limited. For example, the end surface is a cylindrical tube (cylindrical shape), the end surface is an oval tube, the end surface is a polygon (square, pentagon, hexagon, seven The shape may be a cylindrical shape such as a square or an octagon. The cell shape (cell shape in a cross section perpendicular to the cell extending direction) is not particularly limited, but is preferably a polygon such as a quadrangle, hexagon, or octagon.

本発明に係るハニカム構造体1において、ハニカム構造部2の形成材料については特に制限はないが、セラミックが好ましい。特に、強度及び耐熱性に優れることより、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される少なくとも1種のセラミック材料が好適に使用できる。   In the honeycomb structure 1 according to the present invention, the material for forming the honeycomb structure portion 2 is not particularly limited, but ceramic is preferable. In particular, because of its excellent strength and heat resistance, it is selected from the group consisting of cordierite, silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, mullite, alumina, aluminum titanate, silicon nitride, and silicon carbide-cordierite based composite material At least one ceramic material can be suitably used.

本発明に係るハニカム構造体1において、目封止部3の形成材料には、ハニカム構造部2形成材料と同じ材料を用いることが好ましい。そうすることにより、隔壁5と目封止部3との熱膨張差を小さくすることができ、隔壁5と目封止部3との間に生じる熱応力を緩和することができる。   In the honeycomb structure 1 according to the present invention, it is preferable to use the same material as the material for forming the honeycomb structure 2 as the material for forming the plugged portions 3. By doing so, the thermal expansion difference between the partition walls 5 and the plugging portions 3 can be reduced, and the thermal stress generated between the partition walls 5 and the plugging portions 3 can be reduced.

本発明に係るハニカム構造体は、ディーゼルエンジン等の内燃機関、又は各種燃焼装置から排出される排ガス中に含まれるPMを捕集するための微粒子捕集フィルタとして使用すると同時に、SCR触媒を担持するための担体としても使用することができる。   The honeycomb structure according to the present invention is used as a particulate collection filter for collecting PM contained in an exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine or various combustion apparatuses, and at the same time carries an SCR catalyst. It can also be used as a carrier for

(2)ハニカム構造体の製造方法:
以下、本発明に係るハニカム構造体の製造方法の一例を説明する。まず、セラミック原料を含有する成形原料を混合し、混練して坏土を得る。セラミック原料としては、コージェライト化原料、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。尚、コージェライト化原料とは、焼成されることによりコージェライトになる原料のことであり、具体的には、シリカが42〜56質量%、アルミナが30〜45質量%、マグネシアが12〜16質量%の範囲に入る化学組成となるように配合された原料である。
(2) Manufacturing method of honeycomb structure:
Hereinafter, an example of a method for manufacturing a honeycomb structure according to the present invention will be described. First, a forming raw material containing a ceramic raw material is mixed and kneaded to obtain a clay. The ceramic raw material is selected from the group consisting of cordierite forming raw material, cordierite, silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, mullite, alumina, aluminum titanate, silicon nitride, and silicon carbide-cordierite based composite material. At least one of these is preferred. The cordierite forming raw material is a raw material that becomes cordierite by being fired. Specifically, silica is 42 to 56% by mass, alumina is 30 to 45% by mass, and magnesia is 12 to 16%. It is a raw material blended to have a chemical composition that falls within the range of mass%.

成形原料は、前記セラミック原料に、分散媒、焼結助剤、有機バインダ、界面活性剤、造孔材等を混合して調製することが好ましい。   The forming raw material is preferably prepared by mixing the ceramic raw material with a dispersion medium, a sintering aid, an organic binder, a surfactant, a pore former, and the like.

分散媒としては、水を用いることが好ましい。分散媒の含有量は、成形原料を混練して得られる坏土が成形しやすい硬度となるように適宜調整する。具体的な分散媒の含有量としては、成形原料全体に対して20〜80質量%であることが好ましい。   It is preferable to use water as the dispersion medium. The content of the dispersion medium is appropriately adjusted so that the clay obtained by kneading the molding raw material has a hardness that facilitates molding. The specific content of the dispersion medium is preferably 20 to 80% by mass with respect to the entire forming raw material.

焼結助剤としては、例えば、イットリア、マグネシア、酸化ストロンチウム等を用いることができる。焼結助剤の含有量は、成形原料全体に対して0.1〜0.3質量%であることが好ましい。   As a sintering aid, for example, yttria, magnesia, strontium oxide and the like can be used. The content of the sintering aid is preferably 0.1 to 0.3% by mass with respect to the entire forming raw material.

有機バインダとしては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、成形原料全体に対して2〜10質量%であることが好ましい。   Examples of the organic binder include methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose in combination. The content of the binder is preferably 2 to 10% by mass with respect to the entire forming raw material.

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、成形原料全体に対して2質量%以下であることが好ましい。   As the surfactant, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The content of the surfactant is preferably 2% by mass or less with respect to the whole forming raw material.

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、中空樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、成形原料全体に対して10質量%以下であることが好ましい。成形原料に含まれる造孔材の平均粒子径は、65μm未満であることが好ましく、30μm未満であることがより好ましい。成形原料に含まれる造孔材の平均粒子径が30μm未満であれば、Rを30μm未満という好ましい値にすることができる。但し、成形原料に含まれる造孔材の平均粒子径が10μm未満であると、気孔を十分に形成できない場合があるので、平均粒子径の下限は10μmとすることが好ましい。   The pore former is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include graphite, starch, foamed resin, hollow resin, water absorbent resin, and silica gel. The pore former content is preferably 10% by mass or less based on the entire forming raw material. The average particle size of the pore former contained in the forming raw material is preferably less than 65 μm, and more preferably less than 30 μm. If the average particle diameter of the pore former contained in the forming raw material is less than 30 μm, R can be a preferable value of less than 30 μm. However, if the average particle diameter of the pore former contained in the forming raw material is less than 10 μm, pores may not be sufficiently formed. Therefore, the lower limit of the average particle diameter is preferably 10 μm.

次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。   Next, the forming raw material is kneaded to form a clay. There is no restriction | limiting in particular as a method of kneading | mixing a shaping | molding raw material and forming a clay, For example, the method of using a kneader, a vacuum clay kneader, etc. can be mentioned.

次いで、得られた坏土を成形して、ハニカム成形体を形成する。ハニカム成形体は、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する成形体である。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法としては特に制限はなく、押出成形、射出成形等の公知の成形方法を用いることができる。例えば、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形する方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。   Next, the obtained kneaded material is formed to form a honeycomb formed body. The honeycomb formed body is a formed body having partition walls that partition and form a plurality of cells that serve as exhaust gas flow paths. A method for forming a kneaded clay to form a honeycomb formed body is not particularly limited, and a known forming method such as extrusion molding or injection molding can be used. For example, a preferable example includes a method of extrusion molding using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable.

こうして得られたハニカム成形体を乾燥させた後、焼成する。乾燥方法は、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等を挙げることができる。中でも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又は組み合わせて行うことが好ましい。   The honeycomb formed body thus obtained is dried and then fired. Examples of the drying method include hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying, and the like. Among them, it is preferable to perform dielectric drying, microwave drying, or hot air drying alone or in combination.

乾燥後のハニカム成形体は、焼成(本焼成)の前に仮焼することが好ましい。仮焼は、脱脂のために行うものである。仮焼の方法については特に制限はない。例えば、ハニカム成形体中の有機物の少なくとも一部を除去することができればよい。前記有機物としては、有機バインダ、界面活性剤、造孔材等を挙げることができる。有機バインダの燃焼温度は100〜300℃程度である。このため、仮焼は、酸化雰囲気において、200〜1000℃程度で、10〜100時間程度加熱することが好ましい。   The dried honeycomb formed body is preferably calcined before firing (main firing). Calcination is performed for degreasing. There is no restriction | limiting in particular about the method of calcination. For example, it is sufficient that at least a part of the organic matter in the honeycomb formed body can be removed. Examples of the organic material include an organic binder, a surfactant, and a pore former. The combustion temperature of the organic binder is about 100 to 300 ° C. For this reason, calcination is preferably performed at about 200 to 1000 ° C. for about 10 to 100 hours in an oxidizing atmosphere.

ハニカム成形体の焼成(本焼成)は、仮焼したハニカム成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われるものである。焼成の条件は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。例えば、コージェライト化原料を使用している場合には、焼成温度は、1350〜1440℃が好ましい。また、焼成時間は、最高温度でのキープ時間として、3〜10時間が好ましい。仮焼、本焼成を行う装置としては、電気炉、ガス炉等を挙げることができる。   The firing (main firing) of the honeycomb formed body is performed to sinter and densify the forming raw material constituting the calcined honeycomb formed body to ensure a predetermined strength. Since the firing conditions differ depending on the type of molding raw material, appropriate conditions may be selected according to the type. For example, when the cordierite forming raw material is used, the firing temperature is preferably 1350 to 1440 ° C. In addition, the firing time is preferably 3 to 10 hours as the keep time at the maximum temperature. Examples of the apparatus for performing calcination and main firing include an electric furnace and a gas furnace.

続いて、焼成後のハニカム成形体(ハニカム焼成体)に目封止部を形成する。この目封止部を形成には、従来公知の方法を用いることができる。具体的な方法の一例としては、まず、前記のような方法で作製したハニカム焼成体の端面にシートを貼り付ける。次いで、このシートの、目封止部を形成しようとするセルに対応した位置に穴を開ける。次に、このシートを貼り付けたままの状態で、目封止部の形成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、ハニカム焼成体の端面を浸漬し、シートに開けた孔を通じて、目封止しようとするセルの開口端部内に目封止用スラリーを充填する。こうして充填した目封止用スラリーを乾燥した後、焼成して硬化させることにより、目封止部が形成される。目封止部は、ハニカム焼成体の両端面が相補的な市松模様を呈するような配置で形成されることが好ましい。また、目封止部の形成材料には、ハニカム焼成体の形成材料と同じ材料を用いることが好ましい。尚、目封止部の形成は、ハニカム成形体の乾燥後、仮焼(脱脂)前の段階、又は焼成(本焼成)前の段階で行ってもよい。図4Aは、こうして目封止部3が形成されたハニカム焼成体13の一部を模式的に示した概略断面図である。この時点では、隔壁5の平均細孔径や気孔率は、隔壁5全体においてほぼ均一な状態となっている。   Subsequently, plugged portions are formed in the fired honeycomb formed body (honeycomb fired body). A conventionally known method can be used to form the plugged portion. As an example of a specific method, first, a sheet is attached to the end face of the honeycomb fired body manufactured by the above method. Next, a hole is made in the sheet at a position corresponding to the cell in which the plugging portion is to be formed. Next, with the sheet attached, the end face of the honeycomb fired body is immersed in a plugging slurry in which the plugging portion forming material is slurried, and the plugs are sealed through the holes formed in the sheet. The plugging slurry is filled into the open end of the cell to be stopped. The plugging slurry thus filled is dried and then fired and cured to form a plugged portion. The plugged portions are preferably formed in such an arrangement that both end faces of the honeycomb fired body have a complementary checkerboard pattern. Moreover, it is preferable to use the same material as the forming material of the honeycomb fired body as the forming material of the plugging portion. The plugging portion may be formed at a stage after drying the honeycomb formed body and before calcination (degreasing) or before firing (main firing). FIG. 4A is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the honeycomb fired body 13 in which the plugging portions 3 are thus formed. At this time, the average pore diameter and porosity of the partition walls 5 are almost uniform throughout the partition walls 5.

次に、隔壁の一部(入口側隔壁表面から所定厚さまでの部位)に、隔壁の残りの部位よりも気孔率の小さい部位を形成する。具体的には、図4Bに示すように、ハニカム焼成体13の一方の端面(最終的に入口端面となる端面)側において、目封止部が形成されず開口している所定のセル4a内に、気孔率の小さい部位を形成するためのゾル状原料14を充填する。ゾル状原料14は、前記成形原料と同様に、セラミック原料に、分散媒、焼結助剤、有機バインダ、界面活性剤、造孔材等を混合して調製される。但し、このゾル状原料14に含まれる造孔材のセラミック原料に対する体積割合は、前記成形原料に含まれる造孔材のセラミック原料に対する体積割合より小さい。ゾル状原料14に含まれる造孔材のセラミック原料に対する体積割合は、25〜45%であることが好ましく、30〜45%であることがより好ましい。ゾル状原料14に含まれる造孔材のセラミック原料に対する体積割合をこのような範囲とすることにより、pを25〜45%にすることができる。また、ゾル状原料14に含まれる造孔材の平均粒子径は、10μm以下であることが好ましく、8μm以下であることがより好ましい。ゾル状原料14に含まれる造孔材の平均粒子径が10μm以下であれば、rを10μm以下という好ましい値にすることができる。但し、ゾル状原料14に含まれる造孔材の平均粒子径が4μm未満であると、気孔を十分に形成できない場合があるので、平均粒子径の下限は4μmとすることが好ましい。   Next, a part having a lower porosity than the remaining part of the partition is formed in a part of the partition (part from the entrance-side partition surface to a predetermined thickness). Specifically, as shown in FIG. 4B, in one end face of the honeycomb fired body 13 (the end face that finally becomes the inlet end face), the inside of a predetermined cell 4a that is open without being plugged is formed. In addition, a sol-like raw material 14 for forming a portion having a low porosity is filled. The sol-like raw material 14 is prepared by mixing a ceramic raw material with a dispersion medium, a sintering aid, an organic binder, a surfactant, a pore former, and the like, similarly to the molding raw material. However, the volume ratio of the pore former contained in the sol raw material 14 to the ceramic raw material is smaller than the volume ratio of the pore former contained in the forming raw material to the ceramic raw material. The volume ratio of the pore former contained in the sol raw material 14 to the ceramic raw material is preferably 25 to 45%, and more preferably 30 to 45%. By setting the volume ratio of the pore former contained in the sol-like raw material 14 to the ceramic raw material in such a range, p can be made 25 to 45%. Further, the average particle diameter of the pore former contained in the sol-like raw material 14 is preferably 10 μm or less, and more preferably 8 μm or less. If the average particle diameter of the pore former contained in the sol raw material 14 is 10 μm or less, r can be set to a preferable value of 10 μm or less. However, if the average particle diameter of the pore former contained in the sol-like raw material 14 is less than 4 μm, pores may not be sufficiently formed, so the lower limit of the average particle diameter is preferably 4 μm.

次いで、図4Cに示すように、ゾル状原料14が充填された所定のセル4a内に、棒状の器具15を挿入して余分なゾル状原料をセル4a内から除去し、セル4a内に残ったゾル状原料14を乾燥して固化させる。棒状の器具15は、その長さ方向に垂直な断面の形状が、セル形状と同一の形状であることが好ましい。また、棒状の器具15は、その断面の中心がセルの断面の中心と一致するようにセル内に挿入した際に、棒状の器具15とハニカム焼成体13の隔壁5との隙間が50〜100μmとなるような断面寸法を有するものであることが好ましい。このような棒状の器具15を使用することにより、tを50〜100μmとすることができる。   Next, as shown in FIG. 4C, a rod-like instrument 15 is inserted into the predetermined cell 4a filled with the sol-like raw material 14, and the excess sol-like raw material is removed from the cell 4a and remains in the cell 4a. The sol-like raw material 14 is dried and solidified. It is preferable that the rod-shaped instrument 15 has a cross-sectional shape perpendicular to the length direction that is the same as the cell shape. Further, when the rod-shaped device 15 is inserted into the cell so that the center of the cross section coincides with the center of the cell cross section, the gap between the rod-shaped device 15 and the partition wall 5 of the honeycomb fired body 13 is 50 to 100 μm. It is preferable to have a cross-sectional dimension such that By using such a rod-shaped instrument 15, t can be set to 50 to 100 μm.

こうして、図4Dに示すように、ハニカム焼成体13の所定のセル4a内に露出していた隔壁の表面にゾル状原料14からなる層を形成した後、ハニカム焼成体13を再度焼成して、このゾル状原料14からなる層をハニカム焼成体と一体化させる。   Thus, as shown in FIG. 4D, after forming a layer made of the sol-like raw material 14 on the surface of the partition wall exposed in the predetermined cells 4a of the honeycomb fired body 13, the honeycomb fired body 13 is fired again, The layer made of the sol-like raw material 14 is integrated with the honeycomb fired body.

このような製造方法によって、tが50〜100μmであり、pがPより小さく、pが25〜45%である本発明のハニカム構造体を得ることができる。   By such a manufacturing method, the honeycomb structure of the present invention in which t is 50 to 100 μm, p is smaller than P, and p is 25 to 45% can be obtained.

(3)SCR触媒の担持方法:
次に、前記のようにして製造されたハニカム構造体に、SCR触媒を担持する方法の一例を説明する。まず、SCR触媒を含む触媒スラリーを調製する。この触媒スラリーを、ハニカム構造体の出口側隔壁表面にコートする。コートの方法は、特に限定されないが、例えば、ハニカム構造体の出口側隔壁表面が露出しているセル(ハニカム構造体の入口端面側に目封止部が形成されているセル)内に、触媒スラリーを導入し、ハニカム構造体の入口端面側から吸引する方法が好適なコート方法として挙げられる。尚、こうして出口側隔壁表面にコートされた触媒スラリーは、出口側隔壁表面を覆うとともに、その一部が、出口側隔壁表面近傍に存在する細孔内に充填される。
(3) SCR catalyst loading method:
Next, an example of a method for supporting the SCR catalyst on the honeycomb structure manufactured as described above will be described. First, a catalyst slurry containing an SCR catalyst is prepared. The catalyst slurry is coated on the outlet side partition wall surface of the honeycomb structure. The coating method is not particularly limited. For example, in the cell in which the outlet side partition wall surface of the honeycomb structure is exposed (the cell in which the plugging portion is formed on the inlet end face side of the honeycomb structure), the catalyst is used. A suitable coating method is a method in which slurry is introduced and sucked from the inlet end face side of the honeycomb structure. The catalyst slurry coated on the outlet side partition wall in this way covers the outlet side partition wall surface, and a part of the catalyst slurry is filled in pores existing in the vicinity of the outlet side partition wall surface.

触媒スラリーの粘度は、8mPa・s以下であることが好ましく、5〜7mPa・sであることが更に好ましく、6〜7mPa・sであることが特に好ましい。触媒スラリーの粘度は、触媒スラリー中の水分の比率を調整することによってコントロールすることができる。また、触媒スラリーに含まれるSCR触媒の粒子径は、10μm以下であることが好ましく、3〜5μmであることが更に好ましく、4〜5μmであることが特に好ましい。触媒スラリーの粘度や触媒スラリーに含まれるSCR触媒の粒子径をこのような範囲にすることにより、触媒スラリーが出口側隔壁表面近傍に存在する細孔内に充填され易くなるため、その細孔内により多くのSCR触媒が担持され、高い触媒浄化性能が得られる。   The viscosity of the catalyst slurry is preferably 8 mPa · s or less, more preferably 5 to 7 mPa · s, and particularly preferably 6 to 7 mPa · s. The viscosity of the catalyst slurry can be controlled by adjusting the ratio of moisture in the catalyst slurry. The particle diameter of the SCR catalyst contained in the catalyst slurry is preferably 10 μm or less, more preferably 3 to 5 μm, and particularly preferably 4 to 5 μm. By setting the viscosity of the catalyst slurry and the particle diameter of the SCR catalyst contained in the catalyst slurry in such a range, the catalyst slurry is easily filled in the pores existing near the outlet side partition wall surface. More SCR catalyst is supported, and high catalyst purification performance can be obtained.

ハニカム構造体の出口側隔壁表面に触媒スラリーをコートした後、触媒スラリーを乾燥する。更に、乾燥した触媒スラリーを焼成してもよい。このようにして、SCR触媒が担持されたハニカム構造体を得ることができる。   After the catalyst slurry is coated on the outlet side partition wall surface of the honeycomb structure, the catalyst slurry is dried. Further, the dried catalyst slurry may be fired. In this way, a honeycomb structure carrying the SCR catalyst can be obtained.

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

(比較例1)
タルク、カオリン、アルミナを主原料とするコージェライト化原料に、造孔材、有機バインダ、及び水を加えて、成形原料を調製した。造孔材としては平均粒子径が20μmの中空樹脂粒子を用いた。尚、この平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。また、有機バインダとしては、メチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを用いた。各原料の添加量は、コージェライト化原料100質量部に対して、造孔材15質量部、有機バインダ4質量部、水27質量部とした。
(Comparative Example 1)
A forming material was prepared by adding a pore former, an organic binder, and water to a cordierite forming raw material mainly composed of talc, kaolin, and alumina. As the pore former, hollow resin particles having an average particle diameter of 20 μm were used. The average particle diameter is a value measured by a laser diffraction method. Moreover, methylcellulose and hydroxypropoxylmethylcellulose were used as the organic binder. The addition amount of each raw material was 15 parts by mass of the pore former, 4 parts by mass of the organic binder, and 27 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the cordierite forming raw material.

次に、この成形原料をニーダーを用いて混練し、円柱状の坏土を作製した。そして、得られた円柱状の坏土を真空押出成形機を用いてハニカム形状に成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を、マイクロ波乾燥機で乾燥した後、更に熱風乾燥機で乾燥して、ハニカム乾燥体を得た。   Next, this forming raw material was kneaded using a kneader to produce a columnar clay. Then, the obtained cylindrical clay was formed into a honeycomb shape using a vacuum extrusion molding machine to obtain a honeycomb formed body. The obtained honeycomb formed body was dried with a microwave dryer and further dried with a hot air dryer to obtain a dried honeycomb body.

次いで、このハニカム乾燥体の各セルの一方の開口端部に、目封止部を形成した。目封止部の形成は、開口端部に目封止部が形成されたセルと、開口端部に目封止部が形成されていないセルとによって、ハニカム乾燥体の各端面(入口端面及び出口端面)が、市松模様を呈するように行った。目封止部の形成方法としては、まず、ハニカム乾燥体の端面にシートを貼り付け、このシートの、目封止部を形成しようとするセルに対応した位置に穴を開けた。続いて、このシートを貼り付けたままの状態で、目封止部の形成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、ハニカム乾燥体の端面を浸漬し、シートに開けた孔を通じて、目封止しようとするセルの開口端部内に目封止用スラリーを充填した。尚、目封止部の形成材料には、前記成形原料と同じものを用いた。   Next, plugged portions were formed at one open end of each cell of the dried honeycomb body. The plugged portion is formed by each end surface (inlet end surface and inlet end surface) of the honeycomb dried body by a cell in which the plugged portion is formed at the opening end and a cell in which the plugged portion is not formed at the opening end. The exit end face was in a checkered pattern. As a method for forming the plugged portions, first, a sheet was attached to the end face of the dried honeycomb body, and holes were formed in the sheet at positions corresponding to the cells where the plugged portions were to be formed. Subsequently, with the sheet attached, the end face of the dried honeycomb body is immersed in a plugging slurry in which the forming material of the plugging portion is slurried, and the plugs are sealed through holes formed in the sheet. The plugging slurry was filled into the open end of the cell to be stopped. In addition, the same material as the molding raw material was used as a material for forming the plugging portion.

こうして、セルの開口端部内に充填した目封止用スラリーを乾燥した後、このハニカム乾燥体を、大気雰囲気にて550℃で3時間かけて仮焼(脱脂)した。その後、約1400℃〜1500℃で7時間焼成して、ハニカム構造体を得た。このハニカム構造体は、直径が144mm、長さが152mmの円筒形で、セル形状が正方形、セル密度が47セル/cm、隔壁全体の厚さ(T)が300μm、隔壁全体の気孔率が65%、隔壁全体の平均細孔径が20μmであった。 Thus, after the plugging slurry filled in the open end portion of the cell was dried, the dried honeycomb body was calcined (degreasing) at 550 ° C. for 3 hours in an air atmosphere. Thereafter, the honeycomb structure was fired at about 1400 ° C. to 1500 ° C. for 7 hours. This honeycomb structure has a cylindrical shape with a diameter of 144 mm and a length of 152 mm, a cell shape of square, a cell density of 47 cells / cm 2 , an overall partition wall thickness (T) of 300 μm, and an overall partition wall porosity of The average pore diameter of the whole partition wall was 65 μm and 20 μm.

続いて、このハニカム構造体の出口側隔壁表面に、SCR触媒を担持させた。SCR触媒には、Cu置換ゼオライトを用いた。具体的な担持方法としては、まず、Cu置換ゼオライトを含む触媒スラリーを調製した。触媒スラリーの分散剤としては、水を用いた。水の量は、スラリーの粘度が7mPa・sに調節した。この触媒スラリーを、ハニカム構造体の出口側隔壁表面が露出しているセル(ハニカム構造体の入口端面側に目封止部が形成されているセル)内に導入し、ハニカム構造体の入口端面側から吸引することにより、出口側隔壁表面にコートした。その後、このハニカム構造体を熱風乾燥機で乾燥して、出口側隔壁表面にSCR触媒が担持された比較例1のハニカム構造体を得た。この比較例1のハニカム構造体は、後述する実施例1〜22及び比較例2〜8のハニカム構造体について評価を行う際の評価基準となるものである。   Subsequently, an SCR catalyst was supported on the outlet side partition wall surface of the honeycomb structure. Cu-substituted zeolite was used as the SCR catalyst. As a specific loading method, first, a catalyst slurry containing Cu-substituted zeolite was prepared. Water was used as a dispersant for the catalyst slurry. The amount of water was adjusted so that the viscosity of the slurry was 7 mPa · s. The catalyst slurry is introduced into a cell in which the outlet side partition wall surface of the honeycomb structure is exposed (a cell in which a plugging portion is formed on the inlet end surface side of the honeycomb structure), and the inlet end surface of the honeycomb structure The outlet side partition wall surface was coated by suction from the side. Thereafter, this honeycomb structure was dried with a hot air drier to obtain a honeycomb structure of Comparative Example 1 in which the SCR catalyst was supported on the exit partition wall surface. The honeycomb structure of Comparative Example 1 serves as an evaluation standard when evaluating the honeycomb structures of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 2 to 8 described later.

(実施例1〜22及び比較例2〜8)
SCR触媒を担持させる前に、隔壁の一部(入口側隔壁表面から所定厚さまでの部位)に、残りの部位よりも気孔率の小さい部位を形成する工程を行った以外は、比較例1と同様にして、実施例1〜22及び比較例2〜8のハニカム構造体を得た。前記工程では、まず、比較例1と同様にして得られたSCR触媒担持前のハニカム構造体の入口側隔壁表面が露出しているセル(ハニカム構造体の出口端面側に目封止部が形成されているセル)内に、気孔率の小さい部位を形成するためのゾル状原料を充填した。ゾル状原料は、前記成形原料と同様に、コージェライト化原料に、造孔材、有機バインダ、及び水を加えて調製されたものである。但し、このゾル状原料に含まれる造孔材のコージェライト化原料に対する体積割合は、前記成形原料に含まれる造孔材のコージェライト化原料に対する体積割合より小さくなるようにしている。
(Examples 1-22 and Comparative Examples 2-8)
Comparative Example 1 except that the step of forming a part having a smaller porosity than the remaining part was performed on a part of the partition wall (part from the inlet side partition wall surface to a predetermined thickness) before supporting the SCR catalyst. Similarly, honeycomb structures of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 2 to 8 were obtained. In the step, first, cells in which the inlet side partition wall surface of the honeycomb structure before supporting the SCR catalyst obtained in the same manner as in Comparative Example 1 is exposed (plugging portions are formed on the outlet end face side of the honeycomb structure). The sol-like raw material for forming a portion having a low porosity was filled in the cell). The sol-like raw material is prepared by adding a pore former, an organic binder, and water to a cordierite forming raw material in the same manner as the forming raw material. However, the volume ratio of the pore former contained in the sol-like raw material to the cordierite forming raw material is made smaller than the volume ratio of the pore former contained in the molding raw material to the cordierite forming raw material.

次いで、ゾル状原料が充填されたセル内に、棒状の器具を挿入して余分なゾル状原料を除去し、セル内に残ったゾル状原料を乾燥して固化させた。こうして、ハニカム構造体の所定のセル内に露出していた隔壁の表面にゾル状原料からなる層を形成した後、ハニカム焼成体を再度焼成して、このゾル状原料からなる層をハニカム構造体と一体化させた。   Next, a rod-shaped instrument was inserted into the cell filled with the sol-like raw material to remove excess sol-like raw material, and the sol-like raw material remaining in the cell was dried and solidified. Thus, after forming a layer made of the sol-like raw material on the surface of the partition wall exposed in the predetermined cell of the honeycomb structure, the honeycomb fired body is fired again, and the layer made of the sol-like raw material is formed into the honeycomb structure. And integrated.

その後、比較例1と同様にして、ハニカム構造体の出口側隔壁表面に、SCR触媒を担持させ、実施例1〜22及び比較例2〜8のハニカム構造体を得た。これらハニカム構造体における隔壁全体の厚さT、隔壁全体の内、入口側隔壁表面から厚さtまでの部位の気孔率p、隔壁の残りの部位の気孔率P、Tに対するtの割合は、表1に示すとおりである。また、隔壁全体の内、入口側隔壁表面から厚さtまでの部位に存在する細孔の平均細孔径r、隔壁の残りの部位に存在する細孔の平均細孔径Rも併せて同表に示している。   Thereafter, in the same manner as in Comparative Example 1, the SCR catalyst was supported on the outlet side partition wall surface of the honeycomb structure, and the honeycomb structures of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 2 to 8 were obtained. The thickness T of the whole partition in these honeycomb structures, the porosity p of the part from the inlet side partition surface to the thickness t in the whole partition, the porosity P of the remaining part of the partition, and the ratio of t to T are: As shown in Table 1. In addition, the average pore diameter r of the pores existing in the part from the inlet side partition wall surface to the thickness t, and the average pore diameter R of the pores existing in the remaining part of the partition are also shown in the same table. Show.

尚、隔壁の各部位の気孔率p,Pは、隔壁断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮り、市販の画像解析ソフト(メディアサイバネティックス社製、「イメージプロプラス」)を用いることによって求めた。具体的には、隔壁断面のSEM写真を前記画像解析ソフトで二極化し、それぞれの部位の隔壁部分(細孔以外の実体部分)と空孔部分(細孔部分)との面積を計測し、それら計測値から各部位の気孔率を算出した。   The porosity p, P of each part of the partition wall is obtained by taking a scanning electron microscope (SEM) photograph of the partition wall section and using commercially available image analysis software (“Image Pro Plus” manufactured by Media Cybernetics). Asked. Specifically, the SEM photograph of the cross section of the partition wall is bipolarized with the image analysis software, and the areas of the partition wall portions (substance portions other than the pores) and the pore portions (pore portions) of each part are measured, The porosity of each part was calculated from these measured values.

また、隔壁の各部位に存在する細孔の平均細孔径r,Rも、隔壁断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮り、市販の画像解析ソフト(メディアサイバネティックス社製、「イメージプロプラス」)を用いることによって求めた。具体的には、隔壁断面のSEM写真を前記画像解析ソフトで二極化し、それぞれの部位に存在する空孔部分(細孔部分)の直径を計測して、その平均値を算出した。   In addition, the average pore diameters r and R of the pores present in each part of the partition wall were also obtained by taking a scanning electron microscope (SEM) photograph of the cross section of the partition wall, and commercially available image analysis software (manufactured by Media Cybernetics, “Image Pro Plus” )). Specifically, the SEM photograph of the partition wall cross section was bipolarized with the image analysis software, the diameter of the pores (pores) existing in each part was measured, and the average value was calculated.

Figure 2014198316
Figure 2014198316

(評価)
実施例1〜22及び比較例2〜8のハニカム構造体について、下記の方法で、煤付き圧力損失、浄化性能及び強度の評価を行い、更にそれらの評価に基づいて総合評価を行って、その結果を表2に示した。
(Evaluation)
For the honeycomb structures of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 2 to 8, evaluation of pressure loss with scissors, purification performance, and strength is performed by the following method, and further comprehensive evaluation is performed based on those evaluations. The results are shown in Table 2.

[煤付き圧力損失の評価]
ハニカム構造体に、排気量2.0リットルのディーゼルエンジンを用いて4g/リットルのススを捕集させた。この状態で、2.27Nm/minの流量で空気を流し、ハニカム構造体の入口側と、出口側とで圧力を測定した。こうして測定された入口側における圧力と出口側における圧力との圧力差を、ハニカム構造体の煤付き圧力損失とし、以下に示す基準で、A,B,Cの三段階評価を行った。
A:比較例1のハニカム構造体の煤付き圧力損失と比較して、煤付き圧力損失が10%以上低い。
B:比較例1のハニカム構造体の煤付き圧力損失と比較して、煤付き圧力損失が5%以上、10%未満の範囲で低い。
C:比較例1のハニカム構造体の煤付き圧力損失と比較して、煤付き圧力損失が同等以上であるか、5%未満の範囲で低い。
[Evaluation of wrinkled pressure loss]
In the honeycomb structure, 4 g / liter of soot was collected using a diesel engine having a displacement of 2.0 liter. In this state, air was flowed at a flow rate of 2.27 Nm 3 / min, and pressure was measured on the inlet side and the outlet side of the honeycomb structure. The pressure difference between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side measured in this way was defined as the pressure loss with wrinkles of the honeycomb structure, and three-stage evaluation of A, B, and C was performed based on the following criteria.
A: Compared to the pressure loss of the honeycomb structure of Comparative Example 1, the pressure loss of the flange is 10% or more lower.
B: Compared with the pressure loss of the flange of the honeycomb structure of Comparative Example 1, the pressure loss of the flange is low in the range of 5% or more and less than 10%.
C: Compared with the pressure loss of the ribs of the honeycomb structure of Comparative Example 1, the pressure loss of the ribs is equal to or higher than that in the range of less than 5%.

[浄化性能の評価]
まず、電気炉を使用し、ハニカム構造体を650℃の空気雰囲気下にて8時間加熱するという方法で熱履歴を与えた。その後、ハニカム構造体を、排気量7リットルのディーゼルエンジンの排気マニホルド直下に装着し、このディーゼルエンジンから排出される約250℃の排ガスを、ハニカム構造体に通気させた。そして、ハニカム構造体の入口側のNO濃度と出口側のNO濃度とを測定し、その測定値からNO浄化率(1−出口側のNO濃度/入口側のNO濃度×100(%))を求めた。このNO浄化率をハニカム構造体の浄化性能とし、以下に示す基準で、A,B,Cの三段階評価を行った。
A:ハニカム構造体の浄化性能が、90%以上である。
B:ハニカム構造体の浄化性能が、70%以上、90%未満である。
C:ハニカム構造体の浄化性能が、70%未満である。
[Evaluation of purification performance]
First, using an electric furnace, a thermal history was given by a method in which the honeycomb structure was heated in an air atmosphere at 650 ° C. for 8 hours. Thereafter, the honeycomb structure was mounted directly under the exhaust manifold of a diesel engine having a displacement of 7 liters, and exhaust gas of about 250 ° C. discharged from the diesel engine was passed through the honeycomb structure. Then, to measure the concentration of NO x and the concentration of NO x outlet side of the inlet side of the honeycomb structure, of the NO x concentration / inlet side of the NO x purification rate (1-outlet side from the measured value concentration of NO x × 100 (%)). The the NO x purification rate and the purification performance of the honeycomb structure, according to the following criteria were carried out A, B, a three-step evaluation C.
A: The purification performance of the honeycomb structure is 90% or more.
B: The purification performance of the honeycomb structure is 70% or more and less than 90%.
C: The purification performance of the honeycomb structure is less than 70%.

[強度の評価]
ハニカム構造体に対して静水圧加圧試験を行い、破損に達したときの圧力を測定した。こうして測定された圧力をハニカム構造体の強度とし、以下に示す基準で、A,B,Cの三段階評価を行った。
A:ハニカム構造体の強度が、1.0MPa以上である。
B:ハニカム構造体の強度が、0.7MPa以上、1.0MPa未満である。
C:ハニカム構造体の強度が、0.7MPa未満である。
[Evaluation of strength]
The honeycomb structure was subjected to a hydrostatic pressure test, and the pressure when the breakage was reached was measured. The pressure measured in this manner was used as the strength of the honeycomb structure, and three-stage evaluation of A, B, and C was performed according to the following criteria.
A: The honeycomb structure has a strength of 1.0 MPa or more.
B: The honeycomb structure has a strength of 0.7 MPa or more and less than 1.0 MPa.
C: The strength of the honeycomb structure is less than 0.7 MPa.

[総合評価]
煤付き圧力損失、浄化性能及び強度という3つの項目の評価に基づき、以下に示す基準で、A,B,Cの三段階評価を行った。
A:3つの項目の全てにおいて評価がA、又は、何れか2つの項目の評価がAで、残りの1つの項目の評価がBである。
C:3つの項目の内、何れか2つ以上の項目の評価がCである。
B:上記A,Cの何れにも該当しないものである。
[Comprehensive evaluation]
Based on the evaluation of the three items of pressure loss with scissors, purification performance, and strength, a three-stage evaluation of A, B, and C was performed according to the following criteria.
A: The evaluation is A for all three items, or the evaluation of any two items is A, and the evaluation of the remaining one item is B.
C: The evaluation of any two or more of the three items is C.
B: Does not correspond to any of the above A and C.

Figure 2014198316
Figure 2014198316

(考察)
表2に示すとおり、本発明の実施例である実施例1〜22のハニカム構造体は、総合評価がA又はBであり、微粒子捕集フィルタとしての機能と、SCR触媒の担体としての機能とを概ね両立することが可能であると考えられる。一方、本発明に含まれない比較例2〜8のハニカム構造体は、総合評価がCであり、微粒子捕集フィルタとしての機能と、SCR触媒の担体としての機能とを両立することは困難であると考えられる。
(Discussion)
As shown in Table 2, the honeycomb structures of Examples 1 to 22, which are examples of the present invention, have a comprehensive evaluation of A or B, a function as a particulate collection filter, and a function as a carrier of an SCR catalyst. It is thought that it is possible to achieve both. On the other hand, the honeycomb structures of Comparative Examples 2 to 8 not included in the present invention have an overall evaluation of C, and it is difficult to achieve both the function as the particulate collection filter and the function as the carrier of the SCR catalyst. It is believed that there is.

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関、又は各種燃焼装置から排出される排ガス中に含まれるPMを捕集するための微粒子捕集フィルタとして使用すると同時に、SCR触媒を担持するための担体としても使用することができる。   The present invention is used as a particulate collection filter for collecting PM contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine or various combustion apparatuses, and at the same time as a carrier for supporting an SCR catalyst. Can be used.

1:ハニカム構造体、2:ハニカム構造部、3:目封止部、4:セル、5:隔壁、6:入口端面、7:出口端面、8a:入口側隔壁表面、8b:出口側隔壁表面、9:SCR触媒、10:パティキュレートマター(PM)、11:細孔、12:細孔、13:ハニカム焼結体、14:ゾル状原料、15:棒状の器具。 1: honeycomb structure, 2: honeycomb structure portion, 3: plugging portion, 4: cell, 5: partition wall, 6: inlet end surface, 7: outlet end surface, 8a: inlet side partition surface, 8b: outlet side partition surface 9: SCR catalyst, 10: particulate matter (PM), 11: pores, 12: pores, 13: honeycomb sintered body, 14: sol-like raw material, 15: rod-like instrument.

Claims (6)

排ガスの入口側となる入口端面から排ガスの出口側となる出口端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、所定のセルの前記出口端面側の開口端部及び残余のセルの前記入口端面側の開口端部を目封止する目封止部とを有し、前記入口端面から前記セル内に流入した排ガスが、前記隔壁を透過した後、前記出口端面から前記セル外に流出するハニカム構造体であって、
前記隔壁全体の内、前記隔壁を透過する排ガスの入口側となる前記隔壁の表面から厚さtまでの部位の気孔率をpとし、前記隔壁の残りの部位の気孔率をPとしたとき、tが50〜100μmであり、pがPより小さく、pが25〜45%であるハニカム構造体。
A porous partition wall defining a plurality of cells extending from an inlet end surface serving as an exhaust gas inlet side to an outlet end surface serving as an exhaust gas outlet side; the opening end portion on the outlet end surface side of a predetermined cell; and the remaining cells A plugging portion that plugs the opening end on the inlet end face side, and the exhaust gas flowing into the cell from the inlet end face passes through the partition wall and then flows out of the cell from the outlet end face. A honeycomb structure
When the porosity of the portion from the surface of the partition wall which is the inlet side of the exhaust gas permeating the partition wall to the thickness t is p and the porosity of the remaining portion of the partition wall is P among the entire partition wall, A honeycomb structure in which t is 50 to 100 μm, p is smaller than P, and p is 25 to 45%.
pが30〜45%である請求項1に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to claim 1, wherein p is 30 to 45%. 前記隔壁を透過する排ガスの入口側となる前記隔壁の表面から厚さtまでの部位に存在する細孔の平均細孔径をrとしたとき、rが10μm以下である請求項1又は2に記載のハニカム構造体。   3. The r is 10 μm or less, where r is an average pore diameter of pores existing in a portion from the surface of the partition wall to the thickness t at the inlet side of the exhaust gas that permeates the partition wall. Honeycomb structure. 前記隔壁の残りの部位に存在する細孔の平均細孔径をRとしたとき、Rが30μm未満である1〜3の何れか一項に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of 1 to 3, wherein R is less than 30 µm, where R is an average pore diameter of pores existing in the remaining portions of the partition walls. 前記隔壁全体の厚さをTとしたとき、Tに対するtの割合が4〜40%である1〜4の何れか一項に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of 1 to 4, wherein a ratio of t to T is 4 to 40%, where T is a thickness of the entire partition wall. 前記隔壁を透過する排ガスの出口側となる前記隔壁の表面に、SCR触媒が担持された請求項1〜5の何れか一項に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 5, wherein an SCR catalyst is supported on a surface of the partition wall which is an outlet side of exhaust gas that permeates the partition wall.
JP2013075225A 2013-03-29 2013-03-29 Honeycomb structure Active JP6043227B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013075225A JP6043227B2 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Honeycomb structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013075225A JP6043227B2 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Honeycomb structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014198316A true JP2014198316A (en) 2014-10-23
JP6043227B2 JP6043227B2 (en) 2016-12-14

Family

ID=52355592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013075225A Active JP6043227B2 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Honeycomb structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6043227B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019213563A3 (en) * 2018-05-04 2020-02-20 Corning Incorporated Outlet-coated ceramic honeycomb bodies and methods of manufacturing same
US11365158B2 (en) 2019-03-27 2022-06-21 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and method of producing honeycomb structure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007289926A (en) * 2006-03-31 2007-11-08 Ngk Insulators Ltd Honeycomb structure and honeycomb catalytic body
JP2011098336A (en) * 2009-10-09 2011-05-19 Ibiden Co Ltd Honeycomb filter
JP2012528005A (en) * 2009-05-29 2012-11-12 コーニング インコーポレイテッド Particulate filter with low soot deposit coating
JP2012237282A (en) * 2011-05-13 2012-12-06 Toyota Industries Corp Catalyst device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007289926A (en) * 2006-03-31 2007-11-08 Ngk Insulators Ltd Honeycomb structure and honeycomb catalytic body
JP2012528005A (en) * 2009-05-29 2012-11-12 コーニング インコーポレイテッド Particulate filter with low soot deposit coating
JP2011098336A (en) * 2009-10-09 2011-05-19 Ibiden Co Ltd Honeycomb filter
JP2012237282A (en) * 2011-05-13 2012-12-06 Toyota Industries Corp Catalyst device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019213563A3 (en) * 2018-05-04 2020-02-20 Corning Incorporated Outlet-coated ceramic honeycomb bodies and methods of manufacturing same
US11746061B2 (en) 2018-05-04 2023-09-05 Corning Incorporated Outlet-coated ceramic honeycomb bodies and methods of manufacturing same
US11365158B2 (en) 2019-03-27 2022-06-21 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and method of producing honeycomb structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP6043227B2 (en) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2339135B1 (en) Substrate with surface-collection-layer and catalyst-carrying substrate with surface-collection-layer
JP5419505B2 (en) Method for manufacturing honeycomb structure and method for manufacturing honeycomb catalyst body
JP5142532B2 (en) Honeycomb structure
EP2737945B1 (en) Honeycomb Catalyst Body
JP5390438B2 (en) Honeycomb catalyst body
JP6577895B2 (en) Honeycomb structure
KR100680078B1 (en) Honeycomb structure body
EP2042224B1 (en) Honeycomb filter
JP4495152B2 (en) Honeycomb structure and manufacturing method thereof
US9487448B2 (en) Honeycomb structure
US20090247399A1 (en) Catalytic diesel particulate filter and manufacturing method thereof
JP5270879B2 (en) Honeycomb structure
JPWO2006041174A1 (en) Ceramic honeycomb structure
EP2380649A1 (en) Exhaust gas purifying device
US9303542B2 (en) Honeycomb catalyst body
WO2008044269A1 (en) Honeycomb structure
JPWO2012046484A1 (en) Exhaust gas purification device
EP2108448B1 (en) Honeycomb catalyst body
JP6074306B2 (en) Honeycomb structure
JP2016168582A (en) Honeycomb filter
JP6043227B2 (en) Honeycomb structure
JP7217722B2 (en) Columnar honeycomb structure and manufacturing method thereof
CN110314706B (en) Honeycomb structure for supporting catalyst and method for producing the same
JP6091282B2 (en) Catalyst coated filter and carrier for catalyst coated filter
JP6483468B2 (en) Honeycomb structure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6043227

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150