JP2015131255A - honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、圧力損失が低く、且つ耐久性にも優れたハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure. More specifically, the present invention relates to a honeycomb structure having low pressure loss and excellent durability.
自動車のエンジンなどの内燃機関から排出される排ガスには、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOX)などの有害物質が含まれている。こうした有害物質を低減し、排ガスを浄化する際には、触媒反応が広く用いられている。触媒を用いる排ガス浄化には、ハニカム構造体に触媒が担持されたものが広く採用されている。 Exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobile engines contains harmful substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NO X ). Catalytic reactions are widely used to reduce such harmful substances and purify exhaust gas. For exhaust gas purification using a catalyst, a honeycomb structure having a catalyst supported thereon is widely used.
ハニカム構造体では、流体の流路となるセルを区画形成する隔壁によって、蜂の巣構造(ハニカム構造)が形作られている。ハニカム構造の隔壁に触媒が担持されることにより、触媒体における容積当たりの触媒の表面積が大きくなるので、排ガスと触媒とが高頻度で接触することになる。その結果、触媒が担持されたハニカム構造体では、触媒反応が促進され、高効率の排ガスの浄化が可能になる。 In the honeycomb structure, a honeycomb structure (honeycomb structure) is formed by partition walls that partition and form cells serving as fluid flow paths. Since the catalyst is supported on the partition walls of the honeycomb structure, the surface area of the catalyst per volume in the catalyst body is increased, so that the exhaust gas and the catalyst come into contact with each other at a high frequency. As a result, in the honeycomb structure on which the catalyst is supported, the catalytic reaction is promoted, and the exhaust gas can be purified with high efficiency.
年々厳しくなる燃費規制に対し、より圧力損失の低いハニカム構造体が求められている。ハニカム構造体の圧力損失に対しては、ハニカム構造体の隔壁の厚さ及びセルピッチが支配的である。ここで、ハニカム構造体における、隔壁の厚さ及びセルピッチを含めた構造を、「セル構造」ということがある。近年、排ガスの流路となるセルを区画形成する隔壁が、排ガスの流入端面から流出端面までの軸線に沿って厚さが変化するように構成されたハニカム構造体が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
A honeycomb structure having a lower pressure loss is required for fuel efficiency regulations that are becoming stricter year by year. For the pressure loss of the honeycomb structure, the thickness of the partition walls and the cell pitch of the honeycomb structure are dominant. Here, the structure including the partition wall thickness and the cell pitch in the honeycomb structure may be referred to as a “cell structure”. In recent years, there has been proposed a honeycomb structure in which the partition walls that form cells serving as exhaust gas flow paths change in thickness along the axis from the exhaust gas inflow end surface to the outflow end surface (for example, (See
上述したように、ハニカム構造体の圧力損失に対しては、セル構造が支配的であるが、ハニカム構造体の圧力損失を低くすると、そのハニカム構造体の耐久性が低下することがある。例えば、ハニカム構造体の圧力損失を低くするため、そのハニカム構造体の隔壁の厚さを薄くすると、ハニカム構造体の耐久性が低下してしまうという問題があった。このように、ハニカム構造体の圧力損失を低減させることと、ハニカム構造体の耐久性を向上させることとは、二律背反の関係にあり、両者を同時に解決することは非常に困難であった。 As described above, the cell structure is dominant with respect to the pressure loss of the honeycomb structure, but when the pressure loss of the honeycomb structure is lowered, the durability of the honeycomb structure may be lowered. For example, if the thickness of the partition wall of the honeycomb structure is reduced in order to reduce the pressure loss of the honeycomb structure, the durability of the honeycomb structure is deteriorated. Thus, reducing the pressure loss of the honeycomb structure and improving the durability of the honeycomb structure are in a trade-off relationship, and it has been extremely difficult to solve both simultaneously.
また、エンジン等から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物(NOX)の浄化には、SCR触媒を用いた浄化方法が有効である。このため、排ガスの浄化(具体的には、排ガスに含まれる窒素酸化物の浄化)に、上記SCR触媒が広く使用されている。「SCR」とは、「Selective Catalytic Reduction:選択触媒還元」の略である。「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のことを意味する。SCR触媒においては、そのSCR触媒の量が浄化性能に非常に大きな影響を与える。このため、SCR触媒による浄化性能を高めるためには、多量の触媒が必要となる。ハニカム構造体の隔壁にSCR触媒が多量に担持された場合には、隔壁の表面に、SCR触媒からなる触媒層が厚く堆積する。このような触媒層は、セルにより構成される排ガス流路の水力直径を減少させ、ハニカム構造体の圧力損失を増加させることが問題となっている。 In addition, a purification method using an SCR catalyst is effective for purification of nitrogen oxide (NO x ) contained in exhaust gas discharged from an engine or the like. For this reason, the SCR catalyst is widely used for purification of exhaust gas (specifically, purification of nitrogen oxides contained in the exhaust gas). “SCR” is an abbreviation for “Selective Catalytic Reduction”. The “SCR catalyst” means a catalyst that selectively reduces a component to be purified by a reduction reaction. In the SCR catalyst, the amount of the SCR catalyst greatly affects the purification performance. For this reason, in order to improve the purification performance by the SCR catalyst, a large amount of catalyst is required. When a large amount of the SCR catalyst is supported on the partition walls of the honeycomb structure, a thick catalyst layer made of the SCR catalyst is deposited on the surface of the partition walls. Such a catalyst layer has a problem of reducing the hydraulic diameter of the exhaust gas flow path constituted by the cells and increasing the pressure loss of the honeycomb structure.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、圧力損失が低く、且つ耐久性にも優れたハニカム構造体を提供する。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a honeycomb structure having low pressure loss and excellent durability.
本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体が提供される。 According to the present invention, the following honeycomb structure is provided.
[1] 流体の流路となる流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部を備え、前記ハニカム構造部の前記流入端面から、前記ハニカム構造部の全長の少なくとも5%以上且つ50%以下までの範囲における前記隔壁の厚さAinが、前記ハニカム構造部の前記流出端面における前記隔壁の厚さAoutと比較して、0.051mm以上薄い、ハニカム構造体。 [1] A cylindrical honeycomb structure portion having partition walls that form a plurality of cells extending from an inflow end surface to an outflow end surface serving as a fluid flow path, and from the inflow end surface of the honeycomb structure portion, The partition wall thickness A in in the range of at least 5% and up to 50% of the total length is 0.051 mm or more thinner than the partition wall thickness A out on the outflow end face of the honeycomb structure part, Honeycomb structure.
[2] 前記隔壁は、多孔質材料からなる隔壁基材に、触媒が担持されたものである、前記[1]に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb structure according to [1], wherein the partition wall is formed by supporting a catalyst on a partition wall base material made of a porous material.
[3] 少なくとも前記ハニカム構造部の全長の50%超の範囲において、前記隔壁基材に、前記触媒が担持されている、前記[2]に記載のハニカム構造体。 [3] The honeycomb structure according to [2], wherein the catalyst is supported on the partition wall base material at least in a range of more than 50% of the total length of the honeycomb structure portion.
[4] 前記流入端面から前記ハニカム構造部の全長の5%以上且つ50%以下までの範囲と、前記ハニカム構造部の全長の50%超の範囲とにおいて、前記隔壁基材に担持された前記触媒によって構成される触媒層の厚さが異なる、前記[2]又は[3]に記載のハニカム構造体。 [4] In the range from 5% to 50% of the total length of the honeycomb structure part from the inflow end surface and the range of more than 50% of the total length of the honeycomb structure part, The honeycomb structure according to [2] or [3], wherein the thickness of the catalyst layer constituted by the catalyst is different.
[5] 前記流入端面から前記ハニカム構造部の全長の5%以上且つ50%以下までの範囲における前記隔壁基材の厚さが、前記ハニカム構造部の前記流入端面における前記隔壁基材の厚さと比較して、0.051mm以上薄くなっている、前記[2]〜[4]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [5] The thickness of the partition wall base material in the range from 5% to 50% of the total length of the honeycomb structure portion from the inflow end surface is the thickness of the partition wall base material in the inflow end surface of the honeycomb structure portion. The honeycomb structure according to any one of [2] to [4], which is thinner than 0.051 mm by comparison.
[6] 前記ハニカム構造部の全長が、50mm以上である、前記[1]〜[5]のいず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 overall length of the honeycomb structure portion is 50 mm or more.
本発明のハニカム構造体は、ハニカム構造部の流入端面から所定の範囲における隔壁の厚さAinが、ハニカム構造部の流出端面における隔壁の厚さAoutと比較して、0.051mm以上薄いものとなっている。上記所定の範囲とは、ハニカム構造部の流入端面から、当該ハニカム構造部の全長の少なくとも5%以上且つ50%以下までの範囲である。このように構成されたハニカム構造体は、圧力損失が低く、且つ耐久性にも優れたものである。 In the honeycomb structure of the present invention, the partition wall thickness A in in a predetermined range from the inflow end face of the honeycomb structure part is 0.051 mm or more thinner than the partition wall thickness A out in the outflow end face of the honeycomb structure part. It has become a thing. The predetermined range is a range from the inflow end face of the honeycomb structure part to at least 5% and 50% or less of the total length of the honeycomb structure part. The honeycomb structure configured as described above has low pressure loss and excellent durability.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定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、変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and changes, modifications, and improvements can be added without departing from the scope of the present invention.
(1)ハニカム構造体:
まず、本発明のハニカム構造体の一の実施形態について説明する。本実施形態のハニカム構造体は、図1〜図4に示すように、流体の流路となる流入端面11から流出端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する隔壁1を有する筒状のハニカム構造部10を備えた、ハニカム構造体100である。ハニカム構造体100は、ハニカム構造部10の流入端面11から所定の範囲における隔壁1aの厚さAinが、ハニカム構造部10の流出端面12における隔壁1bの厚さAoutと比較して、0.051mm以上薄いものとなっている。上記所定の範囲とは、ハニカム構造部10の流入端面11から、当該ハニカム構造部10の全長(例えば、図4における、全長L1)の少なくとも5%以上且つ50%以下までの範囲である。以下、本実施形態のハニカム構造体100について、ハニカム構造部10の全長を「全長L1」として説明を行うこととする。図4に示すハニカム構造体100においては、ハニカム構造部10の流入端面11から長さL1inの範囲における隔壁1aの厚さAinが、隔壁1bの厚さAoutと比較して、0.051mm以上薄いものとなっている。
(1) Honeycomb structure:
First, an embodiment of the honeycomb structure of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the honeycomb structure of the present embodiment is a tubular honeycomb having
ここで、図1は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図2は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、流入端面を模式的に示す平面図である。図3は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、流出端面を模式的に示す平面図である。図4は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。 Here, FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing an inflow end surface of one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. Fig. 3 is a plan view schematically showing the outflow end face of one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section parallel to the cell extending direction of one embodiment of the honeycomb structure of the present invention.
「ハニカム構造部の全長」とは、ハニカム構造部10の流入端面11から流出端面12の長さである。また、図4における、「長さL1in」は、ハニカム構造部10の流入端面11からの長さであって、0.05L1≦L1in≦0.5L1の関係を満たす長さである。図4における、「長さL1out」は、ハニカム構造部10の「全長L1」から「長さL1in」を減算した長さである。すなわち、「長さL1out」は、ハニカム構造部10の流出端面12からの長さであって、0.5L1≦L1out≦0.95L1の関係を満たす長さである。
The “full length of the honeycomb structure portion” is the length from the
以下、流入端面11から長さL1inの範囲において、流出端面12における隔壁1bに比して、その厚さが0.051mm以上薄くなっている隔壁1aを、「流入側隔壁1a」又は「薄壁隔壁1a」ということがある。流出端面12から長さL1outの範囲において流入側隔壁1aに比して、その厚さが厚くなっている隔壁1bを、「流出側隔壁1b」又は「厚壁隔壁1b」ということがある。
Hereinafter, in the range from the inflow end face 11 to the length L1 in , the
本実施形態のハニカム構造体100は、流入側隔壁1aの厚さAinが、流出端面12における隔壁1bの厚さAoutと比較して、0.051mm以上薄いものとなっているため、耐久性を維持しつつ、圧力損失の低減を図ることができる。すなわち、流入側隔壁1aの厚さAinのみを薄くし、流入側隔壁1a以外の範囲の隔壁1bの厚さAoutを相対的に厚くすることで、耐久性の低下を有効に抑制しつつ、圧力損失の低減を図ることができる。また、このようなハニカム構造体100は、排ガス浄化用の触媒を担持するための触媒担体や、当該触媒が担持された排ガス浄化用のフィルタとして用いた場合に、従来のハニカム構造体に比して、より多くの量の触媒を担持させることができる。
In the
なお、流入側隔壁1aの厚さAinが、流出端面12における隔壁1bの厚さAoutと比較して、0.051mm未満薄いものであっても、十分な圧力損失の低減効果を図ることは困難である。流入側隔壁1aの厚さAinは、流出端面12における隔壁1bの厚さAoutと比較して、0.051〜0.102mm薄いものであることが好ましく、0.051〜0.076mm薄いものであることが更に好ましい。
In addition, even if the thickness A in of the inflow
流入側隔壁1aは、ハニカム構造部10の流入端面11から、ハニカム構造部10の全長L1の少なくとも5%以上且つ50%以下までの範囲に存在している。流入側隔壁1aが、ハニカム構造部10の流入端面11から、ハニカム構造部10の全長L1の5%未満の範囲のみに存在している場合には、十分な圧力損失の低減効果を図ることは困難である。また、流入側隔壁1aが、ハニカム構造部10の流入端面11から、ハニカム構造部10の全長L1の50%を超えた範囲にも存在している場合には、ハニカム構造体100の耐久性が低下してしまうことがある。流入側隔壁1aは、ハニカム構造部10の全長L1の少なくとも10%以上且つ50%以下までの範囲に存在していることが好ましく、少なくとも20%以上且つ40%以下までの範囲に存在していることが更に好ましい。
The inflow
ハニカム構造体100においては、流入側隔壁1aが配設された範囲以外に存在する流出側隔壁1bの厚さAoutが、流入側隔壁1aの厚さAinよりも0.051mm以上厚いものであることが好ましい。すなわち、ハニカム構造部10の流出端面12から長さL1outの範囲における隔壁1bの厚さAoutが、流入側隔壁1aの厚さAinと比較して、0.051mm以上厚いものであることが好ましい。
In the
ハニカム構造部10は、隔壁1を囲繞するように最外周に配設された外周壁3を有していてもよい。このような外周壁3を有することにより、ハニカム構造体100を、排ガス浄化装置の缶体内に収納し易くなる。本実施形態のハニカム構造体100は、ハニカム構造部10の全長L1が、50mm以上である場合に有効であり、特に、100〜254mmである場合に特に有効である。ハニカム構造部10の全長L1が、50mm未満であると、圧力損失を低減する効果が発現し難くなることがある。特に、50mmのハニカム構造部10の場合には、隔壁の厚さAinが薄くなる流入側隔壁1aは、流入端面11から少なくとも2.5mm以上の範囲に配設されることとなる。流入側隔壁1aの配設範囲が、流入端面11から2.5mm未満であると、圧力損失を低減する効果が発現し難くなることがある。なお、圧力損失を低減する効果を更に良好に得るためには、流入側隔壁1aの配設範囲が、流入端面11から5mm以上確保されていることがより好ましく、流入端面11から10mm以上確保されていることが特に好ましい。
The
ハニカム構造部を構成する隔壁は、多孔質材料からなる隔壁基材に、触媒が担持されたものであってもよい。すなわち、図1〜図4に示すハニカム構造体100においては、隔壁1が、多孔質材料からなる隔壁基材によって構成されており、当該隔壁基材によって構成された隔壁1が、流入側隔壁1aと流出側隔壁1bとを有する。本発明のハニカム構造体は、図5〜図8に示すハニカム構造体200であってもよい。ここで、図5は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図6は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態の、流入端面を模式的に示す平面図である。図7は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態の、流出端面を模式的に示す平面図である。図8は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。
The partition walls constituting the honeycomb structure part may be ones in which a catalyst is supported on a partition base material made of a porous material. That is, in the
図5〜図8に示すハニカム構造体200は、流体の流路となる流入端面41から流出端面42まで延びる複数のセル32を区画形成する隔壁21を有する筒状のハニカム構造部40を備えたものである。なお、本実施形態のハニカム構造体200におけるハニカム構造部40については、その全長を「全長L2」とする。そして、ハニカム構造部40の流入端面41から所定の範囲における隔壁31aの厚さBinが、ハニカム構造部40の流出端面42における隔壁31bの厚さBoutと比較して、0.051mm以上薄いものとなっている。上記所定の範囲とは、ハニカム構造部40の流入端面41から、当該ハニカム構造部40の全長L2の少なくとも5%以上且つ50%以下までの範囲である。図8に示すハニカム構造体200においては、ハニカム構造部40の流入端面41から長さL2inの範囲における隔壁31aの厚さBinが、隔壁31bの厚さBoutと比較して、0.051mm以上薄いものとなっている。
A
そして、図5〜図8に示すハニカム構造体200においては、ハニカム構造部40を構成する隔壁31は、多孔質材料からなる隔壁基材45に、触媒46が担持されたものである。すなわち、本実施形態のハニカム構造体200における隔壁31は、隔壁基材45と触媒46とによって構成されている。ここで、隔壁31aを、「流入側隔壁31a」又は「薄壁隔壁31a」ということがある。隔壁31bを、「流出側隔壁31b」又は「厚壁隔壁31b」ということがある。流入側隔壁31aは、隔壁基材45によって構成されている。流入側隔壁31aの厚さBinは、上記隔壁基材45の厚さに相当する。流出側隔壁31bは、隔壁基材45と、当該隔壁基材45の表面に触媒46とによって構成されている。流出側隔壁31bの厚さBoutは、上記隔壁基材45の厚さと、触媒46によって形成された触媒層の厚さとの和に相当する。
In the
図5〜図8に示すハニカム構造体200のように、隔壁31の厚さが厚くなる流出側隔壁31bを、隔壁基材45と触媒46とによって構成することで、流入側隔壁31aの厚さBinを薄くしつつ、流出側隔壁31bの厚さBoutを厚くすることができる。このため、ハニカム構造体200の耐久性を維持しつつ、圧力損失の低減を図ることができる。また、流出側隔壁31bに優先的に触媒46が担持されていることで、触媒46が担持されたハニカム構造体200において、圧力損失の上昇を抑制しつつ、触媒46の担持量を増加させることができる。
Like the
触媒46としては、例えば、三元触媒、NOX吸蔵還元触媒、酸化触媒、NOX選択還元触媒等のSCR触媒などの種々の触媒を挙げることができる。触媒46を担持する方法としては、例えば、従来公知の触媒用スラリーを用いた方法を挙げることができる。触媒用スラリーは、触媒以外に、貴金属、触媒助剤、貴金属保持材料などを含有していてもよい。貴金属としては、例えば、白金、ロジウム、パラジウムなどを挙げることができる。触媒助剤としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、セリアなどを挙げることができる。
Examples of the
図5〜図8に示すハニカム構造体200においては、少なくともハニカム構造部40の全長L2の50%超の範囲において、隔壁基材45に、触媒46が担持されていてもよい。また、このハニカム構造体200においては、流出側隔壁31bのみに触媒46が担持され、当該流出側隔壁31bの厚さが厚くなっているが、流入側隔壁31aにも触媒46が担持されていてもよい。この際、流入端面41からハニカム構造部40の全長L2の5%以上且つ50%以下までの範囲と、ハニカム構造部40の全長L2の50%超の範囲とにおいて、隔壁基材45に担持された触媒46によって構成される触媒層の厚さが異なってもよい。特に、流入側隔壁31aに担持された触媒46によって形成される触媒層の厚さに比して、流出側隔壁31bに担持された触媒46によって形成される触媒層の厚さが、各隔壁31当り0.051mm以上厚くなるようすることが好ましい。ここで、「各隔壁31当り0.051mm以上厚くなる」とは、隔壁基材45の両面に触媒46が担持された場合に、隔壁基材45の両面に担持された触媒46によって形成される触媒層の厚さの総和が、0.051mm以上になるということである。
In the
図5〜図8に示すハニカム構造体200においては、流出側隔壁31bの隔壁基材45の両面に触媒46が担持された場合の例を示しているが、流出側隔壁31bの隔壁基材45の片側面に、触媒46が担持されていてもよい。
In the
図5〜図8に示すハニカム構造体200においては、ハニカム構造部40の全長L2において、隔壁基材45の厚さが一定であるが、隔壁基材45の厚さが、ハニカム構造部40の全長L2において、部分的に異なっていてもよい。例えば、図示は省略するが、流入端面からハニカム構造部の全長L2の5%以上且つ50%以下までの範囲における隔壁基材の厚さが、ハニカム構造部の流出端面における隔壁基材の厚さと比較して、0.051mm以上薄くなっていてもよい。このように構成されたハニカム構造部においては、隔壁基材の長さ方向全域に触媒を均等な厚さで担持させた場合では、本発明の構成を満たすハニカム構造体とすることができる。
In the
本実施形態のハニカム構造体においては、流入端面における所定のセル(第1セル)の開口部、及び流出端面における残余のセル(第2セル)の開口部に配設された目封止部を備えていてもよい。上記第1セルと上記第2セルとは、交互に並んでいることが好ましい。そして、それによって、ハニカム構造体の両端面に、目封止部と「セルの開口部」とにより、市松模様が形成されていることが好ましい。目封止部の材質は、隔壁の材質として好ましいとされた材質であることが好ましい。目封止部の材質と隔壁の材質とは、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。このようなハニカム構造体は、排ガス中の粒子状物質を捕集するためのフィルタとして好適に用いることができる。 In the honeycomb structure of the present embodiment, plugging portions disposed in openings of predetermined cells (first cells) on the inflow end surface and remaining cells (second cells) on the outflow end surface are provided. You may have. The first cells and the second cells are preferably arranged alternately. Then, it is preferable that a checkered pattern is formed on both end faces of the honeycomb structure by the plugged portions and the “cell openings”. The material of the plugging portion is preferably a material that is preferable as a material of the partition wall. The material of the plugging portion and the material of the partition wall may be the same material or different materials. Such a honeycomb structure can be suitably used as a filter for collecting particulate matter in exhaust gas.
例えば、本発明のハニカム構造体は、図9〜図12に示すハニカム構造体300であってもよい。ここで、図9は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図10は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の、流入端面を模式的に示す平面図である。図11は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の、流出端面を模式的に示す平面図である。図12は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。図9〜図12に示すハニカム構造体300において、図5〜図8に示すハニカム構造体200と同様に構成要素について、同一の符号を付して説明を省略することがある。
For example, the honeycomb structure of the present invention may be a
図9〜図12に示すハニカム構造体300は、流体の流路となる流入端面41から流出端面42まで延びる複数のセル32を区画形成する隔壁21を有する筒状のハニカム構造部40を備えたものである。そして、ハニカム構造部40の流入端面41から所定の範囲における隔壁31aの厚さBinが、ハニカム構造部40の流出端面42における隔壁31bの厚さBoutと比較して、0.051mm以上薄いものとなっている。上記所定の範囲とは、ハニカム構造部40の流入端面41から、当該ハニカム構造部40の全長L2の少なくとも5%以上且つ50%以下までの範囲である。ハニカム構造体300は、流入端面41における所定のセル32の開口部、及び流出端面42における残余のセル32の開口部に配設された目封止部47を更に備えている。このような目封止部47を備えたハニカム構造体においても、上記構成を採用することにより、圧力損失を低減することができる。例えば、流入端面41から全長L2の20%の範囲について、流入側隔壁31aの厚さBinを、流出側隔壁31bの厚さBoutより0.051mm薄くした場合に、ハニカム構造体の圧力損失が10%低減することが確認された。なお、上記確認における比較対象のハニカム構造体は、ハニカム構造部の隔壁の厚さが、その全長において、上記ハニカム構造体の流出側隔壁31bの厚さBoutと同じ厚さのハニカム構造体である。
A
図1〜図4に示すハニカム構造体100の隔壁1は、セラミックからなる多孔質のものであることが好ましい。ここで、図1〜図4に示すハニカム構造体100の隔壁1は、触媒の担持されていないものであり、例えば、図5〜図8におけるハニカム構造部40の隔壁基材45に相当するものである。隔壁1の材料としては、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群より選択される少なくとも1種からなるものであることが好ましい。このような材料を用いることにより、耐熱性に優れたハニカム構造体となる。隔壁は、上記群より選択される少なくとも1種を主成分として含む材料からなるものであってもよい。ここで、「主成分」とは、隔壁1を構成する材料中に含まれる成分が70質量%以上の成分のことを意味する。隔壁が、上記群より選択される少なくとも1種を、80質量%以上含む材料からなることが好ましく、90質量%以上含む材料からなることが更に好ましい。
The
図1〜図4に示すハニカム構造部10は、上述したように、多孔質の隔壁1と、隔壁1を囲繞するように最外周に配設された外周壁3と、を有している。外周壁3は、ハニカム構造部10を作製する過程において、ハニカム成形体を押出成形する際に、隔壁1とともに形成されたものであってもよい。また、押出成形時には外周壁を形成しなくともよい。例えば、セル2を区画形成する隔壁1の外周部分に、セラミック材料を塗工して外周壁3を形成することもできる。更に、ハニカム構造部10の外周部分を研削して一度除去し、隔壁1を囲繞するようにセラミック材料を塗工して外周壁3を形成することもできる。
1 to 4 includes the
ハニカム構造部の形状については特に制限はない。例えば、ハニカム構造部の形状としては、ハニカム構造部の端面が円形の筒状(円筒形状)、上記端面がオーバル形状の筒状、上記端面が多角形の筒状の形状を挙げることができる。多角形としては、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等を挙げることができる。図1〜図4においては、ハニカム構造部10の形状が、端面が円形の筒状である場合の例を示す。
There is no restriction | limiting in particular about the shape of a honeycomb structure part. For example, examples of the shape of the honeycomb structure part include a cylindrical shape (cylindrical shape) of the end surface of the honeycomb structure part, a cylindrical shape of the oval shape of the end face, and a cylindrical shape of the end face. Examples of the polygon include a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a heptagon, and an octagon. 1 to 4 show examples in which the
流出側隔壁の厚さが、0.076〜0.508μmであることが好ましく、0.102〜0.381μmであることが更に好ましく、0.152〜0.381μmであることが特に好ましい。流入側隔壁の厚さを上記数値範囲とすることにより、ハニカム構造体の強度を維持しつつ、ハニカム構造体の圧力損失の悪化を抑制することができる。なお、流入側隔壁の厚さは、流出側隔壁の厚さと比較して、0.051mm以上薄い厚さである。 The thickness of the outflow side partition wall is preferably 0.076 to 0.508 μm, more preferably 0.102 to 0.381 μm, and particularly preferably 0.152 to 0.381 μm. By setting the thickness of the inflow side partition wall within the above numerical range, it is possible to suppress the deterioration of the pressure loss of the honeycomb structure while maintaining the strength of the honeycomb structure. In addition, the thickness of the inflow side partition is 0.051 mm or more thinner than the thickness of the outflow side partition.
流入側隔壁の厚さを、流出側隔壁の厚さよりも薄くする方法については、例えば、以下の(1)〜(6)の方法を挙げることができる。なお、下記(1)〜(4)の方法は、予め、隔壁の厚さを、流出側隔壁の厚さと同じ程度となるように厚くし、流入側隔壁の厚さを、後から薄くする方法である。下記(5)及び(6)の方法は、予め、隔壁の厚さを、流入側隔壁の厚さと同じ程度となるように薄くし、流出側隔壁の厚さを、後から厚くする方法である。(1)やすり等の研削工具にて、流入側隔壁が配設される部分の隔壁の表面を削り、流入側隔壁の厚さを薄くする方法。(2)流入側隔壁が配設される部分の隔壁に、酸等の溶液を塗布し、隔壁を部分的に侵食させて、流入側隔壁の厚さを薄くする方法。(3)ハニカム構造部を、押出成形等の方法によって成形した後、流入側隔壁が配設される部分を伸長させて、流入側隔壁の厚さを薄くする方法。(4)流入側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、サンドブラストを施し、流入側隔壁の厚さを薄くする方法。(5)流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、隔壁と同じ材料又は異なる材料の膜を配設させて、流出側隔壁の厚さを厚くする方法。(6)流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、触媒を担持させて、流出側隔壁の厚さを厚くする方法。なお、流出側隔壁の厚さよりも薄くする方法については、上記(1)〜(6)の方法に限定されることはない。 Examples of the method for making the thickness of the inflow side partition wall thinner than the thickness of the outflow side partition wall include the following methods (1) to (6). In the following methods (1) to (4), the thickness of the partition wall is previously increased so as to be approximately the same as the thickness of the outflow side partition wall, and the inflow side partition wall is subsequently thinned. It is. The following methods (5) and (6) are methods in which the thickness of the partition wall is reduced in advance to be the same as the thickness of the inflow side partition wall, and the thickness of the outflow side partition wall is increased later. . (1) A method of reducing the thickness of the inflow side partition by grinding the surface of the partition where the inflow side partition is disposed with a grinding tool such as a file. (2) A method in which a solution such as an acid is applied to the partition wall where the inflow side partition wall is disposed, and the partition wall is partially eroded to reduce the thickness of the inflow side partition wall. (3) A method of reducing the thickness of the inflow side partition wall by forming the honeycomb structure portion by a method such as extrusion and then extending a portion where the inflow side partition wall is disposed. (4) A method in which the surface of the partition wall where the inflow side partition wall is disposed is sandblasted to reduce the thickness of the inflow side partition wall. (5) A method of increasing the thickness of the outflow side partition by disposing a film of the same material or different material as the partition on the surface of the partition where the outflow side partition is disposed. (6) A method in which the catalyst is supported on the surface of the partition wall where the outflow side partition wall is disposed to increase the thickness of the outflow side partition wall. In addition, about the method made thinner than the thickness of an outflow side partition, it is not limited to the method of said (1)-(6).
ハニカム構造部のセル密度が、16〜186個/cm2であることが好ましい。セル密度を上記数値範囲とすることで、圧力損失の増大を有効に防止することができる。また、ハニカム構造体(別言すれば、ハニカム構造部)の隔壁に触媒を担持した際に、高い浄化性能を得ることができる。ハニカム構造部のセル密度とは、セルの延びる方向に直交する断面における、単位面積当たりのセルの個数のことを意味する。ハニカム構造部のセル密度が、23〜93個/cm2であることが更に好ましく、31〜62個/cm2であることが特に好ましい。 The cell density of the honeycomb structure part is preferably 16 to 186 cells / cm 2 . By setting the cell density within the above numerical range, an increase in pressure loss can be effectively prevented. Moreover, when the catalyst is supported on the partition walls of the honeycomb structure (in other words, the honeycomb structure portion), high purification performance can be obtained. The cell density of the honeycomb structure portion means the number of cells per unit area in a cross section perpendicular to the cell extending direction. Cell density of the honeycomb structure section, further preferably from 23 to 93 amino / cm 2, and particularly preferably 31 to 62 pieces / cm 2.
隔壁の気孔率は、25〜90%であることが好ましく、30〜80%であることが更に好ましく、35〜75%であることが特に好ましい。気孔率が25%より小さいと、ハニカム構造体の圧力損失が増加することがある。気孔率が90%より大きいと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータで測定することができる。水銀ポロシメータとしては、Micromeritics社製、商品名:Autopore 9500を挙げることができる。上記隔壁の気孔率は、触媒が担持されていない状態で測定された気孔率である。 The porosity of the partition walls is preferably 25 to 90%, more preferably 30 to 80%, and particularly preferably 35 to 75%. When the porosity is less than 25%, the pressure loss of the honeycomb structure may increase. If the porosity is higher than 90%, the strength of the honeycomb structure may be lowered. The porosity of the partition walls can be measured with a mercury porosimeter. As a mercury porosimeter, the product name: Autopore 9500 made by Micromeritics can be mentioned. The porosity of the partition wall is a porosity measured in a state where no catalyst is supported.
セルの延びる方向に直交する断面におけるセルの形状としては、四角形、六角形、八角形、円形、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。四角形の中でも、正方形、長方形が好ましい。 Examples of the shape of the cell in the cross section orthogonal to the cell extending direction include a quadrangle, a hexagon, an octagon, a circle, and a combination thereof. Among squares, squares and rectangles are preferable.
ハニカム構造体100の流入端面11から流出端面12に延びる方向に垂直な断面における大きさについては、特に制限はなく、ハニカム構造体100を、種々の排ガス浄化装置に用いた際に、最適な浄化性能を得るように適宜選択すればよい。本実施形態のハニカム構造体100において、上記断面の形状が円形状である場合には、この断面の直径が、50〜400mmであることが好ましく、70〜360mmであることが更に好ましい。
The size in the cross section perpendicular to the direction extending from the
また、図示は省略するが、ハニカム構造体は、セグメント構造のハニカム構造体であってもよい。具体的には、セグメント構造のハニカム構造体としては、複数個の適用長さLが、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合されたハニカム構造体を挙げることができる。ハニカムセグメントは、第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び隔壁を取り囲むように配設された外壁を有するものである。複数個のハニカムセグメントを接合した接合体の最外周に、外周壁が配置される。また、複数個のハニカムセグメントを接合した接合体の外周部を研削等によって加工し、セルの延びる方向に垂直な断面の形状を円形等にした後、最外周にセラミック材料を塗工することによって外周壁を配置してもよい。このような、所謂、セグメント構造のハニカム構造体であっても、図1〜図4に示すような、所謂、一体型のハニカム構造体と同様の作用効果を得ることができる。 Although not shown, the honeycomb structure may be a segment structure honeycomb structure. Specifically, examples of the honeycomb structure having a segment structure include a honeycomb structure in which a plurality of application lengths L are joined in a state of being arranged adjacent to each other such that their side faces face each other. it can. The honeycomb segment has a porous partition wall defining a plurality of cells serving as a fluid flow path extending from the first end surface to the second end surface, and an outer wall disposed so as to surround the partition wall. An outer peripheral wall is disposed on the outermost periphery of the joined body obtained by joining a plurality of honeycomb segments. In addition, by processing the outer peripheral portion of the joined body obtained by joining a plurality of honeycomb segments by grinding or the like, and making the shape of the cross section perpendicular to the cell extending direction circular or the like, the ceramic material is applied to the outermost periphery. An outer peripheral wall may be arranged. Even in such a so-called segment structure honeycomb structure, it is possible to obtain the same effects as the so-called monolithic honeycomb structure as shown in FIGS.
外周壁は、隔壁と同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。例えば、外周壁は、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群より選択される少なくとも1種からなるものであることが好ましい。このように構成することによって、耐熱性に優れたハニカム構造体となる。 The outer peripheral wall may be made of the same material as the partition wall or may be made of a different material. For example, the outer peripheral wall is at least selected from the group consisting of silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide-cordierite based composite material, lithium aluminum silicate, and aluminum titanate. It is preferable that it consists of 1 type. By constituting in this way, a honeycomb structure having excellent heat resistance is obtained.
(2)ハニカム構造体の製造方法:
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明する。ただし、本発明のハニカム構造体を製造する方法については、以下の製造方法に限定されることはない。
(2) Manufacturing method of honeycomb structure:
Next, the manufacturing method of the honeycomb structure of the present invention will be described. However, the method for manufacturing the honeycomb structure of the present invention is not limited to the following manufacturing method.
まず、ハニカム構造体を製造する際には、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。この坏土は、ハニカム構造部を作製するためのものである。セラミック原料としては、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。コージェライト化原料とは、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セラミック原料である。コージェライト化原料は、焼成されてコージェライトになるものである。 First, when manufacturing a honeycomb structure, a forming raw material containing a ceramic raw material is mixed and kneaded to obtain a clay. This clay is for producing a honeycomb structure. The ceramic raw material is selected from the group consisting of silicon carbide, silicon-silicon carbide composite material, cordierite forming raw material, cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide-cordierite composite material, lithium aluminum silicate, and aluminum titanate. It is preferable to use at least one selected. The cordierite forming raw material is a ceramic raw material blended so as to have a chemical composition that falls within a range of 42 to 56% by mass of silica, 30 to 45% by mass of alumina, and 12 to 16% by mass of magnesia. The cordierite forming raw material is fired to become cordierite.
成形原料は、セラミック原料に、分散媒、有機バインダ、無機バインダ、界面活性剤、造孔材等を更に混合して調製することが好ましい。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造部の構造、材質等に合わせた組成比とすることが好ましい。 The forming raw material is preferably prepared by further mixing a ceramic raw material with a dispersion medium, an organic binder, an inorganic binder, a surfactant, a pore former, and the like. The composition ratio of each raw material is not particularly limited, and is preferably a composition ratio in accordance with the structure and material of the honeycomb structure part to be manufactured.
分散媒としては、水を用いることができる。分散媒の添加量は、セラミック原料100質量部に対して、10〜30質量部であることが好ましい。 Water can be used as the dispersion medium. It is preferable that the addition amount of a dispersion medium is 10-30 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.
有機バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、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、又はこれらを組み合わせたものとすることが好ましい。有機バインダの添加量は、セラミック原料100質量部に対して、0.5〜5質量部が好ましい。 The organic binder is preferably methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxypropyl ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, or a combination thereof. As for the addition amount of an organic binder, 0.5-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.
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。界面活性剤の添加量は、セラミック原料100質量部に対して、0.5〜2質量部が好ましい。 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 addition amount of the surfactant is preferably 0.5 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material.
造孔材としては、樹脂粒子、デンプン、カーボン等を用いることができる。造孔材は、作製するハニカム構造部の隔壁に細孔を形成するためのものである。造孔材の添加量は、作製するハニカム構造部の隔壁の平均細孔径や気孔率を考慮して適宜調整することが好ましい。 As the pore former, resin particles, starch, carbon and the like can be used. The pore former is for forming pores in the partition walls of the honeycomb structure to be produced. The amount of pore former added is preferably adjusted as appropriate in consideration of the average pore diameter and porosity of the partition walls of the honeycomb structure to be produced.
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。 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.
次に、得られた坏土を成形して、円筒状のハニカム成形体を形成する。ハニカム成形体は、複数のセルを区画形成する隔壁と外周壁とを有するものであることが好ましい。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、セル密度を有する押出成形用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。上述した流出側隔壁の厚さよりも薄くする方法の(1)〜(4)の方法を採用して、流入側隔壁の厚さを後から薄くする場合には、ハニカム成形体の隔壁の厚さが、焼成後に、当該隔壁が流出側隔壁の厚さとなるようなものとすることが好ましい。一方、流出側隔壁の厚さよりも薄くする方法の(5)及び(6)の方法を採用して、流出側隔壁の厚さを後から厚くする場合には、ハニカム成形体の隔壁の厚さが、焼成後に、当該隔壁が流入側隔壁の厚さとなるようなものとすることが好ましい。 Next, the obtained clay is formed to form a cylindrical honeycomb formed body. The honeycomb formed body preferably has partition walls and outer peripheral walls that partition and form a plurality of cells. 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 for extrusion molding having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density. When adopting the methods (1) to (4) of the method for reducing the thickness of the outflow side partition wall described above to reduce the thickness of the inflow side partition wall later, the thickness of the partition wall of the honeycomb formed body However, it is preferable that the partition wall has the thickness of the outflow side partition wall after firing. On the other hand, when adopting the methods (5) and (6) of the method of making it thinner than the thickness of the outflow side partition wall and increasing the thickness of the outflow side partition wall later, the thickness of the partition wall of the honeycomb formed body However, it is preferable that the partition wall has the thickness of the inflow side partition wall after firing.
上述した流出側隔壁の厚さよりも薄くする方法の(3)の方法を行う場合には、ハニカム成形体を作製した後に、焼成後に流入側隔壁となる部分の隔壁の厚さを薄くすることが好ましい。すなわち、ハニカム成形体を押出成形した後、ハニカム成形体の流入側隔壁が配設される部分を引張り、当該部分を伸長させて、流入側隔壁の厚さを薄くしてもよい。 In the case of performing the method (3) of the method of making the thickness smaller than the thickness of the outflow side partition wall described above, the thickness of the partition wall that becomes the inflow side partition wall after firing is reduced after the honeycomb formed body is manufactured. preferable. That is, after extruding the honeycomb formed body, the portion of the honeycomb formed body where the inflow-side partition walls are disposed may be pulled and the portion may be extended to reduce the thickness of the inflow-side partition walls.
次に、得られたハニカム成形体を乾燥する。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。なかでも、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。 Next, the obtained honeycomb formed body is dried. 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.
次に、ハニカム成形体を焼成する。ハニカム成形体を焼成する前には、このハニカム成形体を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。上記有機物としては、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。 Next, the honeycomb formed body is fired. Prior to firing the honeycomb formed body, the honeycomb formed body is preferably calcined. 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は、仮焼した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。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 of the honeycomb formed body is performed in order to sinter and densify the forming raw material constituting the calcined 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. The firing time is preferably 3 to 10 hours as a keep time at the maximum temperature. Examples of the apparatus for performing calcination and main firing include an electric furnace and a gas furnace.
ハニカム成形体を焼成した後、上述した流出側隔壁の厚さよりも薄くする方法の(1)〜(6)のうち、(1),(2),(4)〜(6)の方法を行うことにより、流入側隔壁の厚さを薄く、又は流出側隔壁の厚さを厚くすることができる。例えば、やすり等の研削工具にて、流入側隔壁が配設される部分の隔壁の表面を削り、流入側隔壁の厚さを薄くしてもよい。流入側隔壁が配設される部分の隔壁に、酸等の溶液を塗布し、隔壁を部分的に侵食させて、流入側隔壁の厚さを薄くしてもよい。流入側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、サンドブラストを施し、流入側隔壁の厚さを薄くしてもよい。流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、隔壁と同じ材料又は異なる材料の膜を配設させて、流出側隔壁の厚さを厚くしてもよい。流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、触媒を担持させて、流出側隔壁の厚さを厚くしてもよい。 After firing the honeycomb formed body, the methods (1), (2), and (4) to (6) are performed among the methods (1) to (6) for reducing the thickness of the above-described outflow side partition wall. Thereby, the thickness of the inflow side partition can be reduced, or the thickness of the outflow side partition can be increased. For example, the surface of the partition wall where the inflow side partition wall is disposed may be shaved with a grinding tool such as a file to reduce the thickness of the inflow side partition wall. A solution such as an acid may be applied to the partition wall where the inflow side partition wall is disposed, and the partition wall may be partially eroded to reduce the thickness of the inflow side partition wall. The surface of the partition wall where the inflow side partition wall is disposed may be sandblasted to reduce the thickness of the inflow side partition wall. The thickness of the outflow side partition may be increased by disposing a film of the same material as or different from the partition wall on the surface of the partition where the outflow side partition is disposed. The catalyst may be supported on the surface of the partition wall where the outflow side partition wall is disposed to increase the thickness of the outflow side partition wall.
以上のようにして、多孔質の隔壁を有する筒状のハニカム構造部を備えたハニカム構造体を製造することができる。また、ハニカム構造部の所定のセルの流入側端部と残余のセルの流出側端部とに、目封止材料を充填して、目封止部を形成してもよい。目封止部を形成する方法については、目封止部を備えたハニカム構造体の従来公知の製造方法に準じて行うことができる。 As described above, a honeycomb structure including a cylindrical honeycomb structure portion having porous partition walls can be manufactured. In addition, the plugging material may be filled into the inflow side end portions of predetermined cells and the outflow side end portions of the remaining cells of the honeycomb structure portion to form plugging portions. About the method of forming a plugging part, it can carry out according to the conventionally well-known manufacturing method of the honeycomb structure provided with the plugging part.
流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、触媒を担持させて、流出側隔壁の厚さを厚くする方法は、特に限定されないが、触媒成分を含有する触媒スラリーに、ハニカム構造体の流出側隔壁が配設される部分を浸漬させることが好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造体の流出側隔壁が配設される部分のみに、触媒スラリーを塗工することができる。そのほかの方法としては、触媒スラリーを担体に循環させ触媒層を形成する方法が好ましい。ここで、「担体」とは、多孔質の隔壁を有するハニカム構造部のことである。担体の片端面から触媒スラリーを流し込み、又は、触媒スラリーを吸い上げることで触媒スラリーを塗布することができる。このようにして、流出側隔壁が配設される部分に、触媒スラリーによる触媒コート層を形成し、当該触媒コート層を乾燥、焼成させることにより、流出側隔壁の厚さが相対的に厚くなるように構成されたハニカム触媒体を簡便に製造することができる。触媒スラリーに含まれる触媒成分として、例えば、ゼオライトなどを挙げることができる。 A method for increasing the thickness of the outflow side partition wall by supporting the catalyst on the surface of the partition wall where the outflow side partition wall is disposed is not particularly limited. It is preferable to immerse the portion where the outflow side partition wall is disposed. By comprising in this way, a catalyst slurry can be applied only to the part by which the outflow side partition of a honeycomb structure is arrange | positioned. As another method, a method of forming a catalyst layer by circulating a catalyst slurry on a carrier is preferable. Here, the “support” refers to a honeycomb structure portion having porous partition walls. The catalyst slurry can be applied by pouring the catalyst slurry from one end face of the carrier or sucking up the catalyst slurry. In this way, by forming a catalyst coat layer of catalyst slurry on the portion where the outflow side partition wall is disposed, and drying and firing the catalyst coat layer, the outflow side partition wall becomes relatively thick. The honeycomb catalyst body configured as described above can be easily manufactured. Examples of the catalyst component contained in the catalyst slurry include zeolite.
以下、上述した「流出側隔壁の厚さよりも薄くする方法の(1)〜(5)」の更に具体的な例について説明する。 Hereinafter, more specific examples of the above-described “(1) to (5) of the method of making the thickness smaller than the thickness of the outflow side partition wall” will be described.
(1)やすり等の研削工具にて、流入側隔壁が配設される部分の隔壁の表面を削り、流入側隔壁の厚さを薄くする方法(以下、「(1)の方法」ということがある)。この(1)の方法では、セルの開口部の一辺より幅が狭いやすりを用いることが好ましい。そして、(1)の方法では、例えば、上述した「やすり」を、ハニカム構造部のセルピッチに応じた間隔に並べた冶具を作製し、当該冶具を用いて、セルの一列、又は、セルの一区画について、同時に研削を行う方法を挙げることができる。 (1) A method of reducing the thickness of the inflow side partition wall by grinding the surface of the partition wall where the inflow side partition wall is disposed with a grinding tool such as a file (hereinafter referred to as “method (1)”). is there). In the method (1), it is preferable to use a file whose width is narrower than one side of the opening of the cell. In the method (1), for example, a jig in which the above-mentioned “files” are arranged at intervals corresponding to the cell pitch of the honeycomb structure portion is manufactured, and a single row of cells or one cell is produced using the jig. For the compartment, a method of grinding at the same time can be mentioned.
(2)流入側隔壁が配設される部分の隔壁に、酸等の溶液を塗布し、隔壁を部分的に侵食させて、流入側隔壁の厚さを薄くする方法(以下、「(2)の方法」ということがある)。この(2)の方法では、溶液として、フッ酸、塩酸、硝酸、硫酸などを用いることが好ましい。また、(2)の方法によれば、溶液中に漬ける深さを調整することにより、流入側隔壁の厚さを薄くする部分の長さを調節することができる。また、(2)の方法によれば、溶液中に漬ける時間を調製することにより、流入側隔壁の厚さ(別言すれば、薄さ)を調節することができる。 (2) A method of reducing the thickness of the inflow side partition wall by applying a solution such as an acid to the partition wall where the inflow side partition wall is disposed and partially eroding the partition wall (hereinafter referred to as “(2) Sometimes referred to as " In the method (2), it is preferable to use hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or the like as the solution. Further, according to the method (2), the length of the portion where the thickness of the inflow-side partition wall is reduced can be adjusted by adjusting the depth immersed in the solution. Further, according to the method (2), the thickness (in other words, the thinness) of the inflow side partition wall can be adjusted by adjusting the time for dipping in the solution.
(3)ハニカム構造部を、押出成形等の方法によって成形した後、流入側隔壁が配設される部分を伸長させて、流入側隔壁の厚さを薄くする方法(以下、「(3)の方法」ということがある)。この(3)の方法では、ハニカム成形体の押出成形後で、且つ、乾燥を行う前に、ハニカム成形体の片面と当該ハニカム成形体の中心部を把持し、流路方向に引っ張りの加重を静的にかけることで、ハニカム成形体の片側端面部の隔壁を薄くすることができる。ハニカム成形体を乾燥した後、乾燥したハニカム成形体の端面を切除することにより、隔壁の厚さを薄くする部分の長さを調節することができる。 (3) A method of reducing the thickness of the inflow side partition wall (hereinafter referred to as “(3)”) by forming the honeycomb structure portion by a method such as extrusion, and then extending the portion where the inflow side partition wall is disposed. Sometimes called "method"). In the method (3), after extrusion of the honeycomb formed body and before drying, the one side of the honeycomb formed body and the center portion of the honeycomb formed body are gripped, and a tensile load is applied in the flow path direction. By applying statically, the partition of the one end surface part of a honeycomb molded object can be made thin. After the honeycomb formed body is dried, the end face of the dried honeycomb formed body is cut away, whereby the length of the portion where the partition wall thickness is reduced can be adjusted.
(4)流入側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、サンドブラストを施し、流入側隔壁の厚さを薄くする方法(以下、「(4)の方法」ということがある)。この(4)の方法としては、例えば、ハニカム成形体の乾燥後に、酸化アルミナを主成分とする粒径4〜250μmの研磨材を用いてサンドブラストを施す方法を挙げることができる。隔壁に対して、角度を付けて研磨材を投射することで、隔壁の厚さを薄くする部分の長さを調節することができる。また、研磨材の粒径やサンドブラストを施す時間を調整することにより、隔壁の厚さを薄くする部分の長さを調節することもできる。 (4) A method in which the surface of the partition wall where the inflow side partition wall is disposed is sandblasted to reduce the thickness of the inflow side partition wall (hereinafter sometimes referred to as “method (4)”). Examples of the method (4) include a method of sandblasting using a polishing material mainly composed of alumina oxide and having a particle size of 4 to 250 μm after drying the honeycomb formed body. By projecting the abrasive at an angle with respect to the partition, the length of the portion where the thickness of the partition is reduced can be adjusted. Moreover, the length of the part which makes the thickness of a partition thin can also be adjusted by adjusting the particle size of abrasive | polishing material, and the time which sandblasting is performed.
(5)流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、隔壁と同じ材料又は異なる材料の膜を配設させて、流出側隔壁の厚さを厚くする方法(以下、「(5)の方法」ということがある)。この(5)の方法としては、例えば、ディッピング法等の従来公知のセラミック膜の形成方法を利用して、セラミックスラリーをハニカム構造部の隔壁表面に付着させた後、乾燥、焼成する方法等を挙げることができる。また、(5)の方法としては、ハニカム構造部の流入側開口端部側から、原料微粒子を含む原料ガスを供給して、当該セルを形成する隔壁の表面に原料微粒子を堆積させることによって形成する方法も好適に採用することができる。原料微粒子としては、コージェライト原料などを用いることができる。このような(5)の方法であると、簡便に流出側隔壁の厚さを厚くすることができる。流出側隔壁の厚さは、原料ガスの供給流量を所定の範囲内で変化させることにより決定することができる。具体的には、供給初期は、供給流量を多くすることによりハニカム構造部の内部まで原料微粒子を到達させ、その後、供給流量を少なくし、その後、供給後期は、供給流量を更に少なくしてハニカム構造部の流入側開口端部に原料微粒子を堆積させる。このように供給流量を変化させることで、流入側開口端部における隔壁の厚さと、流出側開口端部における隔壁の厚さとを、簡便に異ならせることができる。 (5) A method of increasing the thickness of the outflow side partition by disposing a film of the same material as or different from the partition wall on the surface of the partition where the outflow side partition is disposed (hereinafter referred to as “(5) Sometimes referred to as " As the method (5), for example, a conventionally known method for forming a ceramic film, such as a dipping method, is used to attach a ceramic slurry to the partition wall surface of the honeycomb structure, and then dry and fire. Can be mentioned. As a method of (5), a material gas containing raw material fine particles is supplied from the inflow side opening end side of the honeycomb structure portion, and the raw material fine particles are deposited on the surfaces of the partition walls forming the cells. It is also possible to suitably employ the method to do. As the raw material fine particles, a cordierite raw material or the like can be used. With the method (5), the thickness of the outflow side partition wall can be easily increased. The thickness of the outflow side partition wall can be determined by changing the supply flow rate of the source gas within a predetermined range. Specifically, at the initial stage of supply, the raw material fine particles reach the inside of the honeycomb structure portion by increasing the supply flow rate, and then the supply flow rate is decreased. Raw material fine particles are deposited on the inflow side opening end of the structure. By changing the supply flow rate in this way, the partition wall thickness at the inflow side opening end portion and the partition wall thickness at the outflow side opening end portion can be easily varied.
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.
(実施例1)
炭化珪素粉末を80質量部と、Si粉末20質量部とを混合して、混合粉末を得た。この混合粉末100質量部に対し、バインダ、造孔材、水を添加して、成形原料とした。
Example 1
80 parts by mass of silicon carbide powder and 20 parts by mass of Si powder were mixed to obtain a mixed powder. A binder, a pore former, and water were added to 100 parts by mass of the mixed powder to obtain a forming raw material.
次に、成形原料を混練し、土練して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誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて120℃で2時間乾燥し、ハニカム乾燥体を得た。 Next, the forming raw materials were kneaded and kneaded to prepare a columnar clay. Then, the obtained cylindrical clay was formed into a honeycomb shape using an extrusion molding machine to obtain a honeycomb formed body. The obtained honeycomb formed body was dielectrically heated and dried, and then dried at 120 ° C. for 2 hours using a hot air dryer to obtain a honeycomb dried body.
乾燥後のハニカム成形体(ハニカム乾燥体)に、目封止部を形成した。具体的には、まず、ハニカム成形体の流入端面側のセルの開口部に、マスクを施した。このとき、マスクを施したセルと、マスクを施さないセルとが交互に並ぶようにした。そして、ハニカム成形体のマスクを施した側の端部を目封止スラリーに浸漬して、マスクが施されていないセルの開口部に目封止スラリーを充填した。そして、乾燥後のハニカム成形体の流出端面における残りのセル(即ち、流入端面において目封止部を形成していないセル)についても、同様にして、目封止部を形成した。 A plugged portion was formed on the dried honeycomb formed body (honeycomb dried body). Specifically, first, a mask was applied to the opening of the cell on the inflow end face side of the honeycomb formed body. At this time, cells with masks and cells without masks were alternately arranged. Then, the end portion of the honeycomb formed body on the side where the mask was applied was immersed in the plugging slurry, and the opening portion of the cell where the mask was not applied was filled with the plugging slurry. Then, the plugged portions were formed in the same manner for the remaining cells on the outflow end surface of the honeycomb formed body after drying (that is, the cells in which the plugged portions were not formed on the inflow end surface).
次に、目封止部を形成したハニカム成形体を、大気雰囲気にて550℃で3時間かけて仮焼(脱脂)した。その後、Ar不活性雰囲気にて約1450℃で2時間焼成して、ハニカム構造体の前駆体を作製した。 Next, the honeycomb formed body in which the plugged portions were formed was calcined (degreasing) at 550 ° C. for 3 hours in an air atmosphere. Thereafter, firing was performed at about 1450 ° C. for 2 hours in an Ar inert atmosphere to prepare a honeycomb structure precursor.
得られたハニカム構造体の前駆体は、流入端面から流出端面までの長さが140.5mmで、流入端面から流出端面に延びる方向に垂直な断面の直径が165.0mmの円筒形状のものであった。このハニカム構造体の前駆体のハニカム構造部の隔壁の厚さが0.305mmで、セル密度が47個/cm2のものであった。隔壁の気孔率は、63%であった。隔壁の気孔率は、マイクロメリティクス社(Micromeritics社)製の「オートポアIII 9420(商品名)」によって測定した値である。 The resulting honeycomb structure precursor has a cylindrical shape with a length from the inflow end surface to the outflow end surface of 140.5 mm and a diameter of a cross section perpendicular to the direction extending from the inflow end surface to the outflow end surface of 165.0 mm. there were. The partition wall thickness of the honeycomb structure portion of the honeycomb structure precursor was 0.305 mm, and the cell density was 47 cells / cm 2 . The porosity of the partition walls was 63%. The porosity of the partition wall is a value measured by “Autopore III 9420 (trade name)” manufactured by Micromeritics.
次に、得られたハニカム構造体の前駆体の、流入端面からその全長の20%までの範囲に配設された隔壁の表面を、やすりによって研削加工して、当該範囲に配設された隔壁の厚さを薄くした。研削加工した後の隔壁の厚さは、0.254mmであった。このようにして、実施例1のハニカム構造体を作製した。研削加工した隔壁が、本発明における「流入側隔壁」となる。 Next, the surface of the partition wall of the obtained precursor of the honeycomb structure disposed in the range from the inflow end surface to 20% of the total length is ground with a file, and the partition wall disposed in the range Reduced the thickness. The thickness of the partition wall after grinding was 0.254 mm. Thus, the honeycomb structure of Example 1 was produced. The ground partition wall is the “inflow side partition wall” in the present invention.
表1に、実施例1のハニカム構造体における、「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」、「流入側隔壁の厚さAin(mm)」、「Aout−Ain(mm)」、を示す。また、表1に、「流入側隔壁の適用長さの比(%)」、「ハニカム構造体の全長L(mm)」、及び「流入側隔壁の適用長さLin(mm)」を示す。「Aout−Ain(mm)」とは、「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」から「流入側隔壁の厚さAin(mm)」を減算した値(mm)のことである。「流入側隔壁の適用長さの比(%)」とは、ハニカム構造体の全長Lに対する、流入側隔壁が配設された流入端面からの長さLinの百分率(Lin/L×100)のことである。「流入側隔壁の適用長さLin(mm)」とは、上記した流入側隔壁が配設された流入端面からの長さLin(mm)のことである。 Table 1 shows the “partition wall thickness A out (mm)”, “inflow side partition wall thickness A in (mm)”, “A out −A in (mm) in the honeycomb structure of Example 1. ) ". Table 1 shows “the ratio of the applied length of the inflow side partition wall (%)”, “the total length L (mm) of the honeycomb structure”, and “the applied length L in (mm) of the inflow side partition wall”. . “A out −A in (mm)” is a value (mm) obtained by subtracting “thickness A in (mm) of the inflow side partition wall” from “thickness A out (mm) of the partition wall at the outflow end face”. It is. “Ratio of application length of inflow side partition wall (%)” is the percentage of the length L in from the inflow end face where the inflow side partition wall is disposed to the total length L of the honeycomb structure (L in / L × 100 ). The “applicable length L in (mm) of the inflow-side partition wall” is a length L in (mm) from the inflow end surface on which the above-described inflow-side partition wall is disposed.
得られたハニカム構造体について、以下の方法で、圧力損失の低減率を求めた。また、得られたハニカム構造体について、以下の方法で、破壊試験の評価を行った。結果を、表1に示す。 About the obtained honeycomb structure, the reduction rate of pressure loss was calculated | required with the following method. Further, the obtained honeycomb structure was evaluated for a destructive test by the following method. The results are shown in Table 1.
[圧力損失の低減率(%)]
まず、評価対象のハニカム構造体に、室温(25℃)の空気を10Nm3/分の流量で流した際のハニカム構造体の流入端面側と流出端面側との圧力を測定し、その圧力差を算出することにより、圧力損失P1を求めた。また、比較例1,5〜7のハニカム構造体についても、同様の方法で圧力損失P0を求めた。比較例1,5〜7のハニカム構造体が、圧力損失の低減率を求める際の比較対象のハニカム構造体となる。比較対象のハニカム構造体の圧力損失P0から、評価対象のハニカム構造体の圧力損失P1を減算した値を、比較対象のハニカム構造体の圧力損失P0で除算した値の百分率を求めた。すなわち、圧力損失の低減率(%)を、下記式(1)によって算出した。なお、実施例1〜3,7〜11及び比較例2〜4のハニカム構造体において、比較例1のハニカム構造体が評価対象となる。実施例4のハニカム構造体において、比較例5のハニカム構造体が評価対象となる。実施例5のハニカム構造体において、比較例6のハニカム構造体が評価対象となる。実施例6のハニカム構造体において、比較例7のハニカム構造体が評価対象となる。圧力損失の低減率(%)は、5%以上の圧力損失の低減が確認された場合を合格とする。
圧力損失の低減率(%)={(P0−P1)/P0×100} ・・・ (1)
[Pressure loss reduction rate (%)]
First, the pressure at the inflow end face side and the outflow end face side of the honeycomb structure when air at room temperature (25 ° C.) was passed through the honeycomb structure to be evaluated at a flow rate of 10 Nm 3 / min was measured. by calculating the to determine the pressure loss P 1. In addition, the pressure loss P 0 was determined for the honeycomb structures of Comparative Examples 1 and 5 to 7 in the same manner. The honeycomb structures of Comparative Examples 1 and 5 to 7 are comparative honeycomb structures when the pressure loss reduction rate is obtained. From the pressure loss P 0 of the honeycomb structure to be compared, a value obtained by subtracting the pressure loss P 1 of the honeycomb structure being evaluated to determine the percentage of the value obtained by dividing the pressure loss P 0 of the honeycomb structure to be compared . That is, the pressure loss reduction rate (%) was calculated by the following equation (1). In addition, in the honeycomb structures of Examples 1 to 3, 7 to 11 and Comparative Examples 2 to 4, the honeycomb structure of Comparative Example 1 is an evaluation target. In the honeycomb structure of Example 4, the honeycomb structure of Comparative Example 5 is an evaluation target. In the honeycomb structure of Example 5, the honeycomb structure of Comparative Example 6 is an evaluation target. In the honeycomb structure of Example 6, the honeycomb structure of Comparative Example 7 is an evaluation target. The pressure loss reduction rate (%) is determined to be acceptable when a pressure loss reduction of 5% or more is confirmed.
Reduction rate of pressure loss (%) = {(P 0 −P 1 ) / P 0 × 100} (1)
[破壊試験の評価]
まず、ハニカム構造体の流出端面から130mmの範囲を、三菱樹脂社製のMAFTEC(商品名)によって把持した。このようにして流出端面を把持したハニカム構造体に、振動数100Hz、加速度30Gの振動を与えながら、プロパンバーナーで加熱した空気を流し、100時間試験した(加熱加振(ホットバイブレーション)試験)。加熱加振(ホットバイブレーション)試験における加熱された空気を流す条件は、流量2Nm3/min、温度150−800℃(1サイクル20分)の条件とした。加熱加振試験後、ハニカム構造体の隔壁に破損が生じているか否について、目視によって確認した。ハニカム構造体の隔壁に、破損が確認されない場合を、「OK(合格)」とした。ハニカム構造体の隔壁に、破損が確認された場合を、「NG(不合格)」とした。
[Evaluation of destructive testing]
First, a range of 130 mm from the outflow end face of the honeycomb structure was gripped by MAFTEC (trade name) manufactured by Mitsubishi Plastics. In this way, air heated by a propane burner was supplied to the honeycomb structure holding the outflow end face while applying vibration with a frequency of 100 Hz and an acceleration of 30 G, and the test was conducted for 100 hours (heating vibration (hot vibration) test). The conditions for flowing heated air in the heating vibration (hot vibration) test were a flow rate of 2 Nm 3 / min and a temperature of 150 to 800 ° C. (one cycle of 20 minutes). After the heating vibration test, whether or not the partition walls of the honeycomb structure were damaged was visually confirmed. The case where no damage was confirmed in the partition walls of the honeycomb structure was determined as “OK (passed)”. The case where damage was confirmed in the partition walls of the honeycomb structure was determined as “NG (failed)”.
(実施例2〜6、比較例1〜7)
「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」、「流入側隔壁の厚さAin(mm)」、「流入側隔壁の適用長さの比(%)」、及び「ハニカム構造体の全長L」を、表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法でハニカム構造体を作製した。なお、比較例1,5〜7については、隔壁に対して研削加工を行わず、ハニカム構造体の流入端面から流出端面までの全域において、隔壁の厚さが一定の厚さのハニカム構造体を作製した。
(Examples 2-6, Comparative Examples 1-7)
“Thickness of partition wall A out (mm) at the outflow end face”, “Thickness of inflow side partition wall A in (mm)”, “Ratio of application length of inflow side partition wall (%)”, “ A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the “full length L” was changed as shown in Table 1. In Comparative Examples 1 to 5-7, a honeycomb structure having a constant partition wall thickness was formed in the entire area from the inflow end surface to the outflow end surface of the honeycomb structure without grinding the partition walls. Produced.
実施例2〜6及び比較例2〜4のハニカム構造体について、実施例1と同様の方法で圧力損失の低減率(%)を求めた。また、実施例2〜6及び比較例2〜4のハニカム構造体について、実施例1と同様の方法で破壊試験の評価を行った。結果を、表1に示す。 About the honeycomb structure of Examples 2-6 and Comparative Examples 2-4, the reduction rate (%) of the pressure loss was calculated | required by the method similar to Example 1. FIG. In addition, the honeycomb structures of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 2 to 4 were evaluated for the destructive test in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例7)
実施例7においては、流入側隔壁が配設される部分の隔壁に、酸を塗布し、隔壁を部分的に侵食させて、流入側隔壁の厚さを薄くすることによってハニカム構造体を作製した。上述した流入側隔壁の厚さを薄くする方法以外について、ハニカム構造体の前駆体の作製方法は、実施例1と同様の方法である。実施例7のハニカム構造体における、「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」、「流入側隔壁の厚さAin(mm)」、「Aout−Ain(mm)」、「流入側隔壁の適用長さの比」、「ハニカム構造体の全長L」、及び「流入側隔壁の適用長さLin(mm)」を、表1に示す。
(Example 7)
In Example 7, a honeycomb structure was manufactured by applying acid to the partition wall where the inflow side partition wall is disposed, partially eroding the partition wall, and reducing the thickness of the inflow side partition wall. . Except for the above-described method for reducing the thickness of the inflow-side partition wall, the method for manufacturing the precursor of the honeycomb structure is the same as that in Example 1. In the honeycomb structure of Example 7, “the partition wall thickness A out (mm) at the outflow end face”, “the inflow side partition wall thickness A in (mm)”, “A out −A in (mm)”, “ Table 1 shows the ratio of the applied length of the inflow side partition walls, the “total length L of the honeycomb structure”, and the “applied length L in (mm) of the inflow side partition walls”.
(実施例8)
実施例8においては、ハニカム成形体を、押出成形によって作製した後、流入側隔壁が配設される部分を伸長させて、流入側隔壁の厚さを薄くすることによってハニカム構造体を作製した。上述した流入側隔壁の厚さを薄くする方法以外について、ハニカム成形体及びハニカム構造体の前駆体の作製方法は、実施例1と同様の方法である。実施例8のハニカム構造体における、「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」、「流入側隔壁の厚さAin(mm)」、「Aout−Ain(mm)」、「流入側隔壁の適用長さの比」、「ハニカム構造体の全長L」、及び「流入側隔壁の適用長さLin(mm)」を、表1に示す。
(Example 8)
In Example 8, a honeycomb formed body was manufactured by extrusion molding, and then a portion where the inflow side partition wall was disposed was extended to reduce the thickness of the inflow side partition wall, thereby manufacturing a honeycomb structure. Except for the method of reducing the thickness of the inflow side partition wall described above, the method for manufacturing the honeycomb formed body and the precursor of the honeycomb structure is the same method as in Example 1. In the honeycomb structure of Example 8, “the partition wall thickness A out (mm) at the outflow end face”, “the inflow side partition wall thickness A in (mm)”, “A out −A in (mm)”, “ Table 1 shows the ratio of the applied length of the inflow side partition walls, the “total length L of the honeycomb structure”, and the “applied length L in (mm) of the inflow side partition walls”.
(実施例9)
実施例9においては、流入側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、サンドブラストを施し、流入側隔壁の厚さを薄くすることによってハニカム構造体を作製した。上述した流入側隔壁の厚さを薄くする方法以外について、ハニカム構造体の前駆体の作製方法は、実施例1と同様の方法である。実施例9のハニカム構造体における、「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」、「流入側隔壁の厚さAin(mm)」、「Aout−Ain(mm)」、「流入側隔壁の適用長さの比」、「ハニカム構造体の全長L」、及び「流入側隔壁の適用長さLin(mm)」を、表1に示す。
Example 9
In Example 9, the honeycomb structure was manufactured by sandblasting the surface of the partition wall where the inflow side partition wall is disposed to reduce the thickness of the inflow side partition wall. Except for the above-described method for reducing the thickness of the inflow-side partition wall, the method for manufacturing the precursor of the honeycomb structure is the same as that in Example 1. In the honeycomb structure of Example 9, “partition wall thickness A out (mm)”, “inflow side partition wall thickness A in (mm)”, “A out −A in (mm)”, “ Table 1 shows the ratio of the applied length of the inflow side partition walls, the “total length L of the honeycomb structure”, and the “applied length L in (mm) of the inflow side partition walls”.
(実施例10〜12)
実施例10〜12においては、流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、隔壁と同じ材料のセラミック膜を配設させて、流出側隔壁の厚さを厚くすることによってハニカム構造体を作製した。すなわち、実施例10〜12においては、流入側隔壁の厚さを相対的に薄くすることによってハニカム構造体を作製した。セラミック膜は、コージェライト原料などによって調製したセラミックスラリーを、流出側隔壁が配設される部分に塗工して作製した。上述したセラミックスラリーを塗工して流出側隔壁の厚さを厚くする方法以外について、ハニカム構造体の前駆体の作製方法は、実施例1と同様の方法である。実施例10〜12のハニカム構造体における、「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」、「流入側隔壁の厚さAin(mm)」、「Aout−Ain(mm)」、「流入側隔壁の適用長さの比」、「ハニカム構造体の全長L」、及び「流入側隔壁の適用長さLin(mm)」を、表1に示す。実施例10〜12では、セラミック膜の原料となる原料微粒子の供給量を調整して、「流入側隔壁の適用長さの比(%)」を調節した。
(Examples 10 to 12)
In Examples 10 to 12, the honeycomb structure is obtained by disposing a ceramic film made of the same material as the partition wall on the surface of the partition wall where the outflow side partition wall is disposed, thereby increasing the thickness of the outflow side partition wall. Was made. That is, in Examples 10 to 12, honeycomb structures were manufactured by relatively reducing the thickness of the inflow side partition walls. The ceramic film was prepared by applying a ceramic slurry prepared from a cordierite raw material or the like to a portion where the outflow side partition wall is disposed. Except for the method of applying the ceramic slurry and increasing the thickness of the outflow side partition wall, the method for producing the honeycomb structure precursor is the same as that of Example 1. In the honeycomb structures of Examples 10 to 12, “thickness of partition wall A out (mm)”, “thickness of partition wall A in (mm)”, “A out −A in (mm)” Table 1 shows “the ratio of the applied length of the inflow side partition walls”, “the total length L of the honeycomb structure”, and “the applied length L in (mm) of the inflow side partition walls”. In Examples 10 to 12, the supply ratio of the raw material fine particles serving as the raw material of the ceramic film was adjusted to adjust the “applied length ratio (%) of inflow side partition wall”.
(実施例13〜15)
実施例13〜15においては、流出側隔壁が配設される部分の隔壁の表面に、触媒を担持させて、流出側隔壁の厚さを厚くすることによってハニカム構造体を作製した。すなわち、実施例13〜15においては、流入側隔壁の厚さを相対的に薄くすることによってハニカム構造体を作製した。触媒は、ゼオライトなどによって調製した触媒スラリーを、流出側隔壁が配設される部分に塗工することによって担持した。上述した触媒を担持させて流出側隔壁の厚さを厚くする方法以外について、ハニカム構造体の前駆体の作製方法は、実施例1と同様の方法である。実施例13〜15のハニカム構造体における、「流出端面における隔壁の厚さAout(mm)」、「流入側隔壁の厚さAin(mm)」、「Aout−Ain(mm)」、「流入側隔壁の適用長さの比」、「ハニカム構造体の全長L」、及び「流入側隔壁の適用長さLin(mm)」を、表1に示す。実施例13〜15では、触媒スラリーの塗工範囲を調整して、「流入側隔壁の適用長さの比(%)」を調節した。
(Examples 13 to 15)
In Examples 13 to 15, a honeycomb structure was produced by increasing the thickness of the outflow side partition by supporting the catalyst on the surface of the partition where the outflow side partition was disposed. That is, in Examples 13 to 15, honeycomb structures were manufactured by relatively reducing the thickness of the inflow side partition walls. The catalyst was supported by coating a catalyst slurry prepared from zeolite or the like on a portion where the outflow side partition wall was disposed. Except for the above-described method of supporting the catalyst and increasing the thickness of the outflow side partition wall, the method for manufacturing the precursor of the honeycomb structure is the same as in Example 1. In the honeycomb structures of Examples 13 to 15, “partition wall thickness A out (mm)”, “inflow side partition wall thickness A in (mm)”, “A out −A in (mm)”. Table 1 shows “the ratio of the applied length of the inflow side partition walls”, “the total length L of the honeycomb structure”, and “the applied length L in (mm) of the inflow side partition walls”. In Examples 13 to 15, the application range of the catalyst slurry was adjusted to adjust the “applied length ratio (%) of inflow side partition wall”.
実施例7〜15のハニカム構造体について、実施例1と同様の方法で圧力損失の低減率(%)を求めた。また、実施例7〜15のハニカム構造体について、実施例1と同様の方法で破壊試験の評価を行った。結果を、表1に示す。 For the honeycomb structures of Examples 7 to 15, the reduction rate (%) of the pressure loss was determined in the same manner as in Example 1. In addition, the honeycomb structures of Examples 7 to 15 were evaluated for destructive tests in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(結果)
実施例1〜15のハニカム構造体は、圧力損失の低減率(%)が5%以上であり、圧力損失の低減が十分に図られているものであった。また、実施例1〜15のハニカム構造体は、破壊試験の評価が全て「OK」であり、耐久性に優れたものであった。一方で、比較例2,4のハニカム構造体は、圧力損失の低減率(%)が4%であり、圧力損失の低減が十分に図られていないものであった。比較例3のハニカム構造体は、破壊試験の評価が「NG」であり、耐久性が低いものであった。
(result)
In the honeycomb structures of Examples 1 to 15, the pressure loss reduction rate (%) was 5% or more, and the pressure loss was sufficiently reduced. In addition, the honeycomb structures of Examples 1 to 15 were all evaluated as “OK” in the destructive test and excellent in durability. On the other hand, in the honeycomb structures of Comparative Examples 2 and 4, the pressure loss reduction rate (%) was 4%, and the pressure loss was not sufficiently reduced. The honeycomb structure of Comparative Example 3 was evaluated as “NG” in the destructive test, and the durability was low.
本発明のハニカム構造体は、排ガス浄化をする触媒を担持させるための触媒担体として用いることができる。また、本発明のハニカム構造体は、排ガス浄化をするためのフィルタに用いることができる。 The honeycomb structure of the present invention can be used as a catalyst carrier for supporting a catalyst for purifying exhaust gas. Moreover, the honeycomb structure of the present invention can be used for a filter for purifying exhaust gas.
1,31:隔壁、1a,31a:隔壁(流入側隔壁)、1b,31b:隔壁(流出側隔壁)、2,32:セル、3,33:外周壁、10,40ハニカム構造部、11,41:流入端面、12,42:流出端面、45:隔壁基材、46:触媒、47:目封止部、100,200,300:ハニカム構造体、Ain,Bin:隔壁の厚さ(流入側隔壁の厚さ)、Aout,Bout:隔壁の厚さ(流出側隔壁の厚さ)、L1,L2:ハニカム構造部の全長、L1in,L2in:ハニカム構造部の流入端面からの長さ、L1out,L2out:ハニカム構造部の流出端面からの長さ。 1, 31: partition wall, 1a, 31a: partition wall (inflow side partition wall), 1b, 31b: partition wall (outflow side partition wall), 2, 32: cell, 3, 33: outer peripheral wall, 10, 40 honeycomb structure part, 11, 41: inflow end surface, 12, 42: outflow end surface, 45: partition wall substrate, 46: catalyst, 47: plugging portion, 100, 200, 300: honeycomb structure, A in , B in : partition wall thickness ( the thickness of the inflow-side partition wall), a out, B out: the thickness of the partition wall (the thickness of the outflow-side partition wall), L1, L2: entire length of the honeycomb structure section, L1 in, L2 in: from the inflow end surface of the honeycomb structure section , L1 out , L2 out : Length from the outflow end face of the honeycomb structure part.
Claims (6)
前記ハニカム構造部の前記流入端面から、前記ハニカム構造部の全長の少なくとも5%以上且つ50%以下までの範囲における前記隔壁の厚さAinが、前記ハニカム構造部の前記流出端面における前記隔壁の厚さAoutと比較して、0.051mm以上薄い、ハニカム構造体。 A tubular honeycomb structure having partition walls that define a plurality of cells extending from an inflow end surface to an outflow end surface that serves as a fluid flow path,
The partition wall thickness A in in the range from the inflow end surface of the honeycomb structure portion to at least 5% and 50% or less of the total length of the honeycomb structure portion is equal to the partition wall thickness at the outflow end surface of the honeycomb structure portion. A honeycomb structure which is thinner than the thickness A out by 0.051 mm or more.
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