JP5242341B2 - Honeycomb structure and honeycomb catalyst body - Google Patents

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本発明は、ハニカム構造体及び触媒体に関する。更に詳しくは、触媒を担持することにより、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)の有害物質を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することが可能なハニカム構造体、及びこのハニカム構造体に触媒が担持されたハニカム触媒体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure and a catalyst body. More specifically, by supporting the catalyst, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) contained in exhaust gas discharged from automobiles, construction machinery, industrial stationary engines, and combustion equipment, etc. A honeycomb structure capable of efficiently purifying harmful substances of nitrogen oxide (NO x ) and effectively suppressing an increase in pressure loss, and a catalyst supported on the honeycomb structure The present invention relates to a honeycomb catalyst body.

現在、各種エンジン等から排出される排気ガスを浄化するために、ハニカム構造体に触媒を担持したハニカム触媒体が用いられている(例えば、特許文献1参照)。このようなハニカム触媒体は、流入側の端面から各セルに流体(排気ガス)を流入させ、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)等の有害物質を触媒により浄化するものである。 Currently, a honeycomb catalyst body in which a catalyst is supported on a honeycomb structure is used to purify exhaust gas discharged from various engines or the like (see, for example, Patent Document 1). In such a honeycomb catalyst body, fluid (exhaust gas) flows into each cell from the end face on the inflow side, and carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NO X ) contained in the exhaust gas. And other harmful substances are purified with a catalyst.

従来、このようなハニカム触媒体に使用されるハニカム構造体は、排気ガスの浄化性能を高めるために、セル密度を高め、触媒が担持される幾何学的面積を大きくし、排ガスと触媒との接触効率を高めるように作製されていた。   Conventionally, a honeycomb structure used for such a honeycomb catalyst body increases the cell density, increases the geometric area on which the catalyst is supported, and improves the exhaust gas purification performance. It was made to increase the contact efficiency.

特開平07−00766号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-00766

しかしながら、従来のハニカム構造体及びハニカム触媒体においては、浄化性能を向上させるためにハニカム構造体のセル密度を大きくすると、排気ガスがセル内を通過する際の圧力損失が増大してしまう。一方、ハニカム構造体の隔壁を薄壁化して圧力損失の増加を抑制しようとすると、排気ガスと触媒との接触効率が低下して、排気ガスの浄化性能が低下してしまう。   However, in the conventional honeycomb structure and honeycomb catalyst body, if the cell density of the honeycomb structure is increased in order to improve the purification performance, the pressure loss when the exhaust gas passes through the cell increases. On the other hand, if it is intended to suppress the increase in pressure loss by thinning the partition walls of the honeycomb structure, the contact efficiency between the exhaust gas and the catalyst is lowered, and the exhaust gas purification performance is lowered.

このように、従来のハニカム構造体及びハニカム触媒体においては、浄化性能を向上させることと、圧力損失を低減させることとは、二律背反の関係にあり、両者を両立させることは極めて困難であるという問題があった。   Thus, in the conventional honeycomb structure and honeycomb catalyst body, there is a tradeoff between improving the purification performance and reducing the pressure loss, and it is extremely difficult to achieve both. There was a problem.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、触媒を担持することにより、排気ガスに含まれる有害物質を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することが可能なハニカム構造体、及びこのハニカム構造体に触媒が担持されたハニカム触媒体を提供するものである。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and by carrying a catalyst, it is possible to efficiently purify harmful substances contained in exhaust gas, and pressure loss Is provided, and a honeycomb catalyst body in which a catalyst is supported on the honeycomb structure is provided.

上述の課題を解決するため、本発明は、以下のハニカム構造体及びハニカム触媒体を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following honeycomb structure and honeycomb catalyst body.

[1] 多孔質の隔壁を有し、前記隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数の四角形セルが区画形成された柱状のハニカム構造部を備え、前記隔壁は、気孔率が50〜80%であり、且つ平均細孔径が13〜70μmであり、前記複数のセルは、前記流入側の端面から前記流出側の端面にかけて前記セルの流路方向に垂直な断面の面積が一定の大きさに形成された第一のセルと、前記流出側の端面側の端部の開口部内に、その前記開口部の一部を塞ぐように目封止部材が配設された第二のセルとからなり、前記ハニカム構造部の流出側端部の、前記隔壁が交差する部分である交差部の配置される位置に相当する位置の中の少なくとも一部に、交差部が切り欠かれて取り除かれるように形成された切り欠き部を有し、前記切り欠き部の、セルの流路方向の長さをL1とし、セルの流路方向に直交する断面における一方の切り欠かれた隔壁の切り欠き長さをt1、他方の切り欠かれた隔壁の切り欠き長さをt2とし、前記目封止部のセルの流路方向の長さをL2としたときの、式1:(L1−L2)×(t1+t2)/2で示される切り欠き大きさをW1とし、ハニカム構造部の流出側の端面におけるセル面積の合計をP2としたときに、切り欠き大きさW1の切り欠き部全体の合計W2が、セル面積の合計P2の25〜50%であり、L1がL2より長いハニカム構造体。 [1] A columnar honeycomb structure part having a porous partition wall, in which a plurality of square cells serving as a fluid flow path penetrating from the end surface on the inflow side to the end surface on the outflow side are formed by the partition wall, The partition wall has a porosity of 50 to 80% and an average pore diameter of 13 to 70 μm, and the plurality of cells extend from the inflow side end surface to the outflow side end surface in the flow path direction of the cells. A plugging member is provided so as to block a part of the first cell in which the area of the vertical cross section is formed to be a constant size and the opening at the end on the outflow side end face side. Comprising at least a part of the position corresponding to the position where the intersecting portion, which is the portion where the partition walls intersect, of the outflow side end portion of the honeycomb structure portion. Notches formed so that intersections are cut away and removed The length of the cutout portion in the cell flow path direction is L1, the cutout length of one cut-out partition wall in the cross section perpendicular to the cell flow path direction is t1, and the other Formula 1: (L1−L2) × (t1 + t2) / 2 where the notch length of the notched partition wall is t2, and the length of the plugged portion in the cell flow path direction is L2. When the notch size shown is W1 and the total cell area on the outflow side end face of the honeycomb structure portion is P2, the total notch portion W2 having the notch size W1 is the total cell area P2. 25 was 50%, the long honeycomb structure from L1 is L2 of.

[2] 前記ハニカム構造部の流出側の端面における一のセルの面積をP1としたときに、前記切り欠き大きさW1が、セル面積P1の2〜50%である[1]に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb according to [1], wherein the notch size W1 is 2 to 50% of the cell area P1 when the area of one cell on the outflow side end face of the honeycomb structure portion is P1. Structure.

[3] 前記切り欠き部の、セルの流路方向の長さL1から、前記目封止部のセルの流路方向の長さL2を差し引いた値の下限値が1mmであり、上限値が30mm又はハニカム構造部のセルの延びる方向の全長の1/2のいずれか短い方の長さである[1]又は[2]に記載のハニカム構造体。 [3] The lower limit value of the value obtained by subtracting the length L2 of the plugging portion in the cell flow direction from the length L1 of the cell in the flow channel direction is 1 mm, and the upper limit value is The honeycomb structure according to [1] or [2], which is 30 mm or 1/2 of the total length in the cell extending direction of the honeycomb structure portion, whichever is shorter.

[4] 前記隔壁の切り欠き長さt1及びt2が、隔壁厚さTの100〜200%である[1]〜[3]のいず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 the cutout lengths t1 and t2 of the partition walls are 100 to 200% of the partition wall thickness T.

[5] [1]〜[4]のいずれかに記載のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の前記隔壁の細孔の内表面に担持されるとともに、隔壁表面に担持された触媒と、を備え、触媒担持量が100〜250g/Lであるハニカム触媒体。 [5] The honeycomb structure according to any one of [1] to [4], and a catalyst supported on the inner surface of the pores of the partition walls of the honeycomb structure and the catalyst supported on the surface of the partition walls. A honeycomb catalyst body having a catalyst loading of 100 to 250 g / L.

本発明のハニカム構造体及びハニカム触媒体は、特定の気孔率及び平均細孔径の多孔質の隔壁を有するハニカム構造部を備えたハニカム構造体において、ハニカム構造部の流出側端部において、市松模様状に目封止部が形成されるとともに、隔壁の交差部が配置される位置に相当する位置に切り欠き部が形成されているため、目封止部の存在により、目封止部が形成されているセルに流入した流体の一部を隔壁を透過させて隣接する目封止部を有さないセルの内部に積極的に流出させて浄化効率を向上させることができ、更に、切り欠き部が形成されていることにより、目封止部が形成されたセルが、流出側の端部において完全に封止された状態ではなく、切り欠き部を通じて外部に流体を流出させることができるようになっているため、圧力損失の増大を有効に抑制し、又は圧力損失を低減することができる。このように、本発明のハニカム構造体及びハニカム触媒体によれば、目封止部及び切り欠き部を有するため、排気ガスに含まれる有害物質を効率的に浄化することができるとともに、圧力損失の増大を有効に抑制し、又は圧力損失を低減することができる。   The honeycomb structure and the honeycomb catalyst body of the present invention are a honeycomb structure including a honeycomb structure portion having porous partition walls having a specific porosity and average pore diameter, and a checkered pattern is formed at an end portion on the outflow side of the honeycomb structure portion. The plugged portion is formed in the shape and the notched portion is formed at a position corresponding to the position where the intersection of the partition walls is arranged, so the plugged portion is formed due to the presence of the plugged portion. A part of the fluid that has flowed into the cell is permeated through the partition wall and actively discharged into the cell without the adjacent plugging portion, so that the purification efficiency can be improved. By forming the portion, the cell in which the plugged portion is formed is not completely sealed at the end portion on the outflow side, and the fluid can flow out to the outside through the notch portion. Because the pressure is It is possible to effectively suppress an increase in loss, or to reduce the pressure loss. As described above, according to the honeycomb structure and the honeycomb catalyst body of the present invention, since the plug structure and the cutout portion are provided, it is possible to efficiently purify harmful substances contained in the exhaust gas, and to reduce pressure loss. Can be effectively suppressed, or pressure loss can be reduced.

即ち、本発明のハニカム構造体及びハニカム触媒体は、排気ガスの浄化効率を向上と、圧力損失の増加の抑制という、従来の技術では両立困難であった問題を同時に解決することができる。   That is, the honeycomb structure and the honeycomb catalyst body of the present invention can simultaneously solve the problems that are difficult to achieve with the conventional techniques, such as improving the purification efficiency of exhaust gas and suppressing the increase in pressure loss.

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to the following embodiment, and is within the scope of the gist of the present invention. Based on this knowledge, it should be understood that design changes, improvements, etc. can be made as appropriate.

[1]ハニカム構造体:
図1〜図4に示すように、本実施形態のハニカム構造体100は、多孔質の隔壁1を有し、隔壁1によって流入側の端面2から流出側の端面3まで貫通する、流体の流路となる複数の四角形セル4が区画形成された柱状のハニカム構造部5を備え、隔壁1は、気孔率が50〜80%であり、且つ平均細孔径が13〜70μmであり、複数のセル4の流出側端部に、ハニカム構造部5の流出側端面3に市松模様を形成するように、交互に目封止部6が形成され、セル4の流入側端部は全て開放され、ハニカム構造部5の流出側端部の、隔壁1が交差する部分である交差部7の配置される位置に相当する位置の中の少なくとも一部に、交差部7が切り欠かれて取り除かれるように形成された切り欠き部9を有するものである。尚、複数のセルは、流入側の端面から流出側の端面にかけてセルの流路方向に垂直な断面の面積が一定の大きさに形成された第一のセルと、流出側の端面側の端部の開口部内に、その開口部の一部を塞ぐように目封止部材が配設された第2のセルとからなるものであればよい。そして、本実施形態のハニカム構造体100は、切り欠き部9の、セル4の流路方向の長さをL1とし、セル4の流路方向に直交する断面における一方の切り欠かれた隔壁1の切り欠き長さをt1、他方の切り欠かれた隔壁1の切り欠き長さをt2とし、目封止部6のセル4の流路方向の長さをL2としたときの、式1:(L1−L2)×(t1+t2)/2で示される切り欠き大きさをW1とし、ハニカム構造部5の流出側の端面3におけるセル面積の合計をP2としたときに、切り欠き大きさW1の切り欠き部9全体の合計W2が、セル面積の合計P2の2〜50%であり、L1がL2より長いものである。セル面積の合計P2は、セルの断面積の総和である。セルの断面積とは、セルの流路部分の断面積であり、隔壁部分は除かれる。前記複数のセルは、前記流入側の端面から前記流出側の端面にかけて前記セルの流路方向に垂直な断面の面積が一定の大きさに形成された第一のセルと、前記流出側の端面側の端部の開口部内に、その前記開口部の一部を塞ぐように目封じ材が配設された第二のセルとからなる。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り、図2は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、流出側端面の一部を模式的に示す平面図である。そして、図3は、図2のA−A’断面を示す模式図であり、図4は、図2のB−B’断面を示す模式図である。
[1] Honeycomb structure:
As shown in FIGS. 1 to 4, the honeycomb structure 100 of the present embodiment has a porous partition wall 1, and a fluid flow that penetrates from the inflow side end surface 2 to the outflow side end surface 3 by the partition wall 1. A columnar honeycomb structure 5 having a plurality of quadrangular cells 4 to form a path is provided. The partition wall 1 has a porosity of 50 to 80% and an average pore diameter of 13 to 70 μm. 4, the plugging portions 6 are alternately formed so as to form a checkered pattern on the outflow side end surface 3 of the honeycomb structure portion 5, and the inflow side end portions of the cells 4 are all opened. The crossing portion 7 is cut out and removed at at least a part of the position corresponding to the position where the crossing portion 7, which is the portion where the partition wall 1 crosses, at the end portion on the outflow side of the structure portion 5. The cutout portion 9 is formed. The plurality of cells include a first cell having a cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the cell from the end surface on the inflow side to the end surface on the outflow side, and an end on the end surface side on the outflow side. What is necessary is just to consist of the 2nd cell by which the plugging member was arrange | positioned so that a part of opening part might be plugged in the opening part of a part. In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the length of the notch 9 in the flow direction of the cell 4 is L1, and one notched partition wall 1 in a cross section orthogonal to the flow direction of the cell 4 is provided. Where the notch length of t1 is the notch length of the other notched partition wall 1 and t2 is the notch length of the partition wall 1 and the length of the plugged portion 6 in the flow direction of the cell 4 is L2. When the notch size indicated by (L1−L2) × (t1 + t2) / 2 is W1, and the total cell area on the end surface 3 on the outflow side of the honeycomb structure portion 5 is P2, the notch size W1 The total W2 of the entire cutout portion 9 is 2 to 50% of the total cell area P2, and L1 is longer than L2. The total cell area P2 is the sum of the cross-sectional areas of the cells. The cross-sectional area of the cell is the cross-sectional area of the flow path portion of the cell, and the partition wall portion is excluded. The plurality of cells include a first cell having a cross-sectional area perpendicular to the cell flow path direction from the inflow side end surface to the outflow side end surface, and the outflow side end surface. And a second cell in which a plugging material is disposed so as to close a part of the opening in the opening at the end on the side. Here, FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the honeycomb structure of the present invention, and FIG. 2 is one of the outflow side end faces of the one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. It is a top view which shows a part typically. FIG. 3 is a schematic diagram showing the AA ′ cross section of FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic diagram showing the BB ′ cross section of FIG. 2.

本実施形態のハニカム構造体100は、各種エンジン等から排出される排気ガスを浄化するためのハニカム触媒体の触媒担体として好適に用いることができる。より具体的には、例えば、上記隔壁の細孔の内表面、及び隔壁表面に触媒を担持してハニカム触媒体を製造し、得られたハニカム触媒体を排気ガスの排気系内部に配置し、その流入側の端面から各セルに流体(排気ガス)を流入させ、流入した排気ガスを、隔壁を透過させることによって、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)等の有害物質を触媒により浄化するものである。 The honeycomb structure 100 of the present embodiment can be suitably used as a catalyst carrier of a honeycomb catalyst body for purifying exhaust gas discharged from various engines or the like. More specifically, for example, a honeycomb catalyst body is produced by supporting a catalyst on the inner surface of the pores of the partition walls and the partition surface, and the obtained honeycomb catalyst body is disposed inside the exhaust gas exhaust system, A fluid (exhaust gas) flows into each cell from the end surface on the inflow side, and the inflowed exhaust gas permeates through the partition wall, thereby allowing carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NO X). ) And other harmful substances are purified with a catalyst.

本実施形態のハニカム構造体100は、隔壁1が、気孔率50〜80%、平均細孔径13〜70μmであり、従来のハニカム触媒体に使用されるハニカム構造体と比較して、気孔率が高く、且つ平均細孔径が大きな多孔質体によって隔壁1が形成されている。このため、ハニカム構造体に触媒を担持してハニカム触媒体として用いた場合に、圧力損失の増加を有効に抑制することができる。   In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the partition walls 1 have a porosity of 50 to 80% and an average pore diameter of 13 to 70 μm, and the porosity is higher than that of the honeycomb structure used in the conventional honeycomb catalyst body. The partition wall 1 is formed of a porous body that is high and has a large average pore diameter. For this reason, when a catalyst is supported on a honeycomb structure and used as a honeycomb catalyst body, an increase in pressure loss can be effectively suppressed.

なお、本明細書において、「気孔率」とは、水銀ポロシメータ(水銀圧入法)によって測定した値のことをいう。また、「平均細孔径」とは、水銀ポロシメータ(水銀圧入法)によって測定されたもので、多孔質基材(即ち、隔壁)に圧入された水銀の累積容量が、多孔質基材の全細孔容積の50%となった際の圧力から算出された細孔径のことをいう。   In this specification, “porosity” refers to a value measured by a mercury porosimeter (mercury intrusion method). The “average pore diameter” is measured by a mercury porosimeter (mercury intrusion method), and the cumulative volume of mercury injected into the porous substrate (ie, the partition wall) is the total fineness of the porous substrate. The pore diameter calculated from the pressure when the pore volume is 50%.

更に、本実施形態のハニカム構造体100は、複数のセル4の流出側端部に、ハニカム構造部5の流出側端面3に市松模様を形成するように、交互に目封止部6が形成され、セル4の流入側端部は全て開放され、ハニカム構造部5の流出側端部の、隔壁1が交差する部分である交差部7が配置される位置に相当する位置8の少なくとも一部に、交差する2つの隔壁1,1が切り欠かれて交差部7が取り除かれるように形成された切り欠き部9を有するものであり、切り欠き部が上記所定の大きさであるため、目封止部の存在により、目封止部が形成されているセルに流入した流体の一部を隔壁を透過させて隣接する目封止部を有さないセルの内部に積極的に流出させて浄化効率を向上させることができ、更に、切り欠き部が形成されていることにより、目封止部が形成されたセルが、流出側の端部において完全に封止された状態ではなく、切り欠き部を通じて外部に流体を流出させることができるようになっているため、圧力損失の増大を有効に抑制し、又は圧力損失を低減することができる。   Furthermore, in the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the plugging portions 6 are alternately formed so as to form a checkered pattern on the outflow side end surface 3 of the honeycomb structure portion 5 at the outflow side end portions of the plurality of cells 4. And at least a part of the position 8 corresponding to the position where the intersecting portion 7, which is the portion where the partition walls 1 intersect, is disposed at the outflow side end of the honeycomb structure portion 5. In addition, the two partition walls 1 and 1 that intersect are notched and the notch 9 is formed so that the intersecting part 7 is removed, and the notch has the predetermined size. Due to the presence of the sealing portion, a part of the fluid that has flowed into the cell in which the plugging portion is formed is allowed to permeate through the partition wall and actively flow out into the cell without the adjacent plugging portion. The purification efficiency can be improved, and the notch is formed. Therefore, the cell in which the plugged portion is formed is not completely sealed at the end portion on the outflow side, but can flow the fluid to the outside through the notch portion. The increase in loss can be effectively suppressed, or the pressure loss can be reduced.

本実施形態のハニカム構造体100は、多孔質の隔壁1を有し、この隔壁1によって流入側の端面2から流出側の端面3まで貫通する、流体の流路となる複数のセル4が区画形成された柱状のハニカム構造部5を備えている。なお、本実施形態のハニカム構造体100を構成するハニカム構造部5は、セル4を区画形成する隔壁1の外周を囲むように配設された外周壁10を有している。   The honeycomb structure 100 of the present embodiment has a porous partition wall 1, and a plurality of cells 4 serving as fluid flow paths that penetrate from the end surface 2 on the inflow side to the end surface 3 on the outflow side are partitioned by the partition wall 1. The formed columnar honeycomb structure 5 is provided. Note that the honeycomb structure portion 5 constituting the honeycomb structure 100 of the present embodiment includes an outer peripheral wall 10 disposed so as to surround the outer periphery of the partition wall 1 that defines the cells 4.

上述したように、この隔壁は、気孔率が50〜80%であり、且つ平均細孔径が13〜70μmであるが、隔壁の気孔率の下限は60%以上であることが好ましく、65%以上であることが更に好ましく、また、上限は80%以下であることが好ましく、75%以下であることが更に好ましい。このように構成することによって、排気ガスの浄化効率を良好に向上させることができるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制し、更には圧力損失を低減することも可能となる。   As described above, this partition wall has a porosity of 50 to 80% and an average pore diameter of 13 to 70 μm, and the lower limit of the partition wall porosity is preferably 60% or more, and more than 65%. In addition, the upper limit is preferably 80% or less, and more preferably 75% or less. With this configuration, the exhaust gas purification efficiency can be improved satisfactorily, the increase in pressure loss can be effectively suppressed, and further the pressure loss can be reduced.

なお、隔壁の気孔率が50%未満であると、隔壁の気孔率が低すぎて、隔壁の細孔表面積が減少してしまい、浄化効率を向上する効果と、圧力損失の増加を抑制する効果との両立が不可能となる。特に、排気ガスの浄化効率が著しく低下してしまう。一方、隔壁の気孔率が80%を超えると、隔壁を透過する排気ガスの量(流量)が増大し排気ガスの浄化効率は向上するものの、ハニカム構造体の機械的強度が著しく低下することにより、破損等が生じ易く、触媒担体として使用することが困難になる。   In addition, when the porosity of the partition is less than 50%, the porosity of the partition is too low, the pore surface area of the partition is reduced, the effect of improving the purification efficiency, and the effect of suppressing the increase in pressure loss It becomes impossible to achieve both. In particular, the exhaust gas purification efficiency is significantly reduced. On the other hand, when the porosity of the partition walls exceeds 80%, the amount (flow rate) of the exhaust gas that permeates the partition walls increases and the exhaust gas purification efficiency is improved, but the mechanical strength of the honeycomb structure is significantly reduced. , Damage and the like are likely to occur, making it difficult to use as a catalyst carrier.

なお、従来、触媒担体として使用するハニカム構造体においては、機械的強度が著しく低下した場合に、貴金属を含む触媒を大量(過剰)に担持して、ハニカム触媒体の機械的強度を高めることが行われる場合があるが、上述した触媒に含まれる貴金属は、比較的高価なものが多く、触媒の使用量の増加に伴い、ハニカム触媒体の製造コストが増大してしまうという問題があった。本実施形態のハニカム構造体は、必要十分な触媒の担持量において、触媒担体としての使用に耐え得る機械的強度を有するものである。   Conventionally, in a honeycomb structure used as a catalyst carrier, when the mechanical strength is significantly reduced, a large amount (excess) of a catalyst containing a noble metal is supported to increase the mechanical strength of the honeycomb catalyst body. In some cases, the precious metals contained in the catalyst described above are relatively expensive, and there is a problem that the manufacturing cost of the honeycomb catalyst body increases with an increase in the amount of the catalyst used. The honeycomb structure of the present embodiment has a mechanical strength that can withstand use as a catalyst carrier in a necessary and sufficient amount of catalyst supported.

また、ハニカム構造体を構成するハニカム構造部の隔壁の平均細孔径は、13〜60μmであり、15〜50μmであることが好ましく、18〜40μmであることが更に好ましい。このように構成することによって、排気ガスの浄化効率を良好に向上させることができるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制し、更には圧力損失を低減することも可能となる。   Moreover, the average pore diameter of the partition walls of the honeycomb structure part constituting the honeycomb structure is 13 to 60 μm, preferably 15 to 50 μm, and more preferably 18 to 40 μm. With this configuration, the exhaust gas purification efficiency can be improved satisfactorily, the increase in pressure loss can be effectively suppressed, and further the pressure loss can be reduced.

隔壁の平均細孔径が13μm未満であると、隔壁の細孔の内表面に触媒を担持してハニカム触媒体として使用した場合に、上記細孔が閉塞し、細孔の内表面による排気ガスの浄化が行われなくなり、浄化効率が著しく低下してしまう。一方、隔壁の平均細孔径が70μmを超えると、隔壁の細孔の内表面総面積が低下し、排気ガスの浄化効率が低下してしまう。   When the average pore diameter of the partition walls is less than 13 μm, when the catalyst is supported on the inner surface of the partition wall pores and used as a honeycomb catalyst body, the pores are blocked, and the exhaust gas from the inner surface of the pores is blocked. Purification is not performed, and purification efficiency is significantly reduced. On the other hand, if the average pore diameter of the partition walls exceeds 70 μm, the total inner surface area of the partition wall pores decreases, and the exhaust gas purification efficiency decreases.

本実施形態のハニカム構造体のセル密度は、16〜93セル/cm(100〜600cpsi)であることが好ましく、42〜62セル/cm(300〜400psi)であることが更に好ましい。セル密度が16セル/cm未満であると、排気ガスとの接触効率が低下し、浄化効率が低下することがあり、セル密度が93セル/cm超であると、圧力損失が増大することがある。なお、「cpsi」は「cells per square inch」の略であり、1平方インチ当りのセル数を表す単位である。 Cell density of the honeycomb structure of the present embodiment is preferably from 16 to 93 cells / cm 2 (100~600cpsi), more preferably from 42-62 cells / cm 2 (300~400psi). When the cell density is less than 16 cells / cm 2 , the contact efficiency with the exhaust gas is lowered, and the purification efficiency may be lowered. When the cell density is more than 93 cells / cm 2 , the pressure loss is increased. Sometimes. “Cpsi” is an abbreviation for “cells per square inch”, and is a unit representing the number of cells per square inch.

また、隔壁の厚さは、80〜450μmであることが好ましく、230〜330μmであることが更に好ましい。隔壁の厚さが、80μm未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下することがあり、450μmを超えると、圧力損失が増大することがある。セル形状は、本願発明を実現できる限り特に制限されず、三角形、四角形、六角形、八角形―四角形の組み合わせ等、任意に選択し得るが、四角形が好ましい。   Moreover, it is preferable that the thickness of a partition is 80-450 micrometers, and it is still more preferable that it is 230-330 micrometers. If the partition wall thickness is less than 80 μm, the strength may be insufficient and thermal shock resistance may decrease, and if it exceeds 450 μm, pressure loss may increase. The cell shape is not particularly limited as long as the present invention can be realized, and may be arbitrarily selected from a triangle, a quadrangle, a hexagon, an octagon-rectangle combination, and the like, but a quadrangle is preferable.

本実施形態のハニカム構造体の、中心軸に垂直な断面の形状は、即ち、隔壁を囲うように配置された外周壁の形状は、特に限定されないが、例えば、円、楕円、長円、台形、三角形、四角形、六角形、その他の多角形、又は左右非対称な異形形状を挙げることができる。なかでも、円、楕円、長円が好ましい。   The shape of the cross section perpendicular to the central axis of the honeycomb structure of the present embodiment, that is, the shape of the outer peripheral wall arranged so as to surround the partition wall is not particularly limited, but for example, a circle, an ellipse, an ellipse, a trapezoid , Triangles, squares, hexagons, other polygons, or left-right asymmetrical shapes. Of these, a circle, an ellipse, and an ellipse are preferable.

本実施形態のハニカム構造体の隔壁を構成する材料としては、セラミックスを主成分とする材料を好適例として挙げることができる。セラミックスとしては、炭化珪素、コージェライト、チタン酸アルミニウム、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、若しくはシリカ、又はこれらを組み合わせたものを好適例として挙げることができる。特に、炭化珪素、コージェライト、ムライト、窒化珪素、アルミナ等のセラミックスが、耐アルカリ特性の観点から好適である。中でも、酸化物系のセラミックスは、コストが安い点でも好ましい。   As a material constituting the partition walls of the honeycomb structure of the present embodiment, a material mainly composed of ceramics can be given as a suitable example. Preferred examples of ceramics include silicon carbide, cordierite, aluminum titanate, sialon, mullite, silicon nitride, zirconium phosphate, zirconia, titania, alumina, silica, or a combination thereof. In particular, ceramics such as silicon carbide, cordierite, mullite, silicon nitride, and alumina are preferable from the viewpoint of alkali resistance. Among these, oxide-based ceramics are preferable because of their low cost.

なお、隔壁を囲うように配置された外周壁については、ハニカム構造部の成形時に、ハニカム構造部と一体的に形成させる成形一体壁であってもよいし、その外周に壁を有するハニカム構造部を成形した後、このハニカム構造部の外周の壁を研削して所定形状とし、セメント等で外周壁を形成するセメントコート壁であってもよい。このような外周壁は、例えば、上述した隔壁を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。   Note that the outer peripheral wall disposed so as to surround the partition walls may be a molded integrated wall that is formed integrally with the honeycomb structure portion at the time of forming the honeycomb structure portion, or a honeycomb structure portion having a wall on the outer periphery thereof. Alternatively, the outer peripheral wall of the honeycomb structure portion may be ground into a predetermined shape and the outer peripheral wall may be formed of cement or the like. Such an outer peripheral wall can be formed using the material similar to the material which comprises the partition mentioned above, for example.

また、本実施形態のハニカム構造体は、単独で使用してもよいし、例えば、複数の四角柱状のハニカム構造部をそれぞれの側面同士を貼り付けることにより接合して、接合型のハニカム構造体として使用してもよい。   Further, the honeycomb structure of the present embodiment may be used alone or, for example, a plurality of square pillar-shaped honeycomb structures may be bonded to each other by pasting the side surfaces thereof to form a bonded type honeycomb structure. May be used as

本実施形態のハニカム構造体においては、多孔質の隔壁によって、流入側の端面から流出側の端面まで貫通する複数のセルが区画形成されている。このセルは、流体、即ち、排気ガスの流路となり、流入側の端面から流入した排気ガスの一部を、そのセルを区画する隔壁を透過させて、隣接するセル内に流出させ、その際に、隔壁の細孔の内表面、及び隔壁表面に担持された触媒によって有害物質を浄化し、得られた浄化ガスを流出側の端面から排出することができるように構成されている。   In the honeycomb structure of the present embodiment, a plurality of cells penetrating from the end surface on the inflow side to the end surface on the outflow side are partitioned by the porous partition walls. This cell serves as a flow path for fluid, that is, exhaust gas, and a part of the exhaust gas flowing in from the end surface on the inflow side passes through the partition wall that partitions the cell and flows out into the adjacent cell. In addition, harmful substances are purified by the inner surface of the pores of the partition walls and the catalyst supported on the partition surface, and the resulting purified gas can be discharged from the end face on the outflow side.

本実施形態のハニカム構造体は、図1〜図4に示すように、複数のセル4の流出側端部に、ハニカム構造部5の流出側端面3に市松模様を形成するように、交互に目封止部6が形成され、セル4の流入側端部は全て開放されたものである。   As shown in FIGS. 1 to 4, the honeycomb structure of the present embodiment is alternately formed so as to form a checkered pattern on the outflow side end surface 3 of the honeycomb structure unit 5 at the outflow side end portions of the plurality of cells 4. The plugging portion 6 is formed, and all the inflow side end portions of the cells 4 are opened.

目封止部は、気孔率が20〜80%の多孔質体からなることが好ましい。このように構成することによって、排ガスが目封止部を透過することができるため、目封止部によっても排ガスを浄化することができる。なお、気孔率が20%未満では、第一のセルに排気ガスが流れなくなり、実質半分程度のセルしか浄化に利用されず、有害成分排出量が大幅に増加することがあり、一方、気孔率が80%を超えると、隔壁を透過する排ガスの量(流量)が増大し排ガスの浄化性能は向上するものの、ハニカム構造体の機械強度が低下することにより、破損等が生じ易くなることがあり、触媒担体として使用することが困難になることがある。   The plugged portion is preferably made of a porous body having a porosity of 20 to 80%. By comprising in this way, since waste gas can permeate | transmit a plugging part, waste gas can be purified also by a plugging part. If the porosity is less than 20%, the exhaust gas does not flow to the first cell, and only about half of the cells are used for purification, and the harmful component emission amount may be greatly increased. If the amount exceeds 80%, the amount (flow rate) of the exhaust gas that permeates the partition wall increases, and the purification performance of the exhaust gas is improved. However, the mechanical strength of the honeycomb structure is reduced, so that damage or the like may easily occur. , It may be difficult to use as a catalyst support.

目封止部は、流出側開口部における端面(流出側端面)から、セルの流路方向における反対側の端面までの長さ、即ち、目封止部の配設深さが、0.3〜10mmであることが好ましく、0.5〜5mmであることが更に好ましい。例えば、上記配設深さが0.3mm未満であると、目封止部の機械的強度が低下し、また、目封止部と隔壁との接合力が十分に得られず、排気ガスの圧力や外部から振動等によって目封止部が破損し易くなることがある。一方、10mmを越えると、排気ガスが透過するための隔壁の有効な面積が減少してしまい、十分な浄化効率が得られないことがある。   The plugging portion has a length from an end surface (outflow side end surface) in the outflow side opening to an opposite end surface in the cell flow path direction, that is, the disposition depth of the plugging portion is 0.3. It is preferable that it is 10-10 mm, and it is still more preferable that it is 0.5-5 mm. For example, when the arrangement depth is less than 0.3 mm, the mechanical strength of the plugged portion is reduced, and the bonding force between the plugged portion and the partition wall cannot be sufficiently obtained, and the exhaust gas The plugging portion may be easily damaged by pressure or vibration from the outside. On the other hand, if it exceeds 10 mm, the effective area of the partition wall through which the exhaust gas permeates decreases, and sufficient purification efficiency may not be obtained.

目封止部を構成する材料としては、ハニカム構造部を構成する隔壁の材料として挙げたものを好適に使用することができ、隔壁の材料と同じであることが更に好ましい。   As the material constituting the plugged portion, those mentioned as the material for the partition walls constituting the honeycomb structure portion can be preferably used, and the material is preferably the same as the material for the partition walls.

本実施の形態のハニカム構造体100は、図1〜図4に示すように、ハニカム構造部5の流出側端部の、隔壁1が交差する部分である交差部7の配置される位置に相当する位置8の中の少なくとも一部に、交差する2つの隔壁1,1が切り欠かれて交差部が取り除かれるように形成された切り欠き部9を有するものである。そして、本実施形態のハニカム構造体100は、切り欠き部9の、セル4の流路方向の長さをL1とし、セル4の流路方向に直交する断面における一方の切り欠かれた隔壁1の切り欠き長さをt1、他方の切り欠かれた隔壁1の切り欠き長さをt2とし、目封止部6のセル4の流路方向の長さをL2としたときの、式1:(L1−L2)×(t1+t2)/2で示される切り欠き大きさをW1とし、ハニカム構造部5の流出側の端面3におけるセル面積の合計をP2としたときに、切り欠き大きさW1の切り欠き部9全体の合計W2が、セル面積の合計P2の2〜50%であり、L1がL2より長いものである。ここで、セル面積の合計P2とは、ハニカム構造部の流出側の端面における全てのセルの面積の合計である。従って、目封止部を有するセルの、ハニカム構造部の流出側の端面における面積の合計と、目封止部を有さないセルの、ハニカム構造部の流出側の端面における面積の合計とを、足し合わせた値である。セル面積の合計P2は、ハニカム構造体の大きさによって異なるが、10〜50000mm程度が好ましい。 As shown in FIGS. 1 to 4, the honeycomb structure 100 of the present embodiment corresponds to the position where the intersecting portion 7, which is the portion where the partition walls 1 intersect, at the outflow side end of the honeycomb structure 5. At least a part of the position 8 is provided with a notch 9 formed so that the two intersecting partition walls 1 and 1 are notched and the intersection is removed. In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the length of the notch 9 in the flow direction of the cell 4 is L1, and one notched partition wall 1 in a cross section orthogonal to the flow direction of the cell 4 is provided. Where the notch length of t1 is the notch length of the other notched partition wall 1 and t2 is the notch length of the partition wall 1 and the length of the plugged portion 6 in the flow direction of the cell 4 is L2. When the notch size indicated by (L1−L2) × (t1 + t2) / 2 is W1, and the total cell area on the end surface 3 on the outflow side of the honeycomb structure portion 5 is P2, the notch size W1 The total W2 of the entire cutout portion 9 is 2 to 50% of the total cell area P2, and L1 is longer than L2. Here, the total cell area P2 is the total area of all cells on the outflow side end face of the honeycomb structure. Therefore, the sum of the areas of the cells having the plugged portions on the outflow side end face of the honeycomb structure portion and the sum of the areas of the cells having no plugged portions on the outflow side end surface of the honeycomb structure portion. Is the sum of the values. The total cell area P2 varies depending on the size of the honeycomb structure, but is preferably about 10 to 50000 mm 2 .

本実施の形態のハニカム構造体100は、流出側端部に目封止部が形成されたセルの、流入側の開口部から流入した排ガス等の流体が、流出側端部付近で目封止部の存在により若干の加圧状態となるため、隔壁を透過して隣接するセル内に流入し、当該隣接するセルの流出側の開口部から外部に流出する。このとき、ハニカム構造部の流出側端部には切り欠き部が形成されているため、図3及び図4に示すように、目封止部が形成されたセルに流入した流体の一部は、切り欠き部を通じて外部に流出し、目封止部が形成されたセル内の圧力が上昇し過ぎることが防止される。このように、本実施形態のハニカム構造体によれば、目封止部の存在により目封止部を有するセルを流れる流体が隔壁を透過して隔壁内の触媒と効果的に接触することができ、更に、切り欠き部を通じて目封止部を有するセルを流れる流体の一部が外部に流出することにより圧力損失の増大を抑制することができるため、排気ガス等の流体に含まれる有害物質を効率的に浄化することができるとともに、圧力損失の増大を有効に抑制し、又は圧力損失を低減することができる。ここで、図3及び図4において、矢印Fは、目封止部が形成されたセルに流入した流体が、切り欠き部を通じて外部に流出する、流体の流れを示す。   In the honeycomb structure 100 of the present embodiment, the fluid such as exhaust gas that has flowed from the opening on the inflow side of the cell in which the plugging portion is formed at the outflow side end is plugged near the outflow side end. Since the portion is in a slightly pressurized state, it passes through the partition wall and flows into the adjacent cell, and flows out from the opening on the outflow side of the adjacent cell. At this time, since the notch portion is formed at the outflow side end portion of the honeycomb structure portion, as shown in FIGS. 3 and 4, a part of the fluid flowing into the cell in which the plugging portion is formed is Thus, it is possible to prevent the pressure in the cell in which the plugged portion is formed from flowing out through the notch and the plugged portion is excessively increased. Thus, according to the honeycomb structure of the present embodiment, the fluid flowing through the cells having the plugged portions permeates the partition walls and effectively contacts the catalyst in the partition walls due to the presence of the plugged portions. In addition, since a part of the fluid flowing through the cell having the plugging portion through the notch flows out to the outside, it is possible to suppress an increase in pressure loss, and therefore, harmful substances contained in the fluid such as exhaust gas. Can be efficiently purified, and an increase in pressure loss can be effectively suppressed, or pressure loss can be reduced. Here, in FIG. 3 and FIG. 4, an arrow F indicates the flow of fluid in which the fluid that has flowed into the cell in which the plugging portion is formed flows out to the outside through the cutout portion.

本実施の形態のハニカム構造体においては、切り欠き大きさW1の切り欠き部9全体の合計W2は、セル面積の合計P2の2〜50%であり、25〜100%であることが好ましく、30〜90%であることが更に好ましい。2%より小さいと、切り欠き部の大きさが小さく、圧力損失が増大するため好ましくなく、50%より大きいと、切り欠き部を通過して外部に流出する排ガスが多くなり、浄化効率が低下するため好ましくない。   In the honeycomb structure of the present embodiment, the total W2 of the entire cutout portion 9 having the cutout size W1 is 2 to 50% of the total cell area P2, and preferably 25 to 100%. More preferably, it is 30 to 90%. If it is less than 2%, the size of the notch is small and pressure loss increases, which is not preferable. If it is greater than 50%, the amount of exhaust gas that flows out through the notch increases and purification efficiency decreases. Therefore, it is not preferable.

切り欠き部は、ハニカム構造部の流出側の端部において、交差する2つの隔壁を、その交差部を含む位置で削り取った(切り欠いた)状態になっている。切り欠き部9は、一部の交差部に設けられていても効果を有するが、図2,3に示すように、交差部に相当する部分が全て切り欠かれて無くなっているものであることが好ましい。そして、セルの流路方向に直交する断面において、切り欠かれた2つの隔壁の中の一方の隔壁の切り欠かれた部分の長さ(セルの流路方向に直交する断面において、隔壁の延びる方向における長さ)がt1であり、切り欠かれた2つの隔壁の中の他方の隔壁の切り欠かれた部分の長さがt2である。隔壁が斜め(セルの流路方向に直交する断面において、隔壁の延びる方向に対して斜め)に切り欠かれている場合は、平均長さをt2とする。切り欠き長さt1と、切り欠き長さt2とは、同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。切り欠き長さt1と、切り欠き長さt2は、隔壁厚さTの130〜170%であることが好ましい。130%より小さいと、圧力損失が低減され難くなることがあり、200%より大きいと、排ガスの浄化効率が低減することがある。また、切り欠き部は、その切り欠き部に隣接する、2つの「目封止部を有するセル」の中の少なくとも一方に繋がり(連通し)、排ガスが、切り欠き部と繋がった「目封止部を有するセル」から、切り欠き部に流出できるように形成されている。そして、切り欠き部は、図2に示すように、その切り欠き部に隣接する、2つの「目封止部を有するセル」の両方に繋がっていることが好ましい。   The notch is in a state where two intersecting partition walls are scraped (notched) at a position including the intersecting portion at the end of the honeycomb structure on the outflow side. The notch 9 has an effect even if it is provided at some of the intersections, but as shown in FIGS. 2 and 3, all the parts corresponding to the intersections are not cut out. Is preferred. And in the cross section orthogonal to the cell flow path direction, the length of the notched portion of one of the two cut out partition walls (the partition extends in the cross section perpendicular to the cell flow direction) (Length in the direction) is t1, and the length of the notched portion of the other partition wall of the two notched partition walls is t2. In the case where the partition walls are cut diagonally (in the cross section perpendicular to the cell flow path direction, they are oblique to the extending direction of the partition walls), the average length is t2. The cutout length t1 and the cutout length t2 may be the same length or different lengths. The notch length t1 and the notch length t2 are preferably 130 to 170% of the partition wall thickness T. If it is less than 130%, the pressure loss may be difficult to reduce, and if it is more than 200%, the purification efficiency of exhaust gas may be reduced. Further, the notch is connected to (communication with) at least one of the two “cells having a plugging portion” adjacent to the notch, and the exhaust gas is connected to the notch. It is formed so that it can flow out from the “cell having a stopper” to the notch. And as shown in FIG. 2, it is preferable that the notch part is connected with both of two "cells which have a plugging part" adjacent to the notch part.

また、切り欠き部の、セルの流通方向の長さL1から、目封止部の、セルの流路方向長さL2を差し引いた値(L1−L2)の下限値が1mmであり、上限値が30mm又はハニカム構造部のセルの延びる方向の全長の1/2のいずれか短い方の長さであることが好ましく、下限値が2.0mmであり、上限値が15mm又はハニカム構造部のセルの延びる方向の全長の1/4の何れか短い方の長さであることが更に好ましい。L1−L2が、1.0mmより短いと、圧力損失が低減され難くなることがある。L1−L2が、30mm又はハニカム構造部のセルの延びる方向の全長の1/2のいずれか短い方の長さより長いと、排ガスの浄化効率が低減することがある。   Moreover, the lower limit of the value (L1-L2) obtained by subtracting the flow path direction length L2 of the plugging portion from the length L1 of the cutout portion in the cell flow direction is 1 mm, and the upper limit value. Is preferably 30 mm or 1/2 of the total length in the cell extending direction of the honeycomb structure portion, whichever is shorter, the lower limit value is 2.0 mm, and the upper limit value is 15 mm or the cells of the honeycomb structure portion It is more preferable that the length is 1/4 of the total length in the extending direction. If L1-L2 is shorter than 1.0 mm, the pressure loss may be difficult to reduce. If L1-L2 is longer than 30 mm or ½ of the total length in the cell extending direction of the honeycomb structure portion, whichever is shorter, exhaust gas purification efficiency may be reduced.

本実施形態のハニカム構造体においては、ハニカム構造部の流出側の端面における一のセルの面積をP1としたときに、前記切り欠き大きさW1が、セル面積P1の2〜50%であることが好ましく、10〜30%であることが更に好ましい。2%より小さいと、切り欠き部の大きさが小さく、圧力損失が増大することがあり、50%より大きいと、切り欠き部を通過して外部に流出する排ガスが多くなり、浄化効率が低下することがある。   In the honeycomb structure of the present embodiment, the notch size W1 is 2 to 50% of the cell area P1 when the area of one cell on the outflow side end face of the honeycomb structure portion is P1. Is preferable, and it is still more preferable that it is 10 to 30%. If it is less than 2%, the size of the notch may be small and the pressure loss may increase. If it is greater than 50%, more exhaust gas will flow out through the notch and the purification efficiency will decrease. There are things to do.

切り欠き部の数は、ハニカム構造部の流出側の端面において、切り欠き部が形成されていないときの交差部全体の数の、30%以上であることが好ましく、80%以上であることが更に好ましく、100%であることが特に好ましい。50%より少ないと、切り欠き部が少なく、圧力損失が増大することがある。   The number of notches is preferably 30% or more, more preferably 80% or more of the total number of intersections when no notches are formed on the end face on the outflow side of the honeycomb structure. Further preferred is 100%. If it is less than 50%, there are few notches and pressure loss may increase.

[2]ハニカム構造体の製造方法:
次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について具体的に説明する。
[2] Manufacturing method of honeycomb structure:
Next, a method for manufacturing the honeycomb structure of the present embodiment will be specifically described.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、セラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する柱状のハニカム成形体を得る工程(1)と、得られたハニカム成形体の一方の端面(流出側の端面)側の所定のセルの開口部に目封止スラリーを充填して、当該所定のセルの開口部を目封止した目封止ハニカム成形体を得る工程(2)と、目封止ハニカム成形体の流出側端部の、交差部を含む交差部周辺を、所定の大きさで切り欠いて(削り取って)切り欠き部を形成して切り欠き部形成ハニカム成形体を得る工程(3)と、得られた切り欠き部形成ハニカム成形体を焼成してハニカム構造体を得る工程(4)と、を備えたハニカム構造体の製造方法である。   The method for manufacturing a honeycomb structured body of the present embodiment includes a step (1) of obtaining a columnar honeycomb formed body having partition walls that form a plurality of cells serving as fluid flow paths by forming a ceramic forming raw material. Plugged slurry is formed by filling plugging slurry into an opening of a predetermined cell on one end face (end face on the outflow side) of the formed honeycomb molded body, and plugging the opening of the predetermined cell. A step (2) for obtaining a body, and the periphery of the crossing portion including the crossing portion at the outflow side end portion of the plugged honeycomb formed body is cut out (cut off) with a predetermined size to form a cutout portion. A method for manufacturing a honeycomb structure, comprising: a step (3) of obtaining a notched portion formed honeycomb formed body; and a step (4) of obtaining the honeycomb structure by firing the notched portion formed honeycomb formed body. is there.

以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法を、各工程毎に更に詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the honeycomb structure of the present embodiment will be described in more detail for each step.

[2−1]工程(1):
工程(1)は、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する柱状のハニカム成形体を得る工程である。この工程(1)は、従来公知のハニカム構造体の製造方法に準じて行うことができる。
[2-1] Step (1):
Step (1) is a step of forming a columnar honeycomb formed body having partition walls that form a plurality of cells that serve as fluid flow paths by forming a ceramic forming raw material containing a ceramic raw material. This step (1) can be performed according to a conventionally known method for manufacturing a honeycomb structure.

[2−2]工程(2):
工程(2)は、に示すように、得られたハニカム成形体の一方の端面(流出側の端面)側の所定のセルの開口部に目封止スラリーを充填して、所定のセルの開口部に目封止部を形成した目封止ハニカム成形体を得る工程である。
[2-2] Step (2):
In the step (2), the plugging slurry is filled in the opening portion of the predetermined cell on the one end surface (end surface on the outflow side) side of the obtained honeycomb formed body, as shown in FIG. This is a step of obtaining a plugged honeycomb formed body in which plugged portions are formed in the portions.

本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、目封止部を形成しない残余のセルの流出側の端部をマスクで覆い、所定のセルのみに目封止スラリーを充填する。   In the method for manufacturing a honeycomb structured body of the present embodiment, the end portion on the outflow side of the remaining cells that do not form plugged portions is covered with a mask, and only predetermined cells are filled with the plugging slurry.

なお、残余のセルにマスクを配設する方法については特に制限はないが、例えば、ハニカム成形体の一方の端面(流出側の端面)全体に粘着性フィルムを貼着し、その粘着性フィルムの、「マスクを施さない所定のセル」の開口部に対応する位置に孔を開ける方法等を挙げることができる。より具体的には、ハニカム成形体の一方の端面全体に粘着性フィルムを貼着した後に、当該粘着性フィルムの、目封止部を形成しようとするセル(所定のセル)に相当する部分のみを、レーザーにより孔開けする方法等を好適に用いることができる。粘着性フィルムとしては、ポリエステル、ポリエチレン、熱硬化性樹脂等の樹脂からなるフィルムの一方の表面に粘着剤が塗布されたもの等を好適に用いることができる。   The method of disposing the mask in the remaining cells is not particularly limited. For example, an adhesive film is attached to the entire one end face (outflow end face) of the honeycomb formed body, and the adhesive film And a method of making a hole at a position corresponding to the opening of the “predetermined cell without mask”. More specifically, after sticking the adhesive film to the entire one end face of the honeycomb molded body, only the portion of the adhesive film corresponding to the cell (predetermined cell) where the plugging portion is to be formed. A method of drilling holes with a laser can be suitably used. As an adhesive film, what applied the adhesive to one surface of the film which consists of resin, such as polyester, polyethylene, a thermosetting resin, etc. can be used conveniently.

また、工程(1)において、その中心軸方向(セルの流路方向)に垂直な断面における隔壁が格子状に形成され、セルの流路方向に垂直な断面の形状が四角形になるようにハニカム成形体を形成する。そして、所定のセルと残余のセルとが隔壁を隔てて交互に、即ち、所定のセルと残余のセルとが千鳥状に配置されるように、上記粘着性フィルムに孔を開ける。   Further, in the step (1), the partition walls in the cross section perpendicular to the central axis direction (cell flow path direction) are formed in a lattice shape, and the cross section perpendicular to the cell flow path direction is square. A molded body is formed. Then, the adhesive film is perforated so that the predetermined cells and the remaining cells are alternately arranged across the partition walls, that is, the predetermined cells and the remaining cells are arranged in a staggered manner.

目封止部を形成するための目封止スラリーとしては、例えば、上記のセラミック原料と添加剤を配合したスラリーを挙げることができる。添加剤として、水やバインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して、粘度200〜400dPa・sに調整することが好ましい。   Examples of the plugging slurry for forming the plugging portion include a slurry in which the above ceramic raw material and additive are blended. It is preferable to adjust the viscosity to 200 to 400 dPa · s by mixing water, a binder, a pore former, a surfactant or the like as an additive.

また、このように目封止スラリーによって目封止部を形成した後、得られた目封止ハニカム成形体を更に乾燥してもよい。   In addition, after forming the plugged portions with the plugging slurry in this way, the obtained plugged honeycomb formed body may be further dried.

[2−3]工程(3):
工程(3)は、目封止ハニカム成形体の流出側端部の、交差部を含む交差部周辺を、所定の大きさで切り欠いて(削り取って)切り欠き部を形成して切り欠き部形成ハニカム成形体を得る工程である。切り欠き部の構造(セルの流路方向の長さL1、切り欠き長さt1,t2等)、形成数等については、上記本実施形態のハニカム構造体において説明した切り欠き部の構造、形成数等になるようにすることが好ましい。
[2-3] Step (3):
In step (3), the periphery of the crossing portion including the crossing portion at the outflow side end of the plugged honeycomb formed body is cut out (cut off) with a predetermined size to form a cutout portion. This is a step of obtaining a formed honeycomb formed body. Regarding the structure of the notch (the length L1 of the cell in the flow direction of the cell, the notch length t1, t2, etc.), the number of formations, etc., the structure and the formation of the notch described in the honeycomb structure of the present embodiment. It is preferable that the number be equal.

切り欠き部は、リューターを用いて、目封止ハニカム成形体の流出側の端面から隔壁を切り欠くようにして形成してもよいし、複数の針状部材が基板に保持された剣山状の治具を用いて、当該治具を隔壁の交差部に突き刺すようにして形成してもよいし、隔壁の交差部に高圧水をかけることにより隔壁の交差部を除去して(切り欠いて)形成してもよい。   The notch may be formed by using a router so that the partition wall is notched from the end face on the outflow side of the plugged honeycomb molded body, or a sword mountain shape in which a plurality of needle-like members are held on the substrate. A jig may be used to pierce the intersection of the partition walls, or the intersection of the partition walls may be removed (notched) by applying high-pressure water to the intersection of the partition walls. It may be formed.

尚、工程(3)の切り欠き部の形成は、工程(4)の焼成を行った後に行ってもよい。   In addition, you may perform the formation of the notch part of a process (3) after performing the baking of a process (4).

[2−4]工程(4):
工程(4)は、得られた切り欠き部形成ハニカム成形体を焼成してハニカム構造体を得る工程である。このようにして、本実施形態のハニカム構造体を簡便且つ低コストに製造することができる。この工程(4)は、従来公知のハニカム構造体の製造方法に準じて行うことができる。
[2-4] Step (4):
Step (4) is a step of firing the notched portion formed honeycomb formed body to obtain a honeycomb structure. In this way, the honeycomb structure of the present embodiment can be manufactured easily and at low cost. This step (4) can be performed according to a conventionally known method for manufacturing a honeycomb structure.

[3]ハニカム触媒体:
次に、本発明のハニカム触媒体の一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態のハニカム触媒体は、これまでに説明した本発明のハニカム構造体(図1〜図4に示すハニカム構造体100)と、このハニカム構造体の隔壁の細孔の内表面に担持されるとともに、隔壁表面に担持された触媒と、を備えたハニカム触媒体である。
[3] Honeycomb catalyst body:
Next, an embodiment of the honeycomb catalyst body of the present invention will be specifically described. The honeycomb catalyst body of the present embodiment is supported on the inner surface of the pores of the honeycomb structure of the present invention described above (the honeycomb structure 100 shown in FIGS. 1 to 4) and the partition walls of the honeycomb structure. And a catalyst supported on the partition wall surface.

このようなハニカム触媒体は、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスを、流入側の端面から各セルに流入させ、流入した排気ガスを、隔壁を透過させて、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)等の有害物質を触媒により浄化するものである。このようにして隔壁を透過した透過流体(浄化ガス)は、隣接するセルの流出側の端面の開口部から流出される。 Such a honeycomb catalyst body allows exhaust gas discharged from automobile, construction machine, and industrial stationary engines, combustion equipment, and the like to flow into each cell from the end face on the inflow side, The partition wall is used to purify harmful substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NO x ), etc. with a catalyst. The permeated fluid (purified gas) that has permeated through the partition wall in this manner flows out from the opening on the end surface on the outflow side of the adjacent cell.

本実施形態のハニカム触媒体は、上記本発明のハニカム構造体に触媒を担持したものであるため、目封止部及び切り欠き部を有し、そのため、排気ガスに含まれる有害物質を効率的に浄化することができるとともに、圧力損失の増大を有効に抑制し、又は圧力損失を低減することができる。   Since the honeycomb catalyst body of the present embodiment has the catalyst supported on the honeycomb structure of the present invention, the honeycomb catalyst body has a plugging portion and a notch portion, so that harmful substances contained in the exhaust gas are efficiently removed. In addition, the pressure loss can be effectively suppressed, or the pressure loss can be reduced.

また、本実施形態のハニカム触媒体は、隔壁の気孔率及び平均細孔径が特定の範囲であるため、排気ガスの浄化効率を向上させたとしても、圧力損失の増加を有効に抑制、又は圧力損失を低減することができる。   In addition, since the honeycomb catalyst body of the present embodiment has a partition wall porosity and average pore diameter in a specific range, even if the purification efficiency of exhaust gas is improved, the increase in pressure loss is effectively suppressed, or the pressure Loss can be reduced.

即ち、本実施形態のハニカム触媒体は、排気ガスの浄化効率を向上と、圧力損失の増加の抑制という、従来の技術では両立困難であった問題を同時に解決することができる。   That is, the honeycomb catalyst body of the present embodiment can simultaneously solve the problems that are difficult to achieve with the conventional techniques, such as improving the purification efficiency of exhaust gas and suppressing the increase in pressure loss.

本実施形態のハニカム触媒体に用いられる触媒は、排気ガスに含まれる有害物質を浄化することができるものであれば、特に制限はないが、例えば、貴金属として白金(Pt)及びロジウム(Rh)を含有し、活性アルミナ、及び酸素吸蔵剤としてのセリアを更に含有するもの等が好ましい。このような触媒は、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)等の有害物質の浄化に特に有効である。 The catalyst used in the honeycomb catalyst body of the present embodiment is not particularly limited as long as it can purify harmful substances contained in the exhaust gas. For example, platinum (Pt) and rhodium (Rh) are used as noble metals. And further containing activated alumina and ceria as an oxygen storage agent are preferred. Such a catalyst is particularly effective for purification of harmful substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NO x ).

触媒の担持量については、触媒の種類、触媒担体として使用するハニカム構造体の大きさやセル構造、及び浄化する排気ガスの種類や処理量等によっても異なるが、例えば、ハニカム構造体の容積1L当りに、100〜250gの触媒が担持されていることが好ましい。このように構成することによって、排気ガスの浄化効率を向上させることができ、且つ、圧力損失の増加を有効に抑制することができる。なお、触媒の担持量は、ハニカム構造体の容積1L当りに、150〜200gであることが更に好ましく、160〜180gであることが特に好ましい。   The amount of catalyst supported varies depending on the type of catalyst, the size and cell structure of the honeycomb structure used as the catalyst carrier, and the type and amount of exhaust gas to be purified. For example, per 1 L of the honeycomb structure volume Further, it is preferable that 100 to 250 g of catalyst is supported. By comprising in this way, the purification | cleaning efficiency of exhaust gas can be improved and the increase in pressure loss can be suppressed effectively. The catalyst loading is more preferably 150 to 200 g, and particularly preferably 160 to 180 g, per liter of the honeycomb structure volume.

隔壁の細孔の内表面に担持された触媒は、隔壁表面に担持される触媒の量に対し同量以上であることが好ましい。隔壁の細孔の内表面に担持された触媒が、隔壁表面に担持された触媒の量に対し同量以上でないと、細孔内表面積を有効に使えず浄化率が悪化することがある。   The amount of the catalyst supported on the inner surface of the pores of the partition walls is preferably equal to or greater than the amount of the catalyst supported on the partition surface. If the catalyst supported on the inner surface of the pores of the partition walls is not equal to or greater than the amount of the catalyst supported on the partition surface, the surface area in the pores cannot be used effectively and the purification rate may deteriorate.

[3−1]ハニカム触媒体の製造方法:
次に、本実施形態のハニカム触媒体を製造する方法の一例について説明する。なお、本実施形態のハニカム触媒体を製造する方法については、以下の方法に限定されることはない。
[3-1] Manufacturing method of honeycomb catalyst body:
Next, an example of a method for manufacturing the honeycomb catalyst body of the present embodiment will be described. Note that the method for manufacturing the honeycomb catalyst body of the present embodiment is not limited to the following method.

まず、本実施形態のハニカム触媒体の触媒担体を構成するハニカム構造体を作製する。本実施形態のハニカム触媒体においては、これまでに説明した本発明のハニカム構造体が使用されるため、上述した本実施形態のハニカム構造体の製造方法の一の実施形態に準じてハニカム構造体を製造することができる。   First, a honeycomb structure constituting the catalyst carrier of the honeycomb catalyst body of the present embodiment is manufactured. In the honeycomb catalyst body of the present embodiment, since the honeycomb structure of the present invention described so far is used, the honeycomb structure according to one embodiment of the manufacturing method of the honeycomb structure of the present embodiment described above. Can be manufactured.

次に、得られたハニカム構造体の隔壁表面と、隔壁の細孔の内表面とに触媒を担持する。触媒の担持方法については特に制限はなく、従来公知のハニカム触媒体の製造方法において用いられる方法に準じて触媒を担持することができる。例えば、ハニカム構造体に対して、触媒成分を含む触媒液をウォッシュコートした後、高温で熱処理して焼き付ける方法を挙げることができる。   Next, the catalyst is supported on the partition wall surfaces of the obtained honeycomb structure and the inner surfaces of the pores of the partition walls. The catalyst loading method is not particularly limited, and the catalyst can be loaded according to a method used in a conventionally known honeycomb catalyst body manufacturing method. For example, after the honeycomb structure is wash-coated with a catalyst solution containing a catalyst component, it can be heat treated at a high temperature and baked.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、各物性の測定は、下記の方法により行った。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. Each physical property was measured by the following method.

[平均細孔径(μm)]:細孔径は、水銀ポロシメータ(水銀圧入法)によって測定されたもので、多孔質基材に圧入された水銀の累積容量が、多孔質基材の全細孔容積の50%となった際の圧力から算出された細孔径を意味するものとする。水銀ポロシメータとしては、Micromeritics社製、商品名:Auto Pore III 型式9405を用いた。 [Average pore diameter (μm)]: The pore diameter was measured by a mercury porosimeter (mercury intrusion method), and the cumulative volume of mercury injected into the porous substrate was the total pore volume of the porous substrate. It means the pore diameter calculated from the pressure when it becomes 50%. As the mercury porosimeter, the product name: Auto Pore III Model 9405 manufactured by Micromeritics was used.

[気孔率(%)]:細孔径同様に、水銀ポロシメータを用いた。 [Porosity (%)]: Similar to the pore diameter, a mercury porosimeter was used.

[触媒担持量(g/L)]:触媒担体としてのハニカム構造体の容積1L当りの、触媒の担持量(g/L)を算出した。 [Catalyst loading (g / L)]: The catalyst loading (g / L) per liter of the volume of the honeycomb structure as the catalyst carrier was calculated.

[白金族金属担持量(g/L)]:触媒担体としてのハニカム構造体の容積1L当りの、触媒に含まれる白金族金属の担持量(g/L)を算出した。白金族金属は、白金(Pt)とロジウム(Rh)との割合(Pt:Rh)が、5:1となるように構成されている。 [Platinum group metal loading (g / L)]: The platinum group metal loading (g / L) contained in the catalyst per 1 L volume of the honeycomb structure as the catalyst carrier was calculated. The platinum group metal is configured such that the ratio of platinum (Pt) to rhodium (Rh) (Pt: Rh) is 5: 1.

[切り欠き部の開口率]:切り欠き部の、セルの流路方向の長さL1をノギスを用いて測定し、セルの流路方向に直交する断面おける切り欠き長さt1及びt2を光学顕微鏡の方法で測定する。また、目封止部の、セルの流路方向の長さL2をノギスを用いて測定する。また、ハニカム構造部の流出側端面におけるセル面積の合計P2を画像処理の方法で測定する。そして、切り欠き大きさW1((L1−L2)×(t1+t2)/2)を算出する。切り欠き大きさW1を全ての切り欠き部について合計して、切り欠き大きさW1の切り欠き部全体の合計W2を算出する。そして、切り欠き部の開口率(100×W2/P2)を算出する。 [Opening ratio of cutout portion]: The length L1 of the cutout portion in the cell flow path direction is measured using a caliper, and the cutout lengths t1 and t2 in the cross section perpendicular to the cell flow passage direction are optically measured. Measure with a microscope. Further, the length L2 of the plugged portion in the cell flow path direction is measured using a caliper. Further, the total cell area P2 on the outflow side end face of the honeycomb structure part is measured by an image processing method. Then, the notch size W1 ((L1-L2) × (t1 + t2) / 2) is calculated. The notch size W1 is summed up for all the notch portions to calculate the total notch portion W2 of the notch size W1. Then, the aperture ratio (100 × W2 / P2) of the notch is calculated.

[圧力損失(kPa)]:ハニカム触媒体に、25℃、1atmの測定用ガス(空気)を一定流速で通気して、流入側の端面と流出側の端面との圧力をそれぞれ測定し、その圧力差を圧力損失(kPa)とした。上記圧力の測定は、測定用ガスの流量を、0.92Nm/分から9.91Nm/分まで、流量を約1Nm/分ずつ増加させて、合計10回の測定を行った。 [Pressure loss (kPa)]: A gas for measurement (air) at 25 ° C. and 1 atm was passed through the honeycomb catalyst body at a constant flow rate, and the pressures at the end face on the inflow side and the end face on the outflow side were measured. The pressure difference was defined as pressure loss (kPa). Measurements of the pressure, the flow rate of the measurement gas, up to 0.92 nm 3 / min 9.91Nm 3 / min, to increase the flow rate by about 1 Nm 3 / min, was measured a total of 10 times.

[有害成分排出量(g/mile)]:有害成分排出量の測定は、排気量2リッターのガソリンエンジン車両の排気系に、各実施例又は比較例のハニカム触媒体を配設し、このガソリンエンジン車両を用いてFTP(米国連邦規制の、LA−4)運転モードで運転し、走行距離1mile(マイル)あたりに排出される排出ガスに含まれる有害成分の排出量(g)を測定した。有害成分としては、排出ガス中の炭化水素(HC)と窒素酸化物(NO)との量(g)をそれぞれ測定した(HC排出量、NO排出量)。なお、有害成分排出量の測定は、白金族金属担持量が1g/Lの場合と、白金族金属担持量が2g/Lの場合との場合とで測定を行った。 [Hazardous component emission (g / mile)]: The measurement of the harmful component emission was performed by disposing the honeycomb catalyst body of each example or comparative example in the exhaust system of a gasoline engine vehicle having a displacement of 2 liters. The engine vehicle was operated in the FTP (US federal regulation, LA-4) operation mode, and the emission amount (g) of harmful components contained in the exhaust gas discharged per mile of the mileage was measured. As harmful components, the amount (g) of hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NO x ) in the exhaust gas was measured (HC emissions, NO x emissions). In addition, the amount of harmful component discharge was measured when the platinum group metal loading was 1 g / L and when the platinum group metal loading was 2 g / L.

参考例1)
タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカのうちから複数を組み合わせて、その化学組成が、SiO42〜56質量%、Al0〜45質量%、及びMgO12〜16質量%となるように所定の割合で調合されたコージェライト化原料100質量部に対して、造孔材としてグラファイトを10〜20質量部添加した。更に、メチルセルロース、及び界面活性剤をそれぞれ適当量添加した後、調製した杯土を真空脱気した後、押出成形することにより円筒形のハニカム成形体を得た。このハニカム成形体の隔壁厚さは、200μm(8mil)であり、セル密度は62セル/cm(400cpsi)である。なお、「1(mil)」は1000分の1インチであり、「cpsi」は「セル/平方インチ」のことである。
( Reference Example 1)
Talc, combined kaolin, calcined kaolin, alumina, aluminum hydroxide, and a plurality from among silica, the chemical composition, SiO 2 42 to 56 wt%, Al 2 O 3 0 to 45 wt%, and MgO12~ 10-20 parts by mass of graphite was added as a pore former to 100 parts by mass of the cordierite forming raw material prepared at a predetermined ratio so as to be 16% by mass. Further, after adding appropriate amounts of methylcellulose and surfactant, the prepared clay was vacuum degassed and then extrusion molded to obtain a cylindrical honeycomb formed body. The honeycomb molded body has a partition wall thickness of 200 μm (8 mil) and a cell density of 62 cells / cm 2 (400 cpsi). Note that “1 (mil)” is 1/1000 inch, and “cpsi” is “cell / square inch”.

次に、得られたハニカム成形体の、流出側の端面に相当する一方の端面側の所定のセルの開口部に、その流出側の端面が市松模様状(即ち、千鳥状)を呈するように、目封止部を形成し、目封止ハニカム成形体を得た。目封止部を形成する目封止スラリーとしては、上記コージェライト化原料と添加物を配合したスラリーを用いた。目封止部の、セルの流路方向の長さL2を2mmとした。目封止部を形成する目封止スラリーとしては、上記ハニカム成形体成形用の坏土に用いられたコージェライト化原料と同様の割合で調合されたコージェライト化原料とバインダーとを配合し、増粘剤にて粘度を180〜350dPa・sに調整したものを用いた。   Next, the end face on the outflow side has a checkered pattern (that is, a staggered pattern) at the opening of a predetermined cell on one end face side corresponding to the end face on the outflow side of the obtained honeycomb formed body. A plugged portion was formed to obtain a plugged honeycomb formed body. As the plugging slurry for forming the plugging portion, a slurry in which the cordierite forming raw material and an additive were blended was used. The length L2 of the plugged portion in the cell flow path direction was set to 2 mm. As the plugging slurry for forming the plugged portion, a cordierite forming raw material and a binder prepared at the same ratio as the cordierite forming raw material used for the above-mentioned honeycomb molded body kneaded material are blended, What adjusted the viscosity to 180-350 dPa * s with the thickener was used.

次に、得られた目封止ハニカム成形体の目封止部が形成された側の端部(流出側の端部)の隔壁の交差部を、図5に示すような突起11を備えた治具12を用いて、以下の大きさで切り欠き、切り欠き部を形成して、切り欠き部形成ハニカム成形体を得た。治具12は、基板13に複数の針状部材11が配設され、針状部材11の先端でハニカム構造体100の隔壁1(交差部)を切り欠くものである。図5は、本発明のハニカム構造体を製造する工程のなかの、切り欠き部を形成する工程を示す模式図である。切り欠き部は、ハニカム成形体の流出側の端部の全ての交差部に相当する部分に形成した。切り欠き部の大きさとしては、セルの流路方向の長さL1を10mmとし、セルの流路方向に直交する断面おける切り欠き長さt1及びt2をいずれも1mmとし、ハニカム成形体の流出側端面におけるセル面積の合計P2を50000mmとした。 Next, the intersection of the partition walls at the end portion (end portion on the outflow side) where the plugged portion of the obtained plugged honeycomb formed body was formed was provided with projections 11 as shown in FIG. Using the jig 12, notches having the following sizes were formed to form notch portions, and a notched portion-formed honeycomb formed body was obtained. The jig 12 has a plurality of needle-like members 11 disposed on a substrate 13 and cuts out the partition walls 1 (intersections) of the honeycomb structure 100 at the tips of the needle-like members 11. FIG. 5 is a schematic view showing a step of forming a notch in the step of manufacturing the honeycomb structure of the present invention. The notches were formed in the portions corresponding to all the intersecting portions of the end portion on the outflow side of the honeycomb formed body. As the size of the notch, the length L1 in the cell flow path direction is 10 mm, the notch lengths t1 and t2 in the cross section perpendicular to the cell flow path direction are both 1 mm, and the outflow of the honeycomb molded body The total cell area P2 on the side end face was set to 50000 mm 2 .

次に、得られた切り欠き部形成ハニカム成形体を焼成してハニカム構造体を製造した。表1に、ハニカム構造体の、隔壁厚さ(μm)、セル密度(セル/cm)、平均細孔径(μm)、及び気孔率(%)を示す。 Next, the obtained notch-formed honeycomb formed body was fired to manufacture a honeycomb structure. Table 1 shows the partition wall thickness (μm), cell density (cell / cm 2 ), average pore diameter (μm), and porosity (%) of the honeycomb structure.

次に、得られたハニカム構造体に、白金(Pt)とロジウム(Rh)との割合(Pt:Rh)が、5:1となるように調製された白金族金属を含む触媒を、触媒担持量が160g/Lとなるように担持し、ハニカム触媒体を製造した(参考例1)。なお、担持した触媒の助触媒としては、セリウム(Ce)の酸化物(CeO)とジルコニウム(Zr)の酸化物(ZrO)を用いた。また、白金族金属担持量は2g/Lである。触媒担持量(WC量)と白金族金属担持量を表1に示す。 Next, a catalyst containing a platinum group metal prepared so that the ratio (Pt: Rh) of platinum (Pt) and rhodium (Rh) is 5: 1 is added to the obtained honeycomb structure. A honeycomb catalyst body was manufactured by supporting the catalyst so that the amount was 160 g / L ( Reference Example 1). As the promoter of the supported catalyst, cerium (Ce) oxide (CeO 2 ) and zirconium (Zr) oxide (ZrO 2 ) were used. The platinum group metal loading is 2 g / L. Table 1 shows the catalyst loading (WC amount) and the platinum group metal loading.

参考例1のハニカム触媒体について、上記、切り欠き部の開口率を測定し、圧力損失及び有害成分排出量の測定を行った。切り欠き部の開口率の測定結果を表1に示し、圧力損失の測定結果を表2に示し、有害成分排出量の測定結果を表3に示す。 With respect to the honeycomb catalyst body of Reference Example 1, the opening ratio of the notch portion was measured, and the pressure loss and the harmful component discharge amount were measured. The measurement result of the opening ratio of the notch is shown in Table 1, the measurement result of the pressure loss is shown in Table 2, and the measurement result of the harmful component discharge amount is shown in Table 3.

Figure 0005242341
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(実施例2〜
平均細孔径、気孔率、及び切り欠き部の開口率を表1に示すように変化させた以外は、参考例1と同様に構成されたハニカム構造体を製造し、得られたハニカム構造体に、参考例1と同様の方法によって触媒を担持し、ハニカム触媒体を製造した(実施例2〜)。実施例2〜5のそれぞれのハニカム触媒体について、圧力損失の測定、及び有害成分排出量の測定を行った。結果を表2、3に示す。
(Examples 2 to 5 )
A honeycomb structure having the same configuration as in Reference Example 1 was manufactured except that the average pore diameter, the porosity, and the opening ratio of the notch portions were changed as shown in Table 1, and the resulting honeycomb structure was obtained. A catalyst was supported by the same method as in Reference Example 1 to produce honeycomb catalyst bodies (Examples 2 to 5 ). About each honeycomb catalyst body of Examples 2-5, the measurement of the pressure loss and the measurement of the harmful component discharge | emission amount were performed. The results are shown in Tables 2 and 3.

(比較例1)
ハニカム構造体の、隔壁厚さ(μm)、セル密度(セル/cm)、平均細孔径(μm)、気孔率(%)が表1に示すような値であり、切り欠き部を有さないハニカム構造体を製造し、得られたハニカム構造体に、表1に示すように、触媒担持量が200g/Lとなるように触媒を担持し、ハニカム触媒体を製造した(比較例1)。尚、白金族金属担持量は2.5g/Lであった。比較例1のハニカム触媒体について、有害成分排出量の測定を行った。結果を表3に示す。
(Comparative Example 1)
The honeycomb structure has partition wall thickness (μm), cell density (cell / cm 2 ), average pore diameter (μm), and porosity (%) as shown in Table 1, and has a notch. As shown in Table 1, a catalyst was supported on the obtained honeycomb structure so that the amount of catalyst supported was 200 g / L, and a honeycomb catalyst body was manufactured (Comparative Example 1). . The platinum group metal loading was 2.5 g / L. The honeycomb catalyst body of Comparative Example 1 was measured for harmful component discharge. The results are shown in Table 3 .

表1、3より、切り欠き部が形成された参考例1、実施例〜5のハニカム触媒体は、切り欠き部が形成されていない比較例1のハニカム触媒体より、HC排出量もNO排出量も少ないことがわかる。また、表1〜3より、切り欠き部の開口率5〜50%において、良好な圧力損失、HC排出量及びNO排出量を示していることがわかる。また、表1、2より、切り欠き部の開口率が大きいほど圧力損失が低減されることがわかる(参考例1、実施例〜3)。また、表1〜3より、平均細孔径15〜70μmにおいて、良好な圧力損失、HC排出量及びNO排出量を示していることがわかる。 From Tables 1 and 3, the honeycomb catalyst bodies of Reference Example 1 and Examples 2 to 5 in which the cutout portions were formed had a HC emission amount of NO as compared with the honeycomb catalyst body of Comparative Example 1 in which the cutout portions were not formed. It turns out that the amount of X emission is also small. Further, from Tables 1 to 3, it can be seen that a good pressure loss, HC discharge amount and NO X discharge amount are shown when the opening ratio of the notch is 5 to 50%. Also, from Tables 1 and 2, it can be seen that the pressure loss is reduced as the opening ratio of the notch is increased ( Reference Example 1, Examples 2 to 3). Further, Tables 1 to 3 show that an excellent pressure loss, HC discharge amount and NO X discharge amount are shown at an average pore diameter of 15 to 70 μm.

本発明のハニカム構造体は、触媒を担持することにより、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)を効率的に浄化することが可能であるとともに、圧力損失の増加を有効に抑制することができ、ハニカム触媒体の触媒担体として好適に利用することができる。 The honeycomb structure according to the present invention supports carbon monoxide (CO) and hydrocarbons contained in exhaust gas discharged from automobiles, construction machines, industrial stationary engines, combustion equipment, and the like by supporting a catalyst. (HC) and nitrogen oxides (NO x ) can be efficiently purified, and an increase in pressure loss can be effectively suppressed, which can be suitably used as a catalyst carrier of a honeycomb catalyst body. it can.

また、本実施例のハニカム触媒体は、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)等の有害成分を浄化するために好適に利用することができる。 Moreover, the honeycomb catalyst body of the present example is a carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) contained in exhaust gas discharged from automobiles, construction machinery, industrial stationary engines, combustion equipment, and the like. It can be suitably used to purify harmful components such as nitrogen oxides (NO x ).

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。1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a honeycomb structure of the present invention. 本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、流出側端面の一部を模式的に示す平面図である。[Fig. 3] Fig. 3 is a plan view schematically showing a part of the outflow side end surface of one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. 図2のA−A’断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the A-A 'cross section of FIG. 図2のB−B’断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the B-B 'cross section of FIG. 本発明のハニカム構造体を製造する工程のなかの、切り欠き部を形成する工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the process of forming a notch part in the process of manufacturing the honeycomb structure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:隔壁、2:流入側の端面、3:流出側の端面、4:セル、5:ハニカム構造部、6:目封止部、7:交差部、8:交差部の配置される位置に相当する位置、9:切り欠き部、10:外周壁、11:針状部材、12:治具、100:ハニカム構造体、F:矢印。 1: partition wall, 2: end face on the inflow side, 3: end face on the outflow side, 4: cell, 5: honeycomb structure part, 6: plugging part, 7: intersection part, 8: position where the intersection part is arranged Corresponding position, 9: notch, 10: outer peripheral wall, 11: acicular member, 12: jig, 100: honeycomb structure, F: arrow.

Claims (5)

多孔質の隔壁を有し、前記隔壁によって流入側の端面から流出側の端面まで貫通する、流体の流路となる複数の四角形セルが区画形成された柱状のハニカム構造部を備え、
前記隔壁は、気孔率が50〜80%であり、且つ平均細孔径が13〜70μmであり、
前記複数のセルは、前記流入側の端面から前記流出側の端面にかけて前記セルの流路方向に垂直な断面の面積が一定の大きさに形成された第一のセルと、前記流出側の端面側の端部の開口部内に、その前記開口部の一部を塞ぐように目封止部材が配設された第二のセルとからなり、
前記ハニカム構造部の流出側端部の、前記隔壁が交差する部分である交差部の配置される位置に相当する位置の中の少なくとも一部に、交差部が切り欠かれて取り除かれるように形成された切り欠き部を有し、
前記切り欠き部の、セルの流路方向の長さをL1とし、セルの流路方向に直交する断面における一方の切り欠かれた隔壁の切り欠き長さをt1、他方の切り欠かれた隔壁の切り欠き長さをt2とし、前記目封止部のセルの流路方向の長さをL2としたときの、式1:(L1−L2)×(t1+t2)/2で示される切り欠き大きさをW1とし、
ハニカム構造部の流出側の端面におけるセル面積の合計をP2としたときに、
切り欠き大きさW1の切り欠き部全体の合計W2が、セル面積の合計P2の25〜50%であり、L1がL2より長いハニカム構造体。
A columnar honeycomb structure part having a porous partition wall and penetrating from the end surface on the inflow side to the end surface on the outflow side by the partition wall, in which a plurality of rectangular cells serving as fluid flow paths are partitioned;
The partition wall has a porosity of 50 to 80% and an average pore diameter of 13 to 70 μm,
The plurality of cells include a first cell having a cross-sectional area perpendicular to the cell flow path direction from the inflow side end surface to the outflow side end surface, and the outflow side end surface. A second cell in which a plugging member is disposed so as to close a part of the opening in the opening at the end on the side;
Formed so that the crossing portion is cut out and removed at at least a part of the position corresponding to the position where the crossing portion, which is the portion where the partition walls cross, of the outflow side end portion of the honeycomb structure portion. Having a cut-out portion,
The length of the cutout portion in the cell flow path direction is L1, the cutout length of one cutout partition in the cross section orthogonal to the cell flowpath direction is t1, and the other cutout partition wall. The notch length represented by Formula 1: (L1−L2) × (t1 + t2) / 2, where t2 is the length of the notch and L2 is the length of the plugging portion in the flow path direction of the cell. Let W1 be
When the total cell area on the outflow side end face of the honeycomb structure portion is P2,
A honeycomb structure in which the total notch portion W2 of the notch size W1 is 25 to 50% of the total cell area P2 and L1 is longer than L2.
前記ハニカム構造部の流出側の端面における一のセルの面積をP1としたときに、前記切り欠き大きさW1が、セル面積P1の2〜50%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 the notch size W1 is 2 to 50% of the cell area P1 when the area of one cell on the outflow side end face of the honeycomb structure portion is P1. 前記切り欠き部の、セルの流路方向の長さL1から、前記目封止部のセルの流路方向の長さL2を差し引いた値の下限値が1mmであり、上限値が30mm又はハニカム構造部のセルの延びる方向の全長の1/2のいずれか短い方の長さである請求項1又は2に記載のハニカム構造体。   The lower limit of the value obtained by subtracting the length L2 of the plugging portion in the cell flow direction from the length L1 of the cell in the flow path of the cell is 1 mm, and the upper limit is 30 mm. The honeycomb structure according to claim 1 or 2, which has a shorter length which is one half of the total length in the cell extending direction of the structure portion. 前記隔壁の切り欠き長さt1及びt2が、隔壁厚さTの100〜200%である請求項1〜3のいずれかに記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the partition wall cutout lengths t1 and t2 are 100 to 200% of the partition wall thickness T. 請求項1〜4のいずれかに記載のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の前記隔壁の細孔の内表面に担持されるとともに、隔壁表面に担持された触媒と、を備え、
触媒担持量が100〜250g/Lであるハニカム触媒体。
A honeycomb structure according to any one of claims 1 to 4, and a catalyst supported on the inner surface of the pores of the partition walls of the honeycomb structure and supported on the partition wall surfaces,
A honeycomb catalyst body having a catalyst loading of 100 to 250 g / L.
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