JP5495888B2

JP5495888B2 - Honeycomb structure, filter using the same, and exhaust gas treatment apparatus

Info

Publication number: JP5495888B2
Application number: JP2010072784A
Authority: JP
Inventors: 新一山口; 和人丸山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP2011200835A

Description

本発明は、自動車，フォークリフト，発電機，船舶，油圧ショベル，ブルドーザ，ホイールローダ，ラフテレンクレーン，トラクタ，コンバイン，耕転機，鉄道車両，工事用車両等の動力源である内燃機関，焼却炉およびボイラー等から発生する排気ガスに含まれる炭素を主成分とする微粒子等を捕集するフィルタ、有害なダイオキシンを分解して除去するフィルタ等に用いられるハニカム構造体およびこれを用いたフィルタならびに排気ガス処理装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, an incinerator, which is a power source for automobiles, forklifts, generators, ships, hydraulic excavators, bulldozers, wheel loaders, rough terrain cranes, tractors, combines, tillers, railway vehicles, construction vehicles, etc. Honeycomb structure used in filters for collecting particulates mainly composed of carbon contained in exhaust gas generated from boilers, etc., filters for decomposing and removing harmful dioxins, filters using the same, and exhaust gas The present invention relates to a processing apparatus.

従来、内燃機関，焼却炉およびボイラー等から発生する排気ガス中に含まれる、炭素を主成分とする微粒子（特に、ディーゼルエンジンの排気ガス中の炭素を主成分とする微粒子），硫黄が酸化してできる硫酸塩を主成分とする微粒子および高分子からなる未燃焼の炭化水素などの微粒子等は環境汚染の原因となるため、例えば、ハニカム構造体を用いたフィルタでこれらの微粒子を捕集して、除去している。 Conventionally, fine particles mainly composed of carbon (particularly fine particles mainly composed of carbon in exhaust gas from diesel engines) and sulfur contained in exhaust gas generated from internal combustion engines, incinerators, boilers, etc. are oxidized. Since fine particles mainly composed of sulfate and fine particles such as unburned hydrocarbons made of polymers cause environmental pollution, for example, these fine particles are collected with a filter using a honeycomb structure. And removed.

図11は、従来のフィルタに用いられるハニカム構造体を示す、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は部分破断した正面図である。 FIG. 11 shows a honeycomb structure used in a conventional filter, in which (a) is a side view and (b) is a partially broken front view.

図11に示すハニカム構造体31は、軸方向Ｘに沿った壁面を有する隔壁33と、隔壁33により仕切られた複数の流通孔32と、複数の流通孔32の両端を交互に封止する封止材34とを備えたハニカム構造体である。 A honeycomb structure 31 shown in FIG. 11 includes a partition wall 33 having a wall surface along the axial direction X, a plurality of flow holes 32 partitioned by the partition wall 33, and a seal that alternately seals both ends of the plurality of flow holes 32. A honeycomb structure provided with a stop material.

このハニカム構造体31の流入側の端面（ＩＦ）から流入した排気ガスは、流通孔32に導入された後、隔壁33を通って隣接する流通孔32に入り、流出側の端面（ＯＦ）から流出する。そして、排気ガスが隔壁33を通る際に、排気ガスに含まれる各種の微粒子が隔壁33に捕集されるようになっている。 The exhaust gas flowing in from the end surface (IF) on the inflow side of the honeycomb structure 31 is introduced into the flow holes 32, then enters the adjacent flow holes 32 through the partition walls 33, and from the end surface (OF) on the outflow side. leak. When the exhaust gas passes through the partition wall 33, various fine particles contained in the exhaust gas are collected in the partition wall 33.

そして、ハニカム構造体31は、このような微粒子の捕集を続けると、隔壁33の通気性が捕集した微粒子の蓄積によって次第に損なわれるため、定期的に微粒子を除去することによって再生しなければならない。 When the honeycomb structure 31 continues to collect such fine particles, the air permeability of the partition wall 33 is gradually impaired due to the accumulation of the collected fine particles. Therefore, the honeycomb structure 31 must be regenerated by periodically removing the fine particles. Don't be.

このハニカム構造体31を再生する方法としては、600℃以上に加熱して、微粒子を燃焼
除去する方法，ハニカム構造体21の排気ガスの流入側に酸化触媒を配置し、この酸化触媒に軽油等の燃料を供給することによって生じる酸化反応によって発生する熱を利用して、微粒子を燃焼除去する方法等がある。 The honeycomb structure 31 can be regenerated by heating to 600 ° C. or more to burn and remove fine particles. An oxidation catalyst is disposed on the exhaust gas inflow side of the honeycomb structure 21, and light oil or the like is disposed on the oxidation catalyst. For example, there is a method of burning and removing fine particles using heat generated by an oxidation reaction caused by supplying the fuel.

しかしながら、これらの方法によりハニカム構造体31を再生すると、微粒子の捕集量が多いほど、微粒子を除去するのに多くの時間を要し、この間、ハニカム構造体31の温度が上昇し、上昇による熱応力に起因してハニカム構造体31にクラックや溶損が生じる場合があった。 However, when the honeycomb structure 31 is regenerated by these methods, the greater the amount of collected fine particles, the more time it takes to remove the fine particles. During this time, the temperature of the honeycomb structure 31 rises and rises. In some cases, the honeycomb structure 31 may be cracked or melted due to thermal stress.

このようなクラックや溶損を防止するために、特許文献１に示すようなハニカム構造体が提案されている。 In order to prevent such cracks and melting damage, a honeycomb structure as shown in Patent Document 1 has been proposed.

即ち、特許文献１は、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、該流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、該流入側セルと該流出側セルを区画し多数の細孔を有する多孔質のセル隔壁とよりなるハニカム構造体であって、外周部のセル長よ
り中心部のセル長が長いハニカム構造体が提案されている。この様な従来のハニカム構造体を図12，13に示す。 That is, Patent Document 1 discloses an inflow side cell clogged on the exhaust gas downstream side, an outflow side cell adjacent to the inflow side cell and clogged on the exhaust gas upstream side, the inflow side cell and the outflow side cell. There has been proposed a honeycomb structure including a porous cell partition wall that is partitioned and has a large number of pores, and has a longer cell length in the center than in the outer periphery. Such conventional honeycomb structures are shown in FIGS.

図12，13は、それぞれ従来のハニカム構造体の一例を示す断面図である。 12 and 13 are cross-sectional views showing examples of conventional honeycomb structures.

図12に示すハニカム構造体31は、表出する中心部Ｘの外周表面に向かって外側に凸の断面円弧状に滑らかに連続するものである。 The honeycomb structure 31 shown in FIG. 12 is smoothly continuous in a cross-sectional arc shape protruding outward toward the outer peripheral surface of the center portion X that is exposed.

また、図14に示すハニカム構造体31は、表出する中心部Ｙの外周表面に向かって内側に凸の断面円弧状に滑らかに連続するものである。そして、これによれば、外周部のセル長さより中心部のセル長さが長いので、中心部と外周部との温度差を小さくすることができ、強制再生時における熱応力によるクラックの発生を抑制することができるというものである。 Further, the honeycomb structure 31 shown in FIG. 14 is smoothly continuous in a circular arc shape that is convex inward toward the outer peripheral surface of the center portion Y that is exposed. And according to this, since the cell length of the central part is longer than the cell length of the outer peripheral part, the temperature difference between the central part and the outer peripheral part can be reduced, and the generation of cracks due to thermal stress during forced regeneration It can be suppressed.

特開2007-138747号公報JP 2007-138747

しかしながら、特許文献１で提案されている図12，13に示す従来のハニカム構造体31は、強制再生時にそれぞれ中心部が溶損したり、下流端部で中心部と外周部との境界部にクラックが発生したりするのをある程度抑制することができるものの、下流端部の中心部(
図12，13のＸ部，Ｙ部)では、封止材34の内側端部の位置が直線状に揃っているため、こ
の位置における溶損およびクラックを抑制することができなかった。また同様に、上流端部では、中心部，外周部とも封止材34の内側端部の位置が直線状に揃っているため、この位置における溶損およびクラックを抑制することができなかった。 However, in the conventional honeycomb structure 31 shown in FIGS. 12 and 13 proposed in Patent Document 1, the center part melts down at the time of forced regeneration, or a crack occurs at the boundary part between the center part and the outer peripheral part at the downstream end part. Can be suppressed to some extent, but the center of the downstream end (
In FIGS. 12 and 13, the positions of the inner end portions of the sealing material 34 are aligned in a straight line, so that the melting damage and cracks at these positions cannot be suppressed. Similarly, at the upstream end portion, the position of the inner end portion of the sealing material 34 is aligned linearly at both the center portion and the outer peripheral portion, so that melting damage and cracks at this position cannot be suppressed.

本発明はこのような課題に鑑み、強制再生時に上流端部および下流端部に発生していた溶損およびクラックを長期間に亘って抑制することができるハニカム構造体、フィルタおよび排気ガス処理装置を提供するものである。 In view of such a problem, the present invention provides a honeycomb structure, a filter, and an exhaust gas processing apparatus capable of suppressing melting damage and cracks occurring at the upstream end portion and the downstream end portion during forced regeneration over a long period of time. Is to provide.

本発明のハニカム構造体は、軸方向に沿った壁面を有する隔壁により仕切られた複数の流通孔と、該複数の流通孔の一端および他端のそれぞれを交互に封止する封止材とを備えてなるハニカム構造体であって、該ハニカム構造体の両側の端面は凸状に湾曲していると
ともに、一つの前記流通孔の周りに配置された前記封止材において、隣り合う前記封止材の内側の表面と前記壁面との交わる位置が異なっており、前記封止材の内側の表面形状が、円錐状，半球状およびこれらが複合化した凸状のいずれかであり、隣り合う前記封止材の内側の表面形状が異なっていることを特徴とする。
The honeycomb structure of the present invention includes a plurality of flow holes partitioned by partition walls having wall surfaces along the axial direction, and a sealing material that alternately seals one end and the other end of the plurality of flow holes. The honeycomb structure is provided, the end faces on both sides of the honeycomb structure are curved in a convex shape, and in the sealing material disposed around one of the flow holes, the adjacent sealing members intersecting the position of the inner surface and the wall surface of the wood has Tsu Do different, inner surface shape of the encapsulant, conical, hemispherical and has a they either convex complexed, adjacent The inner surface shape of the sealing material is different .

また、本発明のハニカム構造体は、上記いずれかの構成において、前記封止材の内側の表面と前記壁面とのなす角度が５度以上55度未満であることを特徴とするものである。 In addition, the honeycomb structure of the present invention is characterized in that, in any of the above-described configurations, an angle formed between the inner surface of the sealing material and the wall surface is 5 degrees or more and less than 55 degrees.

また、本発明のハニカム構造体は、上記いずれかの構成において、前記隔壁は、チタン
酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とするものである。 The honeycomb structure of the present invention is characterized in that, in any one of the above structures, the partition wall is formed of a sintered body mainly composed of aluminum titanate.

また、本発明のハニカム構造体は、上記いずれかの構成において、前記封止材は、チタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とするものである。 Moreover, the honeycomb structure of the present invention is characterized in that, in any one of the above structures, the sealing material is a sintered body mainly composed of aluminum titanate.

また、本発明のフィルタは、上記いずれかの構成において、前記流通孔の封止されていない一端を入口とし、この流通孔と前記隔壁を介した他の流通孔の封止されていない他端を出口として排気ガスを通過させて、該排気ガス中の微粒子を前記隔壁で捕集することを特徴とするものである。 Moreover, the filter of this invention WHEREIN: One end which is not sealed of the said circulation hole is set as an inlet_port | entrance, and the other end which is not sealed of the other circulation hole via the said partition in said structure The exhaust gas is allowed to pass through at the outlet, and the particulates in the exhaust gas are collected by the partition walls.

また、排気ガス処理装置は、上記構成のフィルタを備えてなることを特徴とするものである。 Further, the exhaust gas treatment device is characterized by including the filter having the above-described configuration.

本発明のハニカム構造体によれば、軸方向に沿った壁面を有する隔壁により仕切られた複数の流通孔と、複数の流通孔の一端および他端のそれぞれを交互に封止する封止材とを備えてなるハニカム構造体であって、ハニカム構造体の両側の端面は凸状に湾曲しているとともに、一つの流通孔の周りに配置された封止材において、隣り合う封止材の内側の表面と壁面との交わる位置が異なっていることにより、強制再生時の熱が繰り返し与えられても隣り合う封止材の内側の表面と壁面との交わる位置に発生する応力は、隣り合う封止材の内側の表面と壁面との交わる位置が一致している場合より緩和されるため、この位置に生じていたクラックおよび溶損は抑制される。併せて、熱が繰り返し与えられてもハニカム構造体の両側の端面は凸状に湾曲しているので、端面に発生する応力は、端面が平面である場合よりも緩和されるため、端面に生じるクラックおよび溶損が抑制される。また、封止材の内側の表面形状が、円錐状，半球状およびこれらが複合化した凸状のいずれかであることにより、強制再生時の熱が繰り返し与えられても封止材の内側の表面に生じていた応力は、内側の表面が角錐状または多面体状である場合より分散されやすいため、封止材の内側の表面に生じるクラックおよび溶損が抑制される。さらに、隣り合う封止材の内側の表面形状が異なっていることにより、強制再生時の熱が繰り返し与えられても封止材の内側の表面に生じていた応力は、隣り合う封止材の内側の表面形状が同じ形状である場合より分散されやすいため、封止材の内側の表面に生じるクラックおよび溶損が抑制される。
According to the honeycomb structure of the present invention, a plurality of flow holes partitioned by partition walls having wall surfaces along the axial direction, and a sealing material that alternately seals one end and the other end of the plurality of flow holes, The end faces on both sides of the honeycomb structure are curved in a convex shape, and the inside of the adjacent sealing material in the sealing material arranged around one flow hole by intersecting position between the surface and the wall surface of the are Tsu Do different, stress generated at the positions intersecting with the inner surface and the wall surface of the sealing material heat during forced regeneration neighboring be given iteration adjacent Since the position where the inner surface of the sealing material intersects with the wall surface is more relaxed, cracks and melting damage occurring at this position are suppressed. In addition, even if heat is repeatedly applied, the end faces on both sides of the honeycomb structure are curved in a convex shape, so the stress generated on the end faces is more relaxed than in the case where the end faces are flat. that cracks and melting is suppressed. In addition, since the inner surface shape of the sealing material is one of a conical shape, a hemispherical shape, and a convex shape in which these are combined, even if heat during forced regeneration is repeatedly applied, Since the stress generated on the surface is more easily dispersed than when the inner surface is in the shape of a pyramid or a polyhedron, cracks and melting damage generated on the inner surface of the sealing material are suppressed. Furthermore, because the inner surface shape of the adjacent sealing material is different, the stress generated on the inner surface of the sealing material even when heat during forced regeneration is repeatedly applied is Since it is easier to disperse than the case where the inner surface shape is the same shape, cracks and erosion caused on the inner surface of the sealing material are suppressed.

また、本発明のハニカム構造体によれば、封止材の内側の表面と壁面とのなす角度が５度以上55度未満である場合には、この角度の範囲より小さい場合に比べ、流通孔の容積をわずかではあるが大きくできるので、微粒子の捕集量を増加できる。一方、この角度の範囲より大きい場合に比べ、封止材の内側の表面と壁面との交わる位置に発生する応力は、分散されやすいため、この位置に生じていたクラックおよび溶損はさらに抑制される。 Further, according to the honeycomb structure of the present invention, when the angle formed between the inner surface of the sealing material and the wall surface is 5 degrees or more and less than 55 degrees, compared with the case where the angle is smaller than the range of this angle, the flow hole The volume of the particles can be increased slightly, but the amount of collected fine particles can be increased. On the other hand, compared to the case where the angle is larger than this range, the stress generated at the position where the inner surface of the sealing material intersects with the wall surface is easily dispersed, so that cracks and erosion caused at this position are further suppressed. The

また、本発明のハニカム構造体によれば、隔壁は、チタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなる場合には、このような焼結体は耐熱衝撃性が高いので、隔壁に堆積した微粒子を強制再生するために、バーナーまたはヒーター等で加熱して急激な温度変化を与えても隔壁は長期間に亘って破損することがない。 Further, according to the honeycomb structure of the present invention, when the partition wall is made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate, such a sintered body has high thermal shock resistance, and thus deposited on the partition wall. In order to forcibly regenerate the fine particles, the partition walls are not damaged over a long period of time even if they are heated with a burner or a heater to give a sudden temperature change.

また、本発明のハニカム構造体によれば、封止材は、チタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなる場合には、このような焼結体は耐熱衝撃性が高いので、封止材に堆積した微粒子を燃焼して再生するために、バーナーまたはヒーター等で加熱して急激な温度
変化を与えても封止材は長期間に亘って破損することがない。 Further, according to the honeycomb structure of the present invention, when the sealing material is made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate, such a sintered body has high thermal shock resistance. In order to burn and regenerate the fine particles deposited on the material, the encapsulant does not break for a long period of time even if it is heated with a burner or a heater to give a sudden temperature change.

また、本発明のフィルタによれば、本発明のハニカム構造体の隔壁の壁面に触媒を担持したフィルタであって、流通孔の封止されていない一端を入口とし、この流通孔と隔壁を介した他の流通孔の封止されていない他端を出口として排気ガスを通過させて、排気ガス中の微粒子を隔壁で捕集するフィルタである場合には、強制再生時の熱が繰り返し与えられてもクラックおよび溶損の生じにくいハニカム構造体を用いているので、長期間に亘って効率よく微粒子を捕集して除去することができる。 Further, according to the filter of the present invention, the catalyst is supported on the wall surface of the partition wall of the honeycomb structure of the present invention, and one end where the flow hole is not sealed is an inlet, and the flow hole and the partition wall are interposed. In the case of a filter that allows exhaust gas to pass through the other end that is not sealed in the other flow hole as an outlet and collects particulates in the exhaust gas by a partition, heat during forced regeneration is repeatedly applied. However, since the honeycomb structure that is less prone to cracking and melting is used, fine particles can be efficiently collected and removed over a long period of time.

本発明の排気ガス処理装置によれば、本発明のフィルタを備えている場合には、長期間に亘って効率よく微粒子を捕集して除去することができるので、長期間に亘って効率よく使用することができる。 According to the exhaust gas treatment device of the present invention, when the filter of the present invention is provided, fine particles can be efficiently collected and removed over a long period of time, so that it is efficient over a long period of time. Can be used.

本発明のハニカム構造体の実施の形態の一例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。An example of an embodiment of a honeycomb structure of the present invention is shown, (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view taken along line B-B 'in (a). 図１に示す例のハニカム構造体を示す、（ａ）は図１（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるＤ−Ｄ’線での断面図である。1A is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 1A, and FIG. 1B is a DD ′ line in FIG. FIG. 本発明のハニカム構造体の流入側における封止材の実施の形態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の表面形状がそれぞれ形状の異なる凸状の状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows an example of embodiment of the sealing material in the inflow side of the honeycomb structure of this invention, (a)-(d) is the convex from which the surface shape inside a sealing material differs from shape, respectively. It is a fragmentary sectional view which shows a state. 本発明のハニカム構造体の流出側における封止材の実施の形態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の表面形状がそれぞれ形状の異なる凸状の状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows an example of embodiment of the sealing material in the outflow side of the honeycomb structure of this invention, (a)-(d) is the convex in which the surface shape inside a sealing material each differs in shape It is a fragmentary sectional view which shows a state. 本発明のハニカム構造体の流入側における封止材の実施の形態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の形状が、円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状の状態を示す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view showing an example of an embodiment of a sealing material on the inflow side of a honeycomb structure of the present invention, and (a) to (d) show that the inner shape of the sealing material is conical or hemispherical. It is a fragmentary sectional view which shows the state of the shape which these combined. 本発明のハニカム構造体の流出側における封止材の実施の形態の他の例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の表面形状がそれぞれ形状の異なる凸状の状態を示す部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing another example of the embodiment of the sealing material on the outflow side of the honeycomb structure of the present invention, in which (a) to (d) each have an inner surface shape of the sealing material. It is a fragmentary sectional view showing a different convex state. 封止材の内側の表面と隔壁の壁面とのなす角度を測定する方法を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の形状がそれぞれ異なる状態での測定する場所を示す模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method to measure the angle which the inner surface of a sealing material and the wall surface of a partition make, (a)-(d) is a measurement in the state from which the shape of a sealing material differs, respectively. It is a schematic diagram which shows the place to do. 本発明のハニカム構造体の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は流入側の一部を示す側面図であり、（ｂ）は流出側の一部を示す側面図である。The other example of embodiment of the honeycomb structure of this invention is shown, (a) is a side view which shows a part of inflow side, (b) is a side view which shows a part of outflow side. 本発明のハニカム構造体の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は流入側の一部を示す側面図であり、（ｂ）は流出側の一部を示す側面図である。The other example of embodiment of the honeycomb structure of this invention is shown, (a) is a side view which shows a part of inflow side, (b) is a side view which shows a part of outflow side. 本発明のハニカム構造体を用いたフィルタおよびこのフィルタを備えた排気ガス処理装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of a filter using a honeycomb structure of the present invention and an exhaust gas treatment apparatus including the filter. 従来のフィルタに用いられるハニカム構造体を示す、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は部分破断した正面図である。The honeycomb structure used for the conventional filter is shown, (a) is a side view, (b) is a partially broken front view. 従来のハニカム構造体の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional honeycomb structure. 従来のハニカム構造体の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional honeycomb structure.

以下、本発明のハニカム構造体およびこれを用いたフィルタならびに排気ガス処理装置の実施の形態の例について説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of a honeycomb structure of the present invention, a filter using the honeycomb structure, and an exhaust gas treatment device will be described.

図１は、本発明のハニカム構造体の実施の形態の一例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。また、図２は、図１のハニカム構
造体を示す、（ａ）は図１（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるＤ−Ｄ’線での断面図である。 FIG. 1 shows an example of an embodiment of a honeycomb structure of the present invention, (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view taken along line BB ′ in (a). 2 shows the honeycomb structure of FIG. 1, (a) is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 1 (a), and (b) is DD in FIG. 1 (a). It is sectional drawing in a line.

図１に示す例のハニカム構造体１は、軸方向Ａに沿った壁面４ａを有する通気性の隔壁４により仕切られた複数の流通孔２と、複数の流通孔２の一端および他端のそれぞれを交互に封止する封止材３，30とを備えている。 The honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 1 includes a plurality of flow holes 2 partitioned by a gas-permeable partition wall 4 having a wall surface 4a along the axial direction A, and one end and the other end of each of the plurality of flow holes 2. And sealing materials 3 and 30 for alternately sealing the two.

ハニカム構造体１の流入側にディーゼルエンジン（図示しない）が配置され、ディーゼルエンジン（図示しない）が作動して、排気ガス（ＥＧ）が発生すると、この排気ガス（ＥＧ）は、図１（ｂ）に示すように、ハニカム構造体１の流入側に封止材３を備えていない流通孔２から導入されるが、流出側に備えた封止材30によってその流出が遮られる。流出が遮られた排気ガス（ＥＧ）は、多孔質の隔壁４を通過して、流出側に封止材30が備えていない隣接する流通孔２に導入される。排気ガス（ＥＧ）が隔壁４を通過するとき、隔壁４の気孔内で排気ガス（ＥＧ）中の炭素を主成分とする微粒子，硫黄が酸化してできる硫酸塩を主成分とする微粒子および高分子からなる完全に燃焼されない炭化水素等の粒子状物質（以下、これらを総称して微粒子という。）が捕集される。微粒子が捕集された排気ガス（ＥＧ）は、浄化された状態で、封止材30を備えていない流通孔２から外部に排出される。 When a diesel engine (not shown) is arranged on the inflow side of the honeycomb structure 1 and the diesel engine (not shown) is operated to generate exhaust gas (EG), the exhaust gas (EG) is converted into FIG. ), The honeycomb structure 1 is introduced from the flow hole 2 not provided with the sealing material 3 on the inflow side, but the outflow is blocked by the sealing material 30 provided on the outflow side. Exhaust gas (EG) whose outflow is blocked passes through the porous partition wall 4 and is introduced into the adjacent circulation hole 2 where the sealing material 30 is not provided on the outflow side. When the exhaust gas (EG) passes through the partition walls 4, fine particles mainly composed of carbon in the exhaust gas (EG) in the pores of the partition walls 4, fine particles mainly composed of sulfate formed by oxidation of sulfur, and high Particulate substances such as hydrocarbons that are not completely burned out of molecules (hereinafter collectively referred to as fine particles) are collected. The exhaust gas (EG) in which the fine particles are collected is discharged to the outside through the circulation hole 2 not provided with the sealing material 30 in a purified state.

図１に示す例のハニカム構造体１は、例えば、外径が100〜200ｍｍ、軸方向Ａの長さが100〜250ｍｍの円柱形状であって、軸方向Ａに対して垂直な断面における流通孔２は、１平方インチ当たりの個数および１個当たりの断面積がそれぞれ50〜800個，１〜10ｍｍ^２
であって、隔壁４は厚みが0.05〜1.0ｍｍである。 The honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 1 has, for example, a cylindrical shape having an outer diameter of 100 to 200 mm and a length of 100 to 250 mm in the axial direction A, and a flow hole in a cross section perpendicular to the axial direction A 2, 1 50-800 or each cross-sectional area of the number and 1 per per square inch, 1 to 10 mm ²
And the partition 4 is 0.05-1.0 mm in thickness.

そして、図２に示すように本発明のハニカム構造体１は、ハニカム構造体１の両側の端面１ａ，１ｂは凸状に湾曲しているとともに、一つの流通孔２の一端に配置された封止材３において、隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置Ｐ_１，Ｐ_２が異なることが重要である。 As shown in FIG. 2, the honeycomb structure 1 of the present invention has end faces 1a and 1b on both sides of the honeycomb structure 1 that are convexly curved and sealed at one end of one flow hole 2. In the stopper 3, it is important that the positions P ₁ and P ₂ where the inner surface 3 a and the wall surface 4 a intersect each other are different.

隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置Ｐ_１，Ｐ_２が異なることから、強制再生時に熱が繰り返し与えられても隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置Ｐ_１，Ｐ_２に発生する応力は、隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置が一致している場合より緩和されるので、この位置に生じていたクラックおよび溶損は抑制される。 Since the positions P ₁ and P ₂ where the inner surface 3a of the adjacent sealing material 3 and the wall surface 4a intersect are different, the inner surface 3a of the adjacent sealing material 3 even when heat is repeatedly applied during forced regeneration The stress generated at the positions P ₁ and P ₂ where the wall surface 4a intersects is alleviated as compared with the case where the inner surface 3a of the adjacent sealing material 3 and the wall surface 4a intersect each other. Cracks and melting damage that have occurred are suppressed.

このことは、流通孔２において、流出側に形成された封止材30においても同様で、隣り合う封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとの交わる位置Ｐ_３，Ｐ_４が異なることが重要であり、上述した流入側の場合と同じ理由により、この位置に生じていたクラックおよび溶損は抑制される。 This also applies to the sealing material 30 formed on the outflow side in the flow hole 2, and the positions P ₃ and P ₄ where the inner surface 30 a and the wall surface 4 a intersect each other are different. Is important, and for the same reason as that on the inflow side described above, cracks and erosion that have occurred at this position are suppressed.

また、強制再生時に熱が繰り返し与えられても両側の端面１ａ，１ｂは凸状に湾曲しているので、端面１ａ，１ｂに発生する応力は、端面１ａ，１ｂが平面である場合より緩和され、端面１ａ，１ｂに生じていたクラックおよび溶損が抑制される。 Further, even if heat is repeatedly applied during forced regeneration, since the end surfaces 1a and 1b on both sides are curved in a convex shape, the stress generated on the end surfaces 1a and 1b is more relaxed than when the end surfaces 1a and 1b are flat. Cracks and melting damage that have occurred in the end faces 1a and 1b are suppressed.

両側の端面１ａ，１ｂは、曲率半径が、ハニカム構造体１の直径の2.7倍以上4.2倍以下であることが好適である。 The end faces 1a and 1b on both sides preferably have a radius of curvature that is not less than 2.7 times and not more than 4.2 times the diameter of the honeycomb structure 1.

図３は、本発明のハニカム構造体の流入側における封止材の実施の形態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の表面形状がそれぞれ形状の異なる凸状の状態を示す部分断面図である。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an example of an embodiment of the sealing material on the inflow side of the honeycomb structure of the present invention, and (a) to (d) show the inner surface shape of the sealing material, respectively. It is a fragmentary sectional view which shows the convex state from which a shape differs.

また、図４は、本発明のハニカム構造体の流出側における封止材の実施の形態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の表面形状がそれぞれ形状の異なる凸状の状態を示す部分断面図である。 FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an example of an embodiment of the sealing material on the outflow side of the honeycomb structure of the present invention, wherein (a) to (d) are the surface shapes inside the sealing material. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a convex state with different shapes.

図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、隣り合う封止材３の内側の表面３ａは、互いに形状の異なる凸状であることが好適である。強制再生時の熱が繰り返し与えられても封止材３の内側の表面３ａに生じていた応力は、隣り合う封止材３ａの内側の表面３ａの形状が同じ凸状である場合より分散されやすいため、封止材３の内側の表面３ａに生じていたクラックおよび溶損は抑制される。 As shown in FIGS. 3A to 3D, the inner surfaces 3a of the adjacent sealing materials 3 are preferably convex shapes having different shapes. Even if heat at the time of forced regeneration is repeatedly applied, the stress generated on the inner surface 3a of the sealing material 3 is distributed more than when the shape of the inner surface 3a of the adjacent sealing material 3a is the same convex shape. Since it is easy, the crack and the melting loss which have arisen in the inner surface 3a of the sealing material 3 are suppressed.

このことは、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、流出側に形成された封止材30においても同様で、隣り合う封止材30の内側の表面30ａは、互いに形状の異なる凸状であることが好適であり、上述した理由と同じ理由により、封止材30の内側の表面30ａに生じていたクラックおよび溶損は抑制される。 This also applies to the sealing material 30 formed on the outflow side, as shown in FIGS. 4A to 4D, and the inner surfaces 30a of the adjacent sealing materials 30 have different shapes. A convex shape is preferable, and cracks and erosion caused on the inner surface 30a of the sealing material 30 are suppressed for the same reason as described above.

図５は、本発明のハニカム構造体の流入側における封止材の実施の形態の一例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の形状が、円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状の状態を示す部分断面図である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of an embodiment of the sealing material on the inflow side of the honeycomb structure of the present invention, in which (a) to (d) show that the inner shape of the sealing material is a cone. It is a fragmentary sectional view which shows the state of a shape, hemisphere, and the shape which these combined.

また、図６は、本発明のハニカム構造体の流出側における封止材の実施の形態の他の例を示す部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の内側の表面形状がそれぞれ形状の異なる凸状の状態を示す部分断面図である。 FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing another example of the embodiment of the sealing material on the outflow side of the honeycomb structure of the present invention, wherein (a) to (d) are inside the sealing material. It is a fragmentary sectional view which shows the convex state from which a surface shape differs in each shape.

図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、隣り合う封止材３の内側の表面３ａは、円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状のいずれか２種であることが好適である。図５（ｃ）に示す、上側の封止材３の内側の表面３ａ_１は、例えば、円錐状および半球状が複合化した形状である。隣り合う封止材３の内側の表面３ａは、円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状であると、熱が繰り返し与えられても封止材３の内側の表面３ａに生じていた応力は、内側の表面３ａが角錐状または多面体状である場合より分散されやすいため、封止材３の内側の表面３ａに生じていたクラックおよび溶損はさらに抑制される。 As shown in FIGS. 5A to 5D, the inner surface 3a of the adjacent sealing materials 3 is preferably any one of a conical shape, a hemispherical shape, and a shape in which these are combined. is there. An inner surface 3a ₁ of the upper sealing material 3 shown in FIG. 5C has, for example, a conical and hemispherical shape. If the inner surface 3a of the adjacent sealing material 3 has a conical shape, a hemispherical shape, or a composite shape thereof, the stress generated on the inner surface 3a of the sealing material 3 even when heat is repeatedly applied. Since the inner surface 3a is more easily dispersed than when the inner surface 3a is in the shape of a pyramid or a polyhedron, cracks and erosion caused on the inner surface 3a of the sealing material 3 are further suppressed.

このことは、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、流出側に形成された封止材30においても同様で、隣り合う封止材30の内側の表面30ａは、円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状のいずれか２種であることが好適であり、上述した理由と同じ理由により、封止材30の内側の表面30ａに生じていたクラックおよび溶損は抑制される。 This also applies to the sealing material 30 formed on the outflow side, as shown in FIGS. 6A to 6D, and the inner surface 30a of the adjacent sealing material 30 has a conical, hemispherical shape. It is preferable that any one of the shape and the shape in which these are combined is used, and for the same reason as described above, cracks and erosion caused on the inner surface 30a of the sealing material 30 are suppressed. .

特に、本発明のハニカム構造体は、封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとのなす角度は５度以上55度未満であることが好適である。封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとのなす角度がこの範囲にあると、この範囲より小さい場合に比べ、流通孔２の容積をわずかではあるが大きくできるので、微粒子の捕集量をほとんど減少させないで済む。一方、上記角度が上記範囲より大きい場合に比べ、封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置に発生する応力は、分散されやすいため、この位置に生じていたクラックおよび溶損はさらに抑制される。 In particular, in the honeycomb structure of the present invention, it is preferable that the angle formed by the inner surface 3a of the sealing material 3 and the wall surface 4a is 5 degrees or more and less than 55 degrees. If the angle formed between the inner surface 3a and the wall surface 4a of the sealing material 3 is within this range, the volume of the flow hole 2 can be slightly increased compared with the case where the angle is smaller than this range. Almost no decrease. On the other hand, compared to the case where the angle is larger than the above range, the stress generated at the position where the inner surface 3a and the wall surface 4a of the sealing material 3 intersect is easily dispersed, so cracks and erosion occurred at this position. Is further suppressed.

また、上述した理由と同様の理由により、封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとのなす角度は５度以上55度未満であることが好適である。 For the same reason as described above, the angle formed by the inner surface 30a of the sealing material 30 and the wall surface 4a is preferably 5 degrees or more and less than 55 degrees.

図７は、封止材３の内側の表面３ａと隔壁４の壁面４ａとのなす角度を測定する方法を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は、封止材の形状がそれぞれ異なる状態で
の測定する場所を示す模式図である。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method of measuring an angle formed by the inner surface 3a of the sealing material 3 and the wall surface 4a of the partition wall 4, wherein (a) to (d) are diagrams of the sealing material. It is a schematic diagram which shows the place to measure in the state from which each shape differs.

図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、封止材３の内側の表面３ａと隔壁４の壁面４ａとのなす角度をθ，表面３ａの起点から頂点までの軸方向Ａにおける高さをｈ，壁面４ａから表面３ａの頂点までの垂直距離をｄとすると、角度θは、以下の式（１）を用いて求められ、ｈおよびｄは、測定顕微鏡を用いて倍率を50〜200倍として測定し、その測定値を用
いればよい。
θ＝ｔａｎ^−１（ｈ／ｄ）・・・（１）
また、本発明のハニカム構造体を構成する隔壁４は、熱膨張係数が小さい成分、例えば、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２），β−ユークリプトタイト（Ｌｉ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２），β−スポジュメン（Ｌｉ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２），炭化珪素（ＳｉＣ），窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４），サイアロン（Ｓｉ_６−ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８−Ｚ，但しｚは固溶量で０．１以上１以下である。），ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２），燐酸ジルコニウムカリウム（ＫＺｒ_２（ＰＯ_４）_３）またはチタン酸アルミニウム（Ａｌ_２ＴｉＯ_５）を主成分とする焼結体からなることが好適であるが、特に、本発明のハニカム構造体は、隔壁４がチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることが好適である。このようなチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体は耐熱衝撃性が高いので、隔壁４に捕集した微粒子を燃焼して再生するために、バーナー，ヒーター等で加熱して急激な温度変化を与えても隔壁４は長期間に亘って破損することがない。 As shown in FIGS. 7A to 7D, the angle between the inner surface 3a of the sealing material 3 and the wall surface 4a of the partition wall 4 is θ, and the height in the axial direction A from the starting point to the apex of the surface 3a. Where h is the vertical distance from the wall surface 4a to the top of the surface 3a, and the angle θ is obtained using the following equation (1), and h and d are 50-200 magnifications using a measuring microscope. It is sufficient to measure as double and use the measured value.
θ = tan ⁻¹ (h / d) (1)
In addition, the partition walls 4 constituting the honeycomb structure of the present invention have a component having a low thermal expansion coefficient, such as cordierite (2MgO.2Al ₂ O ₃ · 5SiO ₂ ), β-eucryptite (Li ₂ O · Al _2). O ₃ · 2SiO ₂ ), β-spodumene (Li ₂ O · Al ₂ O ₃ · 4SiO ₂ ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), sialon (Si _6-Z Al _Z O _Z N _8-Z , where z is from 0.1 to 1 in terms of solid solution), mullite (3Al ₂ O ₃ .2SiO ₂ ), potassium zirconium phosphate (KZr ₂ (PO ₄ ) ₃ ) or aluminum titanate ( al 2 Although _TiO ₅₎ it is preferable that a sintered body composed mainly of, in particular, in the honeycomb structure of the present invention, the partition wall 4 is composed mainly of aluminum titanate sintered body It is preferable Ranaru. Since such a sintered body mainly composed of aluminum titanate has high thermal shock resistance, it is heated with a burner, a heater, or the like in order to burn and regenerate the fine particles collected in the partition walls 4, and the temperature changes rapidly. However, the partition wall 4 is not damaged over a long period of time.

同様に、本発明のハニカム構造体を構成する封止材３，30は、熱膨張係数が小さい成分、例えば、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）β−ユークリプトタイト，（Ｌｉ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）β−スポジュメン（Ｌｉ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２），炭化珪素（ＳｉＣ），窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４），サイアロン（Ｓｉ_６−ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８−Ｚ，但しｚは固溶量で0.1以上１以下である。）ムライト（３Ａｌ_２
Ｏ_３・２ＳｉＯ_２），燐酸ジルコニウムカリウム（ＫＺｒ_２(ＰＯ_４)_３）またはチタン酸アルミニウム（Ａｌ_２ＴｉＯ_５）を主成分とする焼結体からなることが好適であるが、特に、本発明のハニカム構造体は、封止材３がチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることが好適である。このようなチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体は耐熱衝撃性が高いので、封止材３に堆積した微粒子を燃焼して再生するために、バーナー，ヒーター等で加熱して急激な温度変化を与えても封止材３，30は長期間に亘って破損することがない。 Similarly, the sealing materials 3 and 30 constituting the honeycomb structure of the present invention are components having a low coefficient of thermal expansion, such as cordierite (2MgO · 2Al ₂ O ₃ · 5SiO ₂ ) β-eucryptite, (Li _{_{_{2 O · Al 2 O 3 ·}}} 2SiO 2) β- spodumene _{_{_{(Li 2 O · Al 2 O}}} 3 · 4SiO 2), silicon carbide (SiC), silicon nitride _(Si _{3 N} 4), sialon _{(Si 6-Z} Al _Z O _Z N _8-Z , where z is 0.1 to 1 in terms of solid solution.) Mullite (3Al ₂
It is preferable that the sintered body is mainly composed of O ₃ · 2SiO ₂ ), potassium zirconium phosphate (KZr ₂ (PO ₄ ) ₃ ) or aluminum titanate (Al ₂ TiO ₅ ). In the honeycomb structure, the sealing material 3 is preferably made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate. Since such a sintered body mainly composed of aluminum titanate has high thermal shock resistance, in order to burn and regenerate the fine particles deposited on the sealing material 3, it is heated with a burner, a heater, etc. Even if a change is given, the sealing materials 3 and 30 are not damaged over a long period of time.

なお、本発明における主成分とは、隔壁４および封止材３をそれぞれ構成する焼結体の全成分100質量％に対して50質量％以上を占める成分をいう。隔壁４および封止材３をそ
れぞれ構成する成分の含有量は、蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合高周波プラズマ）発光分析法により求めることができる。具体的には、主成分がチタン酸アルミニウムの場合には、酸化チタンおよび酸化アルミニウムについては、各元素Ｔｉ，Ａｌの含有量を測定して酸化物に換算した含有量の合計をチタン酸アルミニウムの含有量とすればよい。 In addition, the main component in this invention means the component which occupies 50 mass% or more with respect to 100 mass% of all the components of the sintered compact which comprises the partition 4 and the sealing material 3, respectively. The content of each component constituting the partition wall 4 and the sealing material 3 can be determined by fluorescent X-ray analysis or ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis. Specifically, in the case where the main component is aluminum titanate, for titanium oxide and aluminum oxide, the content of each element Ti and Al is measured and the total content converted to oxide is the total content of aluminum titanate. What is necessary is just to set it as content.

図８，９は、本発明のハニカム構造体の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は流入側の一部を示す側面図であり、（ｂ）は流出側の一部を示す側面図である。 8 and 9 show another example of the embodiment of the honeycomb structure of the present invention, (a) is a side view showing a part on the inflow side, and (b) shows a part on the outflow side. It is a side view.

図８に示す例のハニカム構造体１は、（ａ）に示すように流入側で封止されていない流通孔２ａおよび封止されている流通孔２ｂをそれぞれ４角形状，８角形状とし、流通孔２ａを流通孔２ｂより端面の面積を大きくしたものである。 The honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 8 has a quadrangular shape and an octagonal shape, as shown in FIG. The flow hole 2a has a larger end surface area than the flow hole 2b.

また、図９に示す例のハニカム構造体１は、（ａ）に示すように流入側で封止されてい
ない流通孔２ａおよび封止されている流通孔２ｂとも４角形状であるが、流通孔２ａを流通孔２ｂより端面の面積を大きくし、その角部を円弧状にしたものである。一方、流出側では図８，９に示す例のハニカム構造体１とも（ｂ）に示すように流入側で封止されていない流通孔２ａは封止され、流入側で封止されている流通孔２ｂは封止されないように構成されている。 In addition, the honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 9 has a quadrangular shape, as shown in FIG. 9A, the flow holes 2 a that are not sealed on the inflow side and the flow holes 2 b that are sealed are square. The area of the end face of the hole 2a is made larger than that of the flow hole 2b, and the corners thereof are arcuate. On the other hand, on the outflow side, in the honeycomb structure 1 of the example shown in FIGS. 8 and 9, as shown in (b), the flow holes 2a not sealed on the inflow side are sealed, and the flow is sealed on the inflow side. The hole 2b is configured not to be sealed.

図８，９に示す構成にすることにより、流通孔２の端面の面積が同じである場合よりも、微粒子を捕集する隔壁４の壁面４ｄの表面積を大きくすることができるため、微粒子の捕集量を増大させることができる。また、流入側で封止されていない流通孔２ａの端面の面積を大きくすることで、排気ガス（ＥＧ）が流通孔２ａに効率よく導入されるので、微粒子を容易に補集することができる。 The configuration shown in FIGS. 8 and 9 can increase the surface area of the wall surface 4d of the partition wall 4 that collects the fine particles as compared with the case where the end faces of the flow holes 2 have the same area. The amount of collection can be increased. Further, by increasing the area of the end face of the flow hole 2a that is not sealed on the inflow side, exhaust gas (EG) is efficiently introduced into the flow hole 2a, so that particulates can be easily collected. .

特に、図９に示す例のハニカム構造体１は、端面の面積が大きい流通孔２ａの角部が円弧状であることから、角部に生じやすいクラックを低減することができるので、より好適である。 In particular, the honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 9 is more preferable because the corners of the flow holes 2a having a large end surface area are arc-shaped, and thus cracks that are likely to occur in the corners can be reduced. is there.

特に、図９に示す例のハニカム構造体１は、流入側で封止されていない流通孔２ａの直径が封止されている流通孔２ｂの直径に対して、1.55倍以上1.95倍以下であることが好適である。直径の比をこの範囲にすることで、微粒子の捕集量を増大させることができるとともに、隔壁に径方向からのクラックが入りにくくなるため、さらに強度の高いハニカム構造体とすることができる。ここで、流通孔２の直径とは、軸方向（Ａ）に垂直な断面において、壁面４ａに接する内接円の直径をいい、測定顕微鏡を用いて測定することができる。 In particular, in the honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 9, the diameter of the flow hole 2a that is not sealed on the inflow side is 1.55 times or more and 1.95 times or less than the diameter of the flow hole 2b that is sealed. Is preferred. By setting the ratio of diameters within this range, the amount of collected fine particles can be increased, and cracks from the radial direction do not easily enter the partition walls, so that a honeycomb structure with higher strength can be obtained. Here, the diameter of the flow hole 2 means a diameter of an inscribed circle in contact with the wall surface 4a in a cross section perpendicular to the axial direction (A), and can be measured using a measuring microscope.

図10は、本発明のハニカム構造体を用いたフィルタおよびこのフィルタを備えた排気ガス処理装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of a filter using the honeycomb structure of the present invention and an exhaust gas treatment apparatus including the filter.

図10に示す例の本発明のフィルタは、本発明のハニカム構造体１の隔壁４の壁面４ａに触媒（図示しない）を担持したフィルタ５であって、流通孔２の封止されていない一端を入口とし、この流通孔２と隔壁４を介した他の流通孔２の封止されていない他端を出口として排気ガス（ＥＧ）を通過させて、排気ガス中の微粒子を隔壁４で捕集するものである。 The filter of the example of the present invention shown in FIG. 10 is a filter 5 in which a catalyst (not shown) is supported on the wall surface 4a of the partition wall 4 of the honeycomb structure 1 of the present invention. Is used as an inlet and exhaust gas (EG) is allowed to pass through with the other unsealed end of the other circulation hole 2 through the circulation hole 2 and the partition wall 4 as an outlet, and particulates in the exhaust gas are captured by the partition wall 4. To collect.

隔壁４の壁面４ａに担持された触媒は、軽油等の燃料が気化したガスを供給することによって、隔壁４で捕集された排気ガス中の微粒子を酸化して燃焼させるためのものであり、例えば、ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），オスミウム（Ｏｓ），イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）等の白金族金属は、いずれも酸化活性が高いので、これらの白金族金属から選択される少なくともいずれかであることが好ましく、特に、これらの白金族金属のうち、白金（Ｐｔ）は酸化活性が最も高いので、白金（Ｐｔ）であることがより好適である。さらに、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）を吸着するためにアルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類金属から選択される少なくともいずれかを壁面４ａに担持させてもよい。 The catalyst carried on the wall surface 4a of the partition wall 4 is for oxidizing and burning fine particles in the exhaust gas collected by the partition wall 4 by supplying gas vaporized by fuel such as light oil, For example, platinum group metals such as ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), and platinum (Pt) all have high oxidation activity. At least one selected from metals is preferable, and platinum (Pt) is more preferable because platinum (Pt) has the highest oxidation activity among these platinum group metals. Furthermore, in order to adsorb nitrogen oxide (NO _x ), at least one selected from alkali metal, alkaline earth metal, and rare earth metal may be supported on the wall surface 4a.

また、図10に示す例の本発明の排気ガス処理装置は、本発明のフィルタ５を備えている排気ガス処理装置20であって、フィルタ５は断熱材層６によって外周面を被覆された状態でケース７に収容されている。ケース７は、例えば、ＳＵＳ303，ＳＵＳ304およびＳＵＳ316等のステンレスからなり、その中央部が円筒状に、両端部が円錐台状にそれぞれ形成
され、排気ガス（ＥＧ）の流入側および流出側がそれぞれ入口８および出口９である。ケース７の入口８には排気管10が連結され、排気ガス（ＥＧ）は排気管10からケース７内に流入するように構成されている。 Further, the exhaust gas treatment apparatus of the present invention of the example shown in FIG. 10 is an exhaust gas treatment apparatus 20 including the filter 5 of the present invention, and the filter 5 is covered with the heat insulating material layer 6 on the outer peripheral surface. And accommodated in the case 7. The case 7 is made of, for example, stainless steel such as SUS303, SUS304, and SUS316, and has a central portion formed in a cylindrical shape and both end portions formed in a truncated cone shape, and an exhaust gas (EG) inflow side and an outflow side on the inlet 8 respectively. And exit 9. An exhaust pipe 10 is connected to the inlet 8 of the case 7, and exhaust gas (EG) is configured to flow into the case 7 from the exhaust pipe 10.

また、断熱材層６は、マット状に形成され、例えば、セラミックファイバー，ガラスファイバー，カーボンファイバーおよびセラミックウィスカーの少なくともいずれか１種からなることが好適で、これらの材料はいずれも断熱性に優れているからである。 Further, the heat insulating material layer 6 is formed in a mat shape, and is preferably made of at least one of ceramic fiber, glass fiber, carbon fiber, and ceramic whisker, and these materials are all excellent in heat insulating properties. Because.

ディーゼルエンジン（図示しない）が作動して、排気ガス（ＥＧ）が排気管10よりケース７に流入すると、ハニカム構造体１の端面１ａ（ＩＦ）から封止材３で封止されていない流通孔２の中に排気ガス（ＥＧ）が導入される。排気ガス（ＥＧ）が導入された流通孔２は、端面１ｂ（ＯＦ）側の端部が封止材30によって封止されているので、排気ガス（ＥＧ）の流出は遮られるため、排気ガス（ＥＧ）は多孔質の隔壁４を通過し、端面１ｂ（ＯＦ）側が封止材30で封止されていない隣接する流通孔２より排出される。隔壁４では、その内部の気孔内で排気ガス（ＥＧ）中の微粒子が捕集される。つまり、排気ガス（ＥＧ）が導入された流通孔２に隣接する流通孔２には、浄化された空気が流入する。そして、隣接する流通孔２の端面１ａ（ＩＦ）側の端部は封止材３で封止されているので、浄化された空気に排気ガス（ＥＧ）が混入しない。このようにして、排気ガス処理装置20のハニカム構造体１に導入された排気ガス（ＥＧ）は、微粒子を含まない状態に浄化され、端面１ｂ（ＯＦ）から外部に排出される。 When a diesel engine (not shown) is activated and exhaust gas (EG) flows into the case 7 from the exhaust pipe 10, the flow holes not sealed with the sealing material 3 from the end face 1a (IF) of the honeycomb structure 1 Exhaust gas (EG) is introduced into 2. Since the flow hole 2 into which the exhaust gas (EG) is introduced is sealed with the sealing material 30 at the end on the end face 1b (OF) side, the outflow of the exhaust gas (EG) is blocked. (EG) passes through the porous partition wall 4 and is discharged from the adjacent circulation hole 2 whose end face 1b (OF) side is not sealed with the sealing material 30. In the partition wall 4, fine particles in the exhaust gas (EG) are collected in the pores therein. That is, the purified air flows into the circulation hole 2 adjacent to the circulation hole 2 into which the exhaust gas (EG) is introduced. And since the edge part by the side of the end surface 1a (IF) of the adjacent circulation hole 2 is sealed with the sealing material 3, exhaust gas (EG) does not mix in the purified air. In this manner, the exhaust gas (EG) introduced into the honeycomb structure 1 of the exhaust gas treatment device 20 is purified to a state that does not contain fine particles, and is discharged to the outside from the end face 1b (OF).

このように本発明の排気ガス処理装置20は、本発明のフィルタを備えているので、長期間に亘って効率よく微粒子を捕集することができる。 Thus, since the exhaust gas treatment device 20 of the present invention includes the filter of the present invention, it can efficiently collect fine particles over a long period of time.

なお、図10に示す例の本発明の排気ガス処理装置20は、排気ガス（ＥＧ）の流入側における断熱材層６が被覆されていない領域の軸方向における長さ（Ｌ_１）が、フィルタ５の軸方向Ａにおける全長（Ｌ_０）の１／15以下（０を含まず）であることが好適である。 Note that the exhaust gas treatment device 20 of the example of the present invention shown in FIG. 10 has an axial length (L ₁ ) in the region where the heat insulating material layer 6 is not covered on the exhaust gas (EG) inflow side. It is preferable that it is 1/15 or less (excluding ₀ ) of the total length (L ₀ ) in the axial direction A of 5.

排気ガス処理装置20を使用したり、再生したりするときに、排気ガス（ＥＧ）の流入側における断熱材層６が被覆されていない領域の近傍と、断熱材層６が被覆されている領域との温度差が生じるが、フィルタ５の軸方向Ａにおける全長の１／15以下とすることで、この温度差があって応力が分散されやすいため、残留した熱応力の影響を受けにくくなり、ハニカム構造体の流入側の端面に入るクラックを低減することができる。 When the exhaust gas treatment device 20 is used or regenerated, the vicinity of the region where the heat insulating material layer 6 is not covered on the inflow side of the exhaust gas (EG) and the region where the heat insulating material layer 6 is covered The difference in temperature is less than 1/15 of the total length of the filter 5 in the axial direction A, and the stress is easily dispersed due to this temperature difference. Cracks entering the end face on the inflow side of the honeycomb structure can be reduced.

次に、本発明のハニカム構造体１を得るための製造方法として、図１に示すハニカム構造体１の例について説明する。 Next, an example of the honeycomb structure 1 shown in FIG. 1 will be described as a manufacturing method for obtaining the honeycomb structure 1 of the present invention.

まず、主成分がチタン酸アルミニウムであるハニカム構造体１を得る場合には、ＴｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３との比率がモル比で40〜60：60〜40である成分100質量部と、組成式が（
Ｎａ_ｙＫ_１−ｙ）ＡｌＳｉ_３Ｏ_８（０≦ｙ≦１）で表わされるアルカリ長石，Ｍｇを含むスピネル型構造の酸化物，ＭｇＯおよび焼成によりＭｇＯに転化するＭｇ含有化合物、の少なくともいずれか１種からなる成分を１〜10質量部と、を調合して調合原料を得る。この調合原料にグラファイト、澱粉または樹脂粉末等の造孔剤の所定量を添加した後、さらに可塑剤，増粘剤，滑剤および水等を加えて、万能攪拌機，回転ミルまたはＶ型攪拌機等を使ってスラリー化した混練物を作製する。そして、この混練物を三本ロールミルや混練機等を用いて混練して、杯土を得る。 First, in order to obtain the honeycomb structure 1 whose main component is aluminum titanate, 100 parts by mass of a component having a molar ratio of TiO ₂ to Al ₂ O ₃ of 40 to 60:60 to 40, and composition The expression is (
Na _y K _1-y ) AlSi ₃ O ₈ (0 ≦ y ≦ 1) represented by alkali feldspar, Mg-containing spinel-type oxide, MgO, and Mg-containing compound that is converted to MgO by firing 1 to 10 parts by mass of a single component is prepared to obtain a blended raw material. After adding a predetermined amount of pore-forming agent such as graphite, starch or resin powder to this blended raw material, add a plasticizer, thickener, lubricant, water, etc., and add a universal stirrer, rotary mill or V-type stirrer. A kneaded material is made into a slurry by using it. And this kneaded material is knead | mixed using a 3 roll mill, a kneader, etc., and a clay is obtained.

次に、ハニカム構造体１の隔壁４を形成するためのスリットを有する成形体の外径を決定する内径が、例えば、100〜250ｍｍである成形型を備えた押出成形機に杯土を投入し、圧力を加えてハニカム状に成形して、乾燥させてから所定長さに切断する。 Next, the clay is put into an extrusion molding machine equipped with a molding die whose inner diameter that determines the outer diameter of the molded body having slits for forming the partition walls 4 of the honeycomb structure 1 is, for example, 100 to 250 mm. Then, pressure is applied to form into a honeycomb shape, dried, and then cut to a predetermined length.

そして、電気炉またはガス炉等の焼成炉を用い、成形体を大気雰囲気中1250℃〜1700℃で焼成した後、端面１ｂ（ＯＦ）を市松模様にマスキングし、焼結体の端面１ｂ側を水を
加えてスラリー状の前記混練物に浸漬する。 And after baking a molded object at 1250 to 1700 degreeC in air | atmosphere atmosphere using baking furnaces, such as an electric furnace or a gas furnace, the end surface 1b (OF) is masked in a checkered pattern, and the end surface 1b side of a sintered compact is made into the side. Water is added and immersed in the slurry-like kneaded product.

そして、上記のスラリー化した前記混練物に焼結体の端面１ｂ側を浸漬した状態で、端面１ａ（ＩＦ）から撥水性樹脂がコーティングされたピンを挿入し、隣り合う封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとの交わる位置が異なるように、ピンの先端部の位置を調節した後、常温にて乾燥し、封止材30を形成する。 And in the state which immersed the end surface 1b side of the sintered compact in the said kneaded material made into said slurry, the pin coated with water-repellent resin was inserted from the end surface 1a (IF), and the inside of the adjacent sealing material 30 After adjusting the position of the tip of the pin so that the position where the surface 30a and the wall surface 4a cross each other is different, it is dried at room temperature to form the sealing material 30.

なお、封止材30の内側の表面30ａは、ピンの先端部の表面が封止材30の内側の表面30ａに転写されるため、隣り合う封止材30の内側の表面30ａを互いに形状の異なる凸状とするには、ピンの先端部の表面を互いに形状の異なる凹状とすればよい。 Note that the inner surface 30a of the sealing material 30 is formed so that the inner surface 30a of the adjacent sealing material 30 is mutually shaped because the surface of the tip of the pin is transferred to the inner surface 30a of the sealing material 30. In order to obtain different convex shapes, the surface of the tip portion of the pin may be concave shapes having different shapes.

また、隣り合う封止材30の内側の表面30ａを円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状のいずれか２種とするには、ピンの先端部を凹状として、その表面をそれぞれ円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状のいずれか２種にすればよい。 Also, in order to make the inner surface 30a of the adjacent sealing material 30 any one of a conical shape, a hemispherical shape, and a composite shape thereof, the tip of the pin is made concave and the surface is conical. , Hemispherical shape or a shape in which these are combined.

そして、封止材30を形成させた後、ピンを抜き、上述した作業と同じ作業を焼結体の端面１ａ側でも行ない、封止材３を形成する。 Then, after the sealing material 30 is formed, the pins are removed, and the same operation as described above is performed on the end face 1a side of the sintered body to form the sealing material 3.

封止材３，30を形成し、電気炉またはガス炉等の焼成炉を用いて、焼結体を1250℃〜1700℃で再度焼成した後、焼結体の両側の端面が凸状に湾曲するようにカップホイール型砥石，研磨布または研磨パッド等で研磨することによって、本発明のハニカム構造体１を得ることができる。 After forming the sealing materials 3 and 30 and firing the sintered body again at 1250 ° C to 1700 ° C using a firing furnace such as an electric furnace or a gas furnace, the end faces on both sides of the sintered body are curved convexly Thus, the honeycomb structure 1 of the present invention can be obtained by polishing with a cup wheel type grindstone, a polishing cloth, a polishing pad or the like.

次に、主成分がコージェライトであるハニカム構造体１を得る場合には、焼結体におけるコージェライトの組成は、酸化珪素（ＳｉＯ_２）が40〜56質量％、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３が30〜46質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が12〜16質量％となるように、カオリン，仮焼カオリン，酸化アルミニウム，水酸化アルミニウム，酸化珪素，タルクまたは焼タルクなどのコージェライト化する原料を調合して調合原料を得る。この調合原料を得た後、ハニカム構造体１を得るまでの工程は、焼成温度を1250℃〜1700℃から1350℃〜1450℃に変更する以外は、主成分がチタン酸アルミニウムの場合と同様である。 Next, when obtaining the honeycomb structure 1 whose main component is cordierite, the composition of cordierite in the sintered body is 40 to 56 mass% of silicon oxide (SiO ₂ ), aluminum oxide (Al ₂ O _3). Raw materials to be converted into cordierite such as kaolin, calcined kaolin, aluminum oxide, aluminum hydroxide, silicon oxide, talc, or baked talc so that the amount of magnesium is 30 to 46% by mass and magnesium oxide (MgO) is 12 to 16% by mass After obtaining this blended raw material, the steps until obtaining the honeycomb structure 1 are the main components except that the firing temperature is changed from 1250 ° C to 1700 ° C to 1350 ° C to 1450 ° C. Is the same as in the case of aluminum titanate.

なお、ハニカム構造体１の隔壁４の壁面４ａに触媒を担持したフィルタ５を得るには、ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），オスミウム（Ｏｓ），イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）等の白金族金属から選択される少なくともいずれかを含む混練物に、封止材3,30が形成された成形体を浸漬した後に、上述した方法により焼成すればよい。また、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）を吸着するための触媒をさらに担持させる場合には、白金族金属に加え、アルカリ金属，アルカリ土類金属または希土類金属から選択される少なくともいずれかを混練物に添加しておけばよい。 In order to obtain the filter 5 carrying the catalyst on the wall surface 4a of the partition wall 4 of the honeycomb structure 1, ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir) or platinum. What is necessary is just to bak by the method mentioned above, after immersing the molded object in which the sealing materials 3 and 30 were formed in the kneaded material containing at least any selected from platinum group metals, such as (Pt). When further supporting a catalyst for adsorbing nitrogen oxide (NO _x ), in addition to the platinum group metal, at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals or rare earth metals is added to the kneaded product. Add it.

そして、フィルタ５の外周面を断熱材層６で被覆した状態で、ケース７の円筒状の中央部に挿入した後、排気ガス（ＥＧ）の入口８および出口９をそれぞれ備える円錐台状のケースの両端部を接続することで、図10に示す例の本発明の排気ガス処理装置を得ることができる。 Then, after the filter 5 is inserted into the cylindrical central portion of the case 7 in a state where the outer peripheral surface of the filter 5 is covered with the heat insulating material layer 6, the truncated cone-shaped case includes an exhaust gas (EG) inlet 8 and an outlet 9. By connecting the both end portions, it is possible to obtain the exhaust gas treatment apparatus of the present invention of the example shown in FIG.

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples.

先ず、酸化チタン（ＴｉＯ_２）と酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）との比率がモル比で40：60である成分100質量部と、組成式が（Ｎａ_ｙＫ_１−ｙ）ＡｌＳｉ_３Ｏ_８（０≦ｙ≦
１）で表わされるアルカリ長石（ＭｇＯ）を５質量部とを調合して調合原料を得た。 First, 100 parts by mass of a component having a molar ratio of titanium oxide (TiO ₂ ) to aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) of 40:60, and a composition formula of (Na _y K _1-y ) AlSi ₃ O ₈ (0 ≦ y ≦
A blended raw material was obtained by blending 5 parts by mass of alkali feldspar (MgO) represented by 1).

この調合原料に造孔剤としてグラファイトを所定量添加した後、さらに可塑剤，増粘剤，滑剤および水を加えて、回転ミルで攪拌してスラリー状の混練物を作製した。そして、この混練物の一部を残し混練機を用いて回転ミルより得られた混練物を混練して、杯土を得た。 After adding a predetermined amount of graphite as a pore-forming agent to this blended raw material, a plasticizer, a thickener, a lubricant and water were further added, and stirred with a rotary mill to prepare a slurry-like kneaded product. And the kneaded material obtained from the rotary mill was kneaded using a kneader while leaving a part of the kneaded material to obtain a clay.

次に、ハニカム構造体１の隔壁４を形成するためのスリットを有する成形体の外径を決定する内径が160ｍｍである成形型を備えた押出成形機に上記の杯土を投入し、圧力を加
えてハニカム状に成形した後、乾燥させてから所定長さに切断した。 Next, the above clay is put into an extrusion molding machine having a molding die having an inner diameter of 160 mm for determining the outer diameter of the molded body having slits for forming the partition walls 4 of the honeycomb structure 1, and the pressure is increased. In addition, after forming into a honeycomb shape, it was dried and then cut into a predetermined length.

そして、電気炉を用いて成形体を1500℃で焼成した後、端面１ｂ（ＯＦ）側で封止材３ｂが封止する部分ができるように市松模様にマスキングし、焼結体の端面１ｂ側を残しておいた混練物に水を加えてスラリー化して浸漬した。 And after baking a molded object at 1500 degreeC using an electric furnace, it masks in a checkered pattern so that the part which the sealing material 3b seals on the end surface 1b (OF) side, and the end surface 1b side of a sintered compact Water was added to the kneaded material that had been left to make a slurry and immersed.

そして、スラリー化した前記混練物に焼結体の端面１ｂ側を浸漬した状態で、端面１ａ（ＩＦ）から撥水性樹脂がコーティングされたピンを挿入し、隣り合う封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとの交わる位置が様々な位置になるように、ピンの先端部の位置を調節した後、常温にて乾燥し、封止材30を形成した。 Then, with the end surface 1b side of the sintered body immersed in the slurry kneaded material, a pin coated with a water repellent resin is inserted from the end surface 1a (IF), and the inner surface of the adjacent sealing material 30 is inserted. The position of the tip of the pin was adjusted so that the position where 30a and the wall surface 4a intersected was various, and then dried at room temperature to form the sealing material 30.

封止材30を形成させた後、ピンを抜き、上述した作業と同じ作業方法で、今度は流出側で封止した場所とは別の場所を封止するよう市松模様にマスキングをして、焼結体の端面１ａ側でも行ない、封止材３を形成した。 After forming the sealing material 30, the pin is pulled out, masked in a checkered pattern so as to seal a place different from the place sealed on the outflow side in the same way as described above, The sealing material 3 was formed also on the end face 1a side of the sintered body.

隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置および隣り合う封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとの交わる位置については、後述する耐久性試験を実施した後、測定顕微鏡を用い、倍率を100倍として、軸方向Ａに対して垂直な断面で観察した。 About the position where the inner surface 3a and the wall surface 4a of the adjacent sealing material 3 intersect and the position of the inner surface 30a and the wall surface 4a of the adjacent sealing material 30 intersect, after carrying out a durability test described later, Using a measuring microscope, the magnification was set to 100, and the cross section was observed perpendicular to the axial direction A.

なお、本実施例では、隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置および隣り合う封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとの交わる位置がそれぞれ異なる場合は、これらの位置の間隔が0.2ｍｍ以上離れた場合とし、位置が一致する場合とは、この
位置の間隔が0.2ｍｍ未満である場合として、それぞれ表１に○×を記入した。 In this embodiment, when the position where the inner surface 3a and the wall surface 4a of the adjacent sealing material 3 intersect and the position of the inner surface 30a and the wall surface 4a of the adjacent sealing material 30 are different, The case where the distance between these positions is 0.2 mm or more and the case where the positions coincide with each other is the case where the distance between these positions is less than 0.2 mm.

なお、ピンの先端部の表面はいずれも凹状とし、封止材３，30の表面が表１に示されるような形状にするため、この形状と面対称となるものとした。 In addition, in order to make the surface of the front-end | tip part of a pin into concave shape and to make the surface of the sealing materials 3 and 30 into a shape as shown in Table 1, it shall be symmetrical with this shape.

封止材３，30を形成し、電気炉を用い、焼結体を1500℃で再度焼成した後、焼結体の両側の端面が凸状に湾曲するように研磨布で研磨することによって、ハニカム構造体１である試料Ｎｏ．１〜13を得た。なお、比較例である試料Ｎｏ．14については、焼結体を1500℃で再度焼成した後、焼結体の両側の端面は研磨せずに、平面のままとした。 After forming the sealing materials 3 and 30 and firing the sintered body again at 1500 ° C. using an electric furnace, by polishing with a polishing cloth so that the end faces on both sides of the sintered body are curved convexly, Sample No. 1 which is the honeycomb structure 1 is used. 1-13 were obtained. In addition, sample No. which is a comparative example. Regarding No. 14, after the sintered body was fired again at 1500 ° C., the end faces on both sides of the sintered body were not polished and remained flat.

各試料の両側の端面の状態は、表１に示す通りである。 The state of the end faces on both sides of each sample is as shown in Table 1.

なお、試料Ｎｏ．１〜14は、それぞれ直径が144ｍｍ，長さが117ｍｍ，隔壁４および封止材３，30の各気孔率が48％，軸方向に垂直な方向における断面の流通孔４の密度が0.46個／ｍｍ^２，封止材3,30の各厚みが２〜５ｍｍ，隔壁４の幅が0.2ｍｍであるハニカム構
造体とした。 Sample No. Nos. 1 to 14 have a diameter of 144 mm, a length of 117 mm, the porosity of the partition walls 4 and the sealing materials 3 and 30 are 48%, and the density of the flow holes 4 in the cross section in the direction perpendicular to the axial direction is 0.46 / mm ^2, the thickness of the sealing material 3, 30 is 2 to 5 mm, a width of the partition wall 4 has a honeycomb structure is 0.2 mm.

そして、試料Ｎｏ．１〜14を排気ガス処理装置20に個別に設置し、エンジンの回転数およびトルクをそれぞれ3000ｍｉｎ^−１，50Ｎ・ｍとして、エンジンを所定時間運転させて
排気ガスを排気ガス処理装置20に導入し、微粒子を捕集した。次に、エンジンの回転数を4000ｍｉｎ^−１として、各試料の温度が700℃になったときに、エンジンの回転数を1050
ｍｉｎ^−１，トルクを30Ｎ・ｍにそれぞれ変更して微粒子を燃焼させるという耐久性試験を実施した。この排気ガスの導入，微粒子の捕集および燃焼という操作を、微粒子の捕集量が0.1ｍｇ／ｃｍ^３増加する毎に繰り返し、クラックが発生するまでの微粒子の捕集量
を求め、その値を表１に示した。この微粒子の捕集量の値が大きいほど、クラックが生じにくく、ハニカム構造体の耐久性が優れていることを意味する。 And sample no. 1 to 14 are individually installed in the exhaust gas treatment device 20, and the engine speed and torque are set to 3000 min ⁻¹ and 50 N · m, respectively, and the engine is operated for a predetermined time to introduce exhaust gas into the exhaust gas treatment device 20. Fine particles were collected. Next, when the engine speed is 4000 min ⁻¹ and the temperature of each sample reaches 700 ° C., the engine speed is set to 1050.
A durability test was performed in which fine particles were burned by changing min ⁻¹ and torque to 30 N · m, respectively. This exhaust gas introduction, particulate collection and combustion operations are repeated every time the particulate collection amount increases by 0.1 mg / cm ³ , and the amount of particulate collection until cracking occurs is determined. It is shown in Table 1. A larger value of the collected amount of fine particles means that cracks are less likely to occur and the durability of the honeycomb structure is excellent.

なお、クラックの確認については、各試料とも目視で排気ガス処理装置20の流入側から行なった。 Note that the cracks were visually confirmed from the inflow side of the exhaust gas treatment apparatus 20 for each sample.

表１に示す結果から分かるように、試料Ｎｏ．13は、隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置および隣り合う封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとの交わる位置がともに一致していることから、これらの位置に発生する応力が緩和されにくいため、微粒子の捕集量が少ない段階でクラックが発生していることが分かる。 As can be seen from the results shown in Table 1, Sample No. 13, since the position where the inner surface 3 a and the wall surface 4 a of the adjacent sealing material 3 intersect and the position where the inner surface 30 a and the wall surface 4 a of the adjacent sealing material 30 intersect are the same, It can be seen that the cracks are generated at a stage where the amount of collected fine particles is small since the stress generated at the position is difficult to be relaxed.

また、試料Ｎｏ．14はハニカム構造体１の両側の端面１ａ，１ｂが平面であることから、端面１ａ，１ｂに発生する応力が緩和されにくいため、微粒子の捕集量が少ない段階でクラックが発生していることが分かる。 Sample No. In No. 14, since the end faces 1a and 1b on both sides of the honeycomb structure 1 are flat, the stress generated on the end faces 1a and 1b is not easily relieved, so that cracks are generated at a stage where the amount of collected fine particles is small. I understand.

一方、試料Ｎｏ．１〜12は、隣り合う封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａとの交わる位置および隣り合う封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとの交わる位置がともに異なっていることから、これらの位置に発生する応力が緩和されやすく、また、ハニカム構造体１の両側の端面１ａ，１ｂは凸状に湾曲していることから、端面１ａ，１ｂに発生する応力が緩和されやすいため、微粒子の捕集量が増えてきてもクラックが容易に発生していないことが分かる。 On the other hand, Sample No. 1 to 12, since the position where the inner surface 3a and the wall surface 4a of the adjacent sealing material 3 intersect and the position of the inner surface 30a and the wall surface 4a of the adjacent sealing material 30 are different from each other, Since the stress generated at these positions is easily relaxed and the end surfaces 1a and 1b on both sides of the honeycomb structure 1 are curved in a convex shape, the stress generated on the end surfaces 1a and 1b is easily relaxed. It can be seen that cracks are not easily generated even when the amount of collected fine particles increases.

特に、試料Ｎｏ．４〜12は、隣り合う封止材３の内側の表面３ａおよび隣り合う封止材30の内側の表面30ａは、いずれも互いに形状の異なる凸状であることから、熱が繰り返し与えられても封止材３，30の内側の表面に生じていた応力は、隣り合う封止材３の内側の表面３ａおよび隣り合う封止材30の内側の表面30ａの形状がいずれも同じ凸状である試料Ｎｏ．１，２より分散されやすいため、微粒子の捕集量が増えてきてもさらにクラックが発生しにくくなっていることが分かる。 In particular, sample no. 4 to 12, since the inner surface 3 a of the adjacent sealing material 3 and the inner surface 30 a of the adjacent sealing material 30 are both convex shapes having different shapes, heat is repeatedly applied. The stress generated on the inner surfaces of the sealing materials 3 and 30 is a convex shape in which the shapes of the inner surface 3a of the adjacent sealing materials 3 and the inner surface 30a of the adjacent sealing materials 30 are the same. Sample No. It can be seen that cracks are less likely to occur even if the amount of collected fine particles increases because the particles are more easily dispersed than 1 and 2.

また、試料Ｎｏ．５〜12は、隣り合う封止材３の内側の表面３ａおよび隣り合う封止材30の内側の表面30ａは、いずれも円錐状，半球状およびこれらが複合化した形状のいずれか２種であることから、熱が繰り返し与えられても封止材３，30の内側の表面３ａ，30ａに生じていた応力は、内側の表面３ａ，30ａが多面体状である試料Ｎｏ．１より分散されやすいため、微粒子の捕集量が増えてきてもさらにクラックが発生しにくくなっていることが分かる。 Sample No. 5-12, the inner surface 3a of the adjacent sealing material 3 and the inner surface 30a of the adjacent sealing material 30 are any two types of conical, hemispherical, and a shape in which these are combined. Therefore, even if heat is repeatedly applied, the stress generated on the inner surfaces 3a and 30a of the sealing materials 3 and 30 is the same as the sample No. 3 in which the inner surfaces 3a and 30a are polyhedral. Since it is easier to disperse than 1, it can be seen that cracks are less likely to occur even if the amount of collected fine particles increases.

また、隣り合う封止材３,30の内側のそれぞれの表面３ａ，30ａが円錐状，半球状であ
る試料Ｎｏ．５〜11を比べると、試料Ｎｏ．６〜10は、封止材３の内側の表面３ａと壁面４ａのなす角度および封止材30の内側の表面30ａと壁面４ａとのなす角度がともに５度以上55度未満であることから、角度がこの範囲外である試料Ｎｏ．５，11より、微粒子の捕集量が増えてきてもさらにクラックが発生しにくくなっていることが分かる。 Further, each of the inner surfaces 3a and 30a of the adjacent sealing materials 3 and 30 has a conical or hemispherical shape. When comparing 5-11, sample no. 6 to 10 are that the angle between the inner surface 3a and the wall surface 4a of the sealing material 3 and the angle between the inner surface 30a and the wall surface 4a of the sealing material 30 are both 5 degrees or more and less than 55 degrees. Sample No. with an angle outside this range. 5 and 11, it can be seen that even if the amount of collected fine particles increases, cracks are less likely to occur.

表１に示す、隔壁４および封止材３，30がいずれもチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなるハニカム構造体である試料Ｎｏ．１と、隔壁４および封止材３，30が表２に示す成分を主成分とするハニカム構造体である試料Ｎｏ．15〜18を作製した。 Sample No. 1 in which the partition walls 4 and the sealing materials 3 and 30 shown in Table 1 are honeycomb structures made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate. 1 and the partition wall 4 and the sealing materials 3 and 30 are sample Nos. 1 and 2 which are honeycomb structures whose main components are the components shown in Table 2. 15-18 were produced.

なお、試料Ｎｏ．1，15〜18は、いずれも直径が144ｍｍ，長さが117ｍｍ，隔壁４およ
び封止材３，30の各気孔率が48％，軸方向に垂直な方向における断面の流通孔４の密度が0.46個／ｍｍ^２，封止材3,30の各厚みが２〜５ｍｍ，隔壁４の幅が0.2ｍｍであるハニカ
ム構造体１とした。 Sample No. Nos. 1 and 15 to 18 have a diameter of 144 mm, a length of 117 mm, the porosity of each of the partition walls 4 and the sealing materials 3 and 30 is 48%, and the density of the flow holes 4 in the cross section perpendicular to the axial direction is The honeycomb structure 1 was 0.46 pieces / mm ² , the thicknesses of the sealing materials 3 and 30 were ² to 5 mm, and the width of the partition walls 4 was 0.2 mm.

そして、ハニカム構造体の耐熱衝撃性をＪＡＳＯＭ 505−87に準拠して評価した。具
体的には、内部が800℃に保持された電気炉に試料を配置し、20分経過した後に試料を取
り出して、クラックの有無を目視で確認した。 And the thermal shock resistance of the honeycomb structure was evaluated according to JASO M 505-87. Specifically, the sample was placed in an electric furnace maintained at 800 ° C., and after 20 minutes, the sample was taken out and visually checked for cracks.

クラックが確認された試料を△、クラックが確認されなかった試料を○として、その結果を表２に示す。 The results are shown in Table 2, where Δ is a sample in which a crack was confirmed, and ○ is a sample in which no crack was confirmed.

表２に示す結果から分かるように、試料Ｎｏ．15は隔壁４がチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることから、耐熱衝撃性が高いので、急激な温度変化を与えても隔壁４は長期間に亘ってクラックが生じにくいことが分かる。 As can be seen from the results shown in Table 2, the sample No. Since partition wall 4 is made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate, it has high thermal shock resistance. Therefore, even when a sudden temperature change is applied, partition wall 4 is unlikely to crack for a long period of time. I understand.

また、試料Ｎｏ．16は、封止材3,30がチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることから、耐熱衝撃性が高いので、急激な温度変化を与えても封止材3,30は長期間に亘ってクラックが生じにくいことが分かる。 Sample No. 16 has a high thermal shock resistance because the sealing materials 3 and 30 are made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate, so that the sealing materials 3 and 30 can be used for a long time even if a sudden temperature change is applied. It can be seen that cracks hardly occur.

特に、試料Ｎｏ．１は、隔壁４および封止材3,30がともにチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることから、耐熱衝撃性が高いので、急激な温度変化を与えても隔壁４および封止材3,30は長期間に亘ってクラックが生じにくいことが分かる。 In particular, sample no. 1 has a high thermal shock resistance because both the partition wall 4 and the sealing materials 3 and 30 are made of a sintered body containing aluminum titanate as a main component. Therefore, the partition wall 4 and the sealing material can be sealed even if a sudden temperature change is applied. It can be seen that the materials 3 and 30 are less likely to crack over a long period of time.

１：ハニカム構造体
２：流通孔
３，30：封止材
４：隔壁
５：フィルタ
６：断熱材層
７：ケース
８：排気ガス（ＥＧ）の入口
９：排気ガス（ＥＧ）の出口
10：排気管
20：排気ガス処理装置 1: honeycomb structure 2: flow hole 3, 30: sealing material 4: partition wall 5: filter 6: heat insulating material layer 7: case 8: exhaust gas (EG) inlet 9: exhaust gas (EG) outlet
10: Exhaust pipe
20: Exhaust gas treatment equipment

Claims

A honeycomb structure comprising a plurality of flow holes partitioned by a partition wall having an axial wall surface and a sealing material that alternately seals one end and the other end of the plurality of flow holes. The end surfaces on both sides of the honeycomb structure are curved in a convex shape, and in the sealing material disposed around one of the flow holes, the inner surface and the wall surface of the adjacent sealing material position has Tsu Do different intersection of bets, the inner surface shape of the sealing material, conical, hemispherical and these are either convex complexed, the inside of the sealing material adjacent the surface A honeycomb structure having different shapes .

The honeycomb structure according to claim 1, wherein an angle formed between an inner surface of the sealing material and the wall surface is 5 degrees or more and less than 55 degrees.

The honeycomb structure according to claim 1 or 2 , wherein the partition wall is made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate.

The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein the sealing material is a sintered body mainly composed of aluminum titanate.

A filter carrying a catalyst on the wall surface of the partition wall of the honeycomb structure according to any one of claims 1 to 4 , wherein one end of the flow hole not sealed is an inlet, and the flow hole and A filter characterized in that exhaust gas is allowed to pass through the other end of the other through hole that is not sealed through the partition as an outlet, and particulates in the exhaust gas are collected by the partition.

An exhaust gas processing apparatus comprising the filter according to claim 5 .