JP5502000B2 - ハニカム構造体及びパティキュレートフィルタ - Google Patents
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Description
まず、清浄化したい排ガスGは、パティキュレートフィルタに対してその軸方向の一端(図5(B)では左端)から供給される。この場合、排ガスGは、封口されていないセル105b(流入側セル105b)からパティキュレートフィルタに流入する。これらの流入側セル105bの他端は封口されているため、排ガスGは隔壁101の内部を通って、隣接するセル105a(排出側セル105a)に流入する。この排出側セル105aにおけるパティキュレートフィルタの軸方向の他端(図5(B)では右端)が開口しているので、排ガスGは、排出側セル105aの当該他端から流出する。つまり、パティキュレートフィルタでは、隣接するセルを区切る隔壁101がフィルタとして機能し、排ガスGに含まれているすす等を隔壁101によって捕捉できるため、排ガスGを清浄化することができる。そして、捕集されたすすは、ハニカム構造体100を燃焼することにより除去される。
一方、パティキュレートフィルタの隔壁101の気孔が小さい場合(気孔が細かい場合)、排ガスGが隔壁101を通過する際の圧力損失が大きくなる。つまり、パティキュレートフィルタとしての圧力損失が大きくなる。この場合、内燃機関の性能低下につながるため、パティキュレートフィルタの圧力損失を小さくすることが好ましい。パティキュレートフィルタの圧力損失を小さくする上では、パティキュレートフィルタの隔壁101の気孔が大きい方が好ましいが、すすの捕集効率が低下する。
つまり、パティキュレートフィルタの隔壁101は、すすの捕集効率の向上と圧力損失の低減という、互いに相反する要求を満たすことができるように、隔壁101に気孔を形成しなければならない。
この特許文献2には、水酸化アルミニウム粒子として、粒径が0.5〜3μmの小粒子と粒径が5〜15μmの大粒子とが他の粒径の粒子に比べて多く存在しているものを使用する旨や、小粒子が主に0.3〜0.7μmの孔を形成し、大粒子が主に3〜7μmの孔を形成する旨が記載されている。
そして、特許文献2には、上記小粒子に対する上記大粒子の重量配合比を5/95〜95/5の範囲で適宜選択することによって,隔壁表面の細孔における上記特定の大きさの小孔と大孔との割合を特定範囲内に規制することにより、高気孔率であり且つ平均細孔径が大径であっても、すす等の捕集率を高く維持することができる旨が記載されている。
この特許文献3には、骨材としての炭化ケイ素と、ケイ素源としての窒化ケイ素と、炭素源としての炭素質固体とを有する原料混錬物を成形し焼成することによって炭化ケイ素質多孔体が製造される旨が記載されている。特許文献3には、焼成工程において、ケイ素源としての窒化ケイ素と、炭素源としての炭素質固体とが反応して炭化ケイ素が生成し、骨材としての炭化ケイ素を取り囲むように反応焼結する旨が記載されている。
また、特許文献3には、マトリックス中に散在する炭素質固体の燃焼跡に形成された大径の気孔がマトリックス中の小さな気孔によって連結されて、アリの巣状の気孔構造が形成される旨が記載されている。
そして、特許文献3には、小径の気孔と大径の気孔とが複雑に連結して、アリの巣状の気孔構造を形成していることにより、すす等の捕集効率が極めて高いと同時に、圧力損失の上昇が抑制される旨が記載されている。
第2発明に係るハニカム構造体の製造方法は、25μm以下の粒径を有する粉体の合計質量が、前記孔形成剤の全質量に対して30〜80%であることを特徴とする。
第3発明に係るハニカム構造体の製造方法は、前記原料における前記孔形成剤の含有量が、前記セラミックス粉末100質量部に対して1〜40質量部であることを特徴とする。
第4発明に係るハニカム構造体の製造方法は、前記大粒径粉体の中心粒径を前記小粒径粉体の中心粒径で除した値が2.0以上であることを特徴とする。
第5発明に係るハニカム構造体の製造方法は、前記小粒径粉体の合計質量に対する累積質量の割合が10%である10%粒径と前記小粒径粉体の中心粒径との差を当該小粒径粉体の中心粒径によって除した値が0.7よりも小さく、前記大粒径粉体の合計質量に対する累積質量の割合が10%である10%粒径と前記大粒径粉体の中心粒径との差を当該大粒径粉体の中心粒径によって除した値が0.7よりも小さいことを特徴とする。
第6発明に係るハニカム構造体の製造方法は、前記大粒径粉体の合計質量に対する累積質量の割合が10%である10%粒径が、前記小粒径粉体の中心粒径よりも大きいことを特徴とする。
第7発明に係るハニカム構造体の製造方法は、前記セラミックス粉末の合計質量に対する累積質量の割合が50%である中心粒径が、前記大粒径粉体の中心粒径よりも小さいことを特徴とする。
(ハニカム構造体)
また、本発明は、上記製造方法により得られるハニカム構造体も提供する。
第8発明に係るハニカム構造体は、複数の隔壁を有するハニカム構造体であって、前記隔壁のX線CT分析結果に基づいて前記隔壁中に存在する気孔の体積を算出した場合において、全気孔の合計体積に対する気孔径5〜25μmである気孔の合計体積の割合が10%以上であり、全気孔の合計体積に対する気孔径50〜100μmである気孔の合計体積の割合が15〜30%であることを特徴とする。
第9発明に係るハニカム構造体は、全気孔の合計体積に対する気孔径100μm以上である気孔の合計体積の割合が1%以下であることを特徴とする。
第10発明に係るハニカム構造体は、前記隔壁の気孔率が30〜70体積%であり、前記隔壁の平均気孔径が5〜25μmであることを特徴とする。
第11発明に係るハニカム構造体は、チタン酸アルミニウムを含有することを特徴とする。
第12発明に係るハニカム構造体は、チタン酸アルミニウムマグネシウムの含有量が85〜99質量%であり、アルミノケイ酸塩の含有量が1〜5質量%であり、酸化アルミニウムの含有量が5質量%以下であり、二酸化チタンの含有量が5質量%以下であることを特徴とする。
(パティキュレートフィルタ)
第13発明に係るパティキュレートフィルタは、上記ハニカム構造体を有し、前記隔壁の平均厚さが0.1〜0.5mmであることを特徴とする。
第2発明によれば、大径の気孔同士を連結する小径の気孔の割合を適切に調整することができるため、圧力損失を更に低く抑えつつ被捕集物の漏れの発生を更に防ぐことができる。
第3発明によれば、隔壁中の気孔率を適切な値に調整することができるため、大径の気孔同士を連結する小径の気孔の割合を適切に調整することができる。これにより、圧力損失を更に低く抑えつつ被捕集物の漏れの発生を更に防ぐことができる。
第4発明によれば、大径の気孔の気孔径と小径の気孔の気孔径との差をある程度大きく維持できるため、大径の気孔における被捕集物の捕集効率を更に高く維持することができる。
第5発明によれば、大径の気孔の気孔径と小径の気孔の気孔径との差をある程度大きく維持できるため、大径の気孔における被捕集物の捕集効率を更に高く維持することができる。さらに、隔壁中に形成されている大径の気孔の気孔径および小径の気孔の気孔径のそれぞれをある程度揃えることができる。これにより、隔壁の全面にわたって、気孔を均一に形成させることができる。
第6発明によれば、大粒径粉体に含まれる小径の粉体の量が少ないことから、大径の気孔の割合と小径の気孔の割合をある程度の範囲に維持することができる。これにより、小径の気孔からなる狭い流路が過剰に形成されることを防ぐことができるため、ハニカム構造体の圧力損失が増加することを更に抑えることができると共に、局所的な被捕集物の堆積を抑制することができる。
第7発明によれば、セラミックス粉末の平均粒径が小粒径粉体の中心粒径よりも小さいため、孔形成剤が偏在することを防ぐことができる。この場合、隔壁に均一な気孔群を形成しやすくなることから、ハニカム構造体内における被捕集物の捕集効率や圧力損失を均一にすることができる。
(ハニカム構造体)
第8発明によれば、ハニカム構造体の隔壁中に適切な構造の気孔群が形成されているため、被捕集物を捕捉する効率を高く維持しつつ、圧力損失を低く維持することができる。
第9発明によれば、気孔径が大きすぎる気孔が少ないため、被捕集物の漏れを更に抑制することができる。
第10発明によれば、隔壁の気孔率が30〜70体積%であり且つ隔壁の平均気孔径が5〜25μmであることにより、内燃機関からの排ガス中に含まれる50〜100nmの粒子等の被捕集物を効率的に捕集できる。
第11発明によれば、ハニカム構造体がチタン酸アルミニウムを含有しているため、ハニカム構造体の耐熱衝撃性に優れており、捕集した微粒子等を燃焼させた場合であっても、その発熱によってハニカム構造体が破損しにくいという利点が得られる。
第12発明によれば、材料が適切な組成となっているため、耐熱性や機械的強度を向上させることができる。
(パティキュレートフィルタ)
第13発明によれば、隔壁の平均厚さが0.1〜0.5mmであるため、高いすす捕集効率と低い圧力損失を更に高度に両立することができる。さらに、捕集したすす等の微粒子(パティキュレート)を燃焼させたときの吸熱や、室温での発熱が起こりにくい。よって、ディーゼルエンジン等の内燃機関からの排ガス中の微粒子を捕集するパティキュレートフィルタとして好適である。
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明のハニカム構造体は、微粒子を含む気体から微粒子を捕集して除去するフィルタに使用することが可能であり、ハニカム構造体の隔壁における気孔の状態を、上記気体に含まれる微粒子を効率よく捕集できるように調整したことを特徴としている。
そして、本発明のハニカム構造体をパティキュレートフィルタとして使用する場合には、隔壁の平均厚さ(セル壁厚)が0.1〜0.5mmであることが好ましい。かかる隔壁の厚さとすれば、高いすす捕集効率と低い圧力損失とを更に高度に両立できる上に、捕集したすす(パティキュレート)を燃焼させたときの吸熱や、室温での発熱が起こりにくい、という利点が得られる。隔壁の「平均厚さ」とは、隣接する一対の貫通孔を任意に10箇所選択した場合における、それぞれの貫通孔間における隔壁の厚みの平均値をいう。
なお、本発明のハニカム構造体は、内燃機関から排出される排ガスを浄化するフィルタ以外にも、被捕集物を含む流体(例えば気体や液体)から被捕集物を除去するために用いることが可能である。例えば、本発明のハニカム構造体は、焼却炉や石油精製設備、外燃機関などから排出される排気ガスの後処理装置にも使用できる。
つぎに、本発明のハニカム構造体の構造について説明する。
本発明のハニカム構造体100は、筒状に形成された部材であって、複数の隔壁101によって分離されていると共にハニカム構造体100を軸方向に貫通する複数の貫通孔105を備えている(図5参照)。複数の貫通孔105のうちの一部のセル(貫通孔)105aの一端及び複数の貫通孔105のうちの残部のセル(貫通孔)105bの他端は、封口材106により封口されている。
このハニカム構造体100において、複数の貫通孔105を分離する複数の隔壁101は、気体が隔壁101を透過できるような構造を有している。具体的には、この隔壁101内には、多数の気孔が形成されており、この多数の気孔が互いに連通して、気体を通過し得る多数の流通経路が形成されている。
かかる被捕集物を効率よく捕集できるような構造とは、隔壁101に対してX線CT分析を行った結果に基づいて隔壁101中に存在する気孔の体積を算出した場合において、全気孔の合計体積に対する気孔径5〜25μmである気孔(小径気孔)の体積割合(合計体積の割合)が10%以上であり、全気孔の合計体積に対する気孔径50〜100μmである気孔(大径気孔)の体積割合(合計体積の割合)が15〜30%となるような構造である。なお、本明細書において、「全気孔の合計体積」とは、X線CT分析により検出し得る全気孔の合計体積を意味する。
一方、小径気孔11から大径気孔12に流体が流入すると、気孔径が広くなることにより流体の速度が低下し、大径気孔12の内壁に被捕集物が付着し易いものと考えられる。
また、流通経路10中に大径気孔12が存在していることにより、流通経路10の全体が小径気孔11のみによって形成されている場合に比べて、流体が流通する経路が被捕集物の捕捉後も維持される結果、圧力損失を小さくすることができる。
つまり、本発明のハニカム構造体では、隔壁101中の気孔の状態が上記のごとき状態となっていることにより、被捕集物の捕集効率を極めて高くすることができると同時に、圧力損失の上昇も抑制することができる。
しかし、X線CT分析の結果に基づいて気孔の体積を算出した場合において、隔壁101中に存在する全気孔の合計体積に対して、気孔径100μm以上である気孔の体積割合(合計体積の割合)が1%以下であると、気孔径が大きすぎる大径気孔12の存在量が少ないため、被捕集物の漏れが生じくいという利点が得られる。
隔壁101のX線CT分析を行うことにより、隔壁101中の気孔の分布、つまり、隔壁101中の流通経路10の形状が3次元データとして得られる。そして、上述した気孔の体積および気孔径は、この3次元データに基づいて算出することができる。
具体的には、図1(B)に示すように、大径気孔12と小径気孔11とが連結された流通経路10の形状がX線CT分析を行うことにより3次元データとして得られる。そして、この3次元データにおいて小径気孔11の気孔径(R11)、および大径気孔12の気孔径(R12)を以下のように定義する。
流通経路10のうち、近接する大径気孔12の間に位置する小径気孔11(ハッチング部分A)を画像認識して、小径気孔11の容積V11を算出する。そして、この容積V11と同等の容積VD11を有する真球状の球体を求め、得られた球体の直径D11を小径気孔11の気孔径R11として定義する(図1(C))。同様に、流通経路10のうち、近接する小径気孔11の間に位置する大径気孔12(ハッチング部分B)を画像認識して、大径気孔12の容積V12を算出する。この容積V12と同等の容積VD12を有する真球状の球体を求め、得られた球体の直径D12を大径気孔12の気孔径R12として定義する。
また、本発明のハニカム構造体は、種々の材料から形成することができるが、とくに、チタン酸アルミニウムを含有する材料によって形成されていることが好ましい。
ここで、ハニカム構造体がチタン酸アルミニウムを含有する材料によって形成されている場合には、ハニカム構造体の耐熱衝撃性や機械的強度を高くすることができる。このため、ハニカム構造体中に大量に微粒子が堆積している状態でハニカム構造体を再生燃焼させた場合であっても、その際に発生する熱に起因する熱衝撃等によってハニカム構造体が損傷することを抑制することができる。
これにより、少量の微粒子が堆積する度にハニカム構造体を再生燃焼させなくてもよくなる。つまり、ハニカム構造体を頻繁に再生燃焼させる必要がないことから、微粒子が大量に堆積するまで連続してハニカム構造体を使用することが可能となる。
この場合、ハニカム構造体の圧力損失が所定の値以上となるまで長期間継続してハニカム構造体をフィルタとして使用することができると共に、その後再生燃焼してハニカム構造体を再利用することができる。これにより、メンテナンス性を向上させることができると共に、微粒子の捕集効率を更に向上させることができる。
また、本発明のハニカム構造体は、X線回折スペクトルにおいて、チタン酸アルミニウムまたはチタン酸アルミニウムマグネシウムの結晶パターンのほか、アルミナ、チタニアなどの結晶パターンを含んでいてもよい。
チタン酸アルミニウムマグネシウム : 85〜99質量%
アルミノケイ酸塩 : 1〜5質量%
酸化アルミニウム : 5質量%以下(0〜5質量%)
二酸化チタン : 5質量%以下(0〜5質量%)
なお、ハニカム構造体の組成は、上記組成に限定されない。
つぎに、上述したような本発明のハニカム構造体の製造方法を説明する。
本発明のハニカム構造体は、セラミックス粉末と孔形成剤とを含む原料を成形して成形体を形成し、この成形体を焼成して製造される。本発明のハニカム構造体の製造方法では、原料に含まれる孔形成剤を所定の状態に調整することにより、上述したようなハニカム構造体を製造することができる。
本発明のハニカム構造体の製造方法は、例えば成形工程、脱脂工程及び焼成工程をこの順に備えている。
成形工程では、まず、セラミックス粉末と孔形成剤とを混合した後に混練して原料混合物を調製し、この原料混合物を所定の形状の成形物、つまり、ハニカム構造を有する成形物に成形する。なお、原料混合物には、セラミックス粉末と孔形成剤以外に、種々の添加剤が混合される。原料混合物には、例えばバインダ、可塑剤、分散剤、溶媒などが添加剤として配合される。
ついで、脱脂工程において、成形物は、孔形成剤、有機成分などを除去するために脱脂される。
そして、焼成工程において、脱脂された成形物を公知の焼成炉によって焼成することにより、多孔質の隔壁を有する、本発明のハニカム構造体が製造される。
この場合、脱脂工程や焼成工程において、孔形成剤を含有する成形体が加熱されると、孔形成剤は燃焼などによって消滅する。これにより、孔形成剤が存在していた箇所に空間ができると共に、この空間同士の間に位置するセラミックス粉末が焼成の際に収縮することとなり、ハニカム構造体の隔壁101の構造を、気体等の流体を流すことができる流通経路10を有する構造とすることができる。
<孔形成剤>
本発明のハニカム構造体を製造する上で重要である、孔形成剤(造孔剤)について詳細に説明する。
混合粉体に混合されている粉体の粒度分布は、大粒径粉体および小粒径粉体が下記の粒度分布を有するように調整されている。小粒径粉体を構成する粉体の粒径は、図2に示すように好ましくは1〜50μmであり、より好ましくは5〜30μmである。小粒径粉体の中心粒径D50は、5〜20μmである。
なお、小粒径粉体の中心粒径D50とは、混合粉体に混合されている全ての小粒径粉体の合計質量に対して、粒径の小さい粉体から当該粉体の質量を積算した累積質量の割合が50%となる粒径を意味している。
小粒径粉体の粒径は、レーザ回折法によって求めた値である。
なお、大粒径粉体の中心粒径D50とは、混合粉体に混合されている全ての大粒径粉体の合計質量に対して、粒径の小さい粉体から当該粉体の質量を積算した累積質量の割合が50%となる粒径を意味している。
また、累積質量が90%となる大粒径粉体の粒径D90とは、混合粉体に混合されている全ての大粒径粉体の合計質量に対して、粒径の小さい粉体から当該粉体の質量を積算した累積質量の割合が90%となる粒径を意味している。
大粒径粉体の粒径は、小粒径粉体同様、レーザ回折法によって求めた値である。
25μm以下の粒径を有する粉体の合計質量(図2におけるハッチング部分C及びハッチング部分Dの合計)は、全混合粉体の合計質量(孔形成剤の全質量)の30〜80%であるように、混合粉体全体が調整されていることが好ましい。25μm以下の粒径を有する粉体の合計質量が30%未満であると、流通経路10の径が大きくなるため、圧力損失は低くできるものの被捕集物の漏れが発生する可能性が高くなる傾向がある。一方、25μm以下の粒径を有する粉体の合計質量が80%を超えると、流通経路10の径が細くなると共に大径気孔12の存在量が少なくなり、圧力損失が大きくなる傾向がある。
よって、25μm以下の粒径を有する粉体の合計質量を全混合粉体の合計質量の30〜80%とすることが好ましく、かかる範囲とすれば、大径気孔12をつなぐ流通経路10を適切な径の流路とすることができるため、圧力損失を更に低く抑えつつ被捕集物の漏れの発生を更に防ぐことができる。
大粒径粉体の中心粒径D50を小粒径粉体の中心粒径D50で除した値(大粒径粉体のD50/小粒径粉体のD50)は、2.0以上であることが好ましい。当該値が2.0未満であると、小粒径粉体の中心粒径D50と大粒径粉体の中心粒径D50とが近すぎるものとなる。この場合、流通経路10において、大径気孔12の気孔径と大径気孔12間の小径気孔11の気孔径との差が小さくなることから、小径気孔11から大径気孔12に気体等の流体が流入する際の流速が充分に低下し難くなる傾向がある。この場合、流速が充分に低下しないことに起因して、大径気孔12において被捕集物を捕捉する機能が低下する傾向がある。
よって、大粒径粉体の中心粒径D50を小粒径粉体の中心粒径D50で除した値は、2.0以上であることが好ましく、かかる範囲とすれば、大径気孔12おける被捕集物の捕集効率を高く維持しやすくなる。なお、大粒径粉体の中心粒径D50を小粒径粉体の中心粒径D50で除した値の上限値は、例えば9.0(45μm/5μm)である。
この場合、大径気孔12の中心粒径D50と大径気孔12間の小径気孔11の中心粒径D50との差(図2のA2)をある程度大きく維持できるため、大径気孔12における被捕集物の捕集効率を高く維持しやすくなる。
さらに、隔壁101中に形成されている大径気孔12の気孔径をある程度揃えることができ、同様に、小径気孔11の気孔径(つまり、大径気孔12間の経路の径)をある程度揃えることができる。この場合、隔壁101中には多数の流通経路10が形成されるが、流通経路10の状態をある程度揃えることができる。つまり、いずれの流通経路10においても、気体等の流体の流れ易さをほぼ同じ状態とすることができることから、特定の流通経路10に流体が選択的に流れて、その流通経路10に被捕集物が大量に堆積されることを防ぐことができる。言い換えれば、隔壁101中に形成されている多数の流通経路10内に、満遍なく被捕集物を堆積させることができる。
よって、被捕集物が大量に堆積して、他の流通経路10に比べて内部の空間が狭くなった流通経路10が局所的に形成されることを防ぐことができるため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇(悪化)を防ぎやすくすることができる。
例えば、小粒径粉体は、小粒径粉体の合計質量に対する累積質量の割合が10%である10%粒径(D10)と小粒径粉体の中心粒径D50との差(図2のA1)を、小粒径粉体の中心粒径D50によって除した値((小粒径粉体のD50−小粒径粉体のD10)/小粒径粉体のD50)が0.7よりも小さくなるように調整される。なお、当該値の下限値は、例えば0.3である。
また、例えば、大粒径粉体は、大粒径粉体の合計質量に対する累積質量の割合が10%である10%粒径(D10)と大粒径粉体の中心粒径D50との差(図2のA3)を、大粒径粉体の中心粒径D50によって除した値((大粒径粉体のD50−大粒径粉体のD10)/大粒径粉体のD50)が0.7よりも小さくなるように調整される。なお、当該値の下限値は、例えば0.3である。
かかる小粒径粉体と大粒径粉体とを混合した混合粉体を孔形成剤として用いることにより、上述したように、流通経路10が隔壁101内の局所に集中して形成されることを防ぐことができ、ハニカム構造体の圧力損失の上昇(悪化)を防ぎやすくすることができる。
かかる状態となるように小粒径粉体および大粒径粉体を調整することにより、大粒径粉体に含まれる小径の粉体の量が少ないことから、小径気孔11が多数形成されることを防ぐことができる。これにより、大径気孔12間に狭い小径気孔11が過剰に形成されることを防ぐことができるため、ハニカム構造体の圧力損失が増加することを更に抑えることができる。そして、狭い小径気孔11に被捕集物が大量に堆積することによって生じる圧力損失の悪化も更に抑制することができる。
また、原料混合物における孔形成剤の含有量は、上述したように、セラミックス粉末100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましい。孔形成剤の含有量がかかる範囲に調整されていることにより、圧力損失を更に低く抑えつつ被捕集物の漏れの発生を更に防ぐことができる上、ハニカム構造体の強度を維持することもできる。なお、孔形成剤の含有量は、小粒径粉体の含有量と大粒径粉体の含有量との合計量を意味する。
とくに、孔形成剤の含有量は、セラミックス粉末100質量部に対して5〜25質量部であることがより好ましい。
孔形成剤の含有量が、セラミックス粉末100質量部に対して1質量部より少なくなると、隔壁101に形成される気孔(つまり、流通経路10)が少なくなるため、圧力損失が大きくなる可能性が高くなる。一方、孔形成剤の含有量が、セラミックス粉末100質量部に対して40質量部より多くなると、隔壁101に形成される気孔の割合が大きくなりすぎるため、被捕集物の漏れが発生する可能性が高くなる上、隔壁101の強度が弱くなってしまう可能性が高くなる。
よって、孔形成剤の含有量は、セラミックス粉末100質量部に対して1〜40質量部となるように調整されることが好ましく、セラミックス粉末100質量部に対して5〜25質量部となるように調整されることがより好ましい。
上述した孔形成剤の材料は、後述する成形体を焼成する焼成温度以下で消失する素材であればとくに限定することなく使用できる。孔形成剤の材料としては、例えば、グラファイト等の炭素材;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類;澱粉、ナッツ殻、クルミ殻、コーン等の植物系材料などを挙げることができる。上述した植物系材料のうち、澱粉としては、例えばトウモロコシ澱粉、大麦澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、ポテト澱粉(馬鈴薯デンプン粉末)、豆澱粉、米澱粉、エンドウ澱粉、サンゴヤシ澱粉、カンナ澱粉等を挙げることができる。
しかし、両粉体が、粒度分布の異なると共に同じ材料から形成された物質である場合や、同じ材料ではないが前記成形体の焼成温度以下で消失する物質であれば、粉体が消失するタイミング等を調整しやすくなるため、適切な構造の流通経路10を形成しやすくなる。
一方、両粉体が全く別の異なる材料から形成されている場合でも、両粉体が消失する温度が大きく異なる場合には、焼失に伴う急な発熱を抑えることができるという利点が得られる。
本発明のハニカム構造体は、種々の材料から形成することができるが、上述したように、チタン酸アルミニウムを含有する材料によって製造することが好ましい。
以下では、本発明のハニカム構造体がチタン酸アルミニウムを含有する材料から製造される場合、つまり、ハニカム構造体がチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体である場合において使用される原料を説明する。
チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体であるハニカム構造体(以下では、単に「ハニカム構造体」という)の製造において用いられる原料混合物は、アルミニウム源粉末を含有する。このアルミニウム源粉末は、ハニカム構造体を構成するアルミニウム成分となる化合物の粉末である。アルミニウム源粉末としては、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム)の粉末が挙げられる。アルミナの結晶型としては、γ型、δ型、θ型、α型などが挙げられ、不定形(アモルファス)であってもよい。なかでも、α型のアルミナが好ましく用いられる。
本発明のハニカム構造体の製造方法において使用する原料混合物に含有されるチタニウム源粉末は、ハニカム構造体を構成するチタン成分となる化合物の粉末であり、かかる化合物としては、例えば酸化チタンの粉末が挙げられる。酸化チタンとしては、例えば、酸化チタン(IV)、酸化チタン(III)、酸化チタン(II)などが挙げられ、酸化チタン(IV)が好ましく用いられる。酸化チタン(IV)の結晶型としては、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型などが挙げられ、不定形(アモルファス)であってもよい。より好ましくは、アナターゼ型、ルチル型の酸化チタン(IV)である。
上記のなかでも、チタニウム源粉末としては、酸化チタン粉末が好ましく、酸化チタン(IV)粉末がより好ましい。なお、チタニウム源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
本発明のハニカム構造体の製造方法においては、原料混合物中におけるAl2O3(アルミナ)換算でのアルミニウム源粉末とTiO2(チタニア)換算でのチタニウム源粉末とのモル比(アルミニウム源粉末:チタニウム源粉末)は、35:65〜45:55の範囲内であることが好ましく、40:60〜45:55の範囲内であることがより好ましい。このような範囲内で、チタニウム源粉末をアルミニウム源粉末に対して過剰に用いることにより、原料混合物の成形体の焼成収縮率をより効果的に低減させることが可能となる。
また、本発明のハニカム構造体の製造方法において使用する原料混合物は、マグネシウム源粉末を更に含有していてもよい。原料混合物がマグネシウム源粉末を含む場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体は、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶を含む焼成体である。マグネシウム源粉末としては、マグネシア(酸化マグネシウム)の粉末のほか、単独で空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる化合物の粉末が挙げられる。後者の例としては、例えば、マグネシウム塩、マグネシウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、金属マグネシウムなどが挙げられる。
本発明のハニカム構造体の製造方法において使用する原料混合物中におけるMgO(マグネシア)換算でのマグネシウム源粉末の含有量は、Al2O3(アルミナ)換算でのアルミニウム源粉末とTiO2(チタニア)換算でのチタニウム源粉末との合計量に対して、モル比で、0.03〜0.15であることが好ましく、0.03〜0.12であることがより好ましい。マグネシウム源粉末の含有量をこの範囲内に調整することにより、耐熱性がより向上されると共に、大きい気孔径および気孔率を有するチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を比較的容易に得ることができる。
また、本発明のハニカム構造体の製造方法において使用する原料混合物は、ケイ素源粉末を更に含有していてもよい。ケイ素源粉末は、シリコン成分となってチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体に含まれる化合物の粉末であり、ケイ素源粉末の使用により、耐熱性がより向上されたチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を得ることが可能となる。ケイ素源粉末としては、例えば、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素などの酸化ケイ素(シリカ)の粉末が挙げられる。
本発明のハニカム構造体の製造方法において使用する原料混合物がケイ素源粉末を含む場合、原料混合物中におけるケイ素源粉末の含有量は、Al2O3(アルミナ)換算でのアルミニウム源粉末とTiO2(チタニア)換算でのチタニウム源粉末との合計量100質量部に対して、SiO2(シリカ)換算で、通常0.1〜10質量部であり、好ましくは0.1〜5質量部である。なお、ケイ素源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
なお、本発明のハニカム構造体の製造方法では、上記マグネシアスピネル(MgAl2O4)などの複合酸化物のように、チタニウム、アルミニウム、ケイ素およびマグネシウムのうち、2つ以上の金属元素を構成成分とする化合物を原料粉末として用いることができる。この場合、そのような化合物は、それぞれの金属源化合物を混合した原料混合物と同じであると考えることができる。このような考えに基づき、原料混合物中におけるアルミニウム源原料、チタニウム源原料、マグネシウム源原料およびケイ素源原料の含有量が上記範囲内に調整される。
このようなチタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムは、本発明の製造方法により得られたハニカム構造体から得られるものであってもよい。例えば、本発明の製造方法により得られたハニカム構造体が割れた場合において、損傷したハニカム構造体やその破片などを粉砕して使用することもできる。このようにして得られた粉末をチタン酸アルミニウムマグネシウム粉末とする。
本発明のハニカム構造体の製造方法においては、例えば、上述したようなセラミックス粉末と孔形成剤に加えて、バインダ、可塑剤、分散剤、溶媒などの有機成分(添加剤)が原料混合物に更に配合されてもよい。
上記バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類;ポリビニルアルコール等のアルコール類;リグニンスルホン酸塩等の塩;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックスなどが挙げられる。バインダの添加量は、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の合計量100質量部に対して、通常20質量部以下であり、好ましくは15質量部以下である。
上記可塑剤としては、グリセリン等のアルコール類;カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸;ステアリン酸Al等のステアリン酸金属塩などが挙げられる。可塑剤の添加量は、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の合計量100質量部に対して、通常0〜10質量部であり、好ましくは1〜5質量部である。
上記分散剤としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸;シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;ポリカルボン酸アンモニウム、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等の界面活性剤などが挙げられる。分散剤の添加量は、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の合計量100質量部に対して、通常0〜20質量部であり、好ましくは2〜8質量部である。
また、上記溶媒としては、通常は水が用いられ、不純物が少ない点で、好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の合計量100質量部に対して、通常10〜100質量部、好ましくは20〜80質量部である。
本発明のハニカム構造体の製造方法では、成形工程、脱脂工程、焼成工程がこの順で行われる。以下では、本発明のハニカム構造体の製造方法における各工程の詳細を説明する。
本発明のハニカム構造体の製造方法において、成形に供される原料混合物は、孔形成剤、上記アルミニウム源粉末およびチタニウム源粉末、任意で使用されるマグネシウム源粉末およびケイ素源粉末などの無機成分、並びに、任意で使用される上記の各種有機成分(添加剤)を混練することにより得ることができる。すなわち、成形工程では、中心粒径が5〜20μmである小粒径粉体(第1の孔形成剤)と、中心粒径が30μm以上であり且つ90%粒径が80μm以下である大粒径粉体(第2の孔形成剤)と、セラミックス粉末とを少なくとも混合して原料混合物を得ることができる。このような原料混合物を用いることにより、全気孔の合計体積に対する気孔径5〜25μmである気孔の合計体積の割合を10%以上に調整すると共に、全気孔の合計体積に対する気孔径50〜100μmである気孔の合計体積の割合を15〜30%に調整することができる。
また、ダイから押出された成形体は、各貫通孔の一方の軸端の開口を封口してもよい。例えば、封口すべき開口に、上記原料混合物と同様の混合物を詰めてもよい。
さらに、原料混合物に添加剤として可塑剤を添加した場合、可塑剤の多くは、ダイから原料混合物を押出す際に、原料混合物とダイとの間の摩擦を低減する潤滑剤としても機能させることができる。例えば、上述した各可塑剤であれば、潤滑剤として機能させることができる。
本発明のハニカム構造体の製造方法において、成形されたセラミックス成形体は、焼成工程に付される前に、セラミックス成形体中(原料混合物中)に含まれる孔形成剤などを除去するための脱脂工程に付される。脱脂工程は、酸素濃度0.1%以下の雰囲気中で行われる。
なお、本明細書において酸素濃度の単位として用いられる「%」は、「体積%」を意味する。脱脂工程(昇温時)の酸素濃度を0.1%以下の濃度に管理することにより、有機物の発熱が抑えられ、脱脂後の割れを抑制することができる。脱脂工程が酸素濃度0.1%以下の雰囲気中で行われることにより、脱脂工程においては、孔形成剤などの有機成分の一部が除去され、残部が炭化されてセラミック成形体中に残存することが好ましい。このように、セラミックス成形体中に微量のカーボンが残存することで、成形体の強度が向上し、セラミックス成形体の焼成工程への仕込みが容易になる。そのような雰囲気としては、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気や、一酸化炭素ガス、水素ガスなどのような還元性ガス雰囲気、真空中などが挙げられる。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよく、炭と一緒に蒸し込んで酸素濃度を低減させてもよい。
本発明のハニカム構造体の製造方法において、セラミックス成形体は、上記の脱脂工程の後に焼成工程に付される。焼成工程における焼成温度は、通常1300℃以上であり、好ましくは1400℃以上である。また、焼成温度は、通常1650℃以下であり、好ましくは1550℃以下である。
焼成温度までの昇温速度は特に限定されるものではないが、通常、1℃/時間〜500℃/時間である。ケイ素源粉末を用いる場合には、焼成工程の前に、1100〜1300℃の温度範囲で3時間以上保持する工程を設けることが好ましい。これにより、ケイ素源粉末の融解、拡散を促進させることができる。
以上の工程を順に行うことによって、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体である本発明のハニカム構造体を得ることができる。このような本発明のハニカム構造体は、成形直後の成形体の形状をほぼ維持した形状を有するが、焼成後に研削加工等を行って、所望の形状に加工することもできる。
なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
原料粉末の、体積基準の累積百分率50%相当粒径(D50)、累積百分率90%相当粒径(D90)および累積百分率10%相当粒径(D10)は、レーザ回折式粒度分布測定装置(日機装社製:Microtrac HRA(X−100)を用いて測定した。
チタン酸アルミニウム化率(AT化率)は、焼成体(ハニカム構造体)を乳鉢にて解砕して得られる粉末の粉末X線回折スペクトルにおける2θ=27.4°の位置に現れるピーク(チタニア・ルチル相(110)面)の積分強度(IT)と、2θ=33.7°の位置に現れるピーク〔チタン酸アルミニウムマグネシウム相(230)面〕の積分強度(IAT)とから、下記式(1)により算出した。
AT化率(%)=IAT/(IT+IAT)×100 ・・・(1)
0.4gの焼成体(ハニカム構造体)を砕き、得られた約2mm角の小片を、120℃で4時間、空気中で、電気炉を用いて乾燥させた後、水銀圧入法により、細孔直径を測定範囲0.005〜200.0μmで測定し、累積細孔容積Vtotal(ml/g)および平均細孔直径(μm)を求めた。測定装置には、Micromeritics社製の「オートポアIII9420」を用いた。得られた累積細孔容積Vtotalに基づき多孔質体(ハニカム構造体)の開気孔率を下記式(2)により求めた。
開気孔率(体積%)=100×(1−1/(1+Vtotal×D)) ・・・(2)
ここで、式(2)中のDはセラミックス体の密度(g/cm3)を表し、一般的なチタン酸アルミニウムの密度3.7g/cm3をDとして開気孔率を算出した。
得られたハニカム構造体のX線CT測定を以下の測定条件で行った。なお、ハニカム構造体の隔壁から試験片を切り出し、当該試験片を測定サンプルとしてX線CT測定を行った。なお、試験片のサイズは、例えば1.0cm×2.0cm×0.3cmであった。
(測定条件)
a)使用装置:三次元計測X線CT装置 TDM1000−IS/SP(ヤマト科学製)
b)管電圧:60kV
c)管電流:50μA
d)画素数:512×512pixel
e)視野サイズ:0.8mmφ×0.8mmh(高さ)
f)スケール(解像度):1.5μm/pixel
なお、X線CT測定の結果から、3次元定量解析を行い、気孔径に対する気孔体積を算出した。3次元定量解析には、定量解析ソフトTRI/3D−BON,PRT(ラトックシステムエンジニアリング製)を使用した。
ここで、得られた気孔体積と同等の体積を有する真球状の球体の直径を気孔径として算出し、気孔体積分布として、5〜25μm、25〜50μm、50〜100μmのそれぞれの気孔径を有する気孔の合計体積の体積百分率を全気孔体積に対して算出した。
(中空片)
圧力損失測定は、得られたハニカム構造体の一部を切り出して、その切り出した一部である柱状の中空片(長さ30〜45mm)を用いて行った。
この中空片は、ハニカム構造体が有する1つのセルの一部と、そのセルの四方を囲むセル壁(つまり、隣接していたセル間を仕切るセル壁)とを含んだ形状に切り出されている。このため、中空片は、当該中空片の長さ方向と平行に中空片を貫通する貫通穴を有している。
つまり、中空片は、図3(A)に示すような井桁状の断面状を有するように切りだされている。
なお、セル壁の厚みは0.2〜0.4mmであり、また貫通穴(セル)の断面形状は、縦横それぞれ0.5〜0.7mmの正方形であった。
(圧力測定)
圧力測定では、まず、上記中空片の貫通穴の片方の開口端をエポキシ樹脂により封止して、試験片を作製した。そして、図3(B)に示すように、得られた試験片を装置へ接続し、計装空気(圧力値 1MPa)を250ml/分、500ml/分、750ml/分、950ml/分の各流量値で試験片内へ流入させた時の圧力値と大気圧値の差分(差圧;ΔP(単位:kPa))をマノメーターにより求めた。
(評価方法)
圧力損失を示す指標として、以下のようにして算出される勾配Gを用いた。
まず、各流量時におけるセル壁を通過するガス流速u(単位:ms−1)を寸法面積より算出した。そして、得られた流速に対する差圧値ΔP/uをプロットすることによって直線を得た後、得られた直線の勾配G(単位:kPa/(ms−1))を算出した。すなわち、勾配Gの値が低いほど試験片の前後の圧力損失が低く、パティキュレートフィルタとしてのフィルタ性能が高いことを表している。
得られたハニカム構造体のすす漏れ評価法として、(5)圧力損失測定に使用した試験片を図3(C)に示すような装置に接続し、漏れ試験を実施した。カーボン発生器(DNP−2000 PALAS社製;カーボン粒子(すす)の平均粒径 60nm)、希釈器(MD−19−1E,Matter社製)、計測器(EEPS−3000,TSI社製)を用いて、カーボン発生器から発生したカーボン粒子が試験片の流路内を通過し始めてから180秒後のカーボン粒子の個数濃度を計測した。
なお、試験片通過後の個数濃度が低いほどパティキュレートフィルタとしての捕集性能が高いことを示している。
実施例1では、原料粉末として以下のものを用いた。
下記の原料粉末の仕込み組成は、アルミナ〔Al2O3〕、チタニア〔TiO2〕、マグネシア〔MgO〕およびシリカ〔SiO2〕換算のモル比で、〔Al2O3〕/〔TiO2〕/〔MgO〕/〔SiO2〕=35.1%/51.3%/9.6%/4.0%であった。
また、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の合計量中のケイ素源粉末の含有率は、4.0質量%であった。
(原料粉末)
(1)アルミニウム源粉末
中心粒径(D50)が29μmの酸化アルミニウム粉末(α−アルミナ粉末)
38.48質量部
(2)チタニウム源粉末
D50が1.0μmの酸化チタン粉末(ルチル型結晶)
41.18質量部
(3)マグネシウム源粉末
D50が3.4μmの酸化マグネシウム粉末
2.75質量部
(4)ケイ素源粉末
D50が8.5μmのガラスフリット(屈伏点:642℃)
3.29質量部
(5)孔形成剤(小麦粉デンプン粉末)
10.30質量部
孔形成剤(馬鈴薯デンプン粉末)
4.0質量部
小麦粉デンプン粉末のD50:19μm
小麦粉デンプン粉末のD10:11μm
馬鈴薯デンプン粉末のD90:67μm
馬鈴薯デンプン粉末のD50:43μm
馬鈴薯デンプン粉末のD10:24μm
また、孔形成剤における25μm以下の粒径を有する粉体の合計質量は、孔形成剤の全質量に対して72%であった。
なお、成形体は、直径25mm、高さ50mmの円柱状であって、高さ方向に多数の貫通孔を有するように形成した。
得られた成形体に対して、大気雰囲気下で、バインダを除去する脱脂工程を含む焼成を行ない、ハニカム形状の多孔質焼成体(ハニカム構造体)を得た。焼成時の最高温度を1500℃とし、最高温度での保持時間を5時間とした。
さらに、得られた多孔質焼成体のすす漏れ試験を行ったところ、180秒後のすす個数濃度は1.0×103個/cm3以下であった。
実施例2では、孔形成剤の配合割合を変更した点、各原料粉末の配合量を変更した点、および、チタン酸アルミニウムマグネシウム粉末を添加した点以外は、実施例1と同様にして、ハニカム形状の多孔質焼成体を得た。
各原料粉末の仕込み組成は、アルミナ〔Al2O3〕、チタニア〔TiO2〕、マグネシア〔MgO〕およびシリカ〔SiO2〕換算のモル比で、〔Al2O3〕/〔TiO2〕/〔MgO〕/〔SiO2〕=35.1%/51.3%/9.6%/4.0%であった。
また、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末、チタン酸アルミニウムマグネシウム粉末およびケイ素源粉末の合計量中のケイ素源粉末の含有率は、4.0質量%であった。
(原料粉末)
(1)アルミニウム源粉末
中心粒径(D50)が29μmの酸化アルミニウム粉末(α−アルミナ粉末)
35.59質量部
(2)チタニウム源粉末
D50が1.0μmの酸化チタン粉末(ルチル型結晶)
35.27質量部
(3)マグネシウム源粉末
D50が3.4μmの酸化マグネシウム粉末
1.82質量部
(4)ケイ素源粉末
D50が8.5μmのガラスフリット(屈伏点:642℃)
2.91質量部
(5)孔形成剤(小麦粉デンプン粉末)
6.0質量部
孔形成剤(馬鈴薯デンプン粉末)
10.0質量部
(6)チタン酸アルミニウムマグネシウム粉末
8.40質量部
なお、上記(6)チタン酸アルミニウムマグネシウム粉末は、明細書の段落0084に記載したように、上述したような方法で製造されたチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体(多孔質焼成体)を粉砕して得られた粉末を使用した。
なお、成形体は、直径25mm、高さ50mmの円柱状であって、高さ方向に多数の貫通孔を有するように形成した。
得られた成形体に対して、大気雰囲気下で、バインダを除去する脱脂工程を含む焼成を行ない、ハニカム形状の多孔質焼成体(ハニカム構造体)を得た。焼成時の最高温度を1500℃とし、最高温度での保持時間を5時間とした。
さらに、得られた多孔質焼成体のすす漏れ試験を行ったところ、180秒後のすす個数濃度は1.0×103個/cm3以下であった。
孔形成剤として一種類の粉体(小麦粉デンプン粉末)のみを使用した点以外は、実施例1と同様にして、ハニカム形状の多孔質焼成体を得た。なお、孔形成剤としては、実施例1と同様の小麦粉デンプン粉末を用いた。
各原料粉末の仕込み組成は、実施例1と同じく、アルミナ〔Al2O3〕、チタニア〔TiO2〕、マグネシア〔MgO〕およびシリカ〔SiO2〕換算のモル比で、〔Al2O3〕/〔TiO2〕/〔MgO〕/〔SiO2〕=35.1%/51.3%/9.6%/4.0%であった。
また、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末およびケイ素源粉末の合計量中のケイ素源粉末の含有率は、4.0質量%であった。
(原料粉末)
(1)アルミニウム源粉末
中心粒径(D50)が29μmの酸化アルミニウム粉末(α−アルミナ粉末)
38.48質量部
(2)チタニウム源粉末
D50が1.0μmの酸化チタン粉末(ルチル型結晶)
41.18質量部
(3)マグネシウム源粉末
D50が3.4μmの酸化マグネシウム粉末
2.75質量部
(4)ケイ素源粉末
D50が8.5μmのガラスフリット(屈伏点:642℃)
3.29質量部
(5)孔形成剤(小麦粉デンプン粉末)
14.30質量部
なお、成形体は、直径25mm、高さ50mmの円柱状であって、高さ方向に多数の貫通孔を有するように形成した。
得られた成形体に対して、大気雰囲気下で、バインダを除去する脱脂工程を含む焼成を行ない、ハニカム形状の多孔質焼成体(ハニカム構造体)を得た。焼成時の最高温度を1500℃とし、最高温度での保持時間を5時間とした。
また、得られた多孔質焼成体のすす漏れ試験を行ったところ、180秒後のすす個数濃度は1.0×103個/cm3以下であった。
以上のごとく、実施例1では、全気孔の合計体積に対する気孔径5〜25μmの気孔の体積割合が10%以上(23%)であり、全気孔の合計体積に対する気孔径50〜100μmの気孔の体積割合が15〜30%の範囲内(18%)であった。
また、実施例2では、全気孔の合計体積に対する気孔径5〜25μmの気孔の体積割合が10%以上(22%)であり、全気孔の合計体積に対する気孔径50〜100μmの気孔の体積割合が15〜30%(26%)であった。
つまり、実施例1、2では、X線CT分析結果に基づいて得られる隔壁中の気孔の状態が、いずれも本発明のハニカム構造体の状態を満たすことが確認できた。
Claims (6)
- 複数の隔壁を有するハニカム構造体であって、
前記隔壁のX線CT分析結果に基づいて前記隔壁中に存在する気孔の体積を算出した場合において、全気孔の合計体積に対する気孔径5〜25μmである気孔の合計体積の割合が10%以上であり、全気孔の合計体積に対する気孔径50〜100μmである気孔の合計体積の割合が15〜30%である、ハニカム構造体。 - 全気孔の合計体積に対する気孔径100μm以上である気孔の合計体積の割合が1%以下である、請求項1に記載のハニカム構造体。
- 前記隔壁の気孔率が30〜70体積%であり、前記隔壁の平均気孔径が5〜25μmである、請求項1又は2に記載のハニカム構造体。
- チタン酸アルミニウムを含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
- チタン酸アルミニウムマグネシウムの含有量が85〜99質量%であり、アルミノケイ酸塩の含有量が1〜5質量%であり、酸化アルミニウムの含有量が5質量%以下であり、二酸化チタンの含有量が5質量%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のハニカム構造体を有し、
前記隔壁の平均厚さが0.1〜0.5mmである、パティキュレートフィルタ。
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