JP6540260B2 - ハニカム構造体及び自動車用触媒コンバータ - Google Patents
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Description
上記セル壁のセル伸長方向において、粒界欠損により形成されるマクロ気孔に基づくマクロ気孔率が異なる少なくとも2つの領域からなり、
上記セル壁の一方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が大きい領域Aを備え、上記セル壁の他方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が小さい領域Bを備えると共に、上記領域Aのセル伸長方向の長さは、上記領域Bのセル伸長方向の長さよりも短く、かつ、上記領域Aと上記領域Bの間に、両領域の中間のマクロ気孔率を有する領域Cを備える、ハニカム構造体にある。
上記ハニカム構造体を、上記排ガス管路に接続される筒状ケース内に収容してなり、
上記筒状ケース内の排ガス流れに対して、上流側に上記領域Aが位置し、下流側に上記領域Bが位置するとともに、上記領域Bの外周面を覆って上記筒状ケースとの間に保持マットが介設されている、自動車用触媒コンバータにある。
本発明のさらに他の態様は、自動車の排ガス管路に設けられる自動車用触媒コンバータであって、
セリア−ジルコニア複合酸化物を主成分とする原料粒子と、該原料粒子同士を接合する無機バインダを含む材料で構成され、セル壁で区画された多数のセルを有するハニカム構造体を、上記排ガス管路に接続される筒状ケース内に収容してなり、
上記ハニカム構造体は、
上記セル壁のセル伸長方向において、粒界欠損により形成されるマクロ気孔に基づくマクロ気孔率が異なる少なくとも2つの領域からなり、
上記セル壁の一方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が大きい領域Aを備え、上記セル壁の他方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が小さい領域Bを備えると共に、上記領域Aのセル伸長方向の長さは、上記領域Bのセル伸長方向の長さよりも短く、
上記筒状ケース内の排ガス流れに対して、上流側に上記領域Aが位置し、下流側に上記領域Bが位置するとともに、上記領域Bの外周面を覆って上記筒状ケースとの間に保持マットが介設されている、自動車用触媒コンバータにある。
次に、ハニカム構造体及び自動車用触媒コンバータの好ましい実施形態について、図面に基づいて説明する。図1(a)において、ハニカム構造体1は、円筒状の外皮内にセル壁11で区画された多数のセル12を有する。多数のセル12は、ハニカム構造体1の軸方向に平行な方向を、図中にXで示すセル伸長方向として、互いに平行に形成される。多数のセル12の両端部は、ハニカム構造体1の両端面に開口する。ハニカム構造体1は、セリア−ジルコニア複合酸化物を主成分とする原料粒子と、該原料粒子同士を接合する無機バインダを含む材料で構成され、セル壁11は多孔質である。
次に、上記構成のハニカム構造体1の製造方法を、図4(a)、図4(b)により説明する。ここで、ハニカム構造体1は、図1に示す円柱体形状で、大きさはφ103mm×L105mmであり、内部に断面四角形状のセル12が多数形成されている。
高気孔領域A;マクロ気孔率=37.22%
高強度領域B;マクロ気孔率=30.06%
ただし、マクロ気孔率は、マクロ気孔P1のみに基づいて算出した気孔率であり、ミクロ気孔率は考慮されていない。これは、高気孔領域Aと高強度領域Bとが、同一の材料で構成され、ミクロ気孔率が同等となるためである。このとき、ミクロ気孔P2を含む全体の気孔率が大きくなると、無機バインダ3の含有比率によるマクロ気孔率の差が、十分大きくならないため、ミクロ気孔率を考慮しない、マクロ気孔率を算出する。
また、ミクロ気孔率、全体の気孔率は、以下の通りであった。ただし、ミクロ気孔率は、ミクロ気孔P2のみに基づいて算出した気孔率であり、全体の気孔率は、マクロ気孔P1とミクロ気孔P2に基づいて算出した気孔率である。
高気孔領域A;ミクロ気孔率=56.97%、全体の気孔率=65.72%
高強度領域B;ミクロ気孔率=58.63%、全体の気孔率=64.87%
マクロ気孔率=V1/(V1+1/D)・・・(I)
ミクロ気孔率、全体の気孔率も同様とし、ミクロ気孔体積:V2[mL/g]、気孔全体の体積:V3=(V1+V2)[mL/g]とすると、それぞれ以下の式(II)、(III)で表される。
ミクロ気孔率=V2/(V2+1/D)・・・(II)
全体の気孔率=V3/(V3+1/D)・・・(III)
P1 マクロ気孔
P2 ミクロ気孔
2 セリア−ジルコニア固溶体粒子(すなわち、原料粒子)
3 無機バインダ
4 アルミナ粒子
51 筒状ケース
52 保持マット
10 自動車用触媒コンバータ
11 セル壁
12 セル
13 第1領域(すなわち、領域A)
14 第2領域(すなわち、領域B)
15 第3領域(すなわち、領域C)
Claims (6)
- セリア−ジルコニア複合酸化物を主成分とする原料粒子(2)と、該原料粒子(2)同士を接合する無機バインダ(3)を含む材料で構成され、セル壁(11)で区画された多数のセル(12)を有するハニカム構造体(1)であって、
上記セル壁(11)のセル伸長方向(X)において、粒界欠損により形成されるマクロ気孔(P1)に基づくマクロ気孔率が異なる少なくとも2つの領域(13、14)からなり、
上記セル壁(11)の一方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が大きい領域A(13)を備え、上記セル壁(11)の他方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が小さい領域B(14)を備えると共に、上記領域A(13)のセル伸長方向(X)の長さは、上記領域B(14)のセル伸長方向(X)の長さよりも短く、かつ、上記領域A(13)と上記領域B(14)の間に、両領域の中間のマクロ気孔率を有する領域C(15)を備える、ハニカム構造体(1)。 - 上記セル壁(11)は、上記ハニカム構造体(1)の両端面に至る連続壁が、同一の上記原料粒子(2)を含んで一体的に形成されており、上記領域A(13)と上記領域B(14)は、各領域を構成する上記材料中の上記無機バインダ(3)の含有比率が異なる、請求項1に記載のハニカム構造体(1)。
- 上記原料粒子(2)は、ナノサイズの一次粒子が凝集した二次粒子であって、一次粒子間に、粒内欠損により形成されるミクロ気孔(P2)を有しており、上記マクロ気孔(P1)は、気孔径が0.5μm以上の気孔である、請求項1又は2に記載のハニカム構造体(1)。
- 上記マクロ気孔率と、上記マクロ気孔(P1)の単位質量当たりの体積V1と、上記ハニカム構造体(1)の真密度Dとは、下記の式(I)の関係を満足する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハニカム構造体(1)。
マクロ気孔率=V1/(V1+1/D)・・・(I) - 自動車の排ガス管路に設けられる自動車用触媒コンバータ(10)であって、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のハニカム構造体(1)を、上記排ガス管路に接続される筒状ケース(51)内に収容してなり、
上記筒状ケース(51)内の排ガス流れに対して、上流側に上記領域A(13)が位置し、下流側に上記領域B(14)が位置するとともに、上記領域B(14)の外周面を覆って上記筒状ケース(51)との間に保持マット(52)が介設されている、自動車用触媒コンバータ(10)。 - 自動車の排ガス管路に設けられる自動車用触媒コンバータ(10)であって、
セリア−ジルコニア複合酸化物を主成分とする原料粒子(2)と、該原料粒子(2)同士を接合する無機バインダ(3)を含む材料で構成され、セル壁(11)で区画された多数のセル(12)を有するハニカム構造体(1)を、上記排ガス管路に接続される筒状ケース(51)内に収容してなり、
上記ハニカム構造体(1)は、
上記セル壁(11)のセル伸長方向(X)において、粒界欠損により形成されるマクロ気孔(P1)に基づくマクロ気孔率が異なる少なくとも2つの領域(13、14)からなり、
上記セル壁(11)の一方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が大きい領域A(13)を備え、上記セル壁(11)の他方の端部側に、相対的にマクロ気孔率が小さい領域B(14)を備えると共に、上記領域A(13)のセル伸長方向(X)の長さは、上記領域B(14)のセル伸長方向(X)の長さよりも短く、
上記筒状ケース(51)内の排ガス流れに対して、上流側に上記領域A(13)が位置し、下流側に上記領域B(14)が位置するとともに、上記領域B(14)の外周面を覆って上記筒状ケース(51)との間に保持マット(52)が介設されている、自動車用触媒コンバータ(10)。
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