JP6982530B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、所望の触媒充填率を保ちつつ、アイソスタティック強度の低下を抑制することが可能なハニカム構造体に関する。

現在、先進国におけるディーゼル車やトラックのＮＯｘ規制として更に厳しいものが検討されている。このようなＮＯｘ規制に対して、排気ガス中のＮＯｘを処理するための技術が種々提案されている。例えば、このような技術の１つとして、選択的触媒還元触媒（以下、「ＳＣＲ触媒」ともいう）等を、多孔質の隔壁を有するハニカム構造体に担持し、当該ハニカム構造体によって排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

上記したハニカム構造体を用いたＮＯｘ処理においては、ハニカム構造体に担持する触媒の量を多くすることで、浄化性能を向上させることができる。一方で、触媒を担持したハニカム構造体を、ディーゼル車等の排気系に設置してＮＯｘ処理を行った場合、圧力損失の上昇が問題になることがある。特に、浄化性能を向上させるために担持する触媒の量を多くすると、ハニカム構造体の圧力損失の上昇がより顕著になることがある。即ち、ハニカム構造体を用いたＮＯｘ処理においては、「浄化性能の向上」と「圧力損失の上昇抑制」とは、トレードオフ（Ｔｒａｄｅ ｏｆｆ）の関係にある。このため、このようなトレードオフを打破するために、ハニカム構造体の隔壁を高気孔率化する技術が提案されている。また、ハニカム構造体の隔壁を薄くする薄壁化に関する技術も提案されている。例えば、ハニカム構造体の隔壁を高気孔率化や薄壁化することにより、担持する触媒の量を多くしたとしても、圧力損失の上昇を抑制することができると考えられている。

特開２０１３−０５２３６７号公報

しかしながら、隔壁を高気孔率化したハニカム構造体は、アイソスタティック強度（Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が低下してしまうという問題があった。また、隔壁を薄壁化したハニカム構造体も、アイソスタティック強度が低下してしまうという問題があった。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。本発明によれば、アイソスタティック強度の低下を抑制することが可能なハニカム構造体が提供される。

本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体が提供される。

［１］ 第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを取り囲むように配置された多孔質の隔壁を有する柱状のハニカム構造部を備え、
前記隔壁の厚さ（μｍ）を、Ｔ_１とし、
前記Ｔ _１ が、６０〜１１４μｍであり、
前記隔壁に形成された細孔のうち、水銀圧入法によって測定された細孔径が２０〜１００μｍの特定細孔の平均細孔径（μｍ）の値を、Ｄ_{（２０−１００）}とし、
前記Ｔ_１を前記Ｄ_{（２０−１００）}で除した値であるＴ_１／Ｄ_{（２０−１００）}が、２．４以上であり、
前記隔壁の全細孔容積に対する、前記特定細孔の細孔容積の割合が、５〜４５％であり、且つ、
前記隔壁の全細孔容積に対する、細孔径が１００μｍ以上の大細孔の細孔容積の割合が５％以下である、ハニカム構造体。

［２］ 前記Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}が、２．４〜４．０である、前記［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記隔壁の気孔率が、４５〜６５％である、前記［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記ハニカム構造部のセル密度が、４６．５〜１１６．３個／ｃｍ^２である、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。

本発明のハニカム構造体は、気孔率が同じ値の従来のハニカム構造体に比して、アイソスタティック強度の低下を抑制することができる。即ち、本発明のハニカム構造体は、隔壁の厚さ（μｍ）を、Ｔ_１とし、細孔径が２０〜１００μｍの特定細孔の平均細孔径（μｍ）の値を、Ｄ_{（２０−１００）}とした際に、Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}が、２．４以上である。このように構成することによって、アイソスタティック強度の低下を有効に抑制することができる。このため、アイソスタティック強度の低下を有効に抑制しつつ、所望の触媒充填率を保つことが可能な隔壁の高気孔率化を実現することができる。例えば、隔壁の高気孔率化により、隔壁の細孔内への触媒の充填率を高くすることができ、また、ハニカム構造体の圧力損失の増大も有効に抑制することができる。特に、本発明のハニカム構造体は、圧力損失に対してメリットがでる細孔内への触媒充填性を維持しつつ、アイソスタティック強度の低下を有効に抑制することできる。

本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。 図１に示すハニカム構造体の第一端面側を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

（１）ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、図１〜図３に示すようなハニカム構造体１００である。ここで、図１は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すハニカム構造体の第一端面側を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態のハニカム構造体１００は、第一端面１１及び第二端面１２を有する柱状のハニカム構造部４を備えたものである。ハニカム構造部４は、第一端面１１から第二端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を取り囲むように配置された多孔質の隔壁１を有する。本実施形態のハニカム構造体１００において、ハニカム構造部４は、円柱形状となるように構成され、その外周側面に、外周壁３を更に有している。即ち、外周壁３は、格子状に配設された隔壁１を囲繞するように配設されている。

本実施形態のハニカム構造体１００は、隔壁１の厚さと、隔壁１に形成された細孔の細孔径及び細孔容積と、に関して技術的な特徴を有している。以下、隔壁１の厚さ（μｍ）を、「Ｔ_１」とする。「Ｔ_１」を「厚さＴ_１」と表記することもある。また、隔壁１に形成された細孔のうち、水銀圧入法によって測定された細孔径が２０〜１００μｍの細孔を、「特定細孔」とする。そして、この特定細孔の平均細孔径（μｍ）の値を、「Ｄ_{（２０−１００）}」とする。「Ｄ_{（２０−１００）}」を「平均細孔径Ｄ_{（２０−１００）}」と表記することもある。
「特定細孔の平均細孔径」とは、特定細孔（即ち、細孔径が２０〜１００μｍの細孔）の細孔径の値を母集団とした、平均細孔径のことである。更に、水銀圧入法によって測定された細孔径が１００μｍ超の細孔を、「大細孔」とする。

本実施形態のハニカム構造体１００は、Ｔ_１をＤ_{（２０−１００）}で除した値である「Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}」が、２．４以上である。また、隔壁１の総細孔容積に対する、特定細孔の細孔容積の割合が、５〜４５％である。更に、隔壁１の総細孔容積に対する、大細孔の細孔容積の割合が、５％以下である。このように構成することによって、気孔率が同じ値の従来のハニカム構造体に比して、アイソスタティック強度の低下を有効に抑制することができる。このため、アイソスタティック強度の低下を有効に抑制しつつ、所望の触媒充填率を保つことが可能な隔壁１の高気孔率化を実現することができる。例えば、隔壁１の高気孔率化により、隔壁１の細孔内への触媒の充填率を高くすることができ、また、ハニカム構造体１００の圧力損失の増大も有効に抑制することができる。

２０〜１００μｍの特定細孔、及び細孔径が１００μｍ超の大細孔は、セラミック製の多孔質の隔壁１において、主に、製造段階においてセラミック原料粉末に添加される造孔材によって形成される細孔である。一方、２０μｍ未満の細孔は、セラミック製の多孔質の隔壁１において、主に、セラミック原料粉末に由来して形成される微細孔である。本実施形態のハニカム構造体１００においては、製造段階においてセラミック原料粉末に添加される造孔材の粒子径を調整し、「Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}」が２．４以上となるよう作製することができる。例えば、製造段階における造孔材の平均粒子径を、隔壁１の厚さＴ_１よりも小さくすることにより、「Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}」を２．４以上とすることができる。

隔壁１の平均細孔径は、例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のオートポア９５００（商品名）を用いて測定することができる。平均細孔径の測定は、ハニカム構造体１００から隔壁１の一部を切り出して試験片とし、このようにして得られた試験片を用いて行うことができる。特定細孔の平均細孔径Ｄ_{（２０−１００）}を求める方法としては、まず、後述する隔壁１の累積細孔容積の測定結果から、横軸を細孔径とし、縦軸をｌｏｇ微分細孔容積とした細孔径分布グラフを作製する。次に、作製した細孔径分布グラフにおける、細孔径が２０μｍから１００μｍの区間についてのメジアン径を、特定細孔の平均細孔径Ｄ_{（２０−１００）}とする。

隔壁１の総細孔容積、並びに、特定細孔及び大細孔の細孔容積は、水銀圧入法によって測定された隔壁１の累積細孔容積から求めることができる。隔壁１の累積細孔容積の測定は、例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のオートポア９５００（商品名）を用いて行うことができる。隔壁１の累積細孔容積の測定は、以下のような方法によって行うことができる。まず、ハニカム構造体１００から隔壁１の一部を切り出して、累積細孔容積を測定するための試験片を作製する。試験片の大きさについては特に制限はないが、例えば、縦、横、高さのそれぞれの長さが、約１０ｍｍ、約１０ｍｍ、約１０ｍｍの直方体であることが好ましい。試験片を切り出す隔壁１の部位については特に制限はないが、試験片は、ハニカム構造部４の軸方向の中心付近から切り出して作製することが好ましい。得られた試験片を、測定装置の測定用セル内に収納し、この測定用セル内を減圧する。次に、測定用セル内に水銀を導入する。次に、測定用セル内に導入した水銀を加圧し、加圧時において、試験片内に存在する細孔中に押し込まれた水銀の体積を測定する。この際、水銀に加える圧力を増やすにしたがって、細孔径の大きな細孔から、順次、細孔径の小さな細孔に水銀が押し込まれることとなる。したがって、「水銀に加える圧力」と「細孔中に押し込まれた水銀の体積」との関係から、「試験片に形成された細孔の細孔径」と「累積細孔容積」の関係を求めることができる。「累積細孔容積」とは、最小の細孔径から特定の細孔径までの細孔容積を累積した値のことである。例えば、「細孔径が２０μｍ以下の細孔容積率」とは、累積細孔容積によって表される総細孔容積ＰＶ_ａｌｌに対する、細孔径が２０μｍ以下の細孔の細孔容積ｐｖ_１の比の百分率（ｐｖ_１／ＰＶ_ａｌｌ×１００％）のことである。同様に、「細孔径が１００μｍ以上の細孔容積率」とは、累積細孔容積によって表される総細孔容積ＰＶ_ａｌｌに対する、細孔径が１００μｍ以上の細孔の細孔容積ｐｖ_２の比の百分率（ｐｖ_２／ＰＶ_ａｌｌ×１００％）のことである。

隔壁１の厚さＴ_１は、例えば、走査型電子顕微鏡又はマイクロスコープ（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて測定することができる。隔壁１の厚さＴ_１は、６０〜１１４μｍであり、６０〜９０μｍであることが好ましい。本実施形態のハニカム構造体１００は、アイソスタティック強度の低下を有効に抑制することができるため、上述したような、隔壁１の薄壁化が可能となる。このため、本実施形態のハニカム構造体１００によれば、ハニカム構造体１００の低圧力損失化も実現することができる。隔壁１の厚さＴ_１が６０μｍ未満であると、隔壁１の厚さＴ_１が極端に薄すぎて、十分な強度が得られない場合がある。一方、隔壁１の厚さＴ_１が１４０μｍを超えると、ハニカム構造体１００の圧力損失が増大してしまうことがある。

Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}が、２．４未満であると、同一気孔率のハニカム構造体同士と比較した場合に、アイソスタティック強度が低下してしまう。Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}は、２．４０〜４．０であることが好ましい。

隔壁１の総細孔容積に対する、特定細孔の細孔容積の割合が、５％未満であると、細孔への触媒充填性の点で好ましくない。以下、隔壁１の総細孔容積に対する、特定細孔の細孔容積の割合を、単に、「特定細孔の細孔容積の割合」ということがある。特定細孔の細孔容積の割合は、５〜４５％であることが好ましく、１０〜４５％であることが更に好ましい。

隔壁１の総細孔容積に対する、大細孔の細孔容積の割合が、５％を超えると、ハニカム構造体１００の強度の点で好ましくない。以下、隔壁１の総細孔容積に対する、大細孔の細孔容積の割合を、単に、「大細孔の細孔容積の割合」ということがある。大細孔の細孔容積の割合は、４％以下であることが好ましい。大細孔の細孔容積の割合の下限値は、０％である。

隔壁１の気孔率は、特に限定されることはないが、４５〜６５％であることが好ましく、４５〜５５％であることが更に好ましい。隔壁１の気孔率が４５％未満であると、触媒が充填可能な気孔容積を十分に確保できない懸念がある。隔壁１の気孔率が６５％を超えると、ハニカム構造体１００の強度低下の観点より好ましくない。隔壁１の気孔率は、例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のオートポア９５００（商品名）を用いて測定することができる。気孔率の測定は、ハニカム構造体１００から隔壁１の一部を切り出して試験片とし、このようにして得られた試験片を用いて行うことができる。

本実施形態のハニカム構造体１００は、隔壁１の高気孔率化により、隔壁１の細孔内への触媒の充填率を高くすることができる。このため、排気ガス浄化用の触媒の担持後における、圧力損失の上昇も抑制することができる。したがって、例えば、担持する触媒の量を多くしたとしても、ハニカム構造体１００の圧力損失の上昇を抑制することができ、「浄化性能の向上」と「圧力損失の上昇抑制」の両立を図ることもできる。

ハニカム構造部４に形成されているセル２の形状については特に制限はない。例えば、セル２の延びる方向に直交する断面における、セル２の形状としては、多角形、円形、楕円形等を挙げることができる。多角形としては、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等を挙げることができる。なお、セル２の形状は、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形であることが好ましい。また、セル２の形状については、全てのセル２の形状が同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。例えば、図示は省略するが、四角形のセルと、八角形のセルとが混在したものであってもよい。また、セル２の大きさについては、全てのセル２の大きさが同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、図示は省略するが、複数のセルのうち、一部のセルの大きさを大きくし、他のセルの大きさを相対的に小さくしてもよい。なお、本発明において、セルとは、隔壁によって取り囲まれた空間のことを意味する。

隔壁１によって区画形成されるセル２のセル密度が、４６．５〜１１６．３個／ｃｍ^２であることが好ましく、６２〜９３個／ｃｍ^２であることが更に好ましい。このように構成することによって、本実施形態のハニカム構造体１００を、自動車のエンジンから排出される排気ガスを浄化するための浄化部材（例えば、触媒担体やフィルタ）として好適に利用することができる。

ハニカム構造部４の外周壁３は、隔壁１と一体的に構成されたものであってもよいし、隔壁１を囲繞するように外周コート材を塗工することによって形成した外周コート層であってもよい。図示は省略するが、外周コート層は、製造時において、隔壁と外周壁とを一体的に形成した後、形成された外周壁を、研削加工等の公知の方法によって除去した後、隔壁の外周側に設けることができる。

ハニカム構造部４の形状については特に制限はない。ハニカム構造部４の形状としては、第一端面１１及び第二端面１２の形状が、円形、楕円形、多角形等の柱状を挙げることができる。

ハニカム構造部４の大きさ、例えば、第一端面１１から第二端面１２までの長さや、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面の大きさについては、特に制限はない。本実施形態のハニカム構造体１００を、排気ガス浄化用の浄化部材として用いた際に、最適な浄化性能を得るように、各大きさを適宜選択すればよい。例えば、ハニカム構造部４の第一端面１１から第二端面１２までの長さは、７６〜２５４ｍｍであることが好ましく、１０１．６〜２０３ｍｍであることが更に好ましい。また、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面の面積は、２４８２８．７〜９９３１４．７ｍｍ^２であることが好ましく、４１０４３．３〜７２９６５．９ｍｍ^２であることが更に好ましい。

隔壁１の材料が、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素複合材料、コージェライト−炭化珪素複合材料、窒化珪素、ムライト、アルミナ及びチタン酸アルミニウムから構成される群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。隔壁１を構成する材料は、上記群に列挙された材料を、３０質量％以上含む材料であることが好ましく、４０質量％以上含む材料であることが更に好ましく、５０質量％以上含む材料であることが特に好ましい。なお、珪素−炭化珪素複合材料とは、炭化珪素を骨材とし、珪素を結合材として形成された複合材料である。また、コージェライト−炭化珪素複合材料とは、炭化珪素を骨材とし、コージェライトを結合材として形成された複合材料である。本実施形態のハニカム構造体１００において、隔壁１を構成する材料は、特に、コージェライトが好ましい。

本実施形態のハニカム構造体１００においては、複数のセル２を区画形成する隔壁１に、排気ガス浄化用の触媒が担持されていてもよい。隔壁１に触媒を担持するとは、隔壁１の表面及び隔壁１に形成された細孔内に、触媒が担持されることをいう。本実施形態のハニカム構造体１００は、アイソスタティック強度の低下を抑制することができるため、隔壁の高気孔率化や薄壁化により、担持する触媒の量を多くして、浄化性能の向上を図ることができる。

（２）ハニカム構造体の製造方法：
本発明のハニカム構造体を製造する方法については、特に制限はなく、例えば、以下のような方法を挙げることができる。まず、ハニカム構造部を作製するための可塑性の坏土を調製する。ハニカム構造部を作製するための坏土は、原料粉末として、前述のハニカム構造部の好適な材料の中から選ばれた材料に、適宜、バインダ等の添加剤、造孔材、及び水を添加することによって調製することができる。原料粉末としては、例えば、コージェライト化原料を挙げることができる。コージェライト化原料とは、焼成されることによりコージェライトになる原料のことであり、具体的には、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合された原料である。

坏土の調製においては、造孔材の粒子径を調節することにより、隔壁の細孔径分布を調整することができる。例えば、造孔材の平均粒子径を、隔壁の厚さＴ_１よりも小さくすることが好ましい。このような造孔材を使用することにより、「Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}」が２．４以上、「特定細孔の細孔容積の割合」が５〜４５％、「大細孔の細孔容積の割合」が５％以下のハニカム構造体を良好に製造することができる。

次に、このようにして得られた坏土を押出成形することにより、複数のセルを区画形成する隔壁、及びこの隔壁を囲繞するように配設された外周壁を有する、柱状のハニカム成形体を作製する。なお、ハニカム成形体の隔壁の厚さについては、原料粉末に添加した造孔材の平均粒子径に応じて、焼成後のハニカム構造体の隔壁の厚さが、所望の厚さＴ_１となるようにすることが好ましい。

次に、得られたハニカム成形体を、例えば、マイクロ波及び熱風で乾燥する。次に、ハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム構造体を製造する。焼成温度及び焼成雰囲気は原料により異なり、当業者であれば、選択された材料に最適な焼成温度及び焼成雰囲気を選択することができる。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を１０質量部、分散媒を３０質量部、有機バインダを1質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては、水を使用した。有機バインダとしては、メチルセルロース（Ｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）を使用した。分散剤としては、デキストリン（Ｄｅｘｔｒｉｎ）を使用した。造孔材としては、平均粒子径７０μｍの中空樹脂粒子を使用した。

次に、ハニカム成形体作製用の口金を用いて坏土を押出成形し、全体形状が円柱形状のハニカム成形体を得た。ハニカム成形体のセルの形状は、四角形とした。

次に、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。次に、乾燥したハニカム成形体を、脱脂し、焼成して、実施例１のハニカム構造体を製造した。

実施例１のハニカム構造体は、第一端面及び第二端面の形状が円形の、円柱形状のものであった。第一端面及び第二端面の直径は、２６６．７ｍｍであった。また、ハニカム構造体のセルの延びる方向の全長は、１５２．４ｍｍであった。実施例１のハニカム構造体は、隔壁の厚さＴ_１が８８．９μｍであり、セル密度が９３個／ｃｍ^２であった。表１に、ハニカム構造体の隔壁の厚さＴ_１、及びセル密度を示す。

また、実施例１のハニカム構造体について、「気孔率（％）」、「Ｄ_{（２０−１００）}（μｍ）」、「特定細孔の細孔容積の割合（％）」、「大細孔の細孔容積の割合（％）」、及び「Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}」を求めた。結果を表１に示す。

隔壁の気孔率は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のオートポア９５００（商品名）を用いて測定を行った。気孔率の測定においては、ハニカム構造体から隔壁の一部を切り出して試験片とし、得られた試験片を用いて気孔率の測定を行った。試験片は、縦、横、高さのそれぞれの長さが、約１０ｍｍ、約１０ｍｍ、約１０ｍｍの直方体のものとした。なお、試験片は、ハニカム構造体の軸方向の中心付近から切り出した。

隔壁の総細孔容積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のオートポア９５００（商品名）を用いて測定を行った。総細孔容積の測定においても、気孔率の測定に用いた試験片を用いた。総細孔容積の測定では、隔壁の累積細孔容積を測定し、上述した「細孔径が２０〜１００μｍの特定細孔の細孔容積」、及び「細孔径が１００μｍ超の大細孔の細孔容積」についても、同時に測定を行った。また、特定細孔の平均細孔径Ｄ_{（２０−１００）}についても、得られた測定結果を元に算出を行った。

実施例１のハニカム構造体において、隔壁の気孔率は５０％であり、特定細孔の平均細孔径Ｄ_{（２０−１００）}は３４．０μｍであった。特定細孔の細孔容積の割合は３２．５％であり、大細孔の細孔容積の割合３．５％であった。

実施例１のハニカム構造体の隔壁に、以下の方法で触媒を担持した。まず、平均粒子径５μｍのゼオライトを含む触媒スラリーを調製した。この触媒スラリーを、ハニカム構造体に対して、乾燥後の単位体積当たりの担持量が１４８ｇ／Ｌとなるように担持した。触媒の担持においては、ハニカム構造体をディッピング（Ｄｉｐｐｉｎｇ）して、余分な触媒スラリーを空気にて吹き飛ばして、含浸させた。そして１２０℃の温度で乾燥させ、さらに５００℃、３時間の熱処理を行うことにより、触媒を担持したハニカム構造体を得た。実施例１のハニカム構造体に担持した触媒の担持量は、１４８ｇ／Ｌである。

実施例１のハニカム構造体について、以下の方法で、「アイソスタティック強度（ＭＰａ）」の測定を行った。また、以下の方法で、「触媒の充填率（％）」を求めた。更に、「アイソスタティック強度（ＭＰａ）」及び「触媒充填率（％）」の結果を元に、下記の評価基準に基づき「総合評価」を行った。各結果を、表２に示す。

［アイソスタティック強度（ＭＰａ）］
アイソスタティック強度の測定は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格（ＪＡＳＯ規格）のＭ５０５−８７で規定されているアイソスタティック破壊強度試験に基づいて行った。アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に、ハニカム構造体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮を行う試験である。アイソスタティック破壊強度試験によって測定されるアイソスタティック強度は、ハニカム構造体が破壊したときの加圧圧力値（ＭＰａ）で示される。アイソスタティック強度が、１．５ＭＰａ以上の場合を「合格」とし、１．５ＭＰａ未満の場合を「不合格」とした。

［触媒の充填率（％）］
実施例１のハニカム構造体のハニカム構造部から、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの測定用の試験片を切り出した。その試験片の隔壁について研磨を施した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によってＳＥＭ画像を任意に、３視野、撮影した。撮影視野の１視野の大きさは、Ｘ方向を隔壁１枚の厚さ（μｍ）とし、Ｙ方向を６００μｍとした。そして、ハニカム構造体に触媒を担持した際に、隔壁に形成された全細孔の容積（Ｖ_０）に対して、実際に触媒が充填された細孔の容積（Ｖ_１）の比率（百分率）を求めた。具体的には、隔壁に形成された全細孔の容積（Ｖ_０）を、画像解析によって二値化を行って抽出した細孔部分（即ち触媒が浸透していない細孔と触媒が浸透した細孔）から算出した。次に、ハニカム構造体に触媒を担持し、画像解析によって二値化を行って触媒が浸透した細孔部分を抽出して容積Ｖ_１を求めた。そして、これらの値を用いて、触媒充填率（％）を算出した。なお、表２の触媒の充填率（％）の値については、３視野のＳＥＭ画像の各触媒充填率の算術平均値である。なお、触媒の充填率は、４０％以上を合格とする。

［総合評価］
評価Ａ：アイソスタティック強度で合格で、且つ、触媒の充填率が５０％以上の場合を、評価Ａとする。
評価Ｂ：アイソスタティック強度で合格で、且つ、触媒の充填率が４０％以上、５０％未満の場合を、評価Ｂとする。
評価Ｃ：アイソスタティック強度で不合格、又は、触媒の充填率が４０％未満の場合を、評価Ｃとする。

（実施例２〜１３）
表１に示すように、「隔壁の厚さＴ_１（μｍ）」、「セル密度（個／ｃｍ^２）」、「Ｄ_{（２０−１００）}（μｍ）」、「特定細孔の細孔容積の割合（％）」、「大細孔の細孔容積の割合（％）」、及び「Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}」を変更したハニカム構造体を作製した。「Ｄ_{（２０−１００）}（μｍ）」、「特定細孔の細孔容積の割合（％）」、及び「大細孔の細孔容積の割合（％）」の調整は、成形原料に加える造孔材の粒子径を調節することによって行った。

実施例２においては、平均粒子径８０μｍの造孔材を用いた。
実施例３においては、平均粒子径５０μｍの造孔材を用いた。
実施例４においては、平均粒子径３０μｍの造孔材を用いた。
実施例５においては、平均粒子径２８μｍの造孔材を用いた。
実施例６においては、平均粒子径２５μｍの造孔材を用いた。
実施例７においては、平均粒子径２０μｍの造孔材を用いた。
実施例８においては、平均粒子径１０μｍの造孔材を用いた。
実施例９においては、平均粒子径１００μｍの造孔材を用いた。
実施例１０においては、平均粒子径８０μｍの造孔材を用いた。
実施例１１においては、平均粒子径７０μｍの造孔材を用いた。
実施例１２においては、平均粒子径３０μｍの造孔材を用いた。
実施例１３においては、平均粒子径２０μｍの造孔材を用いた。

（比較例１〜３）
表１に示すように、「隔壁の厚さＴ_１（μｍ）」、「セル密度（個／ｃｍ^２）」、「Ｄ_{（２０−１００）}（μｍ）」、「特定細孔の細孔容積の割合（％）」、「大細孔の細孔容積の割合（％）」、及び「Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}」を変更したハニカム構造体を作製した。「Ｄ_{（２０−１００）}（μｍ）」、「特定細孔の細孔容積の割合（％）」、及び「大細孔の細孔容積の割合（％）」の調整は、成形原料に加える造孔材の粒子径を調節することによって行った。

比較例１においては、平均粒子径１００μｍの造孔材を用いた。
比較例２においては、平均粒子径９０μｍの造孔材を用いた。
比較例３においては、平均粒子径１３０μｍの造孔材を用いた。

実施例２〜１３及び比較例１〜３のハニカム構造体について、実施例１と同様の方法で、「アイソスタティック強度（ＭＰａ）」の測定を行った。また、実施例１と同様の方法で、「触媒の充填率（％）」を求め、各結果に基づき「総合評価」を行った。各結果を、表２に示す。

（結果）
実施例１〜１３のハニカム構造体は、高いアイソスタティック強度を有するとともに、「触媒の充填率（％）」についても合格基準を満たすものであった。比較例１〜３のハニカム構造体は、アイソスタティック強度が著しく低いものであった。

本発明のハニカム構造体は、排気ガス浄化用の触媒を担持するための触媒担体として利用することができる。

１：隔壁、２：セル、３：外周壁、４：ハニカム構造部、１１：第一端面、１２：第二端面、１００：ハニカム構造体。

Claims (4)

1. 第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを取り囲むように配置された多孔質の隔壁を有する柱状のハニカム構造部を備え、
   前記隔壁の厚さ（μｍ）を、Ｔ_１とし、
   前記Ｔ _１ が、６０〜１１４μｍであり、
   前記隔壁に形成された細孔のうち、水銀圧入法によって測定された細孔径が２０〜１００μｍの特定細孔の平均細孔径（μｍ）の値を、Ｄ_{（２０−１００）}とし、
   前記Ｔ_１を前記Ｄ_{（２０−１００）}で除した値であるＴ_１／Ｄ_{（２０−１００）}が、２．４以上であり、
   前記隔壁の全細孔容積に対する、前記特定細孔の細孔容積の割合が、５〜４５％であり、且つ、
   前記隔壁の全細孔容積に対する、細孔径が１００μｍ以上の大細孔の細孔容積の割合が５％以下である、ハニカム構造体。
2. 前記Ｔ_１／Ｄ_{（２０−１００）}が、２．４〜４．０である、請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記隔壁の気孔率が、４５〜６５％である、請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
4. 前記ハニカム構造部のセル密度が、４６．５〜１１６．３個／ｃｍ^２である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。

Images