JPH11333293A - ハニカム構造体及びその製造方法 - Google Patents
ハニカム構造体及びその製造方法Info
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- JPH11333293A JPH11333293A JP10328384A JP32838498A JPH11333293A JP H11333293 A JPH11333293 A JP H11333293A JP 10328384 A JP10328384 A JP 10328384A JP 32838498 A JP32838498 A JP 32838498A JP H11333293 A JPH11333293 A JP H11333293A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J21/14—Silica and magnesia
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- B01J35/56—
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸水性に優れた隔壁を有し，かつ，担持させ
た触媒の早期活性化が可能なハニカム構造体及びその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 ＳｉＯ２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ
３：３３〜４２重量％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化
学組成よりなるコージェライトを主成分とする隔壁をハ
ニカム状に設けてなる。隔壁の厚みは２５０μｍ以下で
あり，かつ，隔壁の気孔率は４５〜８０％である。
た触媒の早期活性化が可能なハニカム構造体及びその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 ＳｉＯ２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ
３：３３〜４２重量％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化
学組成よりなるコージェライトを主成分とする隔壁をハ
ニカム状に設けてなる。隔壁の厚みは２５０μｍ以下で
あり，かつ，隔壁の気孔率は４５〜８０％である。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，内燃機関の排ガス浄化装置の触
媒担体に用いられるコージェライト製のハニカム構造体
及びその製造方法に関する。
媒担体に用いられるコージェライト製のハニカム構造体
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より，排ガス浄化装置の触媒担体とし
ては，図７，図８に示すごとく，コージェライト等より
なる隔壁９０をハニカム状に配置して多数のセル９９を
設けたハニカム構造体９が用いられている。そして，こ
のハニカム構造体９の隔壁９０の表面に排ガス浄化用の
触媒８を担持させることにより，排ガス浄化機能が発揮
される。
ては，図７，図８に示すごとく，コージェライト等より
なる隔壁９０をハニカム状に配置して多数のセル９９を
設けたハニカム構造体９が用いられている。そして，こ
のハニカム構造体９の隔壁９０の表面に排ガス浄化用の
触媒８を担持させることにより，排ガス浄化機能が発揮
される。
【０００３】
【解決しようとする課題】ところで，上記ハニカム構造
体においては，近年の自動車の排ガス規制の強化に伴
い，排ガス浄化装置の触媒をより早く活性化させること
が求められている。これに対する方策としては，ハニカ
ム構造体全体の熱容量を低下させて昇温時間を短縮する
方法がある。具体的には，ハニカム構造体における隔壁
を薄肉化して触媒担体の軽量化を図り，これにより熱容
量を低下させることが行われている。
体においては，近年の自動車の排ガス規制の強化に伴
い，排ガス浄化装置の触媒をより早く活性化させること
が求められている。これに対する方策としては，ハニカ
ム構造体全体の熱容量を低下させて昇温時間を短縮する
方法がある。具体的には，ハニカム構造体における隔壁
を薄肉化して触媒担体の軽量化を図り，これにより熱容
量を低下させることが行われている。
【０００４】しかしながら，上記隔壁の薄肉化による軽
量化には，その製造上の問題等によって限界がある。そ
こで，隔壁の薄肉化以外の方法でハニカム構造体全体の
熱容量を低下させる手段の開発が望まれていた。
量化には，その製造上の問題等によって限界がある。そ
こで，隔壁の薄肉化以外の方法でハニカム構造体全体の
熱容量を低下させる手段の開発が望まれていた。
【０００５】また，ハニカム構造体の隔壁への触媒の担
持は，触媒を含有するスラリーを隔壁にコーティング
し，これを乾燥させることにより行われる。従来のハニ
カム構造体においては，上記隔壁の吸水性が低いため，
一度にコーティングできるスラリー量が少ない。そのた
め，上記コーティングと乾燥を複数回繰り返すか，ある
いは，触媒の濃度を高めたスラリーをコーティングする
必要がある。
持は，触媒を含有するスラリーを隔壁にコーティング
し，これを乾燥させることにより行われる。従来のハニ
カム構造体においては，上記隔壁の吸水性が低いため，
一度にコーティングできるスラリー量が少ない。そのた
め，上記コーティングと乾燥を複数回繰り返すか，ある
いは，触媒の濃度を高めたスラリーをコーティングする
必要がある。
【０００６】上記複数回のコーティングは，製造効率を
大幅に低下させる。一方，スラリーの高濃度化は，図９
に示すごとく，セル９９のコーナー部における担持厚み
がｔ ２が必要以上に厚くなって，一般部の担持厚みｔ１
とのバランスが大きく崩れる。具体的には，図９の破線
部分７１の位置に触媒層の表面が位置することが好まし
いが，実線部分７２の位置にまで触媒層の厚みが増加す
る。
大幅に低下させる。一方，スラリーの高濃度化は，図９
に示すごとく，セル９９のコーナー部における担持厚み
がｔ ２が必要以上に厚くなって，一般部の担持厚みｔ１
とのバランスが大きく崩れる。具体的には，図９の破線
部分７１の位置に触媒層の表面が位置することが好まし
いが，実線部分７２の位置にまで触媒層の厚みが増加す
る。
【０００７】この場合には，セル内面の表面積が減少し
て触媒の反応促進効果が減少する。また，セル内を通過
するガスの通過抵抗を増大させる。つまり，触媒反応効
率の悪化につながる。そこで，従来よりも吸水性が高
く，適度な濃度のスラリーを従来よりも多量にコーティ
ングすることができる隔壁を有するハニカム構造体の開
発も望まれていた。
て触媒の反応促進効果が減少する。また，セル内を通過
するガスの通過抵抗を増大させる。つまり，触媒反応効
率の悪化につながる。そこで，従来よりも吸水性が高
く，適度な濃度のスラリーを従来よりも多量にコーティ
ングすることができる隔壁を有するハニカム構造体の開
発も望まれていた。
【０００８】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，吸水性に優れた隔壁を有し，かつ，担持
させた触媒の早期活性化が可能なハニカム構造体及びそ
の製造方法を提供しようとするものである。
されたもので，吸水性に優れた隔壁を有し，かつ，担持
させた触媒の早期活性化が可能なハニカム構造体及びそ
の製造方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，ＳｉＯ２：４５
〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ３：３３〜４２重量％，Ｍｇ
Ｏ：１２〜１８重量％の化学組成よりなるコージェライ
トを主成分とする隔壁をハニカム状に設けてなるハニカ
ム構造体であって，上記隔壁の厚みは２５０μｍ以下で
あり，かつ，該隔壁の気孔率は４５〜８０％であること
を特徴とするハニカム構造体にある。
〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ３：３３〜４２重量％，Ｍｇ
Ｏ：１２〜１８重量％の化学組成よりなるコージェライ
トを主成分とする隔壁をハニカム状に設けてなるハニカ
ム構造体であって，上記隔壁の厚みは２５０μｍ以下で
あり，かつ，該隔壁の気孔率は４５〜８０％であること
を特徴とするハニカム構造体にある。
【００１０】本発明において最も注目すべきことは，上
記隔壁の厚みは２５０μｍ以下であり，かつ，該隔壁の
気孔率は４５〜８０％であるということである。
記隔壁の厚みは２５０μｍ以下であり，かつ，該隔壁の
気孔率は４５〜８０％であるということである。
【００１１】上記隔壁の厚みが２５０μｍを超える場合
には，ハニカム構造体の軽量化が困難であるという問題
がある。そのため，より好ましくは１１０μｍ以下がよ
い。一方，隔壁の厚みの下限値は，現在の製造技術の問
題から５０μｍであることが好ましい。また，上記隔壁
の気孔率が４５％未満の場合には気孔率向上による軽量
化効果および吸水性向上効果が少ないという問題があ
り，一方，８０％を超える場合には担体の構造改良をも
ってしても強度の確保が困難となるという問題がある。
には，ハニカム構造体の軽量化が困難であるという問題
がある。そのため，より好ましくは１１０μｍ以下がよ
い。一方，隔壁の厚みの下限値は，現在の製造技術の問
題から５０μｍであることが好ましい。また，上記隔壁
の気孔率が４５％未満の場合には気孔率向上による軽量
化効果および吸水性向上効果が少ないという問題があ
り，一方，８０％を超える場合には担体の構造改良をも
ってしても強度の確保が困難となるという問題がある。
【００１２】次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明のハニカム構造体は，厚みが２５０μｍ以下，気
孔率が４５〜８０％という特徴を有する隔壁により構成
してある。そのため，従来のハニカム構造体に比べて大
幅に軽量化を図ることができると共に吸水性向上を図る
ことができる。
本発明のハニカム構造体は，厚みが２５０μｍ以下，気
孔率が４５〜８０％という特徴を有する隔壁により構成
してある。そのため，従来のハニカム構造体に比べて大
幅に軽量化を図ることができると共に吸水性向上を図る
ことができる。
【００１３】即ち，従来のハニカム構造体は，一般的に
気孔率が３５％程度であって，隔壁の薄肉化を図っても
軽量化には限界があった。これに対し，本発明において
は，従来と同様の厚みの隔壁を有する場合においても，
気孔率を上記特定の範囲まで向上させることにより，さ
らにハニカム構造体の軽量化を図ることができる。それ
故，本発明によれば，従来よりもハニカム構造体の熱容
量を低下させることができ，担持させた触媒の早期活性
化が可能となる。
気孔率が３５％程度であって，隔壁の薄肉化を図っても
軽量化には限界があった。これに対し，本発明において
は，従来と同様の厚みの隔壁を有する場合においても，
気孔率を上記特定の範囲まで向上させることにより，さ
らにハニカム構造体の軽量化を図ることができる。それ
故，本発明によれば，従来よりもハニカム構造体の熱容
量を低下させることができ，担持させた触媒の早期活性
化が可能となる。
【００１４】また，隔壁の気孔率を４５〜８０％に高め
ることにより，従来よりも隔壁の吸水性が向上する。そ
のため，隔壁に触媒含有スラリーをコーティングする場
合には，そのコーティング量を従来よりも増大させるこ
とができる。このコーティング量の増大によって，従来
と同量の触媒を隔壁に担持させる場合に，スラリーのに
おける触媒濃度（スラリー濃度）を従来よりも低下させ
ることができる。
ることにより，従来よりも隔壁の吸水性が向上する。そ
のため，隔壁に触媒含有スラリーをコーティングする場
合には，そのコーティング量を従来よりも増大させるこ
とができる。このコーティング量の増大によって，従来
と同量の触媒を隔壁に担持させる場合に，スラリーのに
おける触媒濃度（スラリー濃度）を従来よりも低下させ
ることができる。
【００１５】スラリー濃度を低下させることができれ
ば，スラリーの粘度を下げることができ，これにより，
コーティングしたスラリーがセルのコーナー部で過剰に
厚く保持されるという従来の不具合を解消することがで
きる。それ故，触媒担持効率（反応効率）を従来よりも
向上させることができる。
ば，スラリーの粘度を下げることができ，これにより，
コーティングしたスラリーがセルのコーナー部で過剰に
厚く保持されるという従来の不具合を解消することがで
きる。それ故，触媒担持効率（反応効率）を従来よりも
向上させることができる。
【００１６】このように，本発明によれば，吸水性に優
れた隔壁を有し，かつ，担持させた触媒の早期活性化が
可能なハニカム構造体及びその製造方法を提供すること
ができる。
れた隔壁を有し，かつ，担持させた触媒の早期活性化が
可能なハニカム構造体及びその製造方法を提供すること
ができる。
【００１７】また，請求項２の発明のように，上記ハニ
カム構造体は，上記隔壁の表面に触媒を担持する触媒担
体とすることができる。この場合には，例えば，自動車
の排気ガスを浄化する触媒コンバーターにおける触媒担
体として，上記ハニカム構造体を適用することができ
る。
カム構造体は，上記隔壁の表面に触媒を担持する触媒担
体とすることができる。この場合には，例えば，自動車
の排気ガスを浄化する触媒コンバーターにおける触媒担
体として，上記ハニカム構造体を適用することができ
る。
【００１８】次に，上記優れたハニカム構造体を製造す
る方法としては，次の発明がある。即ち，請求項３の発
明のように，コージェライト原材料にバインダ及び水を
加えて混練した後，押出成形，乾燥，焼成して，ＳｉＯ
２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ３：３３〜４２重量
％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化学組成よりなるコー
ジェライトを主成分とする隔壁をハニカム状に設けてな
るハニカム構造体を製造する方法において，上記コージ
ェライト原材料には，可燃粒子を５〜１５重量部含有さ
せることを特徴とするハニカム構造体の製造方法があ
る。
る方法としては，次の発明がある。即ち，請求項３の発
明のように，コージェライト原材料にバインダ及び水を
加えて混練した後，押出成形，乾燥，焼成して，ＳｉＯ
２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ３：３３〜４２重量
％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化学組成よりなるコー
ジェライトを主成分とする隔壁をハニカム状に設けてな
るハニカム構造体を製造する方法において，上記コージ
ェライト原材料には，可燃粒子を５〜１５重量部含有さ
せることを特徴とするハニカム構造体の製造方法があ
る。
【００１９】本発明において最も注目すべきことは，上
記コージェライト原材料には，可燃粒子を５〜１５重量
部含有させることである。上記可燃粒子のコージェライ
ト原材料への添加量が５重量部未満の場合には，隔壁内
に形成される細孔の占有率が少なくなって高気孔率が得
られないという問題がある。一方，１５重量部を超える
場合には隔壁内の細孔の占有率が多くなりすぎて，隔壁
の強度が低下しすぎるという問題がある。
記コージェライト原材料には，可燃粒子を５〜１５重量
部含有させることである。上記可燃粒子のコージェライ
ト原材料への添加量が５重量部未満の場合には，隔壁内
に形成される細孔の占有率が少なくなって高気孔率が得
られないという問題がある。一方，１５重量部を超える
場合には隔壁内の細孔の占有率が多くなりすぎて，隔壁
の強度が低下しすぎるという問題がある。
【００２０】次に，本製造方法における作用効果につき
説明する。本製造方法においては，上記特定の粒径を有
する可燃粒子を上記特定量加えたコージェライト原材料
を用いる。そのため，混練，成形，乾燥後，焼成する際
に，可燃粒子が焼失することにより，隔壁内に細孔が形
成される。また，上記可燃粒子の含有量は上記特定の割
合に限定してある。そのため，隔壁内において形成され
る細孔が占める割合が制御され，４５〜８０％という気
孔率を容易に確保することができる。
説明する。本製造方法においては，上記特定の粒径を有
する可燃粒子を上記特定量加えたコージェライト原材料
を用いる。そのため，混練，成形，乾燥後，焼成する際
に，可燃粒子が焼失することにより，隔壁内に細孔が形
成される。また，上記可燃粒子の含有量は上記特定の割
合に限定してある。そのため，隔壁内において形成され
る細孔が占める割合が制御され，４５〜８０％という気
孔率を容易に確保することができる。
【００２１】したがって，本製造方法によれば，上記優
れたハニカム構造体を容易に得ることができる。
れたハニカム構造体を容易に得ることができる。
【００２２】また，請求項４の発明のように，上記可燃
粒子はカーボン粒子であることが好ましい。これによ
り，上記特定粒径の可燃粒子を比較的容易に得ることが
でき，生産コストの低減を図ることができる。また，上
記可燃粒子としては，上記カーボン粒子に代えて，オガ
クズ，パン粉，発泡剤等の種々の可燃物質を用いること
ができる。
粒子はカーボン粒子であることが好ましい。これによ
り，上記特定粒径の可燃粒子を比較的容易に得ることが
でき，生産コストの低減を図ることができる。また，上
記可燃粒子としては，上記カーボン粒子に代えて，オガ
クズ，パン粉，発泡剤等の種々の可燃物質を用いること
ができる。
【００２３】また，上記製造方法において，コージェラ
イト原材料として，シリカ，タルク，水酸化アルミニウ
ムを使用し，その含有量を調整することによっても上記
気孔率を調整することもできる。例えば，上記シリカ，
タルクは，焼成反応過程において成分移動による気孔の
形成を促進させることができる。また，上記水酸化アル
ミニウムは原料中の結晶水が蒸発することによって気孔
形成を促進することができる。
イト原材料として，シリカ，タルク，水酸化アルミニウ
ムを使用し，その含有量を調整することによっても上記
気孔率を調整することもできる。例えば，上記シリカ，
タルクは，焼成反応過程において成分移動による気孔の
形成を促進させることができる。また，上記水酸化アル
ミニウムは原料中の結晶水が蒸発することによって気孔
形成を促進することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかるハニカム構造体及びその製
造方法につき，図１〜図３を用いて説明する。本例のハ
ニカム構造体は，前述した図７，図８に示すごとく，Ｓ
ｉＯ２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ３：３３〜４２重
量％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化学組成よりなるコ
ージェライトを主成分とする隔壁９０をハニカム状に設
けてなるハニカム構造体である。そして，隔壁９０の厚
みは２５０μｍ以下であり，かつ，該隔壁９０の気孔率
は４５〜８０％である。
造方法につき，図１〜図３を用いて説明する。本例のハ
ニカム構造体は，前述した図７，図８に示すごとく，Ｓ
ｉＯ２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ３：３３〜４２重
量％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化学組成よりなるコ
ージェライトを主成分とする隔壁９０をハニカム状に設
けてなるハニカム構造体である。そして，隔壁９０の厚
みは２５０μｍ以下であり，かつ，該隔壁９０の気孔率
は４５〜８０％である。
【００２５】本例においては，上記構成の本発明品とし
てのハニカム構造体（試料Ｅ１）と，比較のための従来
品としてのハニカム構造体（試料Ｃ１）を実際に作製
し，その軽量化効果及び触媒の早期活性化効果を評価し
た。いずれのハニカム構造体（Ｅ１，Ｃ１）も，外径φ
７６ｍｍ，長さ８５ｍｍ，４００メッシュのハニカム構
造体であって，隔壁の厚みは１１０μｍとした。
てのハニカム構造体（試料Ｅ１）と，比較のための従来
品としてのハニカム構造体（試料Ｃ１）を実際に作製
し，その軽量化効果及び触媒の早期活性化効果を評価し
た。いずれのハニカム構造体（Ｅ１，Ｃ１）も，外径φ
７６ｍｍ，長さ８５ｍｍ，４００メッシュのハニカム構
造体であって，隔壁の厚みは１１０μｍとした。
【００２６】まず，本発明品としての試料Ｅ１の製造方
法につき説明する。試料Ｅ１を製造するに当たっては，
まず，表１，表２に示すごとく，各コージェライト原材
料を準備する。これらの表より知られるごとく，試料Ｅ
１のハニカム構造体は，カオリン，水酸化アルミニウ
ム，アルミナ，タルク，カーボン粒子よりなるコージェ
ライト原材料を表１に示す分量だけ混合するとともに，
さらに平均粒径１μｍのカーボン粒子を可燃粒子として
１５重量部含有させる。
法につき説明する。試料Ｅ１を製造するに当たっては，
まず，表１，表２に示すごとく，各コージェライト原材
料を準備する。これらの表より知られるごとく，試料Ｅ
１のハニカム構造体は，カオリン，水酸化アルミニウ
ム，アルミナ，タルク，カーボン粒子よりなるコージェ
ライト原材料を表１に示す分量だけ混合するとともに，
さらに平均粒径１μｍのカーボン粒子を可燃粒子として
１５重量部含有させる。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】そして，上記コージェライト原料に対して
さらにバインダとしてのメチルセルロース，潤滑剤とし
てのグリセリン，水を所定量（表１）混合し，混練した
後，これをハニカム成型用金型を用いてハニカム状に押
出成形する。次いで，押出成形されたハニカム状の中間
材を乾燥させた後，所定寸法に切断して焼成する。焼成
は，約１℃／分の昇温レートで１４００℃まで昇温させ
た後，これを５時間保持し，次いで，室温まで徐冷する
という条件で行う。焼成の後，ハニカム構造体が完成す
る。これを試料Ｅ１とする。
さらにバインダとしてのメチルセルロース，潤滑剤とし
てのグリセリン，水を所定量（表１）混合し，混練した
後，これをハニカム成型用金型を用いてハニカム状に押
出成形する。次いで，押出成形されたハニカム状の中間
材を乾燥させた後，所定寸法に切断して焼成する。焼成
は，約１℃／分の昇温レートで１４００℃まで昇温させ
た後，これを５時間保持し，次いで，室温まで徐冷する
という条件で行う。焼成の後，ハニカム構造体が完成す
る。これを試料Ｅ１とする。
【００３０】次に，従来品としての試料Ｃ１を製造する
に当たっては，表１に示すごとく，カーボン粒子を加え
ないこと以外は本発明品Ｅ１と同様の成分組成のコージ
ェライト原材料を用いた。その他は本発明品Ｅ１の場合
と同様とした。
に当たっては，表１に示すごとく，カーボン粒子を加え
ないこと以外は本発明品Ｅ１と同様の成分組成のコージ
ェライト原材料を用いた。その他は本発明品Ｅ１の場合
と同様とした。
【００３１】次に，得られたハニカム構造体（Ｅ１，Ｃ
１）の仕様及び特性について表３に示す。まず，気孔率
は，ポロシメータを用いた水銀圧入法により測定した。
測定結果を表３及び図１に示す。同図は，横軸にハニカ
ム構造体の種類を，縦軸に気孔率をとったものである。
表３及び図１より知られるごとく，本発明品の試料Ｅ１
は，気孔率３５％であった従来品Ｃ１に比べて，大幅に
気孔率が増加しており５０％に達していた。
１）の仕様及び特性について表３に示す。まず，気孔率
は，ポロシメータを用いた水銀圧入法により測定した。
測定結果を表３及び図１に示す。同図は，横軸にハニカ
ム構造体の種類を，縦軸に気孔率をとったものである。
表３及び図１より知られるごとく，本発明品の試料Ｅ１
は，気孔率３５％であった従来品Ｃ１に比べて，大幅に
気孔率が増加しており５０％に達していた。
【００３２】次に，上記各ハニカム構造体（試料Ｅ１，
Ｃ１）における軽量化効果を表３及び図２に示す。同図
は，横軸にハニカム構造体の種類を，縦軸にハニカム構
造体の質量をとったものである。なお，同図には，参考
のために，従来の主流品である隔壁１５０μｍのハニカ
ム構造体である従来品Ｃ２についても示してある。従来
品Ｃ２の製造方法としては，上記従来品Ｃ２の場合と同
様である。
Ｃ１）における軽量化効果を表３及び図２に示す。同図
は，横軸にハニカム構造体の種類を，縦軸にハニカム構
造体の質量をとったものである。なお，同図には，参考
のために，従来の主流品である隔壁１５０μｍのハニカ
ム構造体である従来品Ｃ２についても示してある。従来
品Ｃ２の製造方法としては，上記従来品Ｃ２の場合と同
様である。
【００３３】表３及び図２より知られるごとく，従来品
Ｃ１は，隔壁を薄肉化したことにより従来品Ｃ２よりも
約２５％軽量化している。これに対し，本発明品Ｅ１
は，従来品Ｃ１よりもさらに２０％ほど軽量化が実現し
ている。
Ｃ１は，隔壁を薄肉化したことにより従来品Ｃ２よりも
約２５％軽量化している。これに対し，本発明品Ｅ１
は，従来品Ｃ１よりもさらに２０％ほど軽量化が実現し
ている。
【００３４】次に，表３には，各試料Ｅ１，Ｃ３におけ
る吸水率，アイソスタティック強度，熱膨張係数につい
ても示してある。ここで，試料Ｅ１の吸水率の向上は，
即ち気孔率の向上を意味しており，担体の軽量化という
効果をもたらす。
る吸水率，アイソスタティック強度，熱膨張係数につい
ても示してある。ここで，試料Ｅ１の吸水率の向上は，
即ち気孔率の向上を意味しており，担体の軽量化という
効果をもたらす。
【００３５】また，アイソスタティック強度は，ハニカ
ム構造体の両端面に２０ｍｍのアルミニウム板を当て，
全体をゴムチューブで密封した後，静水圧を加えて破壊
した時の圧力を測定したものであるが，試料Ｅ１が試料
Ｃ１よりも低下しているのは，気孔率の増加に伴うもの
であり，避けられないものである。しかしながら，この
程度のアイソスタティック強度の低下は，ハニカム構造
体の形状変更，あるいはハニカム構造体を支持するキャ
ニングの改良等によってカバーすることができる。
ム構造体の両端面に２０ｍｍのアルミニウム板を当て，
全体をゴムチューブで密封した後，静水圧を加えて破壊
した時の圧力を測定したものであるが，試料Ｅ１が試料
Ｃ１よりも低下しているのは，気孔率の増加に伴うもの
であり，避けられないものである。しかしながら，この
程度のアイソスタティック強度の低下は，ハニカム構造
体の形状変更，あるいはハニカム構造体を支持するキャ
ニングの改良等によってカバーすることができる。
【００３６】
【表３】
【００３７】次に，本例においては，試料Ｅ１，Ｃ１に
触媒を担持させ，その触媒活性化特性を定量的に評価す
るための試験を行った。なお，触媒の担持は，試料Ｅ
１，Ｃ１ともに担持量が１２０ｇ／リットルとなるよう
に行った。試験は，排気量４０００ｃｃＶ型８気筒のガ
ソリンエンジンの排気系に各試料を装着し，入ガス温度
が５００℃となる定常運転で行った。
触媒を担持させ，その触媒活性化特性を定量的に評価す
るための試験を行った。なお，触媒の担持は，試料Ｅ
１，Ｃ１ともに担持量が１２０ｇ／リットルとなるよう
に行った。試験は，排気量４０００ｃｃＶ型８気筒のガ
ソリンエンジンの排気系に各試料を装着し，入ガス温度
が５００℃となる定常運転で行った。
【００３８】試験結果を図３に示す。同図は，横軸に試
料，縦軸にＨＣ５０％の浄化時間（ｓｅｃ）をとったも
のである。同図より知られるごとく，本発明品である試
料Ｅ１は，従来品である試料Ｃ１に比べて大幅に触媒活
性化時間が短縮されたことがわかる。
料，縦軸にＨＣ５０％の浄化時間（ｓｅｃ）をとったも
のである。同図より知られるごとく，本発明品である試
料Ｅ１は，従来品である試料Ｃ１に比べて大幅に触媒活
性化時間が短縮されたことがわかる。
【００３９】実施形態例２ 本例においては，隔壁の気孔率の触媒活性化時間に対す
る影響をさらに調査した。具体的には，実施形態例１に
おける試料Ｅ１を基にして，その気孔率を２５％〜８５
％の範囲で変化させて，エンジン始動後ＨＣ浄化率が８
０％以上になるまでの時間を測定する試験を行った。そ
の他は実施形態例１と同様である。
る影響をさらに調査した。具体的には，実施形態例１に
おける試料Ｅ１を基にして，その気孔率を２５％〜８５
％の範囲で変化させて，エンジン始動後ＨＣ浄化率が８
０％以上になるまでの時間を測定する試験を行った。そ
の他は実施形態例１と同様である。
【００４０】試験結果を図４に示す。同図は，横軸に気
孔率（％）を，縦軸にＨＣ浄化率が８０％以上になる時
間Ｔ（ｓｅｃ）をとったものである。同図より知られる
ごとく，気孔率が高いほど活性化時間が短くなり，優れ
た浄化性能を発揮しうることが分かる。また，実用上で
は活性化時間が２８ｓｅｃ以下が好ましく，その点から
気孔率は４５％以上がよいことが分かる。また，８０％
以上も浄化性能の向上は望めるが，ハニカム構造体の強
度の面から８０％を超える気孔率の採用は現状では困難
である。したがって，気孔率は４５〜８０％が最も好ま
しいといえる。
孔率（％）を，縦軸にＨＣ浄化率が８０％以上になる時
間Ｔ（ｓｅｃ）をとったものである。同図より知られる
ごとく，気孔率が高いほど活性化時間が短くなり，優れ
た浄化性能を発揮しうることが分かる。また，実用上で
は活性化時間が２８ｓｅｃ以下が好ましく，その点から
気孔率は４５％以上がよいことが分かる。また，８０％
以上も浄化性能の向上は望めるが，ハニカム構造体の強
度の面から８０％を超える気孔率の採用は現状では困難
である。したがって，気孔率は４５〜８０％が最も好ま
しいといえる。
【００４１】実施形態例３ 本例においては，ハニカム構造体の隔壁の吸水率向上に
よる効果を定量的に評価した。まず，第１には，実施形
態例１における試料Ｅ１を基に，その気孔率を３０〜８
０％の範囲で変化させたハニカム構造体を準備した。そ
して，そのハニカム構造体の隔壁に対して，濃度が高い
スラリーＡと，濃度が低いスラリーＢとをコーティング
する２種類の試験を行った。
よる効果を定量的に評価した。まず，第１には，実施形
態例１における試料Ｅ１を基に，その気孔率を３０〜８
０％の範囲で変化させたハニカム構造体を準備した。そ
して，そのハニカム構造体の隔壁に対して，濃度が高い
スラリーＡと，濃度が低いスラリーＢとをコーティング
する２種類の試験を行った。
【００４２】上記スラリーＡ，Ｂはいずれも，溶媒と，
触媒成分を含む固形分ととより構成した。そして，スラ
リーＡは，全体を１００重量％とした場合に固形分が４
６重量％，スラリーＢは，全体を１００重量％とした場
合に固形分が４３重量％となるように調整したものであ
る。
触媒成分を含む固形分ととより構成した。そして，スラ
リーＡは，全体を１００重量％とした場合に固形分が４
６重量％，スラリーＢは，全体を１００重量％とした場
合に固形分が４３重量％となるように調整したものであ
る。
【００４３】第１の試験は，上記の気孔率が異なる各ハ
ニカム構造体に対してスラリーをコーティングし，乾燥
させ，図９における一般部の担持厚みｔ１が約２０μｍ
（全体担持量として１２０ｇ／リットル）となるように
触媒を担持させた。また，１回のコーティングで目標の
触媒量が担持できなかった場合には，複数回コーティン
グを繰り返した。そして，ｔ１が約２０μｍとなって担
持が完了した後，一般部の担持厚みｔ１とコーナー部の
担持厚みｔ２（図９）との比（ｔ２／ｔ１）を求めた。
ニカム構造体に対してスラリーをコーティングし，乾燥
させ，図９における一般部の担持厚みｔ１が約２０μｍ
（全体担持量として１２０ｇ／リットル）となるように
触媒を担持させた。また，１回のコーティングで目標の
触媒量が担持できなかった場合には，複数回コーティン
グを繰り返した。そして，ｔ１が約２０μｍとなって担
持が完了した後，一般部の担持厚みｔ１とコーナー部の
担持厚みｔ２（図９）との比（ｔ２／ｔ１）を求めた。
【００４４】結果を図５に示す。同図は，横軸に気孔率
（％）を，縦軸に比（ｔ２／ｔ１）をとった。同図より
知られるごとく，高濃度のスラリーＡを塗布した場合に
は，低濃度のスラリーＢを塗布した場合に比べて上記比
が大きく，ｔ２が厚いことが分かる。また，スラリー
Ａ，Ｂいずれにおいても，気孔率が高いほど上記比が小
さく，ｔ ２がｔ１に近づくことが分かる。そして，この
結果から，スラリー濃度が低く，気孔率が高いほど，理
想に近い触媒担持状態が得られることが分かる。
（％）を，縦軸に比（ｔ２／ｔ１）をとった。同図より
知られるごとく，高濃度のスラリーＡを塗布した場合に
は，低濃度のスラリーＢを塗布した場合に比べて上記比
が大きく，ｔ２が厚いことが分かる。また，スラリー
Ａ，Ｂいずれにおいても，気孔率が高いほど上記比が小
さく，ｔ ２がｔ１に近づくことが分かる。そして，この
結果から，スラリー濃度が低く，気孔率が高いほど，理
想に近い触媒担持状態が得られることが分かる。
【００４５】第２の試験は，上記の気孔率が異なる各ハ
ニカム構造体に対して１回のコーティングにより担持で
きる量を，上記スラリーＡ，Ｂそれぞれについて測定し
た。担持量は，上記一般部の担持厚みｔ１により評価し
た。測定結果を図６に示す。同図は，横軸に気孔率
（％）を，縦軸に担持厚みｔ１（μｍ）をとった。な
お，担持厚みの目標は２０μｍであり，その±１０μｍ
の範囲が製品化しうる範囲である。
ニカム構造体に対して１回のコーティングにより担持で
きる量を，上記スラリーＡ，Ｂそれぞれについて測定し
た。担持量は，上記一般部の担持厚みｔ１により評価し
た。測定結果を図６に示す。同図は，横軸に気孔率
（％）を，縦軸に担持厚みｔ１（μｍ）をとった。な
お，担持厚みの目標は２０μｍであり，その±１０μｍ
の範囲が製品化しうる範囲である。
【００４６】同図より知られるごとく，濃度の低いスラ
リーＢは，濃度の高いスラリーＡよりも，１回のコーテ
ィングにより担持できる触媒量が少ない。そのため，従
来の気孔率３５％程度のハニカム構造体においては，ス
ラリーＡを使用するか，あるいはスラリーＢを複数回コ
ーティングする必要があった。これに対して，気孔率が
４５％以上のハニカム構造体においては，濃度が低いス
ラリーＢを用いても１回のコーティングで十分な担持厚
みを得ることができることが分かる。
リーＢは，濃度の高いスラリーＡよりも，１回のコーテ
ィングにより担持できる触媒量が少ない。そのため，従
来の気孔率３５％程度のハニカム構造体においては，ス
ラリーＡを使用するか，あるいはスラリーＢを複数回コ
ーティングする必要があった。これに対して，気孔率が
４５％以上のハニカム構造体においては，濃度が低いス
ラリーＢを用いても１回のコーティングで十分な担持厚
みを得ることができることが分かる。
【００４７】本例の以上の結果から，気孔率を４５〜８
０％の範囲に制御することによって，触媒の良好な担持
状態を，１回のコーティングにより実現することがで
き，排ガス浄化装置の性能向上および低コスト化を同時
に実現することができることがわかる。
０％の範囲に制御することによって，触媒の良好な担持
状態を，１回のコーティングにより実現することがで
き，排ガス浄化装置の性能向上および低コスト化を同時
に実現することができることがわかる。
【００４８】なお，上記実施形態例においては，セル形
状が四角形である四角セルを有するハニカム構造体を例
に挙げて説明したが，四角形のみではなく，六角形等の
他の形状のセル形状を任意に設定することができる。
状が四角形である四角セルを有するハニカム構造体を例
に挙げて説明したが，四角形のみではなく，六角形等の
他の形状のセル形状を任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，ハニカム構造体の気孔
率の測定結果を示す説明図。
率の測定結果を示す説明図。
【図２】実施形態例１における，ハニカム構造体の質量
の測定結果を示す説明図。
の測定結果を示す説明図。
【図３】実施形態例１における，ハニカム構造体に担持
させた触媒の活性化時間を示す説明図。
させた触媒の活性化時間を示す説明図。
【図４】実施形態例２における，気孔率と触媒活性化時
間との関係を示す説明図。
間との関係を示す説明図。
【図５】実施形態例３における，セルコーナー部の触媒
担持厚みへのスラリー濃度の影響を示す説明図。
担持厚みへのスラリー濃度の影響を示す説明図。
【図６】実施形態例３における，１回のコーティングで
の担持量へのスラリー濃度の影響を示す説明図。
の担持量へのスラリー濃度の影響を示す説明図。
【図７】従来例のハニカム構造体の外観を示す説明図。
【図８】図７における，Ｍ部の拡大説明図。
【図９】従来例における，触媒の担持状態を示す説明
図。
図。
８．．．触媒層， ９．．．ハニカム構造体， ９０．．．隔壁， ９９．．．セル，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 38/06 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ // Ｂ３２Ｂ 3/12 Ｃ０４Ｂ 35/16 Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 ＳｉＯ２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ
３：３３〜４２重量％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化
学組成よりなるコージェライトを主成分とする隔壁をハ
ニカム状に設けてなるハニカム構造体であって，上記隔
壁の厚みは２５０μｍ以下であり，かつ，該隔壁の気孔
率は４５〜８０％であることを特徴とするハニカム構造
体。 - 【請求項２】 請求項１において，上記ハニカム構造体
は，上記隔壁の表面に触媒を担持する触媒担体であるこ
とを特徴とするハニカム構造体。 - 【請求項３】 コージェライト原材料にバインダ及び水
を加えて混練した後，押出成形，乾燥，焼成して，Ｓｉ
Ｏ２：４５〜５５重量％，Ａｌ２Ｏ３：３３〜４２重量
％，ＭｇＯ：１２〜１８重量％の化学組成よりなるコー
ジェライトを主成分とする隔壁をハニカム状に設けてな
るハニカム構造体を製造する方法において，上記コージ
ェライト原材料には，可燃粒子を５〜１５重量部含有さ
せることを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３において，上記可燃粒子はカー
ボン粒子であることを特徴とするハニカム構造体の製造
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10328384A JPH11333293A (ja) | 1998-03-27 | 1998-11-18 | ハニカム構造体及びその製造方法 |
| DE19913626A DE19913626A1 (de) | 1998-03-27 | 1999-03-25 | Wabenstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US09/276,496 US6159893A (en) | 1998-03-27 | 1999-03-25 | Honeycomb structure and method of producing the same |
| BE9900216A BE1014235A3 (fr) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Structure en nid d'abeille et son procede de production. |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-100297 | 1998-03-27 | ||
| JP10029798 | 1998-03-27 | ||
| JP10328384A JPH11333293A (ja) | 1998-03-27 | 1998-11-18 | ハニカム構造体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11333293A true JPH11333293A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=26441348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10328384A Pending JPH11333293A (ja) | 1998-03-27 | 1998-11-18 | ハニカム構造体及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6159893A (ja) |
| JP (1) | JPH11333293A (ja) |
| BE (1) | BE1014235A3 (ja) |
| DE (1) | DE19913626A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001064341A1 (fr) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyseur en nid d'abeille et procede de fabrication |
| WO2002044105A1 (fr) * | 2000-11-29 | 2002-06-06 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Materiau absorbant phonique poreux et son procede de production |
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