JPS6243867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セラミツクハニカム構造体に関する
ものであり、さらに詳しくは、材料自体の耐熱衝
撃性によらずセミツクハニカム構造体のセル構造
に改良を加えることにより優れた耐熱衝撃性を得
たセラミツクハニカム構造体に関するものであ
る。

従来、触媒担体などにハニカム構造体が使用さ
れている。

ハニカム構造体はペレツトに比較して触媒床の
圧力損失が小さい、耐摩耗性がよい等の優れた特
徴をもつているが急熱急冷による耐熱衝撃性につ
いて問題があつた。この耐熱衝撃性の改善のため
に、外周部に切込みを設けたハニカム構造体が提
案された（実開昭50―70155号公報）が、激しい
急熱急冷に対しては耐熱衝撃性が不十分であり、
切込みのない部分に熱応力による変形が集中しク
ラツクが発生するという欠点があつた。

一方ハニカム構造体の貫通孔のセル寸法を大き
くすれば耐熱衝撃性が改善されると考えられる
が、セル寸法を大きくすればハニカム構造体の伝
熱面積（幾何学的表面積）が小さくなり、触媒担
体としての性能が低下する欠点が生じた。

本発明は従来のハニカム構造体のこれらの欠点
を解決するためになされたもので、ハニカム構造
体の伝熱面積を減少させることなく、ハニカム構
造体のセル形状を改良することによつて、耐熱衝
撃性が飛躍的に向上したハニカム構造体を得るこ
とを目的とする。

本発明は隔壁によつて囲まれた多数の貫通孔を
有するセラミツクハニカム構造体において貫通孔
を囲む隔壁にスリツトを少なくとも一つ設けた貫
通孔をハニカム構造体の所定部分に実質上均一に
配分したハニカム構造体である。

すなわち本発明はハニカム構造体の多種多様な
使用条件においてクラツクの発生確率の高い箇所
が存在することを見い出しその箇所を含む領域に
貫通孔を囲む隔壁にスリツトを少なくとも一つ設
けた貫通孔を有効かつ均一に配分することにより
耐熱衝撃性を向上したハニカム構造体である。

本発明のハニカム構造体の構成について添付図
に基づいて更に詳しく説明する。第１図は、本発
明のハニカム構造体の一具体例を記載したもの
で、第２図はその端面の一部分の拡大図であり、
貫通孔を囲む隔壁２にスリツト３を少なくとも一
つ設けた貫通孔１がハニカム構造体の所定部分に
実質上均一に配分した構成をしている。すなわ
ち、第１図および第２図に記載したハニカム構造
体は、触媒反応などによりハニカム構造体中心部
がより高温になる様な場合に有効なハニカム構造
体であり、貫通孔を囲む隔壁にスリツトを少なく
とも一つ設けた貫通孔をハニカム構造体外周部付
近に配分したハニカム構造体である。

なお図示しないがハニカム構造体としては、ハ
ニカム構造体の昇降温度が周期的に行われる様な
場合に有効なように貫通孔を囲む隔壁にスリツト
を少なくとも一つ設けた貫通孔をハニカム構造体
の中央部外周にリング状に配分したものとしても
よい。

本発明の別の具体例を第３図に示す。

第３図に見られる用に、本発明のハニカム構造
体のスリツト３は、外周部４から直線的にハニカ
ム構造体を内部方向に切断したものではなく、し
かも所定部分に実質上均一に配分されているもの
である。

また本発明のハニカム構造体に設けられている
スリツト３の幅は10μｍ以上が望ましい。なおこ
こで望ましいスリツトの幅は、隔壁厚さ、貫通孔
ピツチに無関係のようである。すなわち、熱衝撃
によつてヘアークラツクが発生したハニカム構造
体の耐熱衝撃性は向上すると予測し、少なくとも
ヘアークラツクの幅以上のスリツト３がハニカム
構造体に効果的に設けられればヘアークラツクが
全く生ぜず耐熱衝撃性を向上できると考え、スポ
ーリング試験を行い確認したものである。

本発明のハニカム構造体の更に別の具体例の外
観を第４図に示し、第４図記載の端面５に相当す
る端面図を第５図に示す。

すなわち、第４図、第５図はすべての貫通孔を
囲む隔壁に少なくとも１つのスリツトを設けたハ
ニカム構造体である。

また貫通孔の軸方向全体に耐熱衝撃性が要求さ
れる場合は、第４図に示す様に貫通孔を囲む隔壁
に設けたスリツトが貫通孔の長手方向の全長にわ
たつている方が好ましい。

更に、その他の本発明の具体例に関して端面の
所定部分説明図を第６図、第７図に示す。第１図
〜第７図で示す様に、本発明のハニカム構造体の
貫通孔はどんな形状でも良いが、特に、四角形、
六角形、楕円、波形などが好ましい。

また、貫通孔を囲む隔壁にスリツトを少なくと
も１つ設けた貫通孔をハニカム構造体の所定部分
に実質上均一に配分した具体例を第１図〜第３図
に示したが、さらに好ましくは第図に示すように
ハニカム構造体のすべての貫通孔を囲む隔壁にス
リツトを少なくとも一つ設けるのが良く、これに
よりハニカム構造体の耐熱衝撃性をより一層向上
することができる。

ムライト素地80％に粘土20％を混合し、バイン
ダーとしてメチルセルロースを添加して押し出し
成形法にて成形し、その後焼成した隔壁厚さ0.3
mm、セルピツチ1.7mmのハニカム構造体の外周部
に切り込みを入れた実開昭50―70155号公報に記
載されている従来のハニカム構造体を得た。

一方、これと同じ原料、製造法で作られた第５
図に示す本発明のスリツト幅８μｍ、50μｍのハ
ニカム構造体をそれぞれ用意し、耐熱衝撃性試験
を行つた。

すなわち、プロパンガスバーナーにより室温か
ら1200℃まで５分間で急熱し、そのまま1200℃で
20分間保持した後５分間で室温まで急冷した。

このスポーリングテストを５回くり返した後ク
ラツクの発生状況を観察すると従来のハニカム構
造体は切り込みのない部分にクラツクが発生し、
更に切込みとクラツクがつながり破壊した。

一方、本発明のスリツト幅８μｍのハニカム構
造体は一部にヘアークラツクが発生したが実質上
問題なく使用できた。

またスリツト幅50μｍのハニカム構造体は全く
クラツクが発生せず耐熱衝撃性能が格段に向上す
ることが確認できた。

以上述べたとおり本発明のセラミツクハニカム
構造体は、貫通孔を囲む隔壁にスリツトを少なく
とも一つ設けた貫通孔をハニカム構造物の所定部
分に実質上均一に配分した構造を有しているの
で、伝熱面積（幾何学的表面積）が減少すること
なく耐熱衝撃性が格段に向上したものである。

これによりコーデイエライトの様な熱膨張係数
の小さい特別の耐熱衝撃性材料に限定されていた
用途においてもムライトの様な普通の熱膨張係数
の耐熱材料の使用が可能となり耐熱性の点におい
ても優れたものとすることができるなどその効果
は大きく、さらに耐熱衝撃性材料であるコーデイ
エライトを用いてなお効果があるので、特に耐熱
衝撃性が要求される触媒燃焼反応（接触燃焼反
応）内燃機関よりの排ガス浄化等の分野に有利に
使用できる極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明のセラミツクハニカ
ム構造体の端面図であり、第４図は、本発明のセ
ラミツクハニカム構造体の一具体例の外観を示す
説明図であり、第５図は、第４図の端面図であ
り、第６図、第７図は、本発明のセラミツクハニ
カム構造体の異なる具体例の主要部分の端面図で
ある。 １…貫通孔、２…貫通孔を囲む隔壁、３…隔壁
に設けたスリツト、４…外周部、５…貫通孔が開
口する端面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 隔壁によつて囲まれた多数の貫通孔を有する
   セラミツクハニカム構造体において、貫通孔を囲
   む隔壁にスリツトを少なくとも１つ設けた貫通孔
   をハニカム構造体の所定部分に実質上均一に配分
   したことを特徴とするハニカム構造体。 ２ 実質的に総ての貫通孔の貫通孔を囲む隔壁に
   少なくとも１つのスリツトを設けた特許請求の範
   囲第１項記載のハニカム構造体。 ３ 貫通孔を囲む隔壁に設けたスリツトが貫通孔
   の長手方向の全長にわたつている特許請求の範囲
   第１項記載のハニカム構造体。