JPWO2006035823A1 - ハニカム構造体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、圧力損失が増大しないように触媒担体や触媒を担持させることができ、かつ、排気ガス等との接触が良好に行われ、触媒機能を充分に果たすことが可能なハニカム構造体を提供することを目的とするものであり、本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなる多孔質セラミック部材が接着剤層を介して複数個接着され、前記壁部に触媒担持層が付着したハニカム構造体であって、前記多孔質セラミック部材の平均気孔径は、前記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、前記多孔質セラミック部材の気孔径分布及び前記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が前記多孔質セラミック部材の全気孔容積に対して10%以下であることを特徴とする。

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のパティキュレート等を除去するフィルタや、触媒担体等として用いられるハニカム構造体に関する。
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排気ガス中に含有されるスス等のパティキュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
そこで、排気ガス中のパティキュレートを捕集して、排気ガスを浄化するフィルタとして多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いたものが種々提案されている。
従来、この種のハニカム構造体として、特許文献1には、隔壁を隔てて長手方向に延びる多数の貫通孔のいずれか一方の端部が封止されて多数のセルが形成された多孔質コーディエライトからなるフィルタであって、
上記フィルタ(多孔質コーディエライト)の細孔分布が、細孔径10μm未満の細孔容積:全細孔容積の15%以下、細孔径10〜50μmの細孔容積:全容積の75%以上、細孔径50μmを超える細孔容積:全細孔容積の10%以下としたフィルタが開示されている。
特許文献1には、その効果として、捕集効率が高く、細孔へのパティキュレートの目詰まりによる圧力損失の増大を防止することができることが記載されている。
また、特許文献1の段落番号[0026]には、細孔径10μm未満の細孔容積が全細孔容積の15%を超えると、フィルタに触媒を付着させる際に、触媒による細孔の目詰まりにより、圧力損失の増大を生じてしまうことが記載されている。
特許文献2には、特許文献1と同様の構造を有し、隔壁にパティキュレートを酸化除去するための触媒を付着した排ガス浄化フィルタであって、
気孔率が55〜80%、平均細孔径が30〜50μm、細孔径100μm以上の細孔容積が全体の5%以下のものが開示されている。
この特許文献2には、隔壁内部までパティキュレートを侵入させることができ、触媒反応面積が大きく、破損、溶損を抑制することができ、高捕集効率のものであることが記載さている。
特開2002−219319号公報 特開2002−357114号公報
特許文献1には、気孔率、気孔径の関係についての記載があるが、触媒担持層についての記載がされておらず、また、特許文献2には、平均細孔径と細孔径100μm以上と細孔径の大きいものの割合が記載されているが、細孔径の小さなものについては記載されていなかった。
本願発明者は、ハニカム構造体の気孔径分布と触媒担持層を構成する粒子の粒度分布に着目し、ハニカム構造体の気孔径分布によっては、触媒担持層を構成する粒子がハニカム構造体の気孔に詰まってしまう場合があることを見出し、更に鋭意研究を進め、触媒担持層を構成する粒子の粒度分布を考慮してハニカム構造体の気孔径分布を調整することにより、圧力損失が増大せず、かつ、触媒機能を充分に果たすことができるハニカム構造とすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、第一の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなる多孔質セラミック部材が接着剤層を介して複数個接着され、上記壁部に触媒担持層が付着したハニカム構造体であって、
上記多孔質セラミック部材の平均気孔径は、上記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、上記多孔質セラミック部材の気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミック部材の全気孔容積に対して10%以下であることを特徴とする。
第二の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止され、上記壁部に触媒担持層が付着した多孔質セラミックからなるハニカム構造体であって、
上記多孔質セラミックの平均気孔径は、上記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、上記多孔質セラミックの気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミックの全気孔容積に対して10%以下であることを特徴とする。
第一の本発明のハニカム構造体は、炭化珪素質セラミックからなることが望ましく、第二の本発明のハニカム構造体は、コーディエライトからなることが望ましい。
なお、以下においては、第一の本発明のハニカム構造体のような、多孔質セラミック部材が接着剤層を介して複数個組み合わされた構造を有するハニカム構造体を集合体型ハニカム構造体ともいい、一方、第二の本発明のハニカム構造体のような、全体が一体として形成された構造を有するハニカム構造体を一体型ハニカム構造体ともいう。また、一体型ハニカム構造体と集合体型ハニカム構造体とを特に区別する必要がない場合には、単にハニカム構造体という。
第一及び第二の本発明のハニカム構造体によれば、上記多孔質セラミックの気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミックの全気孔容積に対して10%以下となるように調整しているので、触媒担持層を構成する粒子のなかで、多孔質セラミックの小さな気孔を塞ぐような粒子径のものの割合が極めて少なく、触媒担持層の付着による圧力損失の低下を防止することができるとともに、触媒を担持したフィルタとしての機能を充分に果たすことができる。
第一の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなる多孔質セラミック部材が接着剤層を介して複数個接着され、上記壁部に触媒担持層が付着したハニカム構造体であって、
上記多孔質セラミック部材の平均気孔径は、上記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、上記多孔質セラミック部材の気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミック部材の全気孔容積に対して10%以下であることを特徴とする。
図1は、第一の本発明に係るハニカム構造体を模式的に示す斜視図であり、図2(a)は、図1に示したハニカム構造体を構成する多孔質セラミック部材の斜視図であり、(b)は、(a)に示した多孔質セラミック部材のA−A線断面図である。
図1に示すように、第一の本発明のハニカム構造体は、集合型のハニカム構造体10であり、炭化珪素等からなる多孔質セラミック部材20が、接着剤層11を介して複数個組み合わされて円柱状のセラミックブロック15を構成し、このセラミックブロック15の周囲にシール材層(コート層)12が形成されている。
図1に示した第一の本発明のハニカム構造体10では、セラミックブロックの形状は円柱状であるが、本発明において、セラミックブロックは、柱状であれば円柱状に限定されることはなく、例えば、楕円柱状や角柱状等任意の形状のものであってもよい。
多孔質セラミック部材20は、図2(a)、(b)に示したように、長手方向に多数のセル21が並設され、セル21同士を隔てるセル壁(壁部)23がフィルタとして機能するようになっている。即ち、多孔質セラミック部材20に形成されたセル21は、図2(b)に示したように、排気ガスの入口側又は出口側の端部のいずれかが封止材22により目封じされ、一のセル21に流入した排気ガスは、必ずセル21を隔てるセル壁23を通過した後、他のセル21から流出するようになっている。
第一の本発明のハニカム構造体は、主として多孔質セラミックからなり、その材料としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージュライト、ムライト、シリカ等の酸化物セラミック等を挙げることができる。また、ハニカム構造体10は、シリコンと炭化珪素との複合体、チタン酸アルミニウムといった2種類以上の材料から形成されているものであってもよい。シリコンと炭化珪素との複合体を用いる場合には、シリコンを全体の0〜45重量%となるように添加することが望ましい。
上記多孔質セラミックの材料としては、耐熱性が高く、機械的特性に優れ、かつ、熱伝導率も高い炭化珪素質セラミックが望ましい。なお、炭化珪素質セラミックとは、炭化珪素が60wt%以上のものをいうものとする。
第一の本発明のハニカム構造体10は、触媒担持層が付着したハニカム構造体であり、該触媒担持層に触媒を担持させる。
上記触媒としては特に限定されないが、パティキュレートの燃焼の活性化エネルギーを低下させパティキュレートを燃えやすくするものや、CO、HC及びNOx等の排気ガス中の有害なガス成分を浄化することができるもの等が望ましく、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属等を挙げることができる。なかでも、白金、パラジウム、ロジウムからなる、いわゆる三元触媒が望ましい。また、貴金属に加えて、アルカリ金属(元素周期表1族)、アルカリ土類金属(元素周期表2族)、希土類元素(元素周期表3族)、遷移金属元素等を担持させてもよい。
このようなハニカム構造体10に触媒担持層が付着し、該触媒担持層に触媒が担持されることにより、ハニカム構造体10は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタとして機能するとともに、排気ガスに含有されるCO、HC及びNOx等を浄化するための触媒コンバータとして機能する。
また、ハニカム構造体10に上記触媒を付着させる際には、予めその表面をアルミナ等の触媒担持層で被覆した後に、上記触媒を付着させることが望ましい。これにより、比表面積を大きくして、触媒の分散度を高め、触媒の反応部位を増やすことができる。また、触媒担持層によって触媒金属のシンタリングを防止することができるので、触媒の耐熱性も向上する。
上記触媒担持層としては、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、セリア等の酸化物セラミックが挙げられる。
第一の本発明では、多孔質セラミック部材の平均気孔径は、上記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、上記多孔質セラミック部材の気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミック部材の全気孔容積に対して10%以下である。
以下、両者が重なる部分における気孔容積の上記多孔質セラミック部材の全気孔容積に対する割合を、単に「重なる部分の容積率」ということとする。
上記重なる部分の容積率が10%以下の粒子径分布を有する多孔質セラミック部材を使用することにより、触媒担持層を構成する粒子が気孔を塞いでしまう確率が極めて小さくなるため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を防止することができ、排ガスの浄化等の触媒コンバータとしての機能を充分に果たすことができるハニカム構造体を提供することができる。
上記重なる部分の容積率が10%を超えると、触媒担持層を構成する粒子が気孔を塞いでしまう確率が高くなるため、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。
多孔質セラミック部材20の気孔率は特に限定されないが、望ましい下限は40%であり、望ましい上限は75%である。40%未満であると、圧力損失の上昇を招くことがある。
多孔質セラミック部材20の気孔率の上限は、65%がより望ましい。
触媒担持層の量は特に限定されるものではないが、望ましい下限値は、20g/lであり、望ましい上限値は、150g/lである。
触媒担持層の量を、上記範囲とすることにより、触媒を良好に分散させることができ、かつ、圧力損失の上昇を防止することができる。
なお、上記触媒担持層の量は、上記ハニカム構造体のみかけ体積1リットルあたりの重量(g)である。
ハニカム構造体10の平均気孔径の望ましい下限は10μmであり、望ましい上限は50μmである。平均気孔径が10μm未満であると、触媒担持層付着後の圧損が高くなり、一方、平均気孔径が50μmを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能しないことがある。
なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法及び走査型電子顕微鏡(SEM)による測定等の従来公知の方法により測定することができる。
ハニカム構造体10を製造する際に使用するセラミックの粒径としては特に限定されないが、後の焼成工程で収縮が少ないものが望ましく、例えば、0.3〜50μm程度の平均粒径を有する粉末100重量部と、0.1〜1.0μm程度の平均粒径を有する粉末5〜65重量部とを組み合わせたものが望ましい。
上記粒径のセラミック粉末を配合し、混合することで、多孔質セラミックからなる一体型ハニカム構造体を製造することができる。また、それぞれの粉末の平均粒径を選択することにより、気孔率や気孔径が10μm以下の細孔の割合をある程度制御することができる。
多孔質セラミック部材20を構成する封止材22と壁部23とは、同じ多孔質セラミックからなることがより望ましい。これにより、両者の密着強度を高くすることができるとともに、封止材22の気孔率を壁部23と同様に調整することで、壁部23の熱膨張率と封止材22の熱膨張率との整合を図ることができ、製造時や使用時の熱応力によって封止材22と壁部23との間に隙間が生じたり、封止材22や封止材22に接触する部分の壁部23にクラックが発生したりすることを防止することができる。なお、壁部は、セル21同士を隔てるセル壁及び外周部分の両方を意味するものとする。
封止材22の厚さは特に限定されないが、例えば、封止材22が多孔質炭化珪素からなる場合には、1〜20mmであることが望ましく、3〜10mmであることがより望ましい。
セル壁23の厚さは特に限定されないが、望ましい下限は0.1mmであり、望ましい上限は0.6mmである。0.1mm未満であると、ハニカム構造体10の強度が充分でないことがある。0.6mmを超えると、圧力損失が高くなる。
本発明のハニカム構造体10において、接着剤層11は、多孔質セラミック部材20間に形成され、複数個の多孔質セラミック部材20同士を結束する接着剤(又は、シール材)として機能するものであり、一方、シール材層12は、ハニカムブロック15の外周面に形成され、ハニカム構造体10を内燃機関の排気通路に設置した際、ハニカムブロック15の外周面からセルを通過する排気ガスが漏れ出すことを防止するためのシール材として、また、ハニカムブロック15の外周形状を整えると共に強度を向上させるための補強材として機能するものである。
なお、多孔質セラミック部材10において、接着剤層11とシール材層12とは、同じ材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。さらに、接着剤層11及びシール材層12が同じ材料からなるものである場合、その材料の配合比は同じであってもよく、異なっていてもよい。また、緻密質でも、多孔質でもよい。
接着材層11及びシール材層12を構成する材料としては特に限定されず、例えば、無機バインダーと有機バインダーと無機繊維及び/又は無機粒子とからなるもの等を挙げることができる。
上記無機バインダーとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記無機バインダーのなかでは、シリカゾルが望ましい。
上記有機バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記有機バインダーのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、シリカ−アルミナファイバーが望ましい。
上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素等からなる無機粉末等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化珪素が望ましい。
さらに、シール材層や接着剤層を形成するために用いるペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン(FAバルーン)、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
上記触媒担持層に触媒が担持された本発明のハニカム構造体は、従来公知の触媒付DPF(ディーゼル・パティキュレート・フィルタ)と同様のガス浄化装置として機能するものである。従って、ここでは、本発明の一体型ハニカム構造体が触媒担持体としても機能する場合の詳しい説明を省略する。
次に本発明のハニカム構造体の製造方法の一例について説明する。
まず、上述したようなセラミックを主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、四角柱形状のセラミック成形体を作製する。
上記原料ペーストとしては特に限定されないが、製造後のハニカム構造体の気孔率が40〜75%となるものが望ましく、例えば、上述したようなセラミックからなる粉末に、バインダー及び分散媒液等を加えたものを挙げることができる。
上記セラミック粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、0.3〜50μm程度の平均粒径を有する粉末100重量部と0.1〜1.0μm程度の平均粒径を有する粉末5〜65重量部とを組み合わせたものが好ましい。
多孔質セラミック部材の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、セラミック粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記バインダーの配合量は、通常、セラミック粉末100重量部に対して、1〜10重量部程度が望ましい。
上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。
上記分散媒液は、上記原料ペーストの粘度が一定範囲内となるように適量配合される。
これらセラミック粉末、バインダー及び分散媒液は、アトライター等で混合し、ニーダー等で充分に混練した後、押出成形される。
また、上記原料ペーストには、必要に応じて成形助剤を添加してもよい。
上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。
さらに、上記原料ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン(FAバルーン)、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
次に、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させ、セラミック乾燥体とする。次いで、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
上記封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が30〜75%となるものが望ましく、例えば、上記原料ペーストと同様のものを用いることができる。
次に、上記封止材ペーストが充填されたセラミック乾燥体に対して、所定の条件で脱脂(例えば、200〜500℃)、焼成(例えば、1400〜2300℃)を行うことにより、多孔質セラミックからなり、その全体が一の焼結体から構成された多孔質セラミック部材20を製造することができる。
上記セラミック乾燥体の脱脂及び焼成の条件は、従来から多孔質セラミックからなるフィルタを製造する際に用いられている条件を適用することができる。
また、本発明のハニカム構造体では、次に、多孔質セラミック部材20の側面に、接着材層11となる接着剤ペーストを均一な厚さで塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他の多孔質セラミック部材20を積層する工程を繰り返し、所定の大きさの多孔質セラミック部材集合体を作製する。
なお、上記接着剤ペーストを構成する材料としては、既に説明しているのでここではその説明を省略する。
次に、この多孔質セラミック部材集合体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させて接着材層11とする。
次に、ダイヤモンドカッター等を用い、多孔質セラミック部材20が接着材層11を介して複数個接着された多孔質セラミック部材集合体に切削加工を施し、円柱形状のセラミックブロック15を作製する。
そして、ハニカムブロック15の外周に上記シール材ペーストを用いてシール材層12を形成することで、多孔質セラミック部材20が接着材層11を介して複数個接着された円柱形状のセラミックブロック15の外周部にシール材層12が設けられたハニカム構造体10を製造することができる。
本発明は、触媒担持層が形成されてなるが、この触媒担持層には、貴金属等の触媒が付与されることが望ましい。
なお、こののち、触媒を担持するが、上記集合体を製作する前でもかまわない。
上記セラミック焼成体の表面にアルミナからなる触媒担持層を形成する方法としては、例えば、アルミナ粉末を含有する溶液をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
その後に、更に、Ce(NO等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液をセラミック焼成体に含浸させてもよい。
なお、アルミナ粉末を作る際に、Ce(NO等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液と、Al(NO等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液を混ぜて、予め、混在させ、アルミナとセリアが混在する粉末を粉砕して、担持させてもよい。
上記アルミナ膜に触媒を付与する方法としては、例えば、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液([Pt(NH(NO]HNO)等をセラミック焼成体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
第一の本発明のハニカム構造体の用途は特に限定されないが、車両の排気ガス浄化装置に用いることが望ましい。下記する第二の本発明のハニカム構造体も同様である。
図3は、本発明のハニカム構造体が設置された車両の排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
図3に示したように、排気ガス浄化装置70は、主に、ハニカム構造体10、ハニカム構造体10の外方を覆うケーシング71、ハニカム構造体10とケーシング71との間に配置される保持シール材72から構成されており、ケーシング71の排気ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管74が接続されており、ケーシング71の他端部には、外部に連結された排出管75が接続されている。なお、図6中、矢印は排気ガスの流れを示している。
このような構成からなる排気ガス浄化装置70では、エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスは、導入管74を通ってケーシング71内に導入され、入口側セルからハニカム構造体内に流入し、壁部を通過して、この壁部でパティキュレートが捕集されて浄化された後、出口側セルからハニカム構造体外に排出され、排出管75を通って外部へ排出されることとなる。また、ハニカム構造体には、触媒が付着しており、CO、HC及びNOx等の排気ガス中の有害なガス成分を浄化することができる。
また、排気ガス浄化装置70では、ハニカム構造体の壁部に大量のパティキュレートが堆積し、圧力損失が高くなると、ハニカム構造体の再生処理が行われる。
上記再生処理では、ポストインジェクション方式を用いてパティキュレートを燃焼除去してもよいし、更にハニカム構造体の前に触媒担持層及び触媒層を形成し、その反応熱を利用してもよい。また、図示しない加熱手段を用いて加熱されたガスをハニカム構造体のセルの内部へ流入させることで、ハニカム構造体を加熱し、壁部に堆積したパティキュレートを燃焼除去してもよい。
触媒を付着させた本発明のハニカム構造体では、触媒の種類等により、通常の温度より低い温度でパティキュレートを燃焼除去することが可能となる。
次に、第二の本発明について説明する。
第二の本発明のハニカム構造体は、壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止され、上記壁部に触媒担持層が付着した多孔質セラミックからなるハニカム構造体であって、
上記多孔質セラミックの平均気孔径は、上記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、上記多孔質セラミックの気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミックの全気孔容積に対して10%以下であることを特徴とする。
図4(a)は、第二の本発明のハニカム構造体の別の一例である一体型ハニカム構造体の具体例を模式的に示した斜視図であり、(b)は、そのB−B線断面図である。
図4(a)に示したように、本発明のハニカム構造体30は、多数のセル31がセル壁(壁部)33を隔てて長手方向に並設された多孔質セラミックからなる円柱状のセラミックブロック35を構成している。なお、壁部は、セル41を隔てるセル壁及び外周部分の両方を意味するものとする。
第二の本発明のハニカム構造体30では、セラミックブロック35は、図3(b)に示したように、セル31の端部のいずれかが封止材32により封止されている。
即ち、本発明のハニカム構造体30のセラミックブロック35では、一方の端部で所定のセル31が封止材32により封止され、セラミックブロック35の他方の端部では、封止材32により封止されていないセル31が封止材32により封止されている。
この場合、一のセル31に流入した排気ガスは、必ずセル31を隔てるセル壁33を通過した後、他のセル31から流出されるようになっており、これらのセル31同士を隔てるセル壁33を粒子捕集用フィルタとして機能させることができる。
また、図3には示していないが、セラミックブロック35の周囲には、図1に示したハニカム構造体10と同様に、シール材層が形成されていてもよい。
上記ハニカム構造体を構成する多孔質セラミックとしては特に限定されず、例えば、コージェライト、アルミナ、シリカ、ムライト、ジルコニア、イットリア等の酸化物セラミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック等が挙げられる。
これらのなかでは、コージェライト等の酸化物セラミックが好ましい。安価に製造することができるとともに、比較的熱膨張係数が小さく、例えば、本発明のハニカム構造体を上記ハニカムフィルタとして使用している途中に破壊されるおそれが小さいからである。
図4に示した第二の本発明のハニカム構造体30では、セラミックブロック35の形状は円柱状であるが、本発明において、セラミックブロックは、柱状であれば円柱状に限定されることはなく、例えば、楕円柱状や角柱状等任意の形状のものであってもよい。
第二の本発明のハニカム構造体30は、触媒担持層が付着し、該触媒担持層に触媒が担持されるように構成されたハニカム構造体である。
上記触媒としては特に限定されないが、パティキュレートの燃焼の活性化エネルギーを低下させるものや、CO、HC及びNOx等の排気ガス中の有害なガス成分を浄化することができるもの等が望ましく、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属等を挙げることができる。なかでも、白金、パラジウム、ロジウムからなる、いわゆる三元触媒が望ましい。また、貴金属に加えて、アルカリ金属(元素周期表1族)、アルカリ土類金属(元素周期表2族)、希土類元素(元素周期表3族)、遷移金属元素等を担持させてもよい。
このようなハニカム構造体30は、排気ガス中のCO、HC及びNOx等を浄化することができる。
このようなハニカム構造体30の触媒担持層に触媒が担持されることで、ハニカム構造体10は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタとして機能するとともに、排気ガスに含有されるCO、HC及びNOx等を浄化するための触媒コンバータとして機能する。
セラミックブロック35に上記触媒を付着させる際には、上述のように、予めその表面をアルミナ等の触媒担持層で被覆した後に、上記触媒を付着させることが望ましい。これにより、比表面積を大きくして、触媒の分散度を高め、触媒の反応部位を増やすことができる。また、触媒担体によって触媒金属のシンタリングを防止することができるので、触媒の耐熱性も向上する。
上記触媒担持層としては、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ、セリア等の酸化物セラミックが挙げられる。
また、上記触媒担持層に触媒が担持されることにより、触媒上で酸化反応等が進行し、反応熱が発生するため、ハニカム構造体30の温度を上昇させることができる。
第二の本発明では、多孔質セラミックの平均気孔径は、上記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、上記多孔質セラミックの気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミックの全気孔容積に対して10%以下である。
第二の本発明のハニカム構造体では、重なる部分の容積率が10%以下の粒子径分布を有する多孔質セラミック部材を使用することにより、多孔質セラミック部材の気孔のうち細孔が、触媒担持層を構成する粒子よりも大きくなり、触媒担持層を構成する粒子が細孔を塞いでしまう確率が極めて小さくなるため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を防止することができ、排気ガス等と触媒との接触面積を大きく保つことができ、排ガスの浄化等の触媒コンバータとしての機能を充分に果たすことができるハニカム構造体を提供することができる。
上記重なる部分の容積率が10%を超えると、多孔質セラミック部材の細孔の径よりも大きな粒子径を有するものの割合が大きくなり、触媒担持層を構成する粒子が細孔を塞いでしまう確率が高くなるため、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。
セラミックブロック35の気孔率は特に限定されないが、望ましい下限は40%であり、望ましい上限は75%である。40%未満であると、全体の気孔容積に対して細孔の占める割合が大きくなり、触媒担持層を構成する粒子の粒子径を調節しても、上記重なる部分の容積率を10%以下にすることが困難になり、圧力損失の上昇を招いてしまう。
セラミックブロック35の気孔率の上限は、65%がより望ましい。
触媒担持層の量は特に限定されるものではないが、望ましい下限値は、20g/lであり、望ましい上限値は、150g/lである。触媒担持層の量を、上記範囲とすることにより、触媒を良好に分散させることができ、かつ、圧力損失の上昇を防止することができる。
セラミックブロック35の平均気孔径の望ましい下限は10μmであり、望ましい上限は50μmである。平均気孔径が10μm未満であると、触媒や触媒担体を付着させることが難しくなり、一方、平均気孔径が50μmを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能しないことがある。
なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法及び走査型電子顕微鏡(SEM)による測定等の従来公知の方法により測定することができる。
セラミックブロック35を封止材の材料、セル壁の厚さ、シール材層の材料、セルの大きさ、種類等に関しては、第一の本発明と同様であるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
次に、第二の本発明のハニカム構造体の製造方法の一例について説明する。
まず、上記のセラミックを主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、セラミックブロックとなる円柱形状のセラミック成形体を作製する。この際、成形体の形状が円柱で、寸法が第一の本発明と比べて大きい他は、第一の本発明と同様のバインダ、分散媒等を用い、同様の方法で成形体を製造するので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
次に、第一の本発明と同様に、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させ、セラミック乾燥体とする。次いで、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
その後、本発明と同様に、脱脂、焼成を行うことによりセラミックブロックを製造し、壁部に触媒担体を付着させ、触媒を担持する。
以下に実施例を掲げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
(触媒担体の調製)
γ−アルミナを、水と分散剤である硝酸溶液と混合し、さらにボールミルで90min−1で粉砕して、アルミナスラリーを調製した。
γ−アルミナの粒子径は、原料の粒子径及び粉砕時間を変えることにより調節し、スラリ1、スラリ2、スラリ3を作製した。
次に、調製したスラリを乾燥させ、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて100個の粒子の粒径を測定し、粒子径分布を作製した。
その結果を図5に示す。
なお、スラリ1の平均粒子径は、3.0μm、スラリ2の平均粒子径は、1.8μm、スラリ3の平均粒子径は、1.1μmであり、図5に示した分布からの最大粒子径は、スラリ1で13.2μm、スラリ2で、11.3μm、スラリ3で、9.7μmである。
(実施例1)
平均粒径22μmのα型炭化珪素粉末6720重量部と、平均粒径0.5μmのα型炭化珪素粉末2880重量部とを湿式混合し、得られた混合物10000重量部に対して、平均粒子径が40μmのアクリル粒子を980重量部、有機バインダー(メチルセルロース)を1050重量部、水を2970重量部加えて混練して混合組成物を得た。
次に、上記混合組成物に可塑剤(日本油脂社製 ユニルーブ)を500重量部、潤滑剤として(グリセリン)を230重量部加えてさらに混練した後、押出成形を行い、図2に示した角柱形状の生成形体を作製した。なお、上記アクリル粒子は、気孔を形成するための造孔剤として添加している。
次に、マイクロ波乾燥機等を用いて上記生成形体を乾燥させ、セラミック乾燥体とした後、上記生成形体と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。
次いで、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、400℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下2200℃、3時間で焼成を行うことにより、気孔率が21.1%、平均気孔径が57.7μm、その大きさが34.3mm×34.3mm×150mm、セル21の数が28個/cm実質的に全ての壁部23の厚さが0.30mmの炭化珪素焼結体からなる一体型ハニカム構造体20を製造した。
繊維長0.2mmのアルミナファイバー30重量%、平均粒径0.6μmの炭化珪素粒子21重量%、シリカゾル15重量%、カルボキシメチルセルロース5.6重量%、及び、水28.4重量%を含む耐熱性の接着剤ペーストを用いて多孔質セラミック部材20を多数接着させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、円柱状のセラミックブロック15を作製した。
次に、無機繊維としてアルミナシリケートからなるセラミックファイバー(ショット含有率:3%、繊維長:0.1〜100mm)23.3重量%、無機粒子として平均粒径0.3μmの炭化珪素粉末30.2重量%、無機バインダーとしてシリカゾル(ゾル中のSiOの含有率:30重量%)7重量%、有機バインダーとしてカルボキシメチルセルロース0.5重量%及び水39重量%を混合、混練してシール材ペーストを調製した。
次に、上記シール材ペーストを用いて、セラミックブロック15の外周部に厚さ0.2mmのシール材ペースト層を形成した。そして、このシール材ペースト層を120℃で乾燥して、直径143.8mm×長さ150mmの円柱状の集合体型ハニカム構造体10を製造した。
次に、上記触媒担体の調製により調製したスラリ1中にハニカム構造体を浸し、引き上げた後、200℃で乾燥させた。上記工程をアルミナ層が120g/Lの量に達するまで繰り返し、600℃で焼成した。
次に、白金濃度4.53重量%のジニトロジアンミン白金硝酸([Pt(NH(NO]HNO)を蒸留水で希釈し、上記希土類酸化物含有アルミナ層が形成された上記セラミック焼成体を浸漬した後、110℃で2時間、窒素雰囲気中500℃で1時間加熱して、上記セラミック焼成体の表面に、平均粒子直径2nmの白金触媒を5g/L担持させ、触媒を担持したハニカム構造体の製造を終了した。
(実施例2〜6、比較例1〜6)
成形体を作製する際、表1に示したような各成分を混合して混合組成物を形成し、押出成形により成形体を作製したほかは、実施例1と同様にしてハニカム構造体10を製造し、得られたハニカム構造体10に触媒担持層及び触媒を付着させた。なお、白金触媒の量は、5g/Lで一定である。
Figure 2006035823
(評価)
(1)気孔率等の測定
触媒担体及び触媒を付着させる前に、水銀圧入法によるポロシメーター(島津製作所社製、オートポアIII 9420)を用い、水銀圧入法により細孔直径0.1〜360μmの範囲で細孔分布を測定した。
上記測定により得られた多孔質セラミック部材20の気孔率、平均気孔径、各実施例、比較例に用いたハニカム構造体の気孔径分布とスラリの粒子径分布との重なる部分の容積率を表2に示す。
(2)圧力損失の測定
触媒担体及び触媒を付着させる前後で、各実施例及び比較例に係るハニカム構造体をエンジンの排気通路に配設し、空気を750m/hrの速度で流してハニカム構造体の圧力損失を測定した。その結果を表2に示した。表2では、触媒担持層を付着させる前をコート前、触媒担体を付着させた後をコート後と記載している。
Figure 2006035823
表2に示したように、重なる部分の容積率が10%以下である各実施例に係る集合体型ハニカム構造体は、触媒担持層を付着する前後で圧力損失は余り変化しておらず、触媒担持層付着後もその値は、12.5〜13.0kPaの間に入っており、その値は、低い。一方、重なる部分の容積率が10%を超えている各比較例に係るハニカム構造体は、触媒担持層を付着させることにより、圧力損失が13.0より大きくなっており、初期の圧力損失が高くなることからフィルタとしての使用が難しいことがわかる。
第一の本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。 (a)は、第一の本発明のハニカム構造体を構成する多孔質セラミック部材を模式的に示した斜視図であり、(b)は、そのA−A線断面図である。 本発明のハニカム構造体が設置された車両の排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。 (a)は、第二の本発明のハニカム構造体を模式的に示した断面図であり、(b)は、そのB−B線断面図である。 調製した各スラリの粒度分布を示すグラフである。
符号の説明
10、30 ハニカム構造体
11 接着剤層
12 シール材層
15 セラミックブロック
20 多孔質セラミック部材
21、31 セル
22 封止材
23、33 壁部
35 セラミックブロック
第一及び第二の本発明のハニカム構造体によれば、上記多孔質セラミックの気孔径分布及び上記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、両者が重なる部分における気孔容積が上記多孔質セラミックの全気孔容積に対して10%以下となるように調整しているので、触媒担持層を構成する粒子のなかで、多孔質セラミックの小さな気孔を塞ぐような粒子径のものの割合が極めて少なく、触媒担持層の付着による圧力損失の上昇を防止することができるとともに、触媒を担持したフィルタとしての機能を充分に果たすことができる。
上記重なる部分の容積率が10%以下の気孔径分布を有する多孔質セラミック部材を使用することにより、触媒担持層を構成する粒子が気孔を塞いでしまう確率が極めて小さくなるため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を防止することができ、排ガスの浄化等の触媒コンバータとしての機能を充分に果たすことができるハニカム構造体を提供することができる。
ハニカム構造体10を製造する際に使用するセラミックの粒径としては特に限定されないが、後の焼成工程で収縮が少ないものが望ましく、例えば、0.3〜50μmの平均粒径を有する粉末100重量部と、0.1〜1.0μmの平均粒径を有する粉末5〜65重量部とを組み合わせたものが望ましい。
上記粒径のセラミック粉末を配合し、混合することで、多孔質セラミックからなる一体型ハニカム構造体を製造することができる。また、それぞれの粉末の平均粒径を選択することにより、気孔率や気孔径が10μm以下の細孔の割合をある程度制御することができる。
本発明のハニカム構造体10において、接着剤層11は、多孔質セラミック部材20間に形成され、複数個の多孔質セラミック部材20同士を結束する接着剤(又は、シール材)として機能するものであり、一方、シール材層12は、ハニカムブロック15の外周面に形成され、ハニカム構造体10を内燃機関の排気通路に設置した際、ハニカムブロック15の外周面からセルを通過する排気ガスが漏れ出すことを防止するためのシール材として、また、ハニカムブロック15の外周形状を整えると共に強度を向上させるための補強材として機能するものである。
なお、ハニカム構造体10において、接着剤層11とシール材層12とは、同じ材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。さらに、接着剤層11及びシール材層12が同じ材料からなるものである場合、その材料の配合比は同じであってもよく、異なっていてもよい。また、緻密質でも、多孔質でもよい。
次に第一の本発明のハニカム構造体の製造方法の一例について説明する。
まず、上述したようなセラミックを主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、四角柱形状のセラミック成形体を作製する。
上記セラミック粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、0.3〜50μmの平均粒径を有する粉末100重量部と0.1〜1.0μmの平均粒径を有する粉末5〜65重量部とを組み合わせたものが好ましい。
多孔質セラミック部材の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、セラミック粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等を挙げることができる。
上記バインダーの配合量は、通常、セラミック粉末100重量部に対して、1〜10重量部程度が望ましい。
また、第一の本発明のハニカム構造体では、次に、多孔質セラミック部材20の側面に、接着材層11となる接着剤ペーストを均一な厚さで塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他の多孔質セラミック部材20を積層する工程を繰り返し、所定の大きさの多孔質セラミック部材集合体を作製する。
なお、上記接着剤ペーストを構成する材料としては、既に説明しているのでここではその説明を省略する。
第一の本発明のハニカム構造体は、触媒担持層が形成されてなるが、この触媒担持層には、貴金属等の触媒が付与されることが望ましい。
図3に示したように、排気ガス浄化装置70は、主に、ハニカム構造体10、ハニカム構造体10の外方を覆うケーシング71、ハニカム構造体10とケーシング71との間に配置される保持シール材72から構成されており、ケーシング71の排気ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管74が接続されており、ケーシング71の他端部には、外部に連結された排出管75が接続されている。なお、図中、矢印は排気ガスの流れを示している。
図4(a)に示したように、本発明のハニカム構造体30は、多数のセル31がセル壁(壁部)33を隔てて長手方向に並設された多孔質セラミックからなる円柱状のセラミックブロック35を構成している。なお、壁部は、セル31を隔てるセル壁及び外周部分の両方を意味するものとする。
第二の本発明のハニカム構造体30では、セラミックブロック35は、図(b)に示したように、セル31の端部のいずれかが封止材32により封止されている。
即ち、本発明のハニカム構造体30のセラミックブロック35では、一方の端部で所定のセル31が封止材32により封止され、セラミックブロック35の他方の端部では、封止材32により封止されていないセル31が封止材32により封止されている。
この場合、一のセル31に流入した排気ガスは、必ずセル31を隔てるセル壁33を通過した後、他のセル31から流出されるようになっており、これらのセル31同士を隔てるセル壁33を粒子捕集用フィルタとして機能させることができる。
また、図には示していないが、セラミックブロック35の周囲には、図1に示したハニカム構造体10と同様に、シール材層が形成されていてもよい。
図4(a)に示した第二の本発明のハニカム構造体30では、セラミックブロック35の形状は円柱状であるが、本発明において、セラミックブロックは、柱状であれば円柱状に限定されることはなく、例えば、楕円柱状や角柱状等任意の形状のものであってもよい。
このようなハニカム構造体30は、排気ガス中のCO、HC及びNOx等を浄化することができる。
このようなハニカム構造体30の触媒担持層に触媒が担持されることで、ハニカム構造体30は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタとして機能するとともに、排気ガスに含有されるCO、HC及びNOx等を浄化するための触媒コンバータとして機能する。
セラミックブロック35に上記触媒を付着させる際には、上述のように、予めその表面をアルミナ等の触媒担持層で被覆した後に、上記触媒を付着させることが望ましい。これにより、比表面積を大きくして、触媒の分散度を高め、触媒の反応部位を増やすことができる。また、触媒担体(触媒担持層)によって触媒金属のシンタリングを防止することができるので、触媒の耐熱性も向上する。
第二の本発明のハニカム構造体では、重なる部分の容積率が10%以下の気孔径分布を有する多孔質セラミックを使用することにより、多孔質セラミックの気孔のうち細孔が、触媒担持層を構成する粒子よりも大きくなり、触媒担持層を構成する粒子が細孔を塞いでしまう確率が極めて小さくなるため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を防止することができ、排気ガス等と触媒との接触面積を大きく保つことができ、排ガスの浄化等の触媒コンバータとしての機能を充分に果たすことができるハニカム構造体を提供することができる。
上記重なる部分の容積率が10%を超えると、多孔質セラミックの細孔の径よりも大きな粒子径を有するものの割合が大きくなり、触媒担持層を構成する粒子が細孔を塞いでしまう確率が高くなるため、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。
次に、第一の本発明と同様に、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させ、セラミック乾燥体とする。次いで、入口側セル群の出口側の端部、及び、出口側セル群の入口側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
その後、第一の本発明と同様に、脱脂、焼成を行うことによりセラミックブロックを製造し、壁部に触媒担体を付着させ、触媒を担持する。
(実施例1)
平均粒径22μmのα型炭化珪素粉末6720重量部と、平均粒径0.5μmのα型炭化珪素粉末2880重量部とを湿式混合し、得られた混合物10000重量部に対して、平均粒子径が40μmのアクリル粒子を980重量部、有機バインダー(メチルセルロース)を1050重量部、水を2970重量部加えて混練して混合組成物を得た。
次に、上記混合組成物に可塑剤(日本油脂社製 ユニルーブ)を500重量部、潤滑剤として(グリセリン)を230重量部加えてさらに混練した後、押出成形を行い、図2(a)に示した角柱形状の生成形体を作製した。なお、上記アクリル粒子は、気孔を形成するための造孔剤として添加している。
次に、マイクロ波乾燥機等を用いて上記生成形体を乾燥させ、セラミック乾燥体とした後、上記生成形体と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。
次いで、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、400℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下2200℃、3時間で焼成を行うことにより、気孔率が21.1%、平均気孔径が57.7μm、その大きさが34.3mm×34.3mm×150mm、セル21の数が28個/cm実質的に全ての壁部23の厚さが0.30mmの炭化珪素焼結体からなる多孔質セラミック部材20を製造した。
(2)圧力損失の測定
触媒担体及び触媒を付着させる前後で、各実施例及び比較例に係るハニカム構造体をエンジンの排気通路に配設し、空気を750m/hrの速度で流してハニカム構造体の圧力損失を測定した。その結果を表2に示した。表2では、触媒担体及び触媒を付着させる前をコート前、触媒担体及び触媒を付着させた後をコート後と記載している。
第一の本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。 (a)は、第一の本発明のハニカム構造体を構成する多孔質セラミック部材を模式的に示した斜視図であり、(b)は、そのA−A線断面図である。 本発明のハニカム構造体が設置された車両の排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。 (a)は、第二の本発明のハニカム構造体を模式的に示した断面図であり、(b)は、そのB−B線断面図である。 実施例において調製した各スラリの粒度分布を示すグラフである。

Claims (4)

  1. 壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止されてなる多孔質セラミック部材が接着剤層を介して複数個接着され、前記壁部に触媒担持層が付着したハニカム構造体であって、
    前記多孔質セラミック部材の平均気孔径は、前記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、
    前記多孔質セラミック部材の気孔径分布及び前記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、
    両者が重なる部分における気孔容積が前記多孔質セラミック部材の全気孔容積に対して10%以下であることを特徴とするハニカム構造体。
  2. 前記ハニカム構造体は、炭化珪素質セラミックからなる請求項1に記載のハニカム構造体。
  3. 壁部を隔てて長手方向に貫通する複数のセルのいずれか一方の端部が封止され、前記壁部に触媒担持層が付着した多孔質セラミックからなるハニカム構造体であって、
    前記多孔質セラミックの平均気孔径は、前記触媒担持層を構成する粒子の平均粒子径よりも大きく、
    前記多孔質セラミックの気孔径分布及び前記触媒担持層を構成する粒子の粒子径分布を、気孔径及び粒子径を同じ軸にとって描いた際、
    両者が重なる部分における気孔容積が前記多孔質セラミックの全気孔容積に対して10%以下であることを特徴とするハニカム構造体。
  4. 前記ハニカム構造体は、コーディエライトからなる請求項3に記載のハニカム構造体。
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