WO2011061840A1 - ハニカム構造体 - Google Patents

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WO2011061840A1
WO2011061840A1 PCT/JP2009/069660 JP2009069660W WO2011061840A1 WO 2011061840 A1 WO2011061840 A1 WO 2011061840A1 JP 2009069660 W JP2009069660 W JP 2009069660W WO 2011061840 A1 WO2011061840 A1 WO 2011061840A1
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honeycomb
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alumina
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寛樹 佐藤
雅文 国枝
郁仁 手嶋
祐基 藤田
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イビデン株式会社
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    • C04B2237/32—Ceramic
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    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/708—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the interlayers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs

Definitions

  • the present invention relates to a honeycomb structure for treating exhaust gas.
  • a porous honeycomb unit having a plurality of through holes, including at least inorganic particles and inorganic fibers, and having a cross-sectional area of 5 to 50 cm 2 in a plane orthogonal to the through holes;
  • a sealing material layer that joins two or more porous honeycomb units on the outer surface where the through-holes are not opened;
  • the conventional honeycomb structure described in Patent Document 1 is manufactured by extruding a raw material paste and then firing the obtained molded body.
  • This honeycomb structure is manufactured by extruding a raw material paste containing inorganic particles, inorganic fibers, and a binder, and firing the obtained molded body.
  • the inorganic fibers are added to the raw material paste in order to increase the strength of the finally obtained honeycomb structure.
  • the inorganic fibers are oriented along a direction substantially parallel to the extrusion direction in the molded body obtained by molding the raw material paste, even in the honeycomb structure finally obtained, the inorganic fibers are longitudinal in the honeycomb structure. It will extend along the direction. Since such an inorganic fiber distribution exists, the strength of the honeycomb structure exhibits stress direction dependency. That is, the honeycomb structure shows good strength due to the presence of inorganic fibers against stress in a direction parallel to the longitudinal direction, but the presence effect of inorganic fibers against stress in the direction perpendicular to the longitudinal direction. However, the strength is relatively lowered.
  • the present invention has been made in view of such problems, and in the present invention, a honeycomb structure having relatively good strength in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction as compared with a conventional honeycomb structure.
  • the purpose is to provide a body.
  • a honeycomb structure including a honeycomb unit including inorganic particles and having a plurality of cells extending from a first end face to a second end face along a longitudinal direction and defined by cell walls,
  • the honeycomb unit may further include a flake and / or a tetrapod.
  • the flakes may be at least one selected from the group consisting of glass flakes, mica, alumina flakes, silica flakes, and zinc oxide flakes.
  • the flakes may have an aspect ratio in the range of 3 to 250.
  • the tetrapod-like material is at least one selected from the group consisting of alumina, silica, silicon carbide, silica alumina, glass, potassium titanate, aluminum borate, and zinc oxide. It may be.
  • the inorganic particles may contain zeolite.
  • the zeolite is at least one of ⁇ -type zeolite, Y-type zeolite, ferrierite, ZSM-5-type zeolite, mordenite, forgesite, zeolite A, and zeolite L. Also good.
  • the zeolite may contain AlPO (aluminophosphate) or SAPO (silicoaluminophosphate).
  • the zeolite may be ion-exchanged with Fe or Cu.
  • the inorganic particles may be at least one of alumina, silica, ceria, zirconia, and mullite.
  • the honeycomb structure further includes an inorganic binder
  • the inorganic binder may include at least one selected from the group consisting of alumina sol, silica sol, titania sol, water glass, sepiolite, attapulgite, and boehmite.
  • honeycomb structure may be configured by joining a plurality of honeycomb units via an adhesive layer.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb unit constituting the honeycomb structure of FIG. 1. It is the schematic diagram which showed an example of the flaky thing and the tetrapod-like thing.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing another configuration example of the honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a honeycomb structure according to the present invention.
  • FIG. 2 schematically shows an example of a honeycomb unit which is a basic unit of the honeycomb structure shown in FIG.
  • the honeycomb structure 100 of the present invention has two end faces 110 and 115.
  • the coat layer 120 is provided on the outer peripheral surface of the honeycomb structure 100 excluding both end surfaces.
  • the honeycomb structure 100 includes, for example, a plurality of columnar ceramic honeycomb units 130 shown in FIG. 2 bonded to each other via the adhesive layer 150 (in the example of FIG. Is formed by cutting along a predetermined shape (cylindrical in the example of FIG. 1).
  • the honeycomb unit 130 extends from one end to the other end along the longitudinal direction of the honeycomb unit, and divides the cells from a plurality of cells (through holes) 121 opened at both end surfaces.
  • Cell wall 123 Although not limited to this, in the example of FIG. 2, the cross section perpendicular to the longitudinal direction (Z direction) of the cell 121 is substantially square.
  • the honeycomb structure having such a honeycomb unit is for purifying CO, HC, and NOx. It can be used as a catalyst support.
  • a catalyst support using zeolite as inorganic particles can be used significantly in the SCR system.
  • the honeycomb structure 100 having a honeycomb unit including zeolite is used as a catalyst carrier of a urea SCR system having a urea tank, for example.
  • the purified exhaust gas is discharged from the other end surface of the honeycomb structure 100 (for example, the end surface 115).
  • NOx in the exhaust gas can be treated by flowing the exhaust gas through the honeycomb structure 100.
  • the inorganic fibers contained in the honeycomb unit constituting the honeycomb structure 100 are oriented along a direction substantially parallel to the extrusion direction in the molded body obtained after the extrusion molding of the raw material paste, the honeycomb structure finally obtained Also in the body, the inorganic fibers extend along the longitudinal direction of the honeycomb structure.
  • the strength of the honeycomb structure exhibits stress direction dependency. That is, the honeycomb structure shows good strength due to the presence of inorganic fibers against stress in a direction parallel to the longitudinal direction, but the presence effect of inorganic fibers against stress in the direction perpendicular to the longitudinal direction. However, there is a problem that the strength is relatively lowered and the strength is relatively lowered.
  • honeycomb structure when such a honeycomb structure is used as a catalyst carrier, the honeycomb structure is mounted in a metal case.
  • a large compressive stress is applied to the honeycomb structure in a relatively low strength direction, that is, a direction perpendicular to the longitudinal direction. Accordingly, when the honeycomb structure is mounted in the metal case, or after that, the honeycomb structure may be cracked or damaged.
  • the honeycomb structure 100 according to the present invention is characterized in that the honeycomb unit 130 includes a scale-like substance, so-called “flakes” and / or “tetrapods”.
  • “flakes” and “tetrapods” are additives different from normal “inorganic fibers” added to conventional honeycomb units.
  • “Flake” has a thickness in the range of 0.2 ⁇ m to 5 ⁇ m, a maximum length in the range of 10 ⁇ m to 160 ⁇ m, and an aspect ratio (thickness / maximum length ratio) in the range of 3 to 250 It is preferable that it exists in.
  • the average needle length or average fiber length (fiber portion ahead of the bonded portion) of the needle-like portion or fiber portion of the “tetrapod-like product” is preferably in the range of 5 ⁇ m to 30 ⁇ m, and the average fiber diameter of the fiber portion is The range of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m is preferable.
  • the thickness and maximum length of the flaky material, or the average needle-like length, average fiber length, and average fiber diameter of the tetrapod-like material are all determined from SEM photographs of the flaky material or the tetrapod-like material. Average value. Of these, the thickness of the flaky material is an average value obtained for 20 flaky materials. The maximum length of the flake-like material is an average value obtained by obtaining the maximum diameter of 20 flake-like materials when the flake-like material is approximated to (flat) particles.
  • FIGS. 3A and 3B show examples of flakes and tetrapods, respectively.
  • Such a flake-like material is unlikely to be arranged in a specific direction in a honeycomb unit molded body obtained after extrusion molding of a raw material paste, unlike conventional inorganic fibers.
  • the flakes are oriented in the longitudinal direction in the honeycomb unit molded body, but the flakes 1 are composed of a length 1a, a width 1b, and a thickness 1c.
  • the width tends to be dispersed in a random orientation perpendicular to the longitudinal direction.
  • the needle-like portions 2a extend in a three-dimensional shape, the needle-like parts of the tetrapod-like object are separated in a random orientation in the longitudinal direction and the vertical direction of the honeycomb unit.
  • a fiber body 3 in which a plurality of fibers are bonded in the vicinity of the center in the longitudinal direction of each fiber. Since the plurality of fiber portions 3a have a three-dimensional shape, they are dispersed in a random orientation in the longitudinal direction and the vertical direction of the honeycomb unit.
  • Examples of the tetrapod-like material as shown in FIG. 3B include single crystals and whiskers, and examples of the tetrapod-like material as shown in FIG. 3C include fibers and whiskers.
  • the width of such flake-like material is randomly oriented in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb unit, or the needle-like portion or fiber portion of the tetrapod-like material is perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb unit.
  • the strength of the honeycomb unit is less likely to show stress direction dependency. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a honeycomb structure having a relatively good strength in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction as compared with a conventional honeycomb structure. Further, this reduces the risk of the honeycomb structure being cracked or damaged when the honeycomb structure is mounted in the metal case or thereafter.
  • the flaky material is preferably at least one selected from the group consisting of glass flakes, mica, alumina flakes, silica flakes, zinc oxide flakes, and the like.
  • the tetrapod-like material may be at least one selected from the group consisting of alumina, silica, silicon carbide, silica alumina, glass, potassium titanate, aluminum borate, zinc oxide, and the like.
  • the tetrapod-like material is composed of a fibrous body composed of a plurality of fibers (see FIG. 3 (c))
  • these fibers are a binding material (fixing material) (3b) formed by melting and solidifying glass or the like. ) Or the like.
  • the fibrous body is composed of a plurality of fibers and a binding material (fixing material)
  • the expression “material of the fibrous body” means the material of the fiber.
  • the tetrapod-like object may have any shape as long as it has a three-dimensional shape.
  • the honeycomb unit 130 may be made of a material containing ⁇ alumina, ceria, silica, zirconia, or the like.
  • a noble metal catalyst such as platinum is supported on the cell wall 123 as a catalyst.
  • the honeycomb unit 130 may include SAPO (silicoaluminophosphate).
  • SAPO is a general term for substances in which part of Al (aluminum) and P (phosphorus) of AlPO (aluminophosphate) is substituted with Si 4+ . Academically, SAPO is sometimes classified as an analog of zeolite together with AlPO, but in the present application, these are referred to as “zeolite”.
  • SAPO has a characteristic that its volume changes along a specific axis when it absorbs moisture. Therefore, when a honeycomb unit containing SAPO and inorganic fibers is used as a honeycomb unit constituting a conventional honeycomb structure, if the SAPO changes in volume due to moisture absorption by the honeycomb unit, this causes the orientation of inorganic fibers in the honeycomb unit. There is a risk of local cracking along the direction.
  • the honeycomb structure 100 according to the present invention even if the honeycomb unit 130 contains SAPO, the flakes or tetrapods suppress the contraction or expansion of the honeycomb unit 130 in a specific direction. Or reduce.
  • SAPO contracts or expands
  • the surface of the flakes acts as a barrier against the particles of SAPO, and the tetrapods
  • shrinkage or expansion of the entire honeycomb unit can be suppressed. Therefore, in the honeycomb structure 100 according to the present invention, cracking and cracking of the honeycomb unit 130 due to moisture absorption of SAPO can be suppressed.
  • the content of flakes and tetrapods contained in the honeycomb unit 130 is preferably in the range of 1 wt% to 20 wt%, for example. If the content of flakes and tetrapods is less than 1 wt%, it may be difficult to obtain the strength improvement effect. On the other hand, when the content of flakes and tetrapods exceeds 20 wt%, there is a problem that inorganic particles functioning as a catalyst are reduced.
  • honeycomb unit 130 Hereinafter, a case where the honeycomb unit 130 is made of a material mainly composed of zeolite will be described. However, it will be apparent to those skilled in the art that a part of the following description can be applied even when the honeycomb unit 130 is formed of other materials such as ⁇ -alumina.
  • the honeycomb unit 130 includes an inorganic binder in addition to zeolite and flakes and / or tetrapods.
  • the honeycomb unit 130 may include inorganic particles other than zeolite. Further, the honeycomb unit 130 may include inorganic fibers.
  • the zeolite contained in the honeycomb unit is, for example, ⁇ -type zeolite, Y-type zeolite, ferrierite, ZSM-5-type zeolite, mordenite, forgesite, zeolite A, or zeolite L.
  • the zeolite may be AIPO (aluminophosphate) or SAPO (silicoaluminophosphate).
  • the zeolite may be ion-exchanged with Fe, Cu, Ni, Co, Zn, Mn, Ti, Ag or V. Among these elements, Fe or Cu is particularly preferable.
  • the inorganic binder contained in the honeycomb unit is preferably at least one selected from the group consisting of alumina sol, silica sol, titania sol, water glass, sepiolite, attapulgite, and boehmite.
  • inorganic particles other than zeolite particles made of alumina, silica, zirconia, titania, ceria, mullite, etc. are desirable. These particles may be used alone or in combination of two or more.
  • a desirable lower limit is 30% by weight, a more desirable lower limit is 40% by weight, and a further desirable lower limit is 50% by weight.
  • the desirable upper limit is 90% by weight, the more desirable upper limit is 80% by weight, and the more desirable upper limit is 75% by weight.
  • the content of the inorganic particles is less than 30% by weight, the amount of zeolite contributing to purification becomes relatively small.
  • the strength of the honeycomb unit may be lowered.
  • the material of the inorganic fibers is preferably alumina, silica, silicon carbide, silica alumina, glass, potassium titanate or aluminum borate. These may be used alone or in combination of two or more. Of the above materials, alumina is desirable.
  • the desirable lower limit of the content of flakes and tetrapods contained in the honeycomb unit is 3% by weight, the more desirable lower limit is 5% by weight, and the further desirable lower limit is 8% by weight.
  • the desirable upper limit is 50% by weight, the more desirable upper limit is 40% by weight, and the more desirable upper limit is 30% by weight. If the content of flakes and tetrapods is less than 3% by weight, it becomes difficult to obtain the effect of improving the strength of the honeycomb unit, and if it exceeds 50% by weight, the amount of zeolite contributing to purification becomes relatively small. .
  • the sum of the two is preferably in the above range (3 to 50% by weight).
  • the cell density of the honeycomb unit 130 is preferably in the range of 15.5 to 186 cells / cm 2 (100 to 1200 cpsi), and is preferably in the range of 46.5 to 170 cells / cm 2 (300 to 1100 cpsi). More preferably, the range is 62.0 to 155 / cm 2 (400 to 1000 cpsi).
  • the thickness of the cell wall 123 of the honeycomb unit 130 is not particularly limited, but the lower limit desirable from the viewpoint of strength is 0.1 mm, and the upper limit desirable from the viewpoint of purification performance is 0.4 mm.
  • the adhesive layer 150 of the honeycomb structure 100 is formed using an adhesive layer paste as a raw material.
  • the adhesive layer paste is not particularly limited, but for example, a mixture of inorganic particles and an inorganic binder, a mixture of inorganic binder and inorganic fibers, or a mixture of inorganic particles, inorganic binder and inorganic fibers. Can be used. Moreover, you may add an organic binder to these. Moreover, you may add the above flakes or tetrapods to the adhesive layer paste.
  • the inorganic particles the inorganic binder, the inorganic fibers, the flakes and / or the tetrapods, the same materials as those constituting the honeycomb unit as described above can be used.
  • an organic binder although it does not specifically limit, 1 or more types chosen from polyvinyl alcohol, methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, etc. are mentioned, for example.
  • organic binders carboxymethyl cellulose is desirable.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably in the range of 0.3 to 2 mm. This is because if the thickness of the adhesive layer is less than 0.3 mm, sufficient bonding strength may not be obtained. If the thickness of the adhesive layer exceeds 2 mm, the pressure loss may increase.
  • the number of honeycomb units to be joined is appropriately selected according to the size of the honeycomb structure.
  • the coat layer 120 of the honeycomb structure 100 includes at least one of the same inorganic particles, inorganic binders, inorganic fibers, flakes and tetrapods as the material constituting the honeycomb unit as described above, and further an organic binder.
  • the paste containing is formed as a raw material.
  • the coat layer 120 may be the same material as the adhesive layer 150 or a different material. If necessary, a pore-forming agent such as balloons that are fine hollow spheres containing oxide-based ceramics, spherical acrylic particles, and graphite may be added to the raw material paste.
  • the final thickness of the coat layer is preferably 0.1 mm to 2.0 mm.
  • honeycomb structure 100 configured by joining a plurality of honeycomb units 130 via an adhesive layer 150 as shown in FIG.
  • FIG. 4 shows another configuration example of the honeycomb structure of the present invention.
  • the honeycomb structure 200 has a feature that it is composed of a single honeycomb unit in which a plurality of cells 122 are arranged in parallel in the longitudinal direction with a cell wall 124 therebetween.
  • the honeycomb structure 200 has the same structure as the honeycomb structure 100.
  • the coat layer 120 is provided on the outer peripheral surface of the honeycomb structure 200.
  • this coat layer may or may not be provided.
  • the honeycomb unit is formed by extrusion using a raw material paste mainly containing zeolite, flakes and / or tetrapods as inorganic particles, and an inorganic binder, and further adding inorganic fibers as necessary.
  • a molded body is produced.
  • an organic binder, a dispersion medium and a molding aid may be appropriately added to the raw material paste in accordance with the moldability.
  • the organic binder is not particularly limited, and examples thereof include one or more organic binders selected from methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyethylene glycol, phenol resin, epoxy resin, and the like.
  • the blending amount of the organic binder is 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight in total of the inorganic particles, the inorganic binder, the flakes, and the tetrapods (including inorganic fibers when inorganic fibers are added). Is preferred.
  • the dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include water, organic solvents (such as benzene) and alcohols (such as methanol). Although it does not specifically limit as a shaping
  • molding adjuvant For example, ethylene glycol, dextrin, a fatty acid, fatty-acid soap, a polyalcohol etc. can be mentioned.
  • the raw material paste is not particularly limited, but is preferably mixed and kneaded.
  • the raw material paste may be mixed using a mixer or an attritor, or may be sufficiently kneaded using a kneader.
  • molding raw material paste is not specifically limited, For example, it is preferable to shape
  • the dryer used for drying is not particularly limited, and examples thereof include a microwave dryer, a hot air dryer, a dielectric dryer, a vacuum dryer, a vacuum dryer, and a freeze dryer.
  • the degreasing conditions are not particularly limited, and are appropriately selected depending on the type and amount of organic matter contained in the molded body, but are preferably about 400 ° C. and 2 hours.
  • the obtained molded body is preferably fired.
  • the firing conditions are not particularly limited, but are preferably 600 to 1200 ° C, more preferably 600 to 1000 ° C.
  • honeycomb units are sequentially passed through the adhesive layer paste. Laminate. This process is repeated to produce a honeycomb structure having a desired size (for example, four honeycomb units are arranged vertically and horizontally).
  • the honeycomb structure is heated to dry and solidify the adhesive layer paste, thereby forming an adhesive layer and fixing the honeycomb units to each other.
  • the honeycomb structure is cut into, for example, a columnar shape to produce a honeycomb structure having a necessary outer peripheral shape.
  • the coating layer paste is dried and solidified to form a coating layer.
  • this honeycomb structure after bonding a plurality of honeycomb units with an adhesive layer (however, when a coat layer is provided, after forming the coat layer).
  • an organic binder is contained in the adhesive layer paste and the coat layer paste, these organic binders can be degreased and removed.
  • the degreasing conditions are appropriately selected depending on the type and amount of the organic matter contained, but are usually 700 ° C. and about 2 hours.
  • the honeycomb structure shown in FIG. 1 can be manufactured.
  • Example 1 First, SAPO particles (particle diameter 2 ⁇ m) 41 wt%, flakes 6.4 wt%, inorganic binder (boehmite) 11.8 wt%, organic binder (methyl cellulose) 5.0 wt%, lubricant (oleic acid) 3.7 wt% Then, 32.1 wt% of ion exchange water was mixed and kneaded to obtain a mixed composition.
  • glass flakes aluminoborosilicate glass
  • the glass flakes had an average particle diameter of 15 ⁇ m, an average thickness of 5 ⁇ m, and an aspect ratio of 3.
  • this mixed composition was subjected to extrusion molding with an extruder, and a prismatic honeycomb unit molded body as shown in FIG. 2 was obtained.
  • these molded bodies were sufficiently dried using a microwave dryer and a hot air dryer, and degreased by holding at 400 ° C. for 2 hours. Then, it was fired by holding at 700 ° C. for 2 hours to obtain a honeycomb unit (length 34.3 mm ⁇ width 34.3 mm ⁇ length 100 mm). The thickness of the cell wall 123 of the honeycomb unit was 0.2 mm. The cell density was 124 cells / cm 2 .
  • Example 2 A honeycomb unit according to Example 2 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in this example, an aluminoborosilicate glass having an average particle diameter of 160 ⁇ m, an average thickness of 5 ⁇ m, and an aspect ratio of 32 was used as glass flakes. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
  • Example 3 A honeycomb unit according to Example 3 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in this example, muscovite was used as the flakes. This muscovite had an average particle diameter of 23 ⁇ m, an average thickness of 0.3 ⁇ m, and an aspect ratio of 77. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
  • Example 4 A honeycomb unit according to Example 4 was manufactured through the same steps as in Example 3. However, in this example, muscovite having an average particle diameter of 47 ⁇ m, an average thickness of 0.6 ⁇ m, and an aspect ratio of 78 was used. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
  • Example 5 A honeycomb unit according to Example 5 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in this example, ⁇ -alumina flakes were used as the flakes. The ⁇ -alumina flakes had an average particle diameter of 10 ⁇ m, an average thickness of 0.3 ⁇ m, and an aspect ratio of 33. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
  • Example 6 A honeycomb unit according to Example 6 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in this example, zinc oxide (single crystal needles) was used as the tetrapods instead of the flakes. The average fiber length of this zinc oxide (meaning the needle-like portion 2a in FIG. 3B) was 20 ⁇ m. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
  • Example 7 A honeycomb unit according to Example 7 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in this example, instead of the flaky material, an alumina fiber body (a material in which a plurality of alumina fibers were bonded with glass) was used as a tetrapod material.
  • the alumina fiber body had an average fiber length (meaning the fiber portion 3a in FIG. 3C) of 50 ⁇ m and an average fiber diameter of 6 ⁇ m.
  • Other manufacturing conditions are the same as those in Example 6.
  • Example 8 A honeycomb unit according to Example 8 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in this example, ⁇ -alumina particles (average particle size 2 ⁇ m) were used instead of SAPO particles. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
  • Example 9 A honeycomb unit according to Example 9 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in this example, SAPO particles (particle diameter 2 ⁇ m) 36.9 wt%, flakes 12.4 wt%, inorganic binder (boehmite) 11.4 wt%, organic binder (methyl cellulose) 4.8 wt%, lubricant ( Oleic acid) 3.6 wt% and ion-exchanged water 30.9 wt% were mixed and kneaded to obtain a mixed composition. In addition, glass flakes (aluminoborosilicate glass) were used as the flakes. The glass flakes had an average particle diameter of 15 ⁇ m, an average thickness of 5 ⁇ m, and an aspect ratio of 3.
  • Example 10 A honeycomb unit according to Example 10 was manufactured through the same steps as in Example 9. However, in this example, muscovite was used as the flakes. This muscovite had an average particle diameter of 23 ⁇ m, an average thickness of 0.3 ⁇ m, and an aspect ratio of 77. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 9.
  • Comparative Example 1 A honeycomb unit according to Comparative Example 1 was manufactured through the same steps as in Example 1. However, in Comparative Example 1, flakes were not used, and alumina fibers were used instead. The average fiber length of the alumina fibers was 120 ⁇ m, and the average fiber diameter was 6 ⁇ m. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
  • Comparative Example 2 A honeycomb unit according to Comparative Example 2 was manufactured by the same process as Comparative Example 1. However, in this comparative example 2, glass fiber was used instead of alumina fiber. The average fiber length of the glass fiber was 85 ⁇ m, and the average fiber diameter was 6 ⁇ m. Other manufacturing conditions are the same as those in Comparative Example 1.
  • Comparative Example 3 A honeycomb unit according to Comparative Example 3 was manufactured through the same process as Comparative Example 1. However, in this comparative example, ⁇ alumina particles (average particle size 2 ⁇ m) were used instead of SAPO particles. Other manufacturing conditions are the same as those in Comparative Example 1.
  • Table 1 shows the main material of the honeycomb unit in each example, the material of the flake or tetrapod used in the honeycomb unit, the content of the flake or tetrapod, the average particle diameter of the flake , Average thickness of flakes, aspect ratio of flakes, average needle length of tetrapods (average fiber length), average fiber diameter of tetrapods, and main honeycomb unit in each comparative example
  • the material, the material of the inorganic fiber used in the honeycomb unit, the average fiber length of the inorganic fiber, and the average fiber diameter are shown together.
  • the four-point bending test was performed using each honeycomb unit manufactured by the above-described method to evaluate the strength of the honeycomb unit.
  • the four-point bending test was carried out by a method based on JIS R1601 (room temperature bending strength test method for fine ceramics). More specifically, the distance between the upper surface load points was set to 20 mm, the distance between the lower surface fulcrums was set to 85 mm, the load was applied to the honeycomb unit, and the strength when the honeycomb unit was broken was measured. Instron 5582 was used as the load loading device, and the load change rate was 10 mm / min. The number of tests was 10 for each honeycomb unit.
  • Table 1 shows the test results of bending strength (MPa) measured in a 4-point bending test.
  • the four-point bending strength of the honeycomb units in Examples 1 to 7 in which SAPO was the main material and flakes or tetrapods were added was 1.0 MPa to 1.2 MPa.
  • the four-point bending strengths of the honeycomb units in Comparative Examples 1 and 2 that did not use flakes and tetrapods were both 0.7 MPa.
  • the four-point bending strength of the honeycomb unit in Example 8 in which ⁇ -alumina was the main material and flakes were further added was 1.6 MPa.
  • the four-point bending strength of the honeycomb unit in Comparative Example 3 that did not use flakes and tetrapods was 1.3 MPa.
  • the four-point bending strength was 1.3 MPa and 1.4 MPa in the honeycomb units according to Examples 9 and 10 in which the content of flakes was further increased. . From this, it was found that the strength of the honeycomb unit was improved with the content of the flaky material. It is considered that the same result can be obtained even if the content of the tetrapod-like material is changed.
  • the honeycomb units manufactured by the same method as in the example and the comparative example are joined so as to form four rows and four rows.
  • this bonded body is heated to 120 ° C., and the adhesive layer paste is dried and solidified to form an adhesive layer and to fix the honeycomb units to each other.
  • the joined body is cut into, for example, a cylindrical shape, and after applying the coating layer paste on the outer peripheral surface (side surface), this is dried and solidified to form a coating layer, A cylindrical honeycomb structure having a diameter of 143.8 mm and a total length of 100 mm is manufactured.
  • an inorganic fiber mat material (thickness 10 mm) is wound around the outer peripheral surface of the honeycomb structure to fix the mat material to the honeycomb structure, and then the honeycomb structure is placed in a metal case having an inner diameter of 160 mm ⁇ . To put on. In that state, it is kept indoors (25 ° C., humidity 55%) for 2 hours (the honeycomb unit absorbs moisture in the air). Thereafter, the honeycomb structure was removed from the metal case, and the state of the honeycomb structure was visually observed.
  • the test results are shown in the rightmost column of Table 1.
  • the honeycomb structure was composed of the honeycomb units in Examples 1 to 7 in which SAPO was the main material and flakes or tetrapods were added
  • the honeycomb structure after the moisture absorption test was abnormal (cracking or cracking).
  • the honeycomb structure composed of the honeycomb units in Comparative Examples 1 and 2 that did not use flakes or tetrapods (using inorganic fibers) after the moisture absorption test, Cracks occurred on the end face.

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Abstract

　無機粒子を含み、長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数のセルがセル壁により区画されたハニカムユニットを有するハニカム構造体であって、前記ハニカムユニットは、さらにフレーク状物および／またはテトラポッド状物を含むことを特徴とするハニカム構造体。

Description

ハニカム構造体
　本発明は、排ガスを処理するハニカム構造体に関する。
　従来、一般に自動車用排ガス浄化に用いられるハニカム構造体として、
　複数の貫通孔を有し、少なくとも無機粒子と、無機繊維とを含み、該貫通孔に対し直交する面の断面積が５～５０ｃｍ２である多孔質ハニカムユニットと、
　二以上の前記多孔質ハニカムユニットを前記貫通孔が開口していない外面で接合するシール材層と、
　を備えたものが提案されている（例えば特許文献１）。
国際公開ＷＯ２００５／０６３６５３号パンフレット
　特許文献１に記載の従来のハニカム構造体は、原料ペーストを押出成形した後、得られた成形体を焼成することにより製造される。このハニカム構造体は、無機粒子、無機繊維およびバインダを含む原料ペーストを押出成形し、得られた成形体を焼成することにより製造される。なお、無機繊維は、最終的に得られるハニカム構造体の強度を高めるため、原料ペースト中に添加される。
　無機繊維は、原料ペーストの成形によって得られる成形体において、押出方向に略平行な方向に沿って配向されるため、最終的に得られるハニカム構造体においても、無機繊維は、ハニカム構造体の長手方向に沿って延在することになる。このような無機繊維の分布が存在するので、ハニカム構造体の強度は、応力方向依存性を示すようになる。すなわち、ハニカム構造体は、長手方向に平行な方向における応力に対しては、無機繊維の存在により良好な強度を示すものの、長手方向に垂直な方向の応力に対しては、無機繊維の存在効果があまり発揮されず、比較的強度が低下する。
　本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、従来のハニカム構造体に比べて、長手方向に略垂直な方向に対しても、比較的良好な強度を有するハニカム構造体を提供することを目的とする。
　本発明では、
　無機粒子を含み、長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数のセルがセル壁により区画されたハニカムユニットを有するハニカム構造体であって、
　前記ハニカムユニットは、さらにフレーク状物および／またはテトラポッド状物を含むことを特徴とするハニカム構造体が提供される。
　ここで、本発明によるハニカム構造体において、前記フレーク状物は、ガラスフレーク、雲母、アルミナフレーク、シリカフレーク、酸化亜鉛フレークからなる群から選定された、少なくとも一つであっても良い。
　また本発明によるハニカム構造体において、前記フレーク状物は、アスペクト比が３～２５０の範囲であっても良い。
　また本発明によるハニカム構造体において、前記テトラポッド状物は、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、および酸化亜鉛からなる群から選定された、少なくとも一つであっても良い。
　また本発明によるハニカム構造体において、前記無機粒子は、ゼオライトを含んでいても良い。
　また本発明によるハニカム構造体において、前記ゼオライトは、β型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、フェリエライト、ＺＳＭ－５型ゼオライト、モルデナイト、フォージサイト、ゼオライトＡ、およびゼオライトＬのうちの少なくとも一つであっても良い。
　また本発明によるハニカム構造体において、前記ゼオライトは、ＡｌＰＯ（アルミノリン酸塩）、またはＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）を含んでいても良い。
　また本発明によるハニカム構造体において、前記ゼオライトは、ＦｅまたはＣｕでイオン交換されていても良い。
　また本発明によるハニカム構造体において、前記無機粒子は、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア、およびムライトのうちの少なくとも一つであっても良い。
　また、当該ハニカム構造体は、さらに無機バインダを含み、
　前記無機バインダは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイトおよびベーマイトの群から選定された少なくとも一つを含んでいても良い。
　また、当該ハニカム構造体は、複数のハニカムユニットを接着層を介して接合することにより構成されても良い。
　本発明では、従来のハニカム構造体に比べて、長手方向に略垂直な方向に対しても、比較的良好な強度を有するハニカム構造体を提供することが可能となる。
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。 図１のハニカム構造体を構成するハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。 フレーク状物およびテトラポッド状物の一例を示した模式図である。 本発明のハニカム構造体の別の構成例を模式的に示した斜視図である。
　以下、図面により本発明の特徴を説明する。
　図１には、本発明によるハニカム構造体を模式的に示す。また、図２には、図１に示したハニカム構造体の基本単位である、ハニカムユニットの一例を模式的に示す。
　図１に示すように、本発明のハニカム構造体１００は、２つの端面１１０および１１５を有する。また、通常の場合、ハニカム構造体１００の両端面を除く外周面には、コート層１２０が設置される。
　ハニカム構造体１００は、例えば、図２に示す柱状のセラミック製ハニカムユニット１３０を、接着層１５０を介して複数個（図１の例では、縦横４列ずつ１６個）接合させた後、外周側を所定の形状（図１の例では、円柱状）に沿って切削加工することにより構成される。
　図２に示すように、ハニカムユニット１３０は、該ハニカムユニットの長手方向に沿って一端から他端まで延伸し、両端面で開口された複数のセル（貫通孔）１２１と、該セルを区画するセル壁１２３とを有する。これに限られるものではないが、図２の例では、セル１２１の長手方向（Ｚ方向）に垂直な断面は、実質的に正方形状となっている。
　ハニカムユニットに含まれる無機粒子として、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、ムライト、またはゼオライトを使用した場合、そのようなハニカムユニットを有するハニカム構造体は、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを浄化するための触媒担体として、使用することができる。特に、無機粒子としてゼオライトを使用した触媒担体は、ＳＣＲシステムに有意に使用することができる。
　ゼオライトを含んで構成されたハニカムユニットを有するハニカム構造体１００は、例えば、尿素タンクを有する尿素ＳＣＲシステムの触媒担体として使用される。
　このように構成されたハニカム構造体１００を、触媒担体として備える尿素ＳＣＲシステムにおいて、システム内に排ガスが流通されると、尿素タンクに収容されている尿素が排ガス中の水と反応して、アンモニアが生じる（式（１））。
 
　　　ＣＯ（ＮＨ２）２＋Ｈ２Ｏ　→　２ＮＨ３＋ＣＯ２　　式（１）
 
　このアンモニアが、ＮＯｘを含む排ガスとともに、ハニカム構造体１００の一方の端面（例えば端面１１０）から、各セルに流入した場合、セル壁に含まれているゼオライト等の触媒の作用により、以下の式（２－１）式および（２－２）の反応が生じる。
 
　　　４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２　→　４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ　　式（２－１）
　　　８ＮＨ３＋６ＮＯ２　→　７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ　　式（２－２）
 
その後、浄化された排ガスは、ハニカム構造体１００の他方の端面（例えば端面１１５）から排出される。このように、ハニカム構造体１００内に排ガスを流通させることにより、排ガス中のＮＯｘを処理することができる。
　ハニカム構造体１００を構成するハニカムユニットに含まれる無機繊維は、原料ペーストの押出成形後に得られる成形体において、押出方向に略平行な方向に沿って配向されるため、最終的に得られるハニカム構造体においても、無機繊維は、ハニカム構造体の長手方向に沿って延在することになる。
　しかしながら、このような無機繊維の分布では、ハニカム構造体の強度は、応力方向依存性を示すようになる。すなわち、ハニカム構造体は、長手方向に平行な方向における応力に対しては、無機繊維の存在により良好な強度を示すものの、長手方向に垂直な方向の応力に対しては、無機繊維の存在効果があまり発揮されず、比較的強度が低下するという問題がある。
　また、このようなハニカム構造体を触媒担体として使用する場合、ハニカム構造体は、金属ケース中に装着される。しかしながら、この状態では、ハニカム構造体に対して、比較的強度が低い方向、すなわち長手方向に垂直な方向に対して、大きな圧縮応力が負荷されることになる。従って、ハニカム構造体を金属ケース中に装着する際、あるいはその後に、ハニカム構造体がワレたり、破損したりすることが起こり得る。
　これに対して、本発明によるハニカム構造体１００では、ハニカムユニット１３０が鱗片状物質、いわゆる「フレーク状物」および／または「テトラポッド状物」を含むという特徴を有する。
　ここで、「フレーク状物」および「テトラポッド状物」とは、従来のハニカムユニットに添加される、通常の「無機繊維」とは異なる添加物であることに留意する必要がある。「フレーク状物」は、厚さが０．２μｍ～５μｍの範囲にあり、最大長さが１０μｍ～１６０μｍの範囲にあり、アスペクト比（厚さ／最大長さの比）が３～２５０の範囲にあることが好ましい。
　また、「テトラポッド状物」の針状部もしくは繊維部の平均針状長もしくは平均繊維長（結合部より先の繊維部）は、５μｍ～３０μｍの範囲が好ましく、繊維部の平均繊維径は、１μｍ～１０μｍの範囲が好ましい。
　なお、フレーク状物の厚さおよび最大長さ、または、テトラポッド状物の平均針状長および平均繊維長および平均繊維径は、いずれも、フレーク状物またはテトラポッド状物のＳＥＭ写真から求めた平均値である。このうち、フレーク状物の厚さは、フレーク状物２０個について求めた平均値である。またフレーク状物の最大長さは、フレーク状物を（扁平）粒子に近似したときの最大直径を、フレーク状物２０個について求めた平均値である。
　図３（ａ）および（ｂ）には、それぞれ、フレーク状物およびテトラポッド状物の一例を示す。
　このようなフレーク状物は、従来の無機繊維とは異なり、原料ペーストの押出成形後に得られるハニカムユニットの成形体において、特定の方向に配列される傾向は少ない。換言すれば、フレーク状物は、ハニカムユニットの成形体中において、長手方向に配向されるが、フレーク状物１は、長さ１ａ、幅１ｂ、および厚さ１ｃからなるため、フレーク状物の幅が長手方向に対して垂直に、ランダムな配向で分散される傾向にある。テトラポッド状物２は、針状部分２ａが三次元形状に延びているため、テトラポッド状物の針状部がハニカムユニットの長手方向および垂直方向にランダムな配向で分離される。
　また、図３（ｃ）に示すテトラポッド状物の別の例では、複数の繊維が各繊維の長手方向の中心付近で結合した繊維体３である。複数の繊維部３ａが三次元形状になっているため、ハニカムユニットの長手方向および垂直方向にランダムな配向で分散されている。
　図３（ｂ）のようなテトラポッド状物としては、単結晶体、ウィスカー等が挙げられ、図３（ｃ）のようなテトラポッド状物としては、繊維、ウィスカー等が挙げられる。
　すなわち、このようなフレーク状物の幅がハニカムユニットの長手方向に対して垂直な方向に、無秩序に配向すること、またはテトラポッド状物の針状部もしくは繊維部がハニカムユニットの長手方向および垂直方向に無秩序に配向することにより、ハニカムユニットの強度は、応力方向依存性を示しにくくなる。従って、本発明では、従来のハニカム構造体に比べて、長手方向に略垂直な方向に対しても、比較的良好な強度を有するハニカム構造体を提供することが可能となる。さらに、これにより、ハニカム構造体を金属ケース中に装着する際、あるいはその後に、ハニカム構造体がワレたり、破損したりする危険性が軽減される。
　例えば、フレーク状物は、ガラスフレーク、雲母、アルミナフレーク、シリカフレーク、酸化亜鉛フレーク等からなる群から選定された、少なくとも一つが良い。
　例えば、テトラポッド状物は、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、および酸化亜鉛等からなる群から選定された、少なくとも一つが良い。
　テトラポッド状物が複数の繊維からなる繊維体（図３（ｃ）参照）で構成される場合、これらの繊維は、ガラス等が溶融、固化して形成された結合材（固定材）（３ｂ）等で結合されていることが好ましい。なお、繊維体は、複数の繊維と結合材（固定材）とで構成されるため、「繊維体の材料」という表現は、繊維の材質を意味することにする。
　なお、テトラポッド状物は、三次元形状になっていれば、どのような形状であっても良い。
　また、本発明において、ハニカムユニット１３０は、γアルミナ、セリア、シリカ、ジルコニア等を含む材料で構成されても良い。この場合、そのセル壁１２３には、触媒として、例えば白金等の貴金属触媒が担持される。
　さらに、ハニカムユニット１３０は、ＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）を含んでも良い。ここで、ＳＡＰＯとは、ＡｌＰＯ（アルミノリン酸塩）のＡｌ（アルミニウム）およびＰ（リン）の一部がＳｉ４＋で置換された物質の総称である。学術的には、ＳＡＰＯは、ＡｌＰＯとともにゼオライトの類似体として分類される場合があるが、本願では、これらを含めて「ゼオライト」と称することにする。
　一般に、ＳＡＰＯは、吸湿した際にある特定の軸に沿って、体積が変化する特徴を有する。従って、従来のハニカム構造体を構成するハニカムユニットとして、ＳＡＰＯおよび無機繊維を含むハニカムユニットを使用した場合、ハニカムユニットの吸湿によって、ＳＡＰＯが体積変化すると、これにより、ハニカムユニットに、無機繊維の配向方向に沿った局部的なワレ（裂け）が生じるおそれがある。
　これに対して、本発明によるハニカム構造体１００では、ハニカムユニット１３０がＳＡＰＯを含む場合であっても、フレーク状物またはテトラポッド状物が、特定の方向におけるハニカムユニット１３０の収縮もしくは膨脹を抑制または軽減する。ＳＡＰＯが収縮または膨脹する際に、フレーク状物があると、ＳＡＰＯの粒子に対してフレーク状物の面（長さおよび幅で形成される厚さ方向の面）が障壁となり、テトラポッド状物があると、針状部または繊維部が三次元形状を有しているため、ハニカムユニット全体の収縮または膨脹を抑えることができる。従って、本発明によるハニカム構造体１００では、ＳＡＰＯの吸湿によるハニカムユニット１３０のワレ（裂け）およびクラックの発生を抑制することができる。
　ハニカムユニット１３０に含まれるフレーク状物およびテトラポッド状物の含有量は、例えば、１ｗｔ％～２０ｗｔ％の範囲が好ましい。フレーク状物およびテトラポッド状物の含有量が１ｗｔ％未満では、強度向上効果が得られにくくなる場合がある。一方、フレーク状物およびテトラポッド状物の含有量が２０ｗｔ％を超えると、触媒として機能する無機粒子が少なくなるという問題がある。
　（ハニカム構造体１００の構成）
　次に、本発明によるハニカム構造体１００の構成について、より詳しく説明する。
　（ハニカムユニット１３０）
　以下、特に、ハニカムユニット１３０がゼオライトを主体とする材料で構成される場合について説明する。ただし、ハニカムユニット１３０がγアルミナ等、他の材料で構成される場合も、以下の説明の一部が適用され得ることは、当業者には明らかである。
　ハニカムユニット１３０は、ゼオライトおよびフレーク状物および／またはテトラポッド状物に加えて、さらに、無機バインダを含む。また、ハニカムユニット１３０は、ゼオライト以外の無機粒子を含んでも良い。さらに、ハニカムユニット１３０は、無機繊維を含んでも良い。
　ハニカムユニットに含まれるゼオライトは、例えば、β型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、フェリエライト、ＺＳＭ－５型ゼオライト、モルデナイト、フォージサイト、ゼオライトＡ、またはゼオライトＬである。またゼオライトは、ＡＩＰＯ（アルミノリン酸塩）、またはＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）であっても良い。また、ゼオライトは、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔｉ、ＡｇまたはＶでイオン交換されたものであっても良い。これらの元素の中では、特に、ＦｅまたはＣｕが好ましい。
　ハニカムユニットに含まれる無機バインダとしては、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイト、およびベーマイトからなる群から選択された少なくとも１種が望ましい。
　ゼオライト以外の無機粒子としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、ムライト等からなる粒子が望ましい。これらの粒子は、単独で用いてもよく、２種以上併用しても良い。
　ハニカムユニットに含まれるゼオライトを含む無機粒子の量について、望ましい下限は３０重量％であり、より望ましい下限は４０重量％であり、さらに望ましい下限は５０重量％である。一方、望ましい上限は９０重量％であり、より望ましい上限は８０重量％であり、さらに望ましい上限は７５重量％である。無機粒子の含有量が３０重量％未満では、浄化に寄与するゼオライトの量が相対的に少なくなる。一方、９０重量％を超えると、ハニカムユニットの強度が低下する可能性がある。
　また、ハニカムユニットに無機繊維を加える場合、無機繊維の材料としては、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウムまたはホウ酸アルミニウム等が望ましい。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。上記材料の中では、アルミナが望ましい。
　ハニカムユニットに含まれるフレーク状物およびテトラポッド状物の含有量の望ましい下限は、３重量％であり、より望ましい下限は５重量％であり、さらに望ましい下限は８重量％である。一方、望ましい上限は５０重量％であり、より望ましい上限は４０重量％であり、さらに望ましい上限は３０重量％である。フレーク状物およびテトラポッド状物の含有量が３重量％未満では、ハニカムユニットの強度向上の効果が得られにくくなり、５０重量％を超えると浄化に寄与するゼオライトの量が相対的に少なくなる。ハニカムユニットに、フレーク状物およびテトラポッド状物に加えて、さらに無機繊維を加える場合、両者の和は、上記範囲（３重量％～５０重量％）であることが好ましい。
　ハニカムユニット１３０のセル密度は、１５．５～１８６個／ｃｍ２（１００～１２００ｃｐｓｉ）の範囲であることが好ましく、４６．５～１７０個／ｃｍ２（３００～１１００ｃｐｓｉ）の範囲であることがより好ましく、６２．０～１５５個／ｃｍ２（４００～１０００ｃｐｓｉ）の範囲であることがさらに好ましい。
　ハニカムユニット１３０のセル壁１２３の厚さは、特に限定されないが、強度の点から望ましい下限は、０．１ｍｍであり、浄化性能の観点から望ましい上限は、０．４ｍｍである。
　（接着層１５０）
　ハニカム構造体１００の接着層１５０は、接着層用ペーストを原料として形成される。接着層用ペーストとしては、特に限定されるものではないが、例えば、無機粒子と無機バインダを混ぜたものや、無機バインダと無機繊維を混ぜたものや、無機粒子と無機バインダと無機繊維を混ぜたものなどを用いることができる。また、これらにさらに有機バインダを加えても良い。また、接着層用ペーストには、前述のようなフレーク状物またはテトラポッド状物を添加しても良い。
　無機粒子、無機バインダ、無機繊維、フレーク状物および／またはテトラポッド状物としては、前述のようなハニカムユニットを構成する材料と同様のものを使用することができる。また、有機バインダとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースなどから選ばれる１種以上が挙げられる。有機バインダの中では、カルボキシルメチルセルロースが望ましい。
　接着層の厚さは、０．３～２ｍｍの範囲であることが好ましい。接着層の厚さが０．３ｍｍ未満では十分な接合強度が得られないおそれがあるためである。また接着層の厚さが２ｍｍを超えると、圧力損失が大きくなることがある。なお、接合させるハニカムユニットの数は、ハニカム構造体の大きさに合わせて適宜選定される。
　（コート層１２０）
　ハニカム構造体１００のコート層１２０は、前述のようなハニカムユニットを構成する材料と同様の無機粒子、無機バインダ、無機繊維、フレーク状物およびテトラポッド状物の少なくとも一つを含み、さらに有機バインダを含むペーストを原料として形成される。コート層１２０は、接着層１５０と同じ材料であっても、異なる材料であっても良い。原料となるペーストには、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良い。コート層の最終的な厚さは、０．１ｍｍ～２．０ｍｍが好ましい。
　なお、以上の説明は、図１のような、接着層１５０を介して複数のハニカムユニット１３０を接合することにより構成されるハニカム構造体１００に基づくものである。
　図４には、本発明のハニカム構造体の別の構成例を示す。この図に示すように、ハニカム構造体２００は、複数のセル１２２がセル壁１２４を隔てて長手方向に並設された、単一のハニカムユニットから構成されるという特徴を有する。ただし、このような特徴を除き、ハニカム構造体２００は、ハニカム構造体１００と同様の構造を有する。なお、図４の例では、ハニカム構造体２００の外周面に、コート層１２０が設置されているが、このコート層は、設置しても、設置しなくても良い。
（ハニカム構造体の作製方法）
　次に、本発明のハニカム構造体の製造方法を説明する。なお、ここでは、前述の図１のような、複数のハニカムユニットから構成されるハニカム構造体１００の製造方法を例に説明する。また、以降の記載では、ゼオライトを主体とするハニカムユニット１３０を使用して、ハニカム構造体を製作する場合を例に説明する。
　まず、無機粒子としてのゼオライト、フレーク状物および／またはテトラポッド状物、および無機バインダを主成分とし、さらに必要に応じて無機繊維を添加した原料ペーストを用いて押出成形等を行い、ハニカムユニット成形体を作製する。
　原料ペーストには、これらの他に有機バインダ、分散媒および成形助剤を成形性にあわせて適宜加えてもよい。有機バインダとしては、特に限定されるものではないが、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、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂等から選ばれる１種以上の有機バインダが挙げられる。有機バインダの配合量は、無機粒子、無機バインダ、フレーク状物およびテトラポッド状物（無機繊維が添加される場合は、無機繊維を含む）の合計１００重量部に対して、１～１０重量部が好ましい。
　分散媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、有機溶媒（ベンゼンなど）およびアルコール（メタノールなど）などを挙げることができる。成形助剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸およびポリアルコール等を挙げることができる。
　原料ペーストは、特に限定されるものではないが、混合・混練することが好ましく、例えば、ミキサーやアトライタなどを用いて混合してもよく、ニーダーなどで十分に混練してもよい。原料ペーストを成形する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、押出成形などによってセルを有する形状に成形することが好ましい。
　次に、得られた成形体は、乾燥することが好ましい。乾燥に用いる乾燥機は、特に限定されるものではないが、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機および凍結乾燥機などが挙げられる。また、得られた成形体は、脱脂することが好ましい。脱脂する条件は、特に限定されず、成形体に含まれる有機物の種類や量によって適宜選択するが、おおよそ４００℃、２時間が好ましい。更に、得られた成形体は、焼成することが好ましい。焼成条件としては、特に限定されるものではないが、６００～１２００℃が好ましく、６００～１０００℃がより好ましい。この理由は、焼成温度が６００℃未満では、焼結が進行せずハニカムユニットとしての強度が低くなり、１２００℃を超えると、焼結が過剰に進行し、排ガスの浄化率が低くなることがあるからである。
　次に、以上の工程で得られたハニカムユニットの側面に、後に接着層となる接着層用ペーストを均一な厚さで塗布した後、この接着層用ペーストを介して、順次他のハニカムユニットを積層する。この工程を繰り返し、所望の寸法の（例えば、ハニカムユニットが縦横４個ずつ配列された）ハニカム構造体を作製する。
　次にこのハニカム構造体を加熱して、接着層用ペーストを乾燥、固化させて、接着層を形成させるとともに、ハニカムユニット同士を固着させる。
　次にダイヤモンドカッター等を用いて、ハニカム構造体を、例えば円柱状に切削加工し、必要な外周形状のハニカム構造体を作製する。
　次に、ハニカム構造体の外周面（側面）にコート層用ペーストを塗布後、これを乾燥、固化させて、コート層を形成する。
　複数のハニカムユニットを接着層によって接合させた後（ただし、コート層を設けた場合は、コート層を形成させた後）に、このハニカム構造体を脱脂することが好ましい。この処理により、接着層用のペーストおよびコート層用ペーストに有機バインダが含まれている場合、これらの有機バインダを脱脂除去することができる。脱脂条件は、含まれる有機物の種類や量によって適宜選定されるが、通常の場合、７００℃、２時間程度である。
　以上の工程により、図１に示すハニカム構造体を作製することができる。
　以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
　（実施例１）
　まず、ＳＡＰＯ粒子（粒子径２μｍ）４１ｗｔ％、フレーク状物６．４ｗｔ％、無機バインダ（ベーマイト）１１．８ｗｔ％、有機バインダ（メチルセルロース）５．０ｗｔ％、潤滑剤（オレイン酸）３．７ｗｔ％、イオン交換水３２．１ｗｔ％を混合、混練して混合組成物を得た。なお、フレーク状物としては、ガラスフレーク（アルミノホウケイ酸ガラス）を使用した。ガラスフレークは、平均粒子径が１５μｍであり、平均厚さが５μｍであり、アスペクト比が３であった。
　次に、この混合組成物を押出成形機により押出成形を行い、図２に示すような角柱状のハニカムユニットの成形体を得た。
　次に、マイクロ波乾燥機および熱風乾燥機を用いてこれらの成形体を十分乾燥させ、４００℃で２時間保持して脱脂した。その後、７００℃で２時間保持して焼成を行い、ハニカムユニット（縦３４．３ｍｍ×横３４．３ｍｍ×全長１００ｍｍ）を得た。ハニカムユニットのセル壁１２３の厚さは、０．２ｍｍであった。セル密度は、１２４個／ｃｍ２であった。
　（実施例２）
　実施例１と同様の工程により、実施例２に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、ガラスフレークとして、平均粒子径が１６０μｍ、平均厚さが５μｍ、アスペクト比が３２のアルミノホウケイ酸ガラスを使用した。その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（実施例３）
　実施例１と同様の工程により、実施例３に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、フレーク状物として、白雲母を使用した。この白雲母の平均粒子径は、２３μｍ、平均厚さは、０．３μｍ、アスペクト比は、７７であった。その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（実施例４）
　実施例３と同様の工程により、実施例４に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、白雲母として、平均粒子径が４７μｍ、平均厚さが０．６μｍ、アスペクト比が７８のものを使用した。その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（実施例５）
　実施例１と同様の工程により、実施例５に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、フレーク状物として、αアルミナフレークを使用した。このαアルミナフレークの平均粒子径は、１０μｍ、平均厚さは、０．３μｍ、アスペクト比は、３３であった。その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（実施例６）
　実施例１と同様の工程により、実施例６に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、フレーク状物に替えて、テトラポッド状物として、酸化亜鉛（単結晶針状体）を使用した。この酸化亜鉛の平均繊維長（図３（ｂ）の針状部分２ａを意味する）は、２０μｍであった。その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（実施例７）
　実施例１と同様の工程により、実施例７に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、フレーク状物に替えて、テトラポッド状物として、アルミナ繊維体（複数のアルミナ繊維がガラスで結合されたもの）を使用した。このアルミナ繊維体の平均繊維長（図３（ｃ）の繊維部分３ａを意味する）は、５０μｍ、平均繊維径は、６μｍであった。その他の作製条件は、実施例６と同じである。
　（実施例８）
　実施例１と同様の工程により、実施例８に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、ＳＡＰＯ粒子の代わりに、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）を使用した。その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（実施例９）
　実施例１と同様の工程により、実施例９に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、ＳＡＰＯ粒子（粒子径２μｍ）３６．９ｗｔ％、フレーク状物１２．４ｗｔ％、無機バインダ（ベーマイト）１１．４ｗｔ％、有機バインダ（メチルセルロース）４．８ｗｔ％、潤滑剤（オレイン酸）３．６ｗｔ％、イオン交換水３０．９ｗｔ％を混合、混練して、混合組成物を得た。なお、フレーク状物としては、ガラスフレーク（アルミノホウケイ酸ガラス）を使用した。ガラスフレークは、平均粒子径が１５μｍであり、平均厚さが５μｍであり、アスペクト比が３であった。
　その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（実施例１０）
　　実施例９と同様の工程により、実施例１０に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この実施例では、フレーク状物として、白雲母を使用した。この白雲母の平均粒子径は、２３μｍ、平均厚さは、０．３μｍ、アスペクト比は、７７であった。その他の作製条件は、実施例９と同じである。
　（比較例１）
　実施例１と同様の工程により、比較例１に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この比較例１では、フレーク状物は、使用せず、代わりに、アルミナ繊維を使用した。アルミナ繊維の平均繊維長は、１２０μｍであり、平均繊維直径は、６μｍであった。その他の作製条件は、実施例１と同じである。
　（比較例２）
　比較例１と同様の工程により、比較例２に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この比較例２では、アルミナ繊維の代わりに、ガラス繊維を使用した。ガラス繊維の平均繊維長は、８５μｍであり、平均繊維直径は、６μｍであった。その他の作製条件は、比較例１と同じである。
　（比較例３）
　比較例１と同様の工程により、比較例３に係るハニカムユニットを作製した。ただし、この比較例では、ＳＡＰＯ粒子の代わりに、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）を使用した。その他の作製条件は、比較例１と同じである。
　表１には、各実施例におけるハニカムユニットの主材料、ハニカムユニットに使用したフレーク状物またはテトラポッド状物の材質、フレーク状物またはテトラポッド状物の含有量、フレーク状物の平均粒子径、フレーク状物の平均厚さ、フレーク状物のアスペクト比、テトラポッド状物の平均針状長（平均繊維長）、およびテトラポッド状物の平均繊維径、ならびに各比較例におけるハニカムユニットの主材料、ハニカムユニットに使用した無機繊維の材質、無機繊維の平均繊維長、および平均繊維径をまとめて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　（４点曲げ試験）
　前述の方法で作製した各ハニカムユニットを用いて、４点曲げ試験を行い、ハニカムユニットの強度を評価した。４点曲げ試験は、ＪＩＳＲ１６０１（ファインセラミックスの室温曲げ強さ試験方法）に準拠する方法で実施した。より具体的には、上面荷重点間距離を２０ｍｍとし、下面支点間距離を８５ｍｍとして、ハニカムユニットに対して荷重を加え、ハニカムユニットが破壊するときの強度を測定した。荷重負荷装置には、インストロン５５８２を使用し、荷重の変化速度は、１０ｍｍ／分とした。試験数は、各ハニカムユニットにつき１０個とした。
　４点曲げ試験で測定した曲げ強度（ＭＰａ）の試験結果を表１に示す。ＳＡＰＯを主材料とし、さらにフレーク状物またはテトラポッド状物を添加した実施例１～７におけるハニカムユニットの４点曲げ強度は、１．０ＭＰａ～１．２ＭＰａであった。一方、フレーク状物およびテトラポッド状物を使用していない比較例１～２におけるハニカムユニットの４点曲げ強度は、いずれも０．７ＭＰａであった。
　また、γアルミナを主材料とし、さらにフレーク状物を添加した実施例８におけるハニカムユニットの４点曲げ強度は、１．６ＭＰａであった。一方、フレーク状物およびテトラポッド状物を使用していない比較例３におけるハニカムユニットの４点曲げ強度は、１．３ＭＰａであった。
　これらの結果から、主材料の種類に関わらず、フレーク状物またはテトラポッド状物を添加することにより、ハニカムユニットの強度が向上することがわかった。
　また、ＳＡＰＯを主材料とするハニカムユニットにおいて、フレーク状物の含有量をさらに高めた、実施例９および１０に係るハニカムユニットでは、４点曲げ強度は、１．３ＭＰａ、１．４ＭＰａとなった。このことから、フレーク状物の含有量とともに、ハニカムユニットの強度が向上することがわかった。テトラポッド状物の含有量を変えても、同様の結果が得られると考えられる。
　（吸湿試験）
　次に、実施例１～７、および比較例１～２に係るハニカムユニットを用いて、以下の方法で、吸湿試験を行った。
　まず、接着層用ペーストを用いて、実施例および比較例と同一方法で製作したハニカムユニットを、縦横４列ずつになるように接合する。次に、この接合体を１２０℃まで加熱して、接着層用ペーストを乾燥、固化させて、接着層を形成させるとともに、ハニカムユニット同士を固着させる。その後、ダイヤモンドカッター等を用いて、接合体を、例えば円柱状に切削加工し、外周面（側面）にコート層用ペーストを塗布後、これを乾燥、固化させて、コート層を形成して、直径１４３．８ｍｍ×全長１００ｍｍの円柱状ハニカム構造体を作製する。
　以上の工程により、図１に示すような形状のハニカム構造体を製作する。
　次に、このハニカム構造体の外周面に、無機繊維のマット材（厚さ１０ｍｍ）を巻き回し、ハニカム構造体にマット材を固定した後、このハニカム構造体を、内径が１６０ｍｍφの金属ケース中に装着させる。そのままの状態で、室内（２５℃、湿度５５％）で２時間保持する（ハニカムユニットが空気中の水分を吸収する）。その後、金属ケースからハニカム構造体を取り外し、ハニカム構造体の状態を目視で観察した。
　試験結果を表１の右端の欄に示す。ＳＡＰＯを主材料とし、さらにフレーク状物またはテトラポッド状物を添加した実施例１～７におけるハニカムユニットでハニカム構造体を構成した場合、吸湿試験後のハニカム構造体に、異常（ワレ、クラック）は認められなかった。これに対して、フレーク状物またはテトラポッド状物を使用していない（無機繊維を使用したもの）比較例１～２におけるハニカムユニットで構成されたハニカム構造体では、吸湿試験後に、ハニカムユニットの端面にクラックが発生した。
　このことから、ハニカムユニットにフレーク状物および／またはテトラポッド状物が含まれることにより、ワレ、クラック等の発生を避けることができることがわかる。
　１００　ハニカム構造体
　１１０　第１の端面
　１１５　第２の端面
　１２０　コート層
　１２１、１２２　セル
　１２３、１２４　セル壁
　１３０　ハニカムユニット
　１５０　接着層
　２００　別のハニカム構造体。

Claims (11)

  1. 　無機粒子を含み、長手方向に沿って、第１の端面から第２の端面に延伸する複数のセルがセル壁により区画されたハニカムユニットを有するハニカム構造体であって、
    　前記ハニカムユニットは、さらにフレーク状物および／またはテトラポッド状物を含むことを特徴とするハニカム構造体。
  2. 　前記フレーク状物は、ガラスフレーク、雲母、アルミナフレーク、シリカフレーク、酸化亜鉛フレークからなる群から選定された、少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
  3. 　前記フレーク状物は、アスペクト比が３～２５０の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のハニカム構造体。
  4. 　前記テトラポッド状物は、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、および酸化亜鉛からなる群から選定された、少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
  5. 　前記無機粒子は、ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
  6. 　前記ゼオライトは、β型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、フェリエライト、ＺＳＭ－５型ゼオライト、モルデナイト、フォージサイト、ゼオライトＡ、およびゼオライトＬのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項５に記載のハニカム構造体。
  7. 　前記ゼオライトは、ＡｌＰＯ（アルミノリン酸塩）、またはＳＡＰＯ（シリコアルミノリン酸塩）を含むことを特徴とする請求項５に記載のハニカム構造体。
  8. 　前記ゼオライトは、ＦｅまたはＣｕでイオン交換されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
  9. 　前記無機粒子は、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア、およびムライトのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
  10. 　当該ハニカム構造体は、さらに無機バインダを含み、
    　前記無機バインダは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト、アタパルジャイトおよびベーマイトの群から選定された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
  11. 　当該ハニカム構造体は、複数のハニカムユニットを接着層を介して接合することにより構成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5369035B2 (ja) * 2010-03-25 2013-12-18 日本碍子株式会社 ゼオライトハニカム成形体及びゼオライトハニカム焼成体
WO2014054143A1 (ja) * 2012-10-03 2014-04-10 イビデン株式会社 ハニカム構造体
DE102016000270A1 (de) 2016-01-14 2017-07-20 Access E.V. Verfahren zur Filtration metallischer Schmelzen
WO2018012562A1 (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 イビデン株式会社 ハニカム構造体及び該ハニカム構造体の製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003033664A (ja) * 2001-07-25 2003-02-04 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体
WO2006137149A1 (ja) * 2005-06-24 2006-12-28 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
JP2007001836A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
JP2007296514A (ja) * 2006-04-07 2007-11-15 Ngk Insulators Ltd 触媒体とその製造方法
JP2007296521A (ja) * 2006-05-02 2007-11-15 Argillon Gmbh 押出し成形された固体触媒及びその製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5695342A (en) * 1979-12-28 1981-08-01 Mitsubishi Chem Ind Ltd Production of honeycomb molding for catalyst
US4867954A (en) * 1988-04-07 1989-09-19 Uop Catalytic reduction of nitrogen oxides
US5252272A (en) * 1989-07-28 1993-10-12 Engelhard Corporation Thermal shock and creep resistant porous mullite articles prepared from topaz and process for manufacture
WO1993011087A1 (en) * 1991-12-05 1993-06-10 The Dow Chemical Company Structure for a filter or a heat exchanger and a method for making the structure
US5198007A (en) * 1991-12-05 1993-03-30 The Dow Chemical Company Filter including a porous discriminating layer on a fused single crystal acicular ceramic support, and method for making the same
US5589147A (en) * 1994-07-07 1996-12-31 Mobil Oil Corporation Catalytic system for the reducton of nitrogen oxides
DE19713068A1 (de) * 1997-03-27 1998-10-01 Ecm Ingenieur Unternehmen Fuer Verfahren zur Herstellung von Heißgasfilter-Elementen sowie die Verwendung des Filters zur Heißgasfiltration von Rauchgasen
US20030165638A1 (en) * 2001-07-06 2003-09-04 Louks John W. Inorganic fiber substrates for exhaust systems and methods of making same
AU2002318208A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-21 3M Innovative Properties Company Inorganic fiber substrates for exhaust systems and methods of making same
JP2003164760A (ja) * 2001-11-29 2003-06-10 Denso Corp セラミック触媒体
JP4815108B2 (ja) 2003-12-26 2011-11-16 イビデン株式会社 ハニカム構造体
JP4948393B2 (ja) * 2005-03-02 2012-06-06 イビデン株式会社 無機繊維集合体、無機繊維集合体の製造方法、ハニカム構造体及びハニカム構造体の製造方法
WO2006119549A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-16 Very Small Particle Company Pty Ltd Improved catalyst
EP2008985B1 (en) * 2006-03-30 2015-06-24 NGK Insulators, Ltd. Bonded element and honeycomb sutructure using the same
WO2008059576A1 (fr) * 2006-11-16 2008-05-22 Ibiden Co., Ltd. Corps structural en nid d'abeilles et procédé de fabrication de celui-ci
EP1930061B1 (en) * 2006-12-07 2018-10-03 NGK Insulators, Ltd. Bonding material composition and method for manufacturing the same, and joined body and method for manufacturing the same
JP5242178B2 (ja) * 2008-01-17 2013-07-24 日本碍子株式会社 スペーサー付ハニカムセグメント、及びハニカム構造体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003033664A (ja) * 2001-07-25 2003-02-04 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体
WO2006137149A1 (ja) * 2005-06-24 2006-12-28 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
JP2007001836A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
JP2007296514A (ja) * 2006-04-07 2007-11-15 Ngk Insulators Ltd 触媒体とその製造方法
JP2007296521A (ja) * 2006-05-02 2007-11-15 Argillon Gmbh 押出し成形された固体触媒及びその製造方法

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