WO2012132843A1 - ハニカム構造体 - Google Patents

ハニカム構造体 Download PDF

Info

Publication number
WO2012132843A1
WO2012132843A1 PCT/JP2012/056187 JP2012056187W WO2012132843A1 WO 2012132843 A1 WO2012132843 A1 WO 2012132843A1 JP 2012056187 W JP2012056187 W JP 2012056187W WO 2012132843 A1 WO2012132843 A1 WO 2012132843A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
honeycomb structure
aluminum
powder
source powder
mass
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/056187
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
靖治 小橋
哲朗 當間
健太郎 岩崎
Original Assignee
住友化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友化学株式会社 filed Critical 住友化学株式会社
Priority to US14/008,358 priority Critical patent/US20140065350A1/en
Priority to CN2012800156752A priority patent/CN103443053A/zh
Priority to MX2013011320A priority patent/MX2013011320A/es
Priority to EP12764509.1A priority patent/EP2703371A4/en
Priority to BR112013025019A priority patent/BR112013025019A2/pt
Priority to KR1020137026071A priority patent/KR20140009443A/ko
Publication of WO2012132843A1 publication Critical patent/WO2012132843A1/ja
Priority to ZA2013/07508A priority patent/ZA201307508B/en
Priority to US14/226,893 priority patent/US20140208706A1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • C04B38/0009—Honeycomb structures characterised by features relating to the cell walls, e.g. wall thickness or distribution of pores in the walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/2429—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the honeycomb walls or cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/24491—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/24492—Pore diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2474—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the walls along the length of the honeycomb
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2498—The honeycomb filter being defined by mathematical relationships
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/478—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on aluminium titanates
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6021—Extrusion moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149—Honeycomb-like

Definitions

  • the present invention relates to a honeycomb structure.
  • honeycomb structures are exhaust gas filters for purifying exhaust gas exhausted from internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines, catalyst carriers, filter filters used for filtering food and drink such as beer, and gas generated during petroleum refining It is used as a ceramic filter such as a selective transmission filter for selectively transmitting components (for example, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, oxygen).
  • a honeycomb structure has a plurality of substantially parallel flow paths partitioned by partition walls (for example, Patent Document 1 below).
  • Honeycomb structures are commercially available and are mounted on passenger cars and the like.
  • the honeycomb structure when the fluid containing the collected matter flows in from one end side of the honeycomb structure and flows out from the other end side, the collected matter is collected in the honeycomb structure. Therefore, it is difficult to sufficiently suppress the increase in pressure loss. Therefore, it is required for the honeycomb structure to reduce the pressure loss as compared with the conventional structure.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a honeycomb structure capable of reducing pressure loss.
  • the present inventors have found that the pressure loss in the honeycomb structure can be adjusted by adjusting specific parameters calculated based on the X-ray CT measurement results. Furthermore, the present inventor has found that the pressure loss can be sufficiently reduced when the parameter calculated based on the measurement result of the X-ray CT is in a specific range.
  • the honeycomb structure according to the present invention is a honeycomb structure having a plurality of substantially parallel flow paths partitioned by partition walls, and the resolution of the image in the partition wall image obtained by X-ray CT measurement.
  • X the number of communication holes detected when X is 1.5 ⁇ m / pixel is X and the number of communication holes detected when the resolution of the image is 2.5 ⁇ m / pixel is Y, / X is 0.58 or more.
  • the parameter Y / X obtained based on the partition wall image obtained by the X-ray CT measurement is 0.58 or more, so that the pressure loss can be reduced as compared with the conventional structure. It is easy, and even when the collected object is accumulated in the communication hole, the pressure loss can be reduced as compared with the conventional case.
  • the resolution of the partition image acquired by X-ray CT measurement is 1.5 ⁇ m / pixel
  • the resolution is higher than that when the resolution is 2.5 ⁇ m / pixel.
  • Easy to detect narrow communication holes when the resolution of the partition image acquired by X-ray CT measurement is 2.5 ⁇ m / pixel, the resolution is lower than that when the resolution is 1.5 ⁇ m / pixel. It is difficult to detect narrow communication holes. Therefore, when the resolution is 1.5 ⁇ m / pixel, it is possible to detect a relatively thin communication hole that is difficult to detect when the resolution is 2.5 ⁇ m / pixel.
  • the number X of communication holes obtained when the resolution is 1.5 ⁇ m / pixel is in addition to the number Y of relatively thick communication holes detected even when the resolution is 2.5 ⁇ m / pixel.
  • the resolution is 2.5 ⁇ m / pixel
  • the number of relatively thin communication holes that are difficult to detect is included. Therefore, Y / X indicates the existence ratio of relatively thick communication holes in the partition walls.
  • Y / X being 0.58 or more means that the existence ratio of relatively thick communicating holes is larger than when Y / X is less than 0.58.
  • the existence ratio of the relatively thick communication holes is large in this way, the fluid containing the collected material can easily pass through the communication holes and the collected material is collected. Accordingly, it is possible to suppress the fluid from becoming difficult to pass through the communication hole, and thus it is possible to reduce the pressure loss.
  • the porosity of the partition walls is preferably 30 to 70% by volume.
  • the average pore diameter of the partition walls is preferably 5 to 25 ⁇ m. In these cases, it becomes easy to improve the collection efficiency of the collection object while reducing the pressure loss.
  • the partition walls of the honeycomb structure according to the present invention preferably contain aluminum titanate. In this case, durability against the thermal stress of the honeycomb structure can be improved.
  • the content of aluminum magnesium titanate in the partition walls is 85 to 99% by mass
  • the content of aluminosilicate is 1 to 5% by mass
  • the content of aluminum oxide is 5% by mass. %
  • the content of titanium dioxide is preferably 5% by mass or less. In this case, durability against the thermal stress of the honeycomb structure can be improved.
  • the average thickness of the partition walls is preferably 0.1 to 0.5 mm. In this case, high collection efficiency and low pressure loss can be achieved to a higher degree.
  • the honeycomb structure In the honeycomb structure, one end of some of the plurality of channels and the other end of the remaining of the plurality of channels may be sealed.
  • the honeycomb structure is more preferably used as a particulate filter that achieves purification of exhaust gas by collecting fine particles (particulates) such as soot in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine. Can be used.
  • honeycomb structure of the present invention pressure loss can be reduced as compared with the conventional structure.
  • a honeycomb structure is suitably used as a ceramic filter such as an exhaust gas filter, a filtration filter or a selective transmission filter.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a honeycomb structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a drawing for explaining a method for measuring pressure loss and a method for measuring collection efficiency.
  • FIG. 4 is a diagram showing an image obtained by X-ray CT measurement.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a honeycomb structure according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG.
  • the honeycomb structure 100 is a cylindrical body having a plurality of flow paths 110 a and 110 b arranged substantially parallel to each other.
  • the flow paths 110 a and 110 b are partitioned by a partition wall 120 that extends substantially parallel to the central axis of the honeycomb structure 100.
  • One end of the flow path 110a constituting a part of the plurality of flow paths formed in the honeycomb structure 100 is sealed by the sealing portion 130 on the one end surface 100a of the honeycomb structure 100.
  • the end is open at the other end surface 100 b of the honeycomb structure 100.
  • one end of the flow path 110b constituting the remaining part of the plurality of flow paths formed in the honeycomb structure 100 is opened at one end face 100a, and the other end of the flow path 110b is sealed at the other end face 100b. Sealed by the portion 130.
  • one end of the channel 110b is opened as a gas inlet, and the other end of the channel 110a is opened as a gas outlet.
  • the channels 110a and the channels 110b are alternately arranged to form a lattice structure.
  • the plurality of flow paths 110a and 110b are perpendicular to both end faces of the honeycomb structure 100, and are arranged in a square shape when viewed from the end face, that is, the central axes of the flow paths 110a and 110b are respectively positioned at the apexes of the square.
  • the cross-sectional shape of the flow paths 110a and 110b is, for example, a square.
  • the length of the honeycomb structure 100 in the longitudinal direction of the flow paths 110a and 110b is, for example, 30 to 300 mm.
  • the outer diameter of the honeycomb structure 100 is, for example, 10 to 300 mm.
  • the inner diameter (the length of one side of the square) of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the flow paths 110a and 110b is, for example, 0.5 to 1.2 mm.
  • the average thickness (cell wall thickness) of the partition wall 120 is preferably 0.1 to 0.5 mm, more preferably 0.15 to 0.40 mm.
  • the “average thickness” of the partition walls 120 refers to the average value of the thicknesses of the partition walls 120 between the respective flow paths when ten pairs of adjacent flow paths are arbitrarily selected.
  • the porosity (open porosity) of the partition wall 120 is preferably 30% by volume or more, more preferably 35%, from the viewpoint that it becomes easy to improve the collection efficiency of the collection object while reducing the pressure loss. Volume% or more.
  • the porosity of the partition wall 120 is preferably 70% by volume or less, more preferably 60% by volume or less, from the viewpoint of easily improving the collection efficiency of the collection object while reducing the pressure loss. .
  • the average pore diameter (average pore diameter) of the partition wall 120 is preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 8 ⁇ m, from the viewpoint that it becomes easy to improve the collection efficiency of the collection object while reducing the pressure loss. That's it.
  • the average pore diameter of the partition wall 120 is preferably 25 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less, from the viewpoint that it becomes easy to improve the collection efficiency of the collection object while reducing the pressure loss.
  • the porosity is preferably 30 to 70% by volume and the average pore diameter is preferably 5 to 25 ⁇ m.
  • the porosity and average pore diameter of the partition wall 120 can be adjusted by the particle diameter of the raw material, the added amount of the pore forming agent, the kind of the pore forming agent, and the firing conditions, and can be measured by a mercury intrusion method.
  • the partition wall 120 is formed of a porous ceramic sintered body and has a structure that allows fluid (for example, gas) to pass therethrough. Specifically, as shown in FIG. 2, a large number of communication holes (flow channels) 122 through which fluid can pass are formed in the partition wall 120.
  • the communication hole 122 is formed by communicating a large number of pores with each other, and has a large-diameter pore 124 and a pore 126 connecting the large-diameter pores 124.
  • the pores 126 have relatively thick pores 126a and relatively thin pores 126b.
  • the number of communication holes 122 present in the partition wall 120 can be measured using X-ray CT measurement as follows. First, a measurement sample is cut out from the partition wall 120 of the honeycomb structure 100. Next, a three-dimensional image of the measurement sample is acquired by X-ray CT scan. Subsequently, the obtained three-dimensional image is subjected to three-dimensional quantitative analysis, and the three-dimensional image is divided into tomograms (tomographic planes) composed of a plurality of voxel units arranged in one direction. In each fault, pores existing in the fault are photographed.
  • tomograms tomographic planes
  • each voxel is sorted into a voxel with a large pore occupancy and a voxel with a small pore occupancy. Then, when voxels having a large occupancy ratio overlap with each other in adjacent faults, it is determined that the pores communicate with each other, and it is determined whether or not the pores photographed in the adjacent faults communicate with each other.
  • Such an operation is performed from the front surface to the back surface of the measurement sample, and pores determined to be communicated from the front surface to the back surface are determined as “communication holes”, and the number of communication holes is calculated.
  • Patent Document 2 can be referred to for such a measurement method of X-ray CT measurement and an image analysis method.
  • the three-dimensional quantitative analysis is performed when the resolution (scale) is high and low.
  • the resolution is high, it is easy to detect relatively thin communication holes together with relatively thick communication holes.
  • the number of communication holes obtained when the resolution is high tends to represent the sum of the number of relatively thick communication holes and the number of relatively thin communication holes.
  • the resolution is low, relatively thick communication holes are detected, but relatively thin communication holes are difficult to detect.
  • the number of communication holes obtained when the resolution is low does not easily include the number of relatively thin communication holes, and tends to represent the number of relatively thick communication holes. Therefore, the ratio of the number of communication holes obtained when the resolution is low to the number of communication holes obtained when the resolution is high represents the existence ratio of relatively thick communication holes.
  • the relatively thick communication hole means a communication hole having a large pore diameter that constitutes the communication hole 122 and is easily determined as a “communication hole” in the above three-dimensional quantitative analysis.
  • the hole means a communication hole in which the pore diameter of the communication hole 122 is small and is not easily determined as a “communication hole” in the above three-dimensional quantitative analysis.
  • the communication holes 122 that do not include relatively thin pores 126b are easily determined as “communication holes” in the three-dimensional quantitative analysis, and the communication holes 122 that include relatively thin pores 126b are “communication” in the three-dimensional quantitative analysis. It is difficult to be judged as “hole”.
  • 1.5 ⁇ m / pixel is adopted as a high resolution.
  • the resolution is 2.5 ⁇ m as a low resolution. / Pixel is adopted.
  • the parameter Y / X means the existence ratio of relatively thick communicating holes that can be detected at both resolutions of 1.5 ⁇ m / pixel and 2.5 ⁇ m / pixel.
  • Y / X is 0.58 or more, preferably 0.59 or more, and more preferably 0.60 or more.
  • the upper limit of Y / X is 1.00.
  • the numbers X and Y of the communicating holes can be adjusted by adjusting the particle diameter of the raw material, the added amount of the hole forming agent, two or more kinds of hole forming agents having different particle diameters, and the firing conditions. For example, the parameter Y / X tends to increase by increasing the amount of the pore-forming agent, selecting a pore-forming agent having a large particle size, or increasing the firing temperature.
  • a dimensional image Get a dimensional image.
  • three-dimensional quantitative analysis is performed under the conditions of 512 ⁇ 512 pixels, field size 0.8 mm ⁇ ⁇ 0.8 mmh, and resolution 1.5 ⁇ m / pixel, and the number X of communication holes is calculated.
  • the analysis conditions are changed, and a three-dimensional quantitative analysis is performed under the conditions of the number of pixels 307 ⁇ 307 pixels, the field size 0.8 mm ⁇ ⁇ 0.8 mmh, and the resolution 2.5 ⁇ m / pixel, and the number Y of communication holes is calculated. Then, the parameter Y / X is calculated based on the number of communication holes X and Y.
  • the method for calculating the parameter Y / X is not limited to the above.
  • a three-dimensional image is acquired by X-ray CT measurement at a resolution different from both the resolution of 1.5 ⁇ m / pixel and 2.5 ⁇ m / pixel.
  • a method of performing a three-dimensional quantitative analysis at resolutions of 1.5 ⁇ m / pixel and 2.5 ⁇ m / pixel may be employed.
  • a method of performing an X-ray CT measurement and acquiring an image may be employed for each three-dimensional quantitative analysis with a resolution of 1.5 ⁇ m / pixel and 2.5 ⁇ m / pixel.
  • the honeycomb structure 100 is suitable as a particulate filter for collecting fine particles such as soot contained in exhaust gas from an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine.
  • the particle diameter of the fine particles is preferably 1 nm to 1 ⁇ m, more preferably 1 nm to 0.3 ⁇ m.
  • the honeycomb structure 100 As shown in FIG. 2, after the gas G containing fine particles is supplied from the one end face 100a to the flow path 110b, the gas G passes through the communication hole 122 in the partition wall 120 and flows adjacently. It reaches the path 110a and is discharged from the other end face 100b. At this time, the particulate matter in the gas G is collected in the communication hole 122 and removed from the gas G, whereby the honeycomb structure 100 functions as a filter.
  • the honeycomb structure 100 When the honeycomb structure 100 is used as a filter for collecting the fine particles, once the fine particles are once deposited on the surface of the partition wall 120 or the inside of the partition wall 120 (in the communication hole 122), new particles are newly placed at the same position as the deposited fine particles. It is thought that the fine particles are deposited so as to be preferentially stacked. In this case, when the honeycomb structure 100 is regenerated and burned, a heat generation amount is large and thermal stress is concentrated in a portion where a large amount of fine particles are accumulated, and as a result, the partition wall 120 may be thermally damaged or melted. is there. For this reason, when the honeycomb structure 100 is used for a certain period of time, regeneration combustion is performed before a large amount of fine particles are deposited.
  • the partition walls 120 of the honeycomb structure 100 can be formed of various materials, but the partition walls 120 particularly preferably contain aluminum titanate.
  • the partition 120 contains porous ceramics mainly made of aluminum titanate-based crystals. “Mainly composed of an aluminum titanate-based crystal” means that the main crystal phase constituting the aluminum titanate-based ceramic fired body is an aluminum titanate-based crystal phase. , An aluminum titanate crystal phase, an aluminum magnesium titanate crystal phase, or the like.
  • the thermal shock resistance and mechanical strength of the honeycomb structure 100 can be further increased. For this reason, even when fine particles are regenerated and burned in a state where a large amount of fine particles are accumulated in the honeycomb structure 100, the honeycomb structure 100 is damaged by thermal shock caused by the heat generated at that time. Can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent the fine particles from being regenerated and burned each time a small amount of fine particles is deposited. That is, since it is not necessary to frequently regenerate and burn the honeycomb structure 100, the honeycomb structure 100 can be used continuously until a large amount of fine particles accumulate.
  • the honeycomb structure 100 is reused by regenerating combustion after continuously using the honeycomb structure 100 as a filter for a long period of time until the fine particles accumulate in the communication holes 122 and the pressure loss becomes a predetermined value or more. Can do. Thereby, the maintainability can be improved and the collection efficiency of the fine particles can be further improved.
  • the content of each component in the partition wall 120 is preferably adjusted as follows.
  • Aluminum magnesium titanate 85-99% by mass
  • Aluminosilicate 1-5% by mass
  • Aluminum oxide 5% by mass or less (0-5% by mass)
  • Titanium dioxide 5 mass% or less (0-5 mass%)
  • the composition of the partition walls 120 in the honeycomb structure 100 can be expressed by, for example, the composition formula: Al 2 (1-x) Mg x Ti (1 + x) O 5 , but the composition is not particularly limited.
  • the partition 120 may contain a trace component derived from raw materials or unavoidably included in the manufacturing process.
  • the value of x is preferably 0.03 or more, more preferably 0.03 to 0.15, and still more preferably 0.03 to 0.12.
  • the partition wall 120 in the honeycomb structure 100 may include a crystal pattern of alumina, titania or the like in addition to the crystal pattern of aluminum titanate or aluminum magnesium titanate.
  • the partition 120 in the honeycomb structure 100 may include a phase (crystal phase) other than the aluminum titanate-based crystal phase.
  • the phase (crystal phase) other than the aluminum titanate-based crystal phase include a phase derived from a raw material used for producing an aluminum titanate-based ceramic fired body. More specifically, the raw material-derived phase refers to an aluminum source powder, a titanium source powder, and / or a residual titanium titanate-based crystal phase when the honeycomb structure 100 is manufactured according to the manufacturing method described later. Or it is a phase derived from a magnesium source powder.
  • the partition wall 120 in the honeycomb structure 100 may include a glass phase derived from the silicon source powder.
  • the glass phase refers to an amorphous phase in which SiO 2 is the main component.
  • the glass phase content is preferably 5% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more.
  • a method for manufacturing a honeycomb structure usually includes the following steps (a), (b), and (c).
  • a raw material mixture containing ceramic powder and a hole forming agent is prepared.
  • the particle size of the raw material and the pore-forming agent in steps (a) to (c) are set so that Y / X is 0.58 or more in the honeycomb structure obtained in step (c). The addition amount, the type of pore forming agent, and the firing conditions are adjusted.
  • the ceramic powder and the hole forming agent are mixed and then kneaded to prepare a raw material mixture.
  • various additives may be mixed in the raw material mixture.
  • the additive is, for example, a binder, a plasticizer, a dispersant, or a solvent.
  • the ceramic powder includes at least an aluminum source powder and a titanium source powder, and may further include a magnesium source powder, a silicon source powder, and the like.
  • the aluminum source powder is a powder of a compound serving as an aluminum component constituting the honeycomb structure.
  • the aluminum source powder include alumina (aluminum oxide) powder.
  • the crystal type of alumina include ⁇ -type, ⁇ -type, ⁇ -type, and ⁇ -type, and may be indefinite (amorphous).
  • the crystal type of alumina is preferably ⁇ type.
  • the aluminum source powder may be a powder of a compound that is led to alumina by firing alone in air.
  • a compound that is led to alumina by firing alone in air.
  • examples of such a compound include an aluminum salt, aluminum alkoxide, aluminum hydroxide, metal aluminum and the like.
  • the aluminum salt may be an aluminum inorganic salt with an inorganic acid or an aluminum organic salt with an organic acid.
  • the aluminum inorganic salt include aluminum nitrates such as aluminum nitrate and ammonium aluminum nitrate; aluminum carbonates such as ammonium carbonate aluminum and the like.
  • the aluminum organic salt include aluminum oxalate, aluminum acetate, aluminum stearate, aluminum lactate, and aluminum laurate.
  • aluminum alkoxide examples include, for example, aluminum isopropoxide, aluminum ethoxide, aluminum sec-butoxide, aluminum tert-butoxide and the like.
  • Examples of the aluminum hydroxide crystal type include a gibbsite type, a bayerite type, a norosotrandite type, a boehmite type, and a pseudo-boehmite type, and may be amorphous (amorphous).
  • Examples of amorphous aluminum hydroxide include an aluminum hydrolyzate obtained by hydrolyzing an aqueous solution of a water-soluble aluminum compound such as an aluminum salt or an aluminum alkoxide.
  • the aluminum source powder may be one type or two or more types.
  • the aluminum source powder may contain trace components that are derived from the raw materials or inevitably contained in the production process.
  • the aluminum source powder is preferably alumina powder, more preferably ⁇ -type alumina powder.
  • the particle size (center particle size, D50) equivalent to a volume-based cumulative percentage of 50% measured by a laser diffraction method is preferably 20 to 60 ⁇ m.
  • D50 of the aluminum source powder is more preferably 25 to 60 ⁇ m.
  • Titanium source powder is a powder of a compound serving as a titanium component constituting the honeycomb structure, for example, a titanium oxide powder.
  • Titanium oxide is, for example, titanium (IV) oxide, titanium (III) oxide, or titanium (II) oxide, and preferably titanium (IV) oxide.
  • the crystal forms of titanium (IV) oxide are anatase, rutile, and brookite.
  • the titanium oxide may be amorphous (amorphous).
  • the titanium oxide is more preferably anatase type or rutile type titanium (IV) oxide.
  • the titanium source powder may be a powder of a compound that is led to titania (titanium oxide) by firing alone in the air.
  • titania titanium oxide
  • titanium salt titanium alkoxide, titanium hydroxide, titanium nitride, titanium sulfide, titanium It is a metal.
  • titanium salt examples include titanium trichloride, titanium tetrachloride, titanium (IV) sulfide, titanium sulfide (VI), and titanium sulfate (IV).
  • Titanium alkoxides include, for example, titanium (IV) ethoxide, titanium (IV) methoxide, titanium (IV) t-butoxide, titanium (IV) isobutoxide, titanium (IV) n-propoxide, titanium (IV) tetraisopropoxide, And these chelating products.
  • the titanium source powder may be one type or two or more types.
  • the titanium source powder may contain a trace component derived from the raw material or unavoidably contained in the production process.
  • the titanium source powder is preferably a titanium oxide powder, more preferably a titanium (IV) oxide powder.
  • the volume-based cumulative particle diameter (D50) measured by laser diffraction method is preferably 0.1 to 25 ⁇ m.
  • the D50 of the titanium source powder is more preferably 1 to 20 ⁇ m in order to achieve a sufficiently low firing shrinkage rate.
  • the titanium source powder may show a bimodal particle size distribution.
  • the particle size of the particles forming the peak having the larger particle size measured by the laser diffraction method is preferably 20 to 50 ⁇ m.
  • the mode diameter of the titanium source powder measured by the laser diffraction method is usually 0.1 to 60 ⁇ m.
  • the molar ratio of the aluminum source powder in terms of Al 2 O 3 (alumina) and the titanium source powder in terms of TiO 2 (titania) in the raw material mixture is preferably 35:65 to 45 : 55, more preferably 40:60 to 45:55.
  • titanium source powder excessively with respect to the aluminum source powder, it becomes possible to more effectively reduce the firing shrinkage rate of the molded body of the raw material mixture.
  • the raw material mixture used for manufacturing the honeycomb structure can contain a magnesium source powder.
  • the obtained aluminum titanate ceramic fired body is a fired body containing aluminum magnesium titanate crystals.
  • the magnesium source powder is not only magnesia (magnesium oxide) powder but also a powder of a compound introduced into magnesia by firing alone in air. Such compounds are, for example, magnesium salts, magnesium alkoxides, magnesium hydroxide, magnesium nitride, and metallic magnesium.
  • Magnesium salts include, for example, magnesium chloride, magnesium perchlorate, magnesium phosphate, magnesium pyrophosphate, magnesium oxalate, magnesium nitrate, magnesium carbonate, magnesium acetate, magnesium sulfate, magnesium citrate, magnesium lactate, magnesium stearate, magnesium salicylate , Magnesium myristate, magnesium gluconate, magnesium dimethacrylate, and magnesium benzoate.
  • magnesium alkoxide examples include magnesium methoxide and magnesium ethoxide.
  • the magnesium source powder a powder of a compound serving both as a magnesium source and an aluminum source can be used.
  • a compound is, for example, magnesia spinel (MgAl 2 O 4 ).
  • the magnesium source powder When using a powder of a compound that serves as both a magnesium source and an aluminum source as the magnesium source powder, it is included in the amount of Al 2 O 3 (alumina) equivalent of the aluminum source powder and a compound powder that serves as both the magnesium source and the aluminum source.
  • the molar ratio between the total amount of Al 2 O 3 (alumina) equivalent of the Al component and the amount of TiO 2 (titania) equivalent of the titanium source powder is adjusted to be within the above range in the raw material mixture.
  • the magnesium source powder may be one type or two or more types.
  • the magnesium source powder may contain trace components that are derived from the raw materials or inevitably contained in the production process.
  • the particle size (D50) equivalent to a volume-based cumulative percentage of 50% as measured by a laser diffraction method is preferably 0.5 to 30 ⁇ m.
  • the D50 of the magnesium source powder is more preferably 3 to 20 ⁇ m from the viewpoint of reducing the firing shrinkage of the molded body.
  • the content of magnesium source powder in terms of MgO (magnesia) in the raw material mixture is based on the total amount of aluminum source powder in terms of Al 2 O 3 (alumina) and titanium source powder in terms of TiO 2 (titania).
  • the molar ratio is preferably 0.03 to 0.15, more preferably 0.03 to 0.12.
  • the raw material mixture may further contain a silicon source powder.
  • the silicon source powder is a powder of a compound that becomes a silicon component and is contained in the aluminum titanate ceramic fired body. By using the silicon source powder in combination, a heat-resistant aluminum titanate ceramic fired body is obtained. Is possible.
  • the silicon source powder is, for example, a powder of silicon oxide (silica) such as silicon dioxide or silicon monoxide.
  • the silicon source powder may be a powder of a compound led to silica by firing alone in air.
  • Such compounds are, for example, silicic acid, silicon carbide, silicon nitride, silicon sulfide, silicon tetrachloride, silicon acetate, sodium silicate, sodium orthosilicate, feldspar, glass frit, preferably feldspar, glass frit, industrial Glass frit is more preferable because it is easily available and has a stable composition.
  • Glass frit refers to flakes or powdery glass obtained by pulverizing glass. It is also preferable to use a powder made of a mixture of feldspar and glass frit as the silicon source powder.
  • the yield point of the glass frit is 600 ° C. or higher from the viewpoint of further improving the thermal decomposition resistance of the obtained aluminum titanate ceramic fired body.
  • the yield point of the glass frit is determined by measuring the expansion of the glass frit from a low temperature using a thermomechanical analyzer (TMA: Thermo Mechanical Analysis). It is defined as
  • a general silicate glass containing silicate [SiO 2 ] as a main component (50 mass% or more in all components) can be used.
  • the glass constituting the glass frit includes, as other components, alumina [Al 2 O 3 ], sodium oxide [Na 2 O], potassium oxide [K 2 O], calcium oxide [ CaO], magnesia [MgO] and the like may be included.
  • the glass constituting the glass frit may contain ZrO 2 in order to improve the hot water resistance of the glass itself.
  • the silicon source powder may be one type or two or more types.
  • the silicon source powder may contain a trace component derived from the raw material or inevitably contained in the production process.
  • the particle size (D50) equivalent to a 50% cumulative percentage on a volume basis measured by a laser diffraction method is preferably 0.5 to 30 ⁇ m.
  • the D50 of the silicon source powder is more preferably 1 to 20 ⁇ m in order to obtain a fired body having higher mechanical strength by further improving the filling factor of the molded body.
  • the content of the silicon source powder in the raw material mixture is the sum of the aluminum source powder in terms of Al 2 O 3 (alumina) and the titanium source powder in terms of TiO 2 (titania).
  • the amount is usually 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.1 to 5 parts by mass in terms of SiO 2 (silica) with respect to 100 parts by mass.
  • a compound containing two or more metal elements among titanium, aluminum, silicon and magnesium as a composite oxide such as magnesia spinel (MgAl 2 O 4 ) is used as a raw material powder.
  • a compound containing two or more metal elements among titanium, aluminum, silicon and magnesium as a composite oxide such as magnesia spinel (MgAl 2 O 4 ) is used.
  • MgAl 2 O 4 magnesia spinel
  • Such a compound can be considered to be the same as the raw material in which the respective metal source compounds are mixed. Based on such an idea, the content of the aluminum source, the titanium source, the magnesium source and the silicon source in the raw material mixture is adjusted within the above range.
  • the raw material mixture may contain aluminum titanate or aluminum magnesium titanate.
  • the aluminum magnesium titanate corresponds to a raw material mixture having a titanium source, an aluminum source, and a magnesium source.
  • Aluminum titanate or aluminum magnesium titanate may be prepared from a honeycomb structure obtained by the present production method.
  • a powder obtained by pulverizing the damaged honeycomb structure or fragments thereof can be used.
  • the powder obtained by pulverization can be aluminum magnesium titanate powder.
  • pore-forming agent those formed by a material that disappears at or below the firing temperature at which the molded body is fired in step (c) can be used.
  • the hole forming agent disappears due to combustion or the like.
  • a space is created at the location where the pore-forming agent was present, and the ceramic powder positioned between the spaces shrinks during firing, thereby providing a communication hole through which the fluid can flow.
  • the following first hole forming agent (hereinafter referred to as “hole forming agent A”) can be used to form predetermined communication holes.
  • the pore-forming agent A is, for example, corn starch, barley starch, wheat starch, tapioca starch, bean starch, rice starch, pea starch, coral starch, or canna starch.
  • the DA 50 of the pore forming agent A is preferably 5 to 25 ⁇ m, more preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • the DA 10 of the pore-forming agent A is preferably 1 to 15 ⁇ m, more preferably 5 to 10 ⁇ m.
  • the DA 90 of the pore forming agent A is preferably 25 to 40 ⁇ m, more preferably 25 to 30 ⁇ m.
  • DA 10 , DA 50 , and DA 90 are each 10% of the cumulative mass ratio obtained by integrating the masses of the particle size distribution measured by the laser diffraction method from the small particle size to the large particle size, The particle diameter is 50% or 90%.
  • the content of the pore forming agent A in the raw material mixture is preferably 1 to 25 parts by mass, more preferably 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder.
  • the content of the pore-forming agent A is within this range, it becomes easy to prevent the leakage of collected substances (for example, fine particles) while keeping the initial pressure loss low.
  • the content of the pore forming agent A is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder, the pores formed in the partition wall 120 are reduced, and the pressure loss tends to increase.
  • the content of the pore-forming agent A is more than 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder, the ratio of pores formed in the partition wall 120 becomes too large, and the leakage of the collected matter is likely to occur. Tend.
  • the hole forming agent A can be used in combination with a hole forming agent such as a second hole forming agent (hereinafter referred to as “hole forming agent B”) shown below.
  • the particle diameter of the pore forming agent B is preferably larger than the particle diameter of the pore forming agent A.
  • the pore-forming agent B is preferably potato starch (potato starch).
  • the DB 50 of the pore forming agent B is preferably 30 to 50 ⁇ m, more preferably 35 to 45 ⁇ m.
  • the DB 10 of the pore forming agent B is preferably 10 to 30 ⁇ m, more preferably 15 to 25 ⁇ m.
  • the DB 90 of the pore forming agent B is preferably 50 to 100 ⁇ m, more preferably 60 to 80 ⁇ m. Note that DB 10 , DB 50 , and DB 90 have a cumulative mass ratio of 10% for each particle size distribution measured by a laser diffraction method, from particles having a small particle size to particles having a large particle size, The particle diameter is 50% or 90%.
  • the average pore diameter can be increased.
  • the content of the pore forming agent B in the raw material mixture is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder.
  • an organic component such as a binder, a plasticizer, a dispersant, and a solvent may be blended in the raw material mixture in addition to the ceramic powder and the hole forming agent described above.
  • the binder is, for example, celluloses such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose; alcohols such as polyvinyl alcohol; salts such as lignin sulfonate; waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax.
  • the content of the binder in the raw material mixture is usually 20 parts by mass or less, preferably 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the aluminum source powder, titanium source powder, magnesium source powder and silicon source powder. .
  • plasticizer examples include alcohols such as glycerin; higher fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, alginic acid, oleic acid, and stearic acid; stearic acid metal salts such as Al stearate, and polyoxyalkylene alkyl ethers.
  • the content of the plasticizer in the raw material mixture is usually 0 to 10 parts by mass, preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the aluminum source powder, titanium source powder, magnesium source powder and silicon source powder. Part.
  • the dispersant examples include inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid; organic acids such as oxalic acid, citric acid, acetic acid, malic acid, and lactic acid; alcohols such as methanol, ethanol, and propanol; interfaces such as ammonium polycarboxylate It is an activator.
  • the content of the dispersant in the raw material mixture is usually 0 to 20 parts by mass, preferably 2 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the aluminum source powder, titanium source powder, magnesium source powder and silicon source powder. Part.
  • the solvent is usually water, and is preferably ion-exchanged water from the viewpoint of few impurities.
  • the content of the solvent in the raw material mixture is usually 10 to 100 parts by mass, preferably 20 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the aluminum source powder, titanium source powder, magnesium source powder and silicon source powder. .
  • a ceramic molded body having a predetermined shape having a honeycomb structure is obtained.
  • a so-called extrusion molding method in which the raw material mixture is extruded from a die while being kneaded by a single screw extruder can be employed.
  • the molded body extruded from the die may seal one end of each flow path (through hole).
  • the honeycomb structure 100 can be obtained.
  • the flow channel to be sealed may be filled with a mixture similar to the raw material mixture.
  • a plasticizer is added as an additive to the raw material mixture, most of the plasticizers can also function as a lubricant to reduce friction between the raw material mixture and the die when the raw material mixture is extruded from the die.
  • each plasticizer described above can function as a lubricant.
  • degreasing for removing a hole forming agent or the like contained in the molded body (in the raw material mixture) may be performed before firing the molded body. Degreasing is performed in an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1% or less.
  • % used as a unit of oxygen concentration means “volume%”.
  • an atmosphere examples include an inert gas atmosphere such as nitrogen gas and argon gas, a reducing gas atmosphere such as carbon monoxide gas and hydrogen gas, and a vacuum.
  • firing may be performed in an atmosphere with a low water vapor partial pressure, or steaming with charcoal may reduce the oxygen concentration.
  • the maximum temperature for degreasing is preferably 700 to 1100 ° C, more preferably 800 to 1000 ° C.
  • the maximum degreasing temperature is preferably 700 to 1100 ° C, more preferably 800 to 1000 ° C.
  • Degreasing is used for normal firing of tubular electric furnace, box-type electric furnace, tunnel furnace, far-infrared furnace, microwave heating furnace, shaft furnace, reflection furnace, rotary furnace, roller hearth furnace, gas combustion furnace, etc. A similar furnace is used. Degreasing may be performed batchwise or continuously. Moreover, degreasing may be performed by a stationary method or a fluid method.
  • the time required for degreasing may be a time sufficient for a part of the organic component contained in the ceramic molded body to disappear, and preferably 90 to 99% by mass of the organic component contained in the ceramic molded body. It is time to disappear. Specifically, although it varies depending on the amount of the raw material mixture, the type of furnace used for degreasing, temperature conditions, atmosphere, etc., the time for keeping at the maximum temperature is usually 1 minute to 10 hours, preferably 1 to 7 hours. is there.
  • the ceramic molded body is fired after the above degreasing.
  • the firing temperature is usually 1300 ° C. or higher, preferably 1400 ° C. or higher.
  • a calcination temperature is 1650 degrees C or less normally, Preferably it is 1550 degrees C or less.
  • the rate of temperature increase up to the firing temperature is not particularly limited, but is usually 1 to 500 ° C./hour.
  • the silicon source powder it is preferable to provide a step of holding at a temperature range of 1100 to 1300 ° C. for 3 hours or more before the firing step. Thereby, melting and diffusion of the silicon source powder can be promoted.
  • Calcination is preferably performed in an atmosphere having an oxygen concentration of 1 to 6%.
  • oxygen concentration is preferably 1% or more because carbide (soot) derived from organic components does not remain in the obtained aluminum titanate-based ceramic fired body.
  • the aluminum source powder, titanium source powder, magnesium source powder and silicon source powder it may be fired in an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, or carbon monoxide You may bake in reducing gas, such as gas and hydrogen gas. Further, the firing may be performed in an atmosphere in which the water vapor partial pressure is lowered.
  • an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, or carbon monoxide
  • reducing gas such as gas and hydrogen gas.
  • Firing is usually performed using conventional equipment such as a tubular electric furnace, box-type electric furnace, tunnel furnace, far-infrared furnace, microwave heating furnace, shaft furnace, reflection furnace, rotary furnace, roller hearth furnace, gas combustion furnace, etc. Done. Firing may be performed batchwise or continuously. Moreover, baking may be performed by a stationary type or may be performed by a fluid type.
  • the firing time may be a time sufficient for the ceramic molded body to transition to the aluminum titanate-based crystal, and varies depending on the amount of raw material, type of firing furnace, firing temperature, firing atmosphere, etc., but usually 10 minutes to 24 hours.
  • the honeycomb structure which is an aluminum titanate ceramic fired body can be obtained by sequentially performing the above steps.
  • the honeycomb structure has a shape in which the shape of the formed body immediately after forming is substantially maintained, but can be processed into a desired shape by performing a grinding process or the like after firing.
  • Example 1 The following were used as the raw material powder.
  • Aluminum source powder Aluminum oxide powder ( ⁇ -alumina powder) having a center particle size (D50) of 29 ⁇ m: 38.48 parts by mass
  • Titanium source powder Titanium oxide powder having a D50 of 1.0 ⁇ m (rutile crystal) : 41.18 parts by mass
  • Magnesium source powder Magnesium oxide powder with D50 of 3.4 ⁇ m: 2.75 parts by mass
  • Pore-forming agent wheat flour starch powder
  • Pore-forming agent potato starch powder
  • volume-based cumulative percentage 50% equivalent particle diameter (D50) in the raw material powder was measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac HRA (X-100)).
  • the content rate of the silicon source powder in the total amount of an aluminum source powder, a titanium source powder, a magnesium source powder, and a silicon source powder was 4.0 mass%.
  • a mixture composed of an aluminum source powder, a titanium source powder, a magnesium source powder, a silicon source powder, and a pore-forming agent 5.49 parts by mass of methyl cellulose and 2.methylhydroxycellulose as a binder with respect to 100 parts by mass of the mixture. 35 parts by mass, and 0.40 part by mass of glycerin and 4.64 parts by mass of polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether as a lubricant were added. Furthermore, after adding 29.03 parts by mass of water as a dispersion medium, extrusion molding was performed using a kneading extruder to form a honeycomb-shaped ceramic molded body (cell density 300 cpsi, cell wall thickness 0.3 mm).
  • the molded body was a cylindrical body having a diameter of 25 mm and a height of 50 mm, and was formed so as to have a large number of flow paths (cross-sectional shape: square, cross-sectional inner diameter: 0.6 mm) in the height direction.
  • Calcination including a calcination (degreasing) step for removing the binder was performed on the formed body in an air atmosphere to obtain a honeycomb-shaped porous fired body (honeycomb structure).
  • the maximum temperature during firing was 1500 ° C., and the holding time at the maximum temperature was 5 hours.
  • the obtained honeycomb structure was crushed in a mortar to obtain a powder, and then the diffraction spectrum of the obtained powder was measured by a powder X-ray diffraction method. This powder showed a crystal peak of aluminum magnesium titanate. Indicated.
  • Example 2 A honeycomb structure was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the amount of wheat starch powder (pore forming agent) was changed to 16 parts by mass and the amount of potato starch powder (pore forming agent) was changed to 0 part by mass.
  • the diffraction spectrum was measured by a powder X-ray diffraction method in the same manner as in Example 1, the powder showed a crystal peak of aluminum magnesium titanate.
  • AT conversion rate (%) I AT / (I T + I AT ) ⁇ 100 (1)
  • the porosity of the porous body was determined from the obtained cumulative pore volume Vtotal by the following formula (2).
  • Porosity (%) 100 ⁇ (1-1 / (1 + V total ⁇ D)) (2)
  • D in Formula (2) represents the density (g / cm ⁇ 3 >) of the ceramic body, and calculated the porosity by setting the density of general aluminum titanate to 3.7 g / cm ⁇ 3 > as D.
  • a three-dimensional image obtained by X-ray CT measurement is subjected to three-dimensional quantitative analysis under the conditions of a pixel number of 512 ⁇ 512 pixels, a visual field size of 0.8 mm ⁇ ⁇ 0.8 mmh, and a resolution of 1.5 ⁇ m / pixel. Book).
  • the number of communication holes is determined by three-dimensional quantitative analysis of a three-dimensional image acquired by X-ray CT measurement under the conditions of a pixel number of 307 ⁇ 307 pixels, a field size of 0.8 mm ⁇ ⁇ 0.8 mmh, and a resolution of 2.5 ⁇ m / pixel.
  • Y (book) was calculated.
  • FIG. 3A A hollow piece (see FIG. 3A) used for pressure loss measurement was cut out from the honeycomb structure.
  • the hollow piece was a columnar hollow piece having a cross-shaped cross section. That is, a hollow piece was cut into a shape including one cell included in the honeycomb structure and cell walls surrounding four sides of the cell (that is, cell walls partitioning adjacent cells).
  • the hollow piece has a through hole (cell) penetrating the hollow piece in the length direction of the hollow piece.
  • the thickness of the cell wall was 0.2 to 0.4 mm, and the cross-sectional shape of the through hole was a square of 0.5 to 0.7 mm in length and width.
  • the length of the hollow piece was 30 to 45 mm.
  • measuring method In the collection efficiency measurement, first, one open end of the through hole of the hollow piece was sealed with an epoxy resin to produce a test piece having a flow path inside. Next, as shown in FIG. 3 (b), after placing the test piece in the plastic case, the open end of the flow path in the test piece is made of a carbon generator (DNP-2000 PALAS; carbon particle (soot)). The average particle size was 60 nm) and a leakage test was performed. 180 minutes after carbon particles generated from the carbon generator began to pass through the flow path of the test piece using a diluter (MD-19-1E, manufactured by Matter) and a measuring instrument (EEPS-3000, manufactured by TSI). The number concentration of carbon particles after 2 seconds was measured. In addition, it has shown that the collection performance as a particulate filter is so high that the number density
  • a gradient G calculated as follows was used. First, the gas flow rate u (ms ⁇ 1 ) passing through the cell wall at each flow rate was calculated from the dimensional area. Next, after plotting the differential pressure value ⁇ P / u against the gas flow rate u to obtain a straight line, the gradient G (kPa / (ms ⁇ 1 )) of the obtained straight line was calculated. That is, the lower the value of the gradient G, the lower the pressure loss before and after the test piece, and the higher the filter performance.
  • Table 1 shows the measurement results of pore distribution, X-ray CT, collection efficiency, and pressure loss.
  • FIG. 4 shows an image obtained by X-ray CT measurement. 4A is an image of the test piece of Example 1, FIG. 4B is an image of the test piece of Example 2, and FIG. 4C is an image of the test piece of Comparative Example 1. It is.
  • the honeycomb structure according to the present invention can be used as a filter for purifying exhaust gas exhausted from an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine. Moreover, the honeycomb structure according to the present invention can also be used in an aftertreatment device for exhaust gas discharged from an incinerator, an oil refining facility, an external combustion engine, or the like.
  • 100 honeycomb structure, 110a, 110b ... flow path, 120 ... partition wall, 122 ... communication hole.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

　ハニカム構造体１００は、隔壁１２０により仕切られた互いに略平行な複数の流路１１０ａ，１１０ｂを有しており、ハニカム構造体１００の一端面１００ａにおいて流路１１０ａの一端が封口部１３０により封口されており、ハニカム構造体１００の他端面１００ｂにおいて流路１１０ｂの一端が封口部１３０により封口されており、Ｘ線ＣＴ測定により取得される隔壁１２０の画像において、当該画像の解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＸとし、前記画像の解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＹとしたときに、Ｙ／Ｘが０．５８以上である。

Description

ハニカム構造体
　本発明は、ハニカム構造体に関する。
　現在、ハニカム構造体は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から排気される排気ガスを浄化するための排ガスフィルタ、触媒担体、ビール等の飲食物の濾過に用いる濾過フィルタ、石油精製時に生じるガス成分（例えば一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、酸素）を選択的に透過させるための選択透過フィルタなどのセラミックスフィルタとして用いられている。このようなハニカム構造体は、隔壁により仕切られた互いに略平行な複数の流路を有している（例えば、下記特許文献１）。ハニカム構造体は市販され、乗用車等に装着されている。
特開２００５－２７０７５５号公報 特開２０１０－１３８７７０号公報
　しかしながら、従来のハニカム構造体では、被捕集物を含む流体が当該ハニカム構造体の一端側から流入して他端側から流出する場合において、ハニカム構造体に被捕集物が捕集されるに伴い圧力損失が増加することを充分に抑制することが困難である。そのため、ハニカム構造体に対しては、従来に比して圧力損失を低減することが求められている。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、圧力損失を低減する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。
　本発明者は鋭意検討した結果、Ｘ線ＣＴの測定結果に基づき算出される特定のパラメータを調整することでハニカム構造体における圧力損失を調整可能であることを見出した。さらに、本発明者は、Ｘ線ＣＴの測定結果に基づき算出される上記パラメータが特定の範囲である場合に、圧力損失を充分に低減することができることを見出した。
　すなわち、本発明に係るハニカム構造体は、隔壁により仕切られた互いに略平行な複数の流路を有するハニカム構造体であって、Ｘ線ＣＴ測定により取得される隔壁の画像において、当該画像の解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＸとし、前記画像の解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＹとしたときに、Ｙ／Ｘが０．５８以上である。
　本発明に係るハニカム構造体では、Ｘ線ＣＴ測定により取得される隔壁の画像に基づき得られるパラメータＹ／Ｘが０．５８以上であることにより、従来に比して圧力損失を低減することが容易であり、被捕集物が連通孔内に堆積した場合においても、従来に比して圧力損失を低減することができる。
　本発明において上記効果が得られる原因は詳細には不明であるが、本発明者は以下のように推察している。但し、原因が以下の内容に限定されるものではない。
　すなわち、Ｘ線ＣＴ測定により取得される隔壁の画像の解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合には、解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に比して解像度が高いことから、相対的に細い連通孔を検出し易い。一方、Ｘ線ＣＴ測定により取得される隔壁の画像の解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合には、解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に比して解像度が低いことから、相対的に細い連通孔を検出し難い。そのため、解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合には、解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合では検出され難い相対的に細い連通孔を検出することができる。そして、解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に得られる連通孔の数Ｘは、解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合においても検出される相対的に太い連通孔の数Ｙに加えて、解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合では検出され難い相対的に細い連通孔の数を含むこととなる。したがって、Ｙ／Ｘは、隔壁における相対的に太い連通孔の存在比率を示すこととなる。
　本発明においてＹ／Ｘが０．５８以上であるとは、Ｙ／Ｘが０．５８未満である場合に比して、相対的に太い連通孔の存在比率が大きいことを意味している。相対的に太い連通孔の存在比率がこのように大きい場合には、被捕集物を含む流体が連通孔を容易に通過することが可能であると共に、被捕集物が捕集されるに伴い流体が連通孔を通過し難くなることを抑制可能であるため、圧力損失を低減することができる。
　隔壁の気孔率は、３０～７０体積％であることが好ましい。隔壁の平均気孔径は、５～２５μｍであることが好ましい。これらの場合、圧力損失を低減しつつ被捕集物の捕集効率を向上させることが容易となる。
　本発明に係るハニカム構造体の隔壁は、チタン酸アルミニウムを含有することが好ましい。この場合、ハニカム構造体の熱応力に対する耐久性を向上させることができる。
　本発明に係るハニカム構造体では、隔壁におけるチタン酸アルミニウムマグネシウムの含有量が８５～９９質量％であり、アルミノケイ酸塩の含有量が１～５質量％であり、酸化アルミニウムの含有量が５質量％以下であり、二酸化チタンの含有量が５質量％以下であることが好ましい。この場合、ハニカム構造体の熱応力に対する耐久性を向上させることができる。
　隔壁の平均厚みは、０．１～０．５ｍｍであることが好ましい。この場合、高い捕集効率と低い圧力損失とを更に高度に達成できる。
　ハニカム構造体における複数の流路のうちの一部の一端及び複数の流路のうちの残部の他端は、封口されていてもよい。この場合、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中のすす等の微粒子（パティキュレート）を捕集することによって排ガスの浄化を達成するパティキュレートフィルタとしてハニカム構造体を更に好適に使用することができる。
　本発明に係るハニカム構造体によれば、従来に比して圧力損失を低減することができる。このようなハニカム構造体は、排ガスフィルタ、濾過フィルタ又は選択透過フィルタ等のセラミックスフィルタとして好適に用いられる。
図１は、本発明の一実施形態に係るハニカム構造体を示す斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ矢視図である。 図３は、圧力損失の測定方法及び捕集効率の測定方法を説明するための図面である。 図４は、Ｘ線ＣＴ測定により得られた画像を示す図面である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。なお、寸法の比率は図面に示すものに限定されない。
＜ハニカム構造体＞
　図１は、本実施形態に係るハニカム構造体を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ矢視図である。ハニカム構造体１００は、図１，２に示すように、互いに略平行に配置された複数の流路１１０ａ，１１０ｂを有する円柱体である。流路１１０ａ，１１０ｂは、ハニカム構造体１００の中心軸に略平行に伸びる隔壁１２０により仕切られている。ハニカム構造体１００に形成された複数の流路のうちの一部を構成する流路１１０ａの一端は、ハニカム構造体１００の一端面１００ａにおいて封口部１３０により封口されており、流路１１０ａの他端は、ハニカム構造体１００の他端面１００ｂにおいて開口している。一方、ハニカム構造体１００に形成された複数の流路のうちの残部を構成する流路１１０ｂの一端は、一端面１００ａにおいて開口しており、流路１１０ｂの他端は、他端面１００ｂにおいて封口部１３０により封口されている。ハニカム構造体１００において、流路１１０ｂの一端はガス流入口として開口しており、流路１１０ａの他端はガス流出口として開口している。
　ハニカム構造体１００では、流路１１０ａと流路１１０ｂとが交互に配置されて格子構造が形成されている。複数の流路１１０ａ，１１０ｂは、ハニカム構造体１００の両端面に垂直であり、端面から見て正方形配置、すなわち、流路１１０ａ，１１０ｂの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。流路１１０ａ，１１０ｂの断面形状は、例えば正方形である。
　流路１１０ａ，１１０ｂの長手方向におけるハニカム構造体１００の長さは、例えば３０～３００ｍｍである。ハニカム構造体１００が円柱体である場合、ハニカム構造体１００の外径は、例えば１０～３００ｍｍである。また、流路１１０ａ，１１０ｂの長手方向に垂直な断面の内径（正方形の一辺の長さ）は、例えば０．５～１．２ｍｍである。
　隔壁１２０の平均厚み（セル壁厚）は、好ましくは０．１～０．５ｍｍであり、より好ましくは０．１５～０．４０ｍｍである。隔壁１２０の平均厚みが０．１ｍｍ未満であると、隔壁１２０内の連通孔が短く、被捕集物の捕集効率が充分に向上し難くなる傾向があると共に、ハニカム構造体１００の強度が低下する傾向がある。隔壁１２０の平均厚みが０．５ｍｍを超えると、隔壁１２０内の連通孔が長くなり、圧力損失を低減し難くなる傾向がある。なお、隔壁１２０の「平均厚み」とは、隣接する一対の流路を任意に１０箇所選択した場合における、それぞれの流路間における隔壁１２０の厚みの平均値をいう。
　隔壁１２０の気孔率（開気孔率）は、圧力損失を低減しつつ被捕集物の捕集効率を向上させることが容易となる観点から、好ましくは３０体積％以上であり、より好ましくは３５体積％以上である。隔壁１２０の気孔率は、圧力損失を低減しつつ被捕集物の捕集効率を向上させることが容易となる観点から、好ましくは７０体積％以下であり、より好ましくは６０体積％以下である。隔壁１２０の平均気孔径（平均細孔直径）は、圧力損失を低減しつつ被捕集物の捕集効率を向上させることが容易となる観点から、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは８μｍ以上である。隔壁１２０の平均気孔径は、圧力損失を低減しつつ被捕集物の捕集効率を向上させることが容易となる観点から、好ましくは２５μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以下である。特に、気孔率が３０～７０体積％であり且つ平均気孔径が５～２５μｍであることが好ましい。隔壁１２０の気孔率及び平均気孔径は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
　隔壁１２０は、多孔質セラミックス焼結体によって形成されており、流体（例えば気体）が透過できるような構造を有している。具体的には、図２に示すように、流体が通過し得る多数の連通孔（流通経路）１２２が隔壁１２０内に形成されている。連通孔１２２は、多数の気孔が互いに連通して形成されており、大径気孔１２４と、大径気孔１２４間を結ぶ気孔１２６とを有している。気孔１２６は、相対的に太い気孔１２６ａと、相対的に細い気孔１２６ｂとを有している。
　ここで、隔壁１２０内に存在する連通孔１２２の数は、以下のようにＸ線ＣＴ測定を用いて測定することができる。まず、ハニカム構造体１００の隔壁１２０から測定サンプルを切り出す。次に、測定サンプルの３次元画像をＸ線ＣＴスキャンにより取得する。続いて、取得した３次元画像を３次元定量解析し、一方向に配列された複数のボクセル単位から構成される断層（断層面）に３次元画像を分割する。各断層には、当該断層に存在する気孔が撮影されている。
　続いて、ボクセルにおいて気孔が占める割合に応じて、気孔の占有率が大きいボクセルと、気孔の占有率が小さいボクセルとに各ボクセルを選別する。そして、気孔の占有率が大きいボクセルが隣接する断層同士で重なっている場合に気孔が連通していると判定して、隣接する断層に撮影される気孔が連通しているか否かを判定する。このような操作を測定サンプルの表面から裏面にかけて行い、表面から裏面にかけて連通していると判定される細孔を「連通孔」として判定し、連通孔の数を算出する。なお、このようなＸ線ＣＴ測定の測定方法及び画像の解析方法は、特許文献２を参照することができる。
　本実施形態では、上記３次元定量解析を解像度（スケール）が高い場合と低い場合とでそれぞれ行う。解像度が高い場合には、相対的に太い連通孔と共に、相対的に細い連通孔が検出され易い。このように解像度が高い場合に得られる連通孔の数は、相対的に太い連通孔の数と、相対的に細い連通孔の数との合計を表す傾向がある。一方、解像度が低い場合には、相対的に太い連通孔は検出されるものの、相対的に細い連通孔が検出され難い。このように解像度が低い場合に得られる連通孔の数は、相対的に細い連通孔の数を含み難く、相対的に太い連通孔の数を表す傾向がある。そのため、解像度が高い場合に得られる連通孔の数に対する、解像度が低い場合に得られる連通孔の数の比率は、相対的に太い連通孔の存在比率を表すこととなる。
　なお、相対的に太い連通孔とは、連通孔１２２を構成する気孔の気孔径が大きく、上記の３次元定量解析において「連通孔」と判定され易い連通孔を意味し、相対的に細い連通孔とは、連通孔１２２を構成する気孔の気孔径が小さく、上記の３次元定量解析において「連通孔」と判定され難い連通孔を意味する。例えば、相対的に細い気孔１２６ｂを含まない連通孔１２２は、３次元定量解析において「連通孔」と判定され易く、相対的に細い気孔１２６ｂを含む連通孔１２２は、３次元定量解析において「連通孔」と判定され難い。
　本実施形態では、相対的に細い連通孔が観察され易いことから、高い解像度として１．５μｍ／ｐｉｘｅｌを採用する。また、本実施形態では、解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に得られる連通孔の数に対して充分に差別化される連通孔の数が得られ易いことから、低い解像度として２．５μｍ／ｐｉｘｅｌを採用する。
　解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＸとし、解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＹとしたときに、パラメータＹ／Ｘは、解像度１．５μｍ／ｐｉｘｅｌ及び２．５μｍ／ｐｉｘｅｌのいずれにおいても検出され得る相対的に太い連通孔の存在比率を意味している。Ｙ／Ｘは、０．５８以上であり、好ましくは０．５９以上であり、より好ましくは０．６０以上である。Ｙ／Ｘの上限値は、１．００である。連通孔の数Ｘ，Ｙは、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、粒径の異なる２種類以上の孔形成剤の併用、焼成条件により調整可能である。例えば、孔形成剤の量を増加させること、粒子径の大きな孔形成剤を選択すること、又は、焼成温度を増加させることにより、パラメータＹ／Ｘが大きくなる傾向がある。
　本実施形態では、例えば、管電圧６０ｋＶ、管電流５０μＡ、画素数５１２×５１２ｐｉｘｅｌ、視野サイズ０．８ｍｍφ×０．８ｍｍｈ（高さ）、解像度１．５μｍ／ｐｉｘｅｌの条件でＸ線ＣＴ測定により３次元画像を取得する。次に、画素数５１２×５１２ｐｉｘｅｌ、視野サイズ０．８ｍｍφ×０．８ｍｍｈ、解像度１．５μｍ／ｐｉｘｅｌの条件で３次元定量解析し、連通孔の数Ｘを算出する。さらに、解析条件を変更し、画素数３０７×３０７ｐｉｘｅｌ、視野サイズ０．８ｍｍφ×０．８ｍｍｈ、解像度２．５μｍ／ｐｉｘｅｌの条件で３次元定量解析し、連通孔の数Ｙを算出する。そして、連通孔の数Ｘ、Ｙに基づきパラメータＹ／Ｘを算出する。
　なお、パラメータＹ／Ｘを算出する方法は上記に限られるものではなく、例えば、解像度１．５μｍ／ｐｉｘｅｌ及び２．５μｍ／ｐｉｘｅｌのいずれとも異なる解像度でＸ線ＣＴ測定により３次元画像を取得した後、解像度１．５μｍ／ｐｉｘｅｌ及び２．５μｍ／ｐｉｘｅｌのそれぞれで３次元定量解析を行う手法を採用してもよい。また、解像度１．５μｍ／ｐｉｘｅｌ及び２．５μｍ／ｐｉｘｅｌのそれぞれの３次元定量解析のために、それぞれＸ線ＣＴ測定を行って画像を取得する手法を採用してもよい。
　ハニカム構造体１００は、例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関からの排ガス中に含まれるすす等の微粒子を捕集するパティキュレートフィルタとして適する。微粒子の粒径は、好ましくは１ｎｍ～１μｍであり、より好ましくは１ｎｍ～０．３μｍである。
　例えば、ハニカム構造体１００では、図２に示すように、微粒子を含有するガスＧが、一端面１００ａから流路１１０ｂに供給された後、隔壁１２０内の連通孔１２２を通過して隣の流路１１０ａに到達し、他端面１００ｂから排出される。このとき、ガスＧ中の微粒子が連通孔１２２内に捕集されてガスＧから除去されることにより、ハニカム構造体１００はフィルタとして機能する。
　微粒子を捕集するフィルタとしてハニカム構造体１００を使用した場合、隔壁１２０の表面や隔壁１２０の内部（連通孔１２２内）に微粒子が一旦堆積されると、堆積された微粒子と同一箇所に、新たな微粒子が優先的に積み重なるように堆積すると考えられている。この場合、ハニカム構造体１００を再生燃焼させたときに、微粒子が大量に堆積した部分では発熱量が大きく熱的応力が集中する結果、隔壁１２０の熱破損や溶損を引き起こしてしまう可能性がある。このため、ハニカム構造体１００は、ある程度の期間使用すると、微粒子が大量に堆積される前に再生燃焼が行われる。
　ハニカム構造体１００の隔壁１２０は、種々の材料から形成することができるが、隔壁１２０は、特に、チタン酸アルミニウムを含有していることが好ましい。例えば、隔壁１２０は、主にチタン酸アルミニウム系結晶からなる多孔性のセラミックスを含有している。「主にチタン酸アルミニウム系結晶からなる」とは、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を構成する主結晶相がチタン酸アルミニウム系結晶相であることを意味し、チタン酸アルミニウム系結晶相は、例えば、チタン酸アルミニウム結晶相、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶相等であってよい。
　上記ハニカム構造体１００の隔壁１２０がチタン酸アルミニウムを含有している場合、ハニカム構造体１００の耐熱衝撃性や機械的強度を更に高くすることができる。このため、ハニカム構造体１００中に大量に微粒子が堆積している状態で微粒子を再生燃焼させた場合でも、その際に発生する熱に起因する熱衝撃等によってハニカム構造体１００が損傷することを抑制することができる。これにより、少量の微粒子が堆積する度に微粒子を再生燃焼させることを抑制できる。つまり、ハニカム構造体１００を頻繁に再生燃焼させる必要がないことから、微粒子が大量に堆積するまで連続して使用することが可能となる。
　さらに、微粒子が連通孔１２２内に堆積して圧力損失が所定の値以上となるまで長期間継続してハニカム構造体１００をフィルタとして使用した後に再生燃焼してハニカム構造体１００を再利用することができる。これにより、メンテナンス性を向上させることができると共に、微粒子の捕集効率を更に向上させることができる。
　ハニカム構造体１００では、例えば、ハニカム構造体１００の熱応力に対する耐久性を更に向上させることができるため、隔壁１２０における各成分の含有量が下記のとおり調整されていることが好ましい。
　チタン酸アルミニウムマグネシウム　：　８５～９９質量％
　アルミノケイ酸塩　　　　　　　　　：　１～５質量％
　酸化アルミニウム　　　　　　　　　：　５質量％以下（０～５質量％）
　二酸化チタン　　　　　　　　　　　：　５質量％以下（０～５質量％）
　ハニカム構造体１００における隔壁１２０の組成は、例えば、組成式：Ａｌ２（１－ｘ）ＭｇｘＴｉ（１＋ｘ）Ｏ５で表すことができるが、その組成は特に限定されない。隔壁１２０は、原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。ｘの値は、好ましくは０．０３以上であり、より好ましくは０．０３～０．１５であり、更に好ましくは０．０３～０．１２である。
　ハニカム構造体１００における隔壁１２０は、Ｘ線回折スペクトルにおいて、チタン酸アルミニウム又はチタン酸アルミニウムマグネシウムの結晶パターンのほか、アルミナ、チタニア等の結晶パターンを含んでいてもよい。
　ハニカム構造体１００における隔壁１２０は、チタン酸アルミニウム系結晶相以外の相（結晶相）を含んでいてもよい。このようなチタン酸アルミニウム系結晶相以外の相（結晶相）としては、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の作製に用いる原料由来の相等を挙げることができる。原料由来の相とは、より具体的には、後述する製造方法に従いハニカム構造体１００を製造する場合における、チタン酸アルミニウム系結晶相を形成することなく残存したアルミニウム源粉末、チタン源粉末及び／又はマグネシウム源粉末由来の相である。
　ハニカム構造体１００における隔壁１２０は、原料混合物がケイ素源粉末を含む場合、ケイ素源粉末由来のガラス相を含んでいてもよい。ガラス相は、ＳｉＯ２が主要成分である非晶質相を指す。この場合、ガラス相の含有率は、５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上であることが好ましい。ガラス相を５質量％以下含むことにより、パティキュレートフィルタ等のセラミックスフィルタに要求される細孔特性を充足するチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体が得られ易くなる。
＜ハニカム構造体の製造方法＞
　ハニカム構造体の製造方法は、通常、下記工程（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を有する。
　（ａ）セラミックス粉末と孔形成剤を含む原料混合物を調製する。
　（ｂ）原料混合物を成形して成形体を得る。
　（ｃ）成形体を焼成してハニカム構造体を得る。
ハニカム構造体の製造方法では、工程（ｃ）で得られるハニカム構造体においてＹ／Ｘが０．５８以上となるように、工程（ａ）～（ｃ）において原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件を調整する。
（工程（ａ））
　工程（ａ）では、セラミックス粉末と孔形成剤とを混合した後に混練して原料混合物を調製する。原料混合物には、セラミックス粉末と孔形成剤の他、種々の添加剤が混合されていてもよい。添加剤は、例えばバインダ、可塑剤、分散剤、溶媒である。
　以下、チタン酸アルミニウムを含むハニカム構造体の製造方法を一例として説明する。セラミックス粉末は、アルミニウム源粉末及びチタン源粉末を少なくとも含み、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末等を更に含んでもよい。
（アルミニウム源粉末）
　アルミニウム源粉末は、ハニカム構造体を構成するアルミニウム成分となる化合物の粉末である。アルミニウム源粉末としては、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）の粉末が挙げられる。アルミナの結晶型としては、γ型、δ型、θ型、α型等が挙げられ、不定形（アモルファス）であってもよい。アルミナの結晶型は、α型が好ましい。
　アルミニウム源粉末は、単独で空気中で焼成することによりアルミナに導かれる化合物の粉末であってもよい。かかる化合物としては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、金属アルミニウム等が挙げられる。
　アルミニウム塩は、無機酸とのアルミニウム無機塩であってもよく、有機酸とのアルミニウム有機塩であってもよい。アルミニウム無機塩の具体例としては、例えば、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウム等のアルミニウム硝酸塩；炭酸アンモニウムアルミニウム等のアルミニウム炭酸塩などが挙げられる。アルミニウム有機塩としては、例えば、蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム等が挙げられる。
　アルミニウムアルコキシドの具体例としては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムｓｅｃ－ブトキシド、アルミニウムｔｅｒｔ－ブトキシド等が挙げられる。
　水酸化アルミニウムの結晶型としては、例えば、ギブサイト型、バイヤライト型、ノロソトランダイト型、ベーマイト型、擬ベーマイト型等が挙げられ、不定形（アモルファス）であってもよい。アモルファスの水酸化アルミニウムとしては、例えば、アルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド等のような水溶性アルミニウム化合物の水溶液を加水分解して得られるアルミニウム加水分解物が挙げられる。
　アルミニウム源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。アルミニウム源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　アルミニウム源粉末は、好ましくはアルミナ粉末であり、より好ましくはα型のアルミナ粉末である。
　アルミニウム源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（中心粒径、Ｄ５０）は、好ましくは２０～６０μｍである。アルミニウム源粉末のＤ５０をこの範囲内に調整することにより、優れた多孔性を示すチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体が得られると共に、焼成収縮率をより効果的に低減させることができる。アルミニウム源粉末のＤ５０は、より好ましくは２５～６０μｍである。
（チタン源粉末）
　チタン源粉末は、ハニカム構造体を構成するチタン成分となる化合物の粉末であり、例えば酸化チタンの粉末である。酸化チタンは、例えば、酸化チタン（ＩＶ）、酸化チタン（ＩＩＩ）、酸化チタン（ＩＩ）であり、好ましくは酸化チタン（ＩＶ）である。酸化チタン（ＩＶ）の結晶型は、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型である。酸化チタンは不定形（アモルファス）であってもよい。酸化チタンは、より好ましくはアナターゼ型やルチル型の酸化チタン（ＩＶ）である。
　チタン源粉末は、単独で空気中で焼成することによりチタニア（酸化チタン）に導かれる化合物の粉末であってもよく、例えば、チタニウム塩、チタニウムアルコキシド、水酸化チタニウム、窒化チタン、硫化チタン、チタン金属である。
　チタニウム塩は、例えば三塩化チタン、四塩化チタン、硫化チタン（ＩＶ）、硫化チタン（ＶＩ）、硫酸チタン（ＩＶ）である。チタニウムアルコキシドは、例えばチタン（ＩＶ）エトキシド、チタン（ＩＶ）メトキシド、チタン（ＩＶ）ｔ－ブトキシド、チタン（ＩＶ）イソブトキシド、チタン（ＩＶ）ｎ－プロポキシド、チタン（ＩＶ）テトライソプロポキシド、及び、これらのキレート化物である。
　チタン源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。チタン源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　チタン源粉末は、好ましくは酸化チタン粉末であり、より好ましくは酸化チタン（ＩＶ）粉末である。
　チタン源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．１～２５μｍである。チタン源粉末のＤ５０は、充分に低い焼成収縮率を達成するため、より好ましくは１～２０μｍである。
　チタン源粉末は、バイモーダルな粒径分布を示すことがある。このようなバイモーダルな粒径分布を示すチタニウム源粉末を用いる場合、レーザ回折法により測定される粒径が大きい方のピークを形成する粒子の粒径は、好ましくは２０～５０μｍである。
　レーザ回折法により測定されるチタン源粉末のモード径は、通常０．１～６０μｍである。
　原料混合物中におけるＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ2（チタニア）換算でのチタン源粉末のモル比（アルミニウム源粉末：チタン源粉末）は、好ましくは３５：６５～４５：５５であり、より好ましくは４０：６０～４５：５５である。このような範囲内で、チタン源粉末をアルミニウム源粉末に対して過剰に用いることにより、原料混合物の成形体の焼成収縮率をより効果的に低減させることが可能となる。
（マグネシウム源粉末）
　ハニカム構造体の製造に使用する原料混合物は、マグネシウム源粉末を含有することができる。原料混合物がマグネシウム源粉末を含む場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体は、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶を含む焼成体である。マグネシウム源粉末は、マグネシア（酸化マグネシウム）の粉末のほか、単独で空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる化合物の粉末である。このような化合物は、例えば、マグネシウム塩、マグネシウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、金属マグネシウムである。
　マグネシウム塩は、例えば塩化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ピロりん酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ジメタクリル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウムである。
　マグネシウムアルコキシドは、例えばマグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド等である。
　マグネシウム源粉末として、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物の粉末を用いることができる。このような化合物は、例えば、マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）である。
　マグネシウム源粉末として、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物の粉末を用いる場合、アルミニウム源粉末のＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算量、及び、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物粉末に含まれるＡｌ成分のＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算量の合計量と、チタニウム源粉末のＴｉＯ2（チタニア）換算量とのモル比が、原料混合物中において上記範囲内となるように調整される。
　マグネシウム源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。マグネシウム源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　マグネシウム源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．５～３０μｍである。マグネシウム源粉末のＤ５０は、成形体の焼成収縮率を低減する観点から、より好ましくは３～２０μｍである。
　原料混合物中におけるＭｇＯ（マグネシア）換算でのマグネシウム源粉末の含有量は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ２（チタニア）換算でのチタニウム源粉末との合計量に対して、モル比で、好ましくは０．０３～０．１５であり、より好ましくは０．０３～０．１２である。マグネシウム源粉末の含有量をこの範囲内に調整することにより、耐熱性がより向上された、大きい気孔径及び気孔率を有するチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を比較的容易に得ることができる。
（ケイ素源粉末）
　原料混合物は、ケイ素源粉末を更に含有していてもよい。ケイ素源粉末は、シリコン成分となってチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体に含まれる化合物の粉末であり、ケイ素源粉末の併用により、耐熱性がより向上されたチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を得ることが可能となる。ケイ素源粉末は、例えば、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素等の酸化ケイ素（シリカ）の粉末である。
　ケイ素源粉末は、単独で空気中で焼成することによりシリカに導かれる化合物の粉末であってもよい。かかる化合物は、例えば、ケイ酸、炭化ケイ素、窒化ケイ素、硫化ケイ素、四塩化ケイ素、酢酸ケイ素、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、長石、ガラスフリットであり、好ましくは長石、ガラスフリットであり、工業的に入手が容易であると共に組成が安定している点で、より好ましくはガラスフリットである。ガラスフリットは、ガラスを粉砕して得られるフレーク又は粉末状のガラスをいう。ケイ素源粉末として、長石とガラスフリットとの混合物からなる粉末を用いることも好ましい。
　ガラスフリットを用いる場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の耐熱分解性をより向上させるという観点から、ガラスフリットの屈伏点は、６００℃以上であることが好ましい。本明細書において、ガラスフリットの屈伏点は、熱機械分析装置（ＴＭＡ：Ｔｈｅｒｍｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いて、低温からガラスフリットの膨張を測定し、膨張が止まり、次に収縮が始まる温度（℃）と定義される。
　ガラスフリットを構成するガラスには、ケイ酸〔ＳｉＯ2〕を主成分（全成分中５０質量％以上）とする一般的なケイ酸ガラスを用いることができる。ガラスフリットを構成するガラスは、その他の含有成分として、一般的なケイ酸ガラスと同様、アルミナ〔Ａｌ2Ｏ3〕、酸化ナトリウム〔Ｎａ2Ｏ〕、酸化カリウム〔Ｋ2Ｏ〕、酸化カルシウム〔ＣａＯ〕、マグネシア〔ＭｇＯ〕等を含んでいてもよい。また、ガラスフリットを構成するガラスは、ガラス自体の耐熱水性を向上させるために、ＺｒＯ2を含有していてもよい。
　ケイ素源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。ケイ素源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
　ケイ素源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．５～３０μｍである。ケイ素源粉末のＤ５０は、成形体の充填率をより向上させて機械的強度が更に高い焼成体を得るため、より好ましくは１～２０μｍである。
　原料混合物がケイ素源粉末を含む場合、原料混合物中におけるケイ素源粉末の含有量は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ２（チタニア）換算でのチタニウム源粉末との合計量１００質量部に対して、ＳｉＯ２（シリカ）換算で、通常０．１～１０質量部であり、好ましくは０．１～５質量部である。
　ハニカム構造体の製造では、上記マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）等の複合酸化物のように、チタニウム、アルミニウム、ケイ素及びマグネシウムのうち、２つ以上の金属元素を成分とする化合物を原料粉末として用いることができる。このような化合物は、それぞれの金属源化合物を混合した原料と同じであると考えることができる。このような考えに基づき、原料混合物中におけるアルミニウム源、チタニウム源、マグネシウム源及びケイ素源の含有量が上記範囲内に調整される。
　原料混合物にはチタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムが含まれていてもよい。例えば、原料混合物の構成成分としてチタン酸アルミニウムマグネシウムを使用する場合、チタン酸アルミニウムマグネシウムは、チタニウム源、アルミニウム源及びマグネシウム源を兼ね備えた原料混合物に相当する。
　チタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムは、本製造方法により得られるハニカム構造体から調製してもよい。例えば、本製造方法により得られたハニカム構造体が破損した場合、破損したハニカム構造体やその破片等を粉砕して得られる粉末を使用することができる。粉砕して得られる粉末をチタン酸アルミニウムマグネシウム粉末とすることができる。
（孔形成剤）
　孔形成剤としては、工程（ｃ）において成形体を焼成する焼成温度以下で消失する素材によって形成されたものを使用することができる。脱脂や焼成において、孔形成剤を含有する成形体が加熱されると、孔形成剤は燃焼等によって消滅する。これにより、孔形成剤が存在していた箇所に空間ができると共に、この空間同士の間に位置するセラミックス粉末が焼成の際に収縮することにより、流体を流すことができる連通孔をハニカム構造体の隔壁１２０内に形成することができる。
　ハニカム構造体の製造方法では、所定の連通孔を形成するために、以下に示す第１の孔形成剤（以下、「孔形成剤Ａ」という）を使用することができる。孔形成剤Ａは、例えば、トウモロコシ澱粉、大麦澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、豆澱粉、米澱粉、エンドウ澱粉、サンゴヤシ澱粉、カンナ澱粉である。
　孔形成剤ＡのＤＡ５０は、好ましくは５～２５μｍであり、より好ましくは５～２０μｍである。孔形成剤ＡのＤＡ１０は、好ましくは１～１５μｍであり、より好ましくは５～１０μｍである。孔形成剤ＡのＤＡ９０は、好ましくは２５～４０μｍであり、より好ましくは２５～３０μｍである。なお、ＤＡ１０、ＤＡ５０、ＤＡ９０は、レーザ回折法により測定した粒子径分布において、粒子径の小さい粒子から粒子径の大きい粒子までそれらの質量を積算した累積質量の割合が各々１０％、５０％、９０％となる粒子径を示す。
　原料混合物における孔形成剤Ａの含有量は、セラミックス粉末１００質量部に対して、好ましくは１～２５質量部であり、より好ましくは５～１０質量部である。孔形成剤Ａの含有量がこの範囲であると、初期圧力損失を低く抑えつつ被捕集物（例えば微粒子）の漏れの発生を防ぐことが容易となる。孔形成剤Ａの含有量がセラミックス粉末１００質量部に対して１質量部より少ないと、隔壁１２０に形成される気孔が少なくなるため圧力損失が大きくなる傾向がある。一方、孔形成剤Ａの含有量がセラミックス粉末１００質量部に対して２５質量部より多いと、隔壁１２０に形成される気孔の割合が大きくなりすぎ、被捕集物の漏れが発生し易くなる傾向がある。
　孔形成剤Ａは、以下に示す第２の孔形成剤（以下、「孔形成剤Ｂ」という）等の孔形成剤と組み合わせて用いることができる。孔形成剤Ｂの粒子径は、孔形成剤Ａの粒子径に比較して大きいことが好ましい。例えば、孔形成剤Ａが小麦澱粉であるとき、孔形成剤Ｂはポテト澱粉（馬鈴薯デンプン）であることが好ましい。
　孔形成剤ＢのＤＢ５０は、好ましくは３０～５０μｍであり、より好ましくは３５～４５μｍである。孔形成剤ＢのＤＢ１０は、好ましくは１０～３０μｍであり、より好ましくは１５～２５μｍである。孔形成剤ＢのＤＢ９０は、好ましくは５０～１００μｍであり、より好ましくは６０～８０μｍである。なお、ＤＢ１０、ＤＢ５０、ＤＢ９０は、レーザ回折法により測定した粒子径分布において、粒子径の小さい粒子から粒子径の大きい粒子までそれらの質量を積算した累積質量の割合が各々１０％、５０％、９０％となる粒子径を示す。
　孔形成剤Ｂを使うことにより、平均気孔径を大きくすることができる。この場合、原料混合物における孔形成剤Ｂの含有量は、セラミックス粉末１００質量部に対して、好ましくは１～３０質量部であり、より好ましくは５～２０質量部である。
　ハニカム構造体の製造では、原料混合物に、上述したセラミックス粉末と孔形成剤に加えて、バインダ、可塑剤、分散剤、溶媒等の有機成分（添加剤）が配合されていてもよい。
　バインダは、例えば、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類；ポリビニルアルコール等のアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の塩；パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックスである。原料混合物におけるバインダの含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常２０質量部以下であり、好ましくは１５質量部以下である。
　可塑剤は、例えばグリセリン等のアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌ等のステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルである。原料混合物における可塑剤の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常０～１０質量部であり、好ましくは１～５質量部である。
　分散剤は、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤である。原料混合物における分散剤の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常０～２０質量部であり、好ましくは２～８質量部である。
　溶媒は、通常水であり、不純物が少ない点で、好ましくはイオン交換水である。原料混合物における溶媒の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常１０～１００質量部、好ましくは２０～８０質量部である。
（工程（ｂ））
　工程（ｂ）では、ハニカム構造を有する所定形状のセラミックス成形体を得る。工程（ｂ）では、例えば、一軸押出機により原料混合物を混練しながらダイから押出す、いわゆる押出成形法を採用することができる。
　ダイから押出された成形体は、各流路（貫通孔）の一方の端部を封口してもよい。この場合、上記ハニカム構造体１００を得ることができる。例えば、封口すべき流路に、上記原料混合物と同様の混合物を詰めてもよい。原料混合物に添加剤として可塑剤を添加した場合、可塑剤の多くは、ダイから原料混合物を押出す際に、原料混合物とダイとの間の摩擦を低減する潤滑剤としても機能させることができる。例えば、上述した各可塑剤であれば、潤滑剤として機能させることができる。
（工程（ｃ））
　工程（ｃ）では、成形体の焼成前に、成形体中（原料混合物中）に含まれる孔形成剤等を除去するための脱脂（仮焼）が行われてもよい。脱脂は、酸素濃度０．１％以下の雰囲気下で行われる。
　本明細書において酸素濃度の単位として用いられる「％」は、「体積％」を意味する。脱脂工程（昇温時）の酸素濃度を０．１％以下の濃度に管理することにより、有機物の発熱が抑えられ、脱脂後の割れを抑制することができる。脱脂においては、脱脂が酸素濃度０．１％以下の雰囲気中で行われることにより、孔形成剤等の有機成分の一部が除去され、残部が炭化されてセラミック成形体中に残存することが好ましい。このように、セラミックス成形体中に微量のカーボンが残存することで、成形体の強度が向上し、セラミックス成形体の焼成工程への仕込みが容易になる。このような雰囲気としては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気や、一酸化炭素ガス、水素ガス等のような還元性ガス雰囲気、真空中等が挙げられる。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよく、炭と一緒に蒸し込んで酸素濃度を低減させてもよい。
　脱脂の最高温度は、好ましくは７００～１１００℃であり、より好ましくは８００～１０００℃である。脱脂の最高温度を従来の６００～７００℃程度から、７００～１１００℃に上昇させることで、粒成長によって、脱脂後のセラミックス成形体の強度が向上するため、セラミックス成形体の焼成への仕込みが容易になる。また、脱脂は、セラミックス成形体の割れを防止するために、最高温度に到達するまでの昇温速度を極力抑えることが好ましい。
　脱脂は、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉、ガス燃焼炉等の通常の焼成に用いられるものと同様の炉を用いて行なわれる。脱脂は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また、脱脂は静置式で行なってもよいし、流動式で行なってもよい。
　脱脂に要する時間は、セラミックス成形体中に含まれる有機成分の一部が消失するのに充分な時間であればよく、好ましくは、セラミックス成形体中に含まれる有機成分の９０～９９質量％が消失する時間である。具体的には、原料混合物の量、脱脂に用いる炉の形式、温度条件、雰囲気等により異なるが、最高温度でキープする時間は、通常１分～１０時間であり、好ましくは１～７時間である。
　セラミックス成形体は、上記の脱脂後、焼成される。焼成温度は、通常１３００℃以上であり、好ましくは１４００℃以上である。また、焼成温度は、通常１６５０℃以下であり、好ましくは１５５０℃以下である。焼成温度までの昇温速度は特に限定されるものではないが、通常１～５００℃／時間である。ケイ素源粉末を用いる場合には、焼成工程の前に、１１００～１３００℃の温度範囲で３時間以上保持する工程を設けることが好ましい。これにより、ケイ素源粉末の融解、拡散を促進させることができる。
　焼成は、酸素濃度１～６％の雰囲気下で行われることが好ましい。酸素濃度を６％以下とすることによって脱脂で発生した残存炭化物の燃焼を抑制することができるため、焼成におけるセラミックス成形体の割れが生じにくくなる。また、適度な酸素が存在するため、最終的に得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス成形体の有機成分を完全に除去することができる。酸素濃度は、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体中に有機成分に由来する炭化物（すす）が残存しないことから、１％以上が好ましい。原料混合物、すなわちアルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の種類や使用量比によっては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で焼成してもよいし、一酸化炭素ガス、水素ガス等のような還元性ガス中で焼成してもよい。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよい。
　焼成は、通常、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉、ガス燃焼炉等の従来の装置を用いて行なわれる。焼成は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また、焼成は静置式で行なってもよいし、流動式で行なってもよい。
　焼成時間は、セラミックス成形体がチタン酸アルミニウム系結晶に遷移するのに充分な時間であればよく、原料の量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気等により異なるが、通常は１０分～２４時間である。
　以上の工程を順に行うことによって、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体であるハニカム構造体を得ることができる。ハニカム構造体は、成形直後の成形体の形状をほぼ維持した形状を有するが、焼成後に研削加工等を行って、所望の形状に加工することもできる。
　以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
　原料粉末として以下のものを用いた。
（１）アルミニウム源粉末
　中心粒径（Ｄ５０）が２９μｍの酸化アルミニウム粉末（α－アルミナ粉末）：３８．４８質量部
（２）チタン源粉末
　Ｄ５０が１．０μｍの酸化チタン粉末（ルチル型結晶）：４１．１８質量部
（３）マグネシウム源粉末
　Ｄ５０が３．４μｍの酸化マグネシウム粉末：２．７５質量部
（４）ケイ素源粉末
　Ｄ５０が８．５μｍのガラスフリット（屈伏点：６４２℃）：３．２９質量部
（５）孔形成剤（小麦粉デンプン粉末）：６質量部
　　　孔形成剤（馬鈴薯デンプン粉末）：１０質量部
　なお、原料粉末における体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装社製：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ　ＨＲＡ（Ｘ－１００））を用いて測定した。
　原料粉末の仕込み組成は、アルミナ〔Ａｌ２Ｏ３〕、チタニア〔ＴｉＯ２〕、マグネシア〔ＭｇＯ〕及びシリカ〔ＳｉＯ２〕換算のモル比で、〔Ａｌ２Ｏ３〕／〔ＴｉＯ２〕／〔ＭｇＯ〕／〔ＳｉＯ２〕＝３５．１％／５１．３％／９．６％／４．０％であった。また、アルミニウム源粉末、チタニウム源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量中のケイ素源粉末の含有率は、４．０質量％であった。
　アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末、ケイ素源粉末、及び孔形成剤からなる混合物に、混合物１００質量部に対して、結合剤（バインダ）としてメチルセルロース５．４９質量部及びヒドロキシメチルセルロース２．３５質量部と、潤滑剤としてグリセリン０．４０質量部及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル４．６４質量部とを加えた。さらに、分散媒として水を２９．０３質量部加えた後、混練押出機を用いて押し出し成形して、ハニカム形状のセラミックス成形体（セル密度３００ｃｐｓｉ、セル壁厚０．３ｍｍ）を形成した。成形体は、直径２５ｍｍ、高さ５０ｍｍの円柱体であって、高さ方向に多数の流路（断面形状：正方形、断面内径：０．６ｍｍ）を有するように形成した。
　バインダを除去する仮焼（脱脂）工程を含む焼成を大気雰囲気下で成形体に施し、ハニカム形状の多孔質焼成体（ハニカム構造体）を得た。焼成時の最高温度を１５００℃とし、最高温度での保持時間を５時間とした。
　得られたハニカム構造体を乳鉢にて解砕して粉末を得た後、得られた粉末の回折スペクトルを粉末Ｘ線回折法により測定したところ、この粉末は、チタン酸アルミニウムマグネシウムの結晶ピークを示した。
＜実施例２＞
　小麦粉デンプン粉末（孔形成剤）の量を１６質量部、馬鈴薯デンプン粉末（孔形成剤）の量を０質量部に変更した以外、実施例１と同じ操作を行ってハニカム構造体を得た。実施例１と同様に回折スペクトルを粉末Ｘ線回折法により測定したところ、粉末は、チタン酸アルミニウムマグネシウムの結晶ピークを示した。
＜比較例１＞
　市販のチタン酸アルミニウム系ＤＰＦ（Diesel　particulate　filter）をハニカム構造体として用いた。
＜特性評価＞
（１）ＡＴ化率
　実施例１，２のハニカム構造体についてチタン酸アルミニウム化率（ＡＴ化率）を測定したところ、実施例１のＡＴ化率は１００％であり、実施例２のＡＴ化率は１００％であった。
　なお、ＡＴ化率は、実施例１，２のハニカム構造体を乳鉢にて解砕して得られる粉末の粉末Ｘ線回折スペクトルにおける２θ＝２７．４°の位置に現れるピーク（チタニア・ルチル相（１１０）面）の積分強度（ＩＴ）と、２θ＝３３．７°の位置に現れるピーク〔チタン酸アルミニウムマグネシウム相（２３０）面〕の積分強度（ＩＡＴ）とから、下記式（１）によりＡＴ化率を算出した。
　　ＡＴ化率（％）＝ＩＡＴ／（ＩＴ＋ＩＡＴ）×１００　・・・（１）
（２）細孔分布
　実施例１，２及び比較例１のハニカム構造体について、細孔分布を以下の条件で測定した。まず、０．４ｇのハニカム構造体を砕き、得られた約２ｍｍ角の小片を１２０℃、４時間、空気中で電気炉を用いて乾燥させた。そして、水銀圧入法により、０．００５～２００．０μｍの範囲で細孔直径を測定し、累積細孔容積Ｖｔｏｔａｌ（ｍｌ／ｇ）及び平均細孔直径（μｍ）を求めた。測定装置には、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製の「オートポアＩＩＩ９４２０」を用いた。
　また、得られた累積細孔容積Ｖｔｏｔａｌより多孔質体（ハニカム構造体）の気孔率を下記式（２）により求めた。
　　気孔率（％）＝１００×（１－１／（１＋Ｖｔｏｔａｌ×Ｄ））　・・・（２）
なお、式（２）中のＤは、セラミックス体の密度（ｇ／ｃｍ３）を表し、一般的なチタン酸アルミニウムの密度３．７ｇ／ｃｍ３をＤとして気孔率を算出した。
（３）Ｘ線ＣＴ
　実施例１，２及び比較例１のハニカム構造体の隔壁から試験片を切り出し、当該試験片を測定サンプルとしてＸ線ＣＴ測定を以下の測定条件で行った。なお、試験片のサイズは、１．０ｍｍ×２．０ｍｍ×０．３ｍｍであった。
（測定条件）
ａ）使用装置：三次元計測Ｘ線ＣＴ装置　ＴＤＭ１０００－ＩＳ／ＳＰ（ヤマト科学製）
ｂ）管電圧：６０ｋＶ
ｃ）管電流：５０μＡ
ｄ）画素数：５１２×５１２ｐｉｘｅｌ
ｅ）視野サイズ：０．８ｍｍφ×０．８ｍｍｈ（高さ）
ｆ）解像度：１．５μｍ／ｐｉｘｅｌ
　Ｘ線ＣＴ測定により取得された３次元画像を画素数５１２×５１２ｐｉｘｅｌ、視野サイズ０．８ｍｍφ×０．８ｍｍｈ、解像度１．５μｍ／ｐｉｘｅｌの条件で３次元定量解析することにより連通孔の数Ｘ（本）を算出した。また、Ｘ線ＣＴ測定により取得された３次元画像を画素数３０７×３０７ｐｉｘｅｌ、視野サイズ０．８ｍｍφ×０．８ｍｍｈ、解像度２．５μｍ／ｐｉｘｅｌの条件で３次元定量解析することにより連通孔の数Ｙ（本）を算出した。３次元定量解析には、定量解析ソフトＴＲＩ／３Ｄ－ＢＯＮ（ラトックシステムエンジニアリング製）を使用した。そして、連通孔の数Ｘ（本）、及び、連通孔の数Ｙ（本）に基づき、パラメータＹ／Ｘを算出した。
（４）捕集効率（すす漏れ）
　実施例１，２及び比較例１のハニカム構造体について、捕集効率（すす漏れ）を以下のとおり測定した。
（中空片）
　圧力損失測定に用いる中空片（図３（ａ）参照）をハニカム構造体から切り出した。中空片は、図３（ａ）に示すように、井桁状の断面を有する柱状の中空片であった。すなわち、ハニカム構造体が有する１つのセルと、そのセルの四方を囲むセル壁（つまり、隣接していたセル間を仕切るセル壁）とを含んだ形状に中空片を切り出した。中空片は、当該中空片の長さ方向に中空片を貫通する貫通穴（セル）を有している。セル壁の厚みは０．２～０．４ｍｍであり、貫通穴の断面形状は、縦横それぞれ０．５～０．７ｍｍの正方形であった。中空片の長さは、３０～４５ｍｍであった。
（測定方法）
　捕集効率測定では、まず、上記中空片の貫通穴の一方の開口端をエポキシ樹脂により封止して、内部に流路を有する試験片を作製した。次に、図３（ｂ）に示すように、プラスチックケース内に試験片を配置した後、試験片における流路の開口端をカーボン発生器（ＤＮＰ－２０００　ＰＡＬＡＳ社製；カーボン粒子（スス）の平均粒径６０ｎｍ）に接続し、漏れ試験を実施した。希釈器（ＭＤ－１９－１Ｅ，Ｍａｔｔｅｒ社製）、計測器（ＥＥＰＳ－３０００，ＴＳＩ社製）を用いて、カーボン発生器から発生したカーボン粒子が試験片の流路内を通過し始めてから１８０秒後のカーボン粒子の個数濃度を計測した。なお、試験片を通過した後のカーボン粒子の個数濃度が低いほど、パティキュレートフィルタとしての捕集性能が高いことを示している。
（５）圧力損失
　実施例１，２及び比較例１のハニカム構造体について、圧力損失を以下のとおり測定した。
（圧力測定）
　圧力測定では、まず、（４）捕集効率の測定と同様にカーボン粒子を堆積させた試験片を準備した。次に、図３（ｃ）に示すように、流路の開口端を減圧弁や計量調節器を介して計装空気の供給源に接続した。そして、計装空気（圧力値：１ＭＰａ）を２５０ｍｌ／分、５００ｍｌ／分、７５０ｍｌ／分、９５０ｍｌ／分の各流量値で試験片内へ流入させた時の圧力値と大気圧値の差分（差圧：ΔＰ（ｋＰａ））をマノメーターにより求めた。
（評価方法）
　圧力損失を示す指標として、以下のようにして算出される勾配Ｇを用いた。まず、各流量時におけるセル壁を通過するガス流速ｕ（ｍｓ－１）を寸法面積より算出した。次に、ガス流速ｕに対する差圧値ΔＰ／ｕをプロットして直線を得た後、得られた直線の勾配Ｇ（ｋＰａ／（ｍｓ－１））を算出した。すなわち、勾配Ｇの値が低いほど試験片の前後の圧力損失が低く、フィルタ性能が高いことを表している。
　細孔分布、Ｘ線ＣＴ、捕集効率及び圧力損失の測定結果を表１に示す。また、図４として、Ｘ線ＣＴ測定により得られた画像を示す。なお、図４（ａ）は実施例１の試験片の画像であり、図４（ｂ）は実施例２の試験片の画像であり、図４（ｃ）は比較例１の試験片の画像である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明に係るハニカム構造体は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から排気される排ガスを浄化するためのフィルタとして使用することができる。また、本発明に係るハニカム構造体は、焼却炉、石油精製設備又は外燃機関等から排出される排気ガスの後処理装置に使用することもできる。
　１００…ハニカム構造体、１１０ａ，１１０ｂ…流路、１２０…隔壁、１２２…連通孔。

Claims (7)

  1. 　隔壁により仕切られた互いに略平行な複数の流路を有するハニカム構造体であって、
    　Ｘ線ＣＴ測定により取得される前記隔壁の画像において、当該画像の解像度が１．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＸとし、前記画像の解像度が２．５μｍ／ｐｉｘｅｌである場合に検出される連通孔の数をＹとしたときに、Ｙ／Ｘが０．５８以上である、ハニカム構造体。
  2. 　前記隔壁の気孔率が３０～７０体積％である、請求項１に記載のハニカム構造体。
  3. 　前記隔壁の平均気孔径が５～２５μｍである、請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
  4. 　前記隔壁がチタン酸アルミニウムを含有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  5. 　前記隔壁におけるチタン酸アルミニウムマグネシウムの含有量が８５～９９質量％であり、アルミノケイ酸塩の含有量が１～５質量％であり、酸化アルミニウムの含有量が５質量％以下であり、二酸化チタンの含有量が５質量％以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  6. 　前記隔壁の平均厚みが０．１～０．５ｍｍである、請求項１～５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  7. 　前記複数の流路のうちの一部の一端及び前記複数の流路のうちの残部の他端が封口されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
PCT/JP2012/056187 2011-03-31 2012-03-09 ハニカム構造体 WO2012132843A1 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/008,358 US20140065350A1 (en) 2011-03-31 2012-03-09 Honeycomb structure
CN2012800156752A CN103443053A (zh) 2011-03-31 2012-03-09 蜂窝结构体
MX2013011320A MX2013011320A (es) 2011-03-31 2012-03-09 Estructura de panal.
EP12764509.1A EP2703371A4 (en) 2011-03-31 2012-03-09 hONEYCOMB STRUCTURE
BR112013025019A BR112013025019A2 (pt) 2011-03-31 2012-03-09 estrutura de favo de mel
KR1020137026071A KR20140009443A (ko) 2011-03-31 2012-03-09 허니콤 구조체
ZA2013/07508A ZA201307508B (en) 2011-03-31 2013-10-08 Honeycomb structure
US14/226,893 US20140208706A1 (en) 2011-03-31 2014-03-27 Honeycomb structure

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-079080 2011-03-31
JP2011079080 2011-03-31

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/008,358 A-371-Of-International US20140065350A1 (en) 2011-03-31 2012-03-09 Honeycomb structure
US14/226,893 Continuation US20140208706A1 (en) 2011-03-31 2014-03-27 Honeycomb structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012132843A1 true WO2012132843A1 (ja) 2012-10-04

Family

ID=46930582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/056187 WO2012132843A1 (ja) 2011-03-31 2012-03-09 ハニカム構造体

Country Status (9)

Country Link
US (2) US20140065350A1 (ja)
EP (1) EP2703371A4 (ja)
JP (1) JP5491558B2 (ja)
KR (1) KR20140009443A (ja)
CN (1) CN103443053A (ja)
BR (1) BR112013025019A2 (ja)
MX (1) MX2013011320A (ja)
WO (1) WO2012132843A1 (ja)
ZA (1) ZA201307508B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011213585A (ja) * 2010-03-19 2011-10-27 Sumitomo Chemical Co Ltd ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体、並びにパティキュレートフィルタ
JP2019118857A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5491558B2 (ja) * 2011-03-31 2014-05-14 住友化学株式会社 ハニカム構造体
JP5426803B1 (ja) 2012-03-30 2014-02-26 日本碍子株式会社 微構造解析方法、そのプログラム及び微構造解析装置
JP6502133B2 (ja) 2014-03-28 2019-04-17 日本碍子株式会社 多孔質体、ハニカムフィルタ、多孔質体の製造方法、及びハニカムフィルタの製造方法
JP6242730B2 (ja) 2014-03-31 2017-12-06 日本碍子株式会社 微構造解析方法、そのプログラム及び微構造解析装置
FR3036626B1 (fr) 2015-05-29 2019-12-20 Technologies Avancees Et Membranes Industrielles Element de separation avec un reseau tridimensionnel de circulation pour le milieu fluide a traiter
KR101867171B1 (ko) * 2016-09-06 2018-07-23 한국에너지기술연구원 허니컴 구조체의 제조방법
FR3060410B1 (fr) * 2016-12-21 2019-05-24 Technologies Avancees Et Membranes Industrielles Element de separation par flux tangentiel integrant des canaux flexueux
JP6981397B2 (ja) * 2018-06-27 2021-12-15 株式会社デンソー ハニカム構造体および排ガス浄化フィルタ
JP7024698B2 (ja) * 2018-10-01 2022-02-24 株式会社デンソー 排ガス浄化フィルタ及び排ガス浄化フィルタの製造方法
JP2020163336A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社Ｓｏｋｅｎ 排ガス浄化フィルタ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001079138A1 (fr) * 2000-04-14 2001-10-25 Ngk Insulators, Ltd. Structure en nid d'abeille et son procede de production
JP2003193820A (ja) * 2001-09-13 2003-07-09 Hitachi Metals Ltd セラミックハニカムフィルタ
JP2005270755A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体及びその製造方法
JP2009292709A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Tokyo Yogyo Co Ltd 炭化ケイ素質多孔体
JP2010138770A (ja) 2008-12-10 2010-06-24 Denso Corp セラミックフィルタ、その製造方法、及びその評価方法
WO2011115181A1 (ja) * 2010-03-19 2011-09-22 住友化学株式会社 ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体、並びにパティキュレートフィルタ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5846276A (en) * 1995-07-05 1998-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Exhaust gas filter
JP4233031B2 (ja) * 2001-09-13 2009-03-04 日立金属株式会社 セラミックハニカムフィルタ及びその製造方法
US6827754B2 (en) * 2001-09-13 2004-12-07 Hitachi Metals, Ltd. Ceramic honeycomb filter
JP4200430B2 (ja) * 2003-02-18 2008-12-24 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化フィルタ触媒用基材の良否判別方法
US7122612B2 (en) * 2004-02-27 2006-10-17 Corning Incorporated Porous ceramic filters with catalyst coatings
JP5163121B2 (ja) * 2005-08-01 2013-03-13 日立金属株式会社 セラミックハニカム構造体の製造方法
JP4863904B2 (ja) * 2006-03-31 2012-01-25 イビデン株式会社 ハニカム構造体およびその製造方法
EP2098347B1 (en) * 2006-12-28 2013-01-02 NGK Insulators, Ltd. Process for producing plugged honeycomb structure
JP2009255047A (ja) * 2008-03-24 2009-11-05 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体
CN102089058B (zh) * 2008-07-28 2014-03-12 日立金属株式会社 陶瓷蜂窝结构体及其制造方法
JP5524178B2 (ja) * 2009-03-26 2014-06-18 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法
US8440586B2 (en) * 2010-02-26 2013-05-14 Corning Incorporated Low pressure drop extruded catalyst filter
JP5491558B2 (ja) * 2011-03-31 2014-05-14 住友化学株式会社 ハニカム構造体
US9376347B2 (en) * 2013-05-20 2016-06-28 Corning Incorporated Porous ceramic article and method of manufacturing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001079138A1 (fr) * 2000-04-14 2001-10-25 Ngk Insulators, Ltd. Structure en nid d'abeille et son procede de production
JP2003193820A (ja) * 2001-09-13 2003-07-09 Hitachi Metals Ltd セラミックハニカムフィルタ
JP2005270755A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体及びその製造方法
JP2009292709A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Tokyo Yogyo Co Ltd 炭化ケイ素質多孔体
JP2010138770A (ja) 2008-12-10 2010-06-24 Denso Corp セラミックフィルタ、その製造方法、及びその評価方法
WO2011115181A1 (ja) * 2010-03-19 2011-09-22 住友化学株式会社 ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体、並びにパティキュレートフィルタ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2703371A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011213585A (ja) * 2010-03-19 2011-10-27 Sumitomo Chemical Co Ltd ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体、並びにパティキュレートフィルタ
JP2019118857A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒

Also Published As

Publication number Publication date
BR112013025019A2 (pt) 2017-01-10
ZA201307508B (en) 2015-01-28
JP2012214365A (ja) 2012-11-08
CN103443053A (zh) 2013-12-11
KR20140009443A (ko) 2014-01-22
EP2703371A4 (en) 2015-01-07
MX2013011320A (es) 2013-10-30
EP2703371A1 (en) 2014-03-05
US20140208706A1 (en) 2014-07-31
JP5491558B2 (ja) 2014-05-14
US20140065350A1 (en) 2014-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5491558B2 (ja) ハニカム構造体
JP5502000B2 (ja) ハニカム構造体及びパティキュレートフィルタ
WO2013024745A1 (ja) ハニカム構造体
WO2012157421A1 (ja) ハニカムフィルタ
EP2386530A1 (en) Molded porous ceramic article, and method for manufacturing same
WO2017051800A1 (ja) ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法
WO2012157420A1 (ja) ハニカムフィルタ
WO2013024744A1 (ja) ハニカムフィルタ
WO2012014684A1 (ja) グリーン成形体
WO2012157422A1 (ja) ハニカムフィルタ
JP5528717B2 (ja) チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法および多孔質セラミックス成形体
WO2012176888A1 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックス及び成形体
JP2013129583A (ja) ハニカム構造体及びハニカムフィルタ
WO2012014683A1 (ja) ハニカム構造体
WO2013027570A1 (ja) ハニカム構造体の製造方法
WO2013073532A1 (ja) ハニカム構造体及びハニカムフィルタ
WO2012157423A1 (ja) ハニカムフィルタ
JP2012001413A (ja) グリーン成形体及びハニカム焼成体の製造方法
WO2012014681A1 (ja) グリーン成形体
JP2013136479A (ja) 封口材及びハニカム成形体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12764509

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2013/011320

Country of ref document: MX

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137026071

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012764509

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012764509

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14008358

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112013025019

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112013025019

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20130927