CN112642492B - 蜂窝结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝结构体，其能够有效地抑制等静压强度的降低及压力损失的增大，并且，使隔壁能够担载的催化剂的容许量增大，且有效地充分利用担载于细孔内的催化剂。该蜂窝结构体具备具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部10，隔壁1以堇青石为主成分，气孔率为45～55％，平均细孔径为8～19μm，细孔径比隔壁1的厚度T1大的第一细孔的细孔容积率为3.0％以下，且细孔径为10μm以下的第二细孔的细孔容积率为30％以上，隔壁1的细孔径分布为单峰性分布或多峰性分布，所述多峰性分布中成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为仅次于该最大峰值的准最大峰值的细孔径的值之差为30μm以下。

Description

蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体。更详细而言，涉及能够特别优选用作对废气净化用的催化剂进行担载的催化剂载体的蜂窝结构体。
背景技术
目前，在发达国家中，作为柴油车、卡车的NOx法规，研究出更加严格的法规。针对上述NOx法规，提出了各种用于处理废气中的NOx的技术。例如，作为上述技术之一，有如下技术，即，将选择性催化还原催化剂(以下也称为“SCR催化剂”)等担载于具有多孔质的隔壁的蜂窝结构体，利用该蜂窝结构体对废气中的NOx进行净化处理。即，蜂窝结构体被用作用于担载废气净化用的催化剂的催化剂载体。
以往，在将催化剂担载于蜂窝结构体时，主要进行针对隔壁的表面担载催化剂。近年来，根据汽车废气法规的强化等，要求担载有废气净化用的催化剂的蜂窝结构体的净化性能提高。作为净化性能的提高对策，例如可以举出将担载于蜂窝结构体的催化剂的量增加的方法，例如提出了如下技术，即，使隔壁的气孔率提高，在隔壁中所形成的细孔内也担载催化剂(例如参见专利文献1等)。另外，作为其他的净化性能的提高对策，例如可以举出使蜂窝结构体高隔室密度化来提高与废气之间的接触效率的方法等。“高隔室密度化”是指：提高由隔壁区划形成的隔室的密度而使蜂窝结构体的隔室密度致密化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－052367号公报
发明内容
然而，隔壁高气孔率化后的蜂窝结构体存在等静压强度(Isostatic strength)降低的问题。另外，将蜂窝结构体高隔室密度化的情况下，存在蜂窝结构体的压力损失增大的问题。应予说明，由高隔室密度化所导致的压力损失增大可以通过例如使隔壁的厚度变薄而获得一定的抑制，不过，同时进行了如上所述的隔壁的高气孔率化的情况下，等静压强度等的确保变得更加困难。以下，有时将如上所述的“使隔壁的厚度变薄”称为“隔壁的薄壁化”。
如上所述，同时满足了隔壁的高气孔率化和薄壁化的蜂窝结构体能够使隔壁的表面及细孔内的催化剂的担载量增大，但是，特别难以同时兼顾等静压强度和压力损失。另外，提高隔壁的气孔率而使隔壁的细孔内的催化剂的担载量及填充率增大的情况下，例如也有时无法充分获得与该增大量相对应的净化性能的提高。即，关于催化剂在隔壁的细孔内的担载，如果以不易发生催化反应的状态担载于细孔内，则有时该催化剂对净化性能提高的贡献率大幅降低。因此，希望有一种能够有效地抑制等静压强度的降低及压力损失的增大、并且使隔壁能够担载的催化剂的容许量增大且还有效地充分利用担载于细孔内的催化剂的蜂窝结构体。
本发明是鉴于上述现有技术所存在的问题点而实施的。根据本发明，提供一种能够有效地抑制等静压强度的降低及压力损失的增大、并且使隔壁能够担载的催化剂的容许量增大且还有效地充分利用担载于细孔内的催化剂的蜂窝结构体。
根据本发明，提供以下示出的蜂窝结构体。
[1]一种蜂窝结构体，其中，
具备柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有配置成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从第一端面延伸至第二端面而形成流体的流路，
所述隔壁以堇青石为主成分，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的气孔率为45～55％，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的平均细孔径为8～19μm，
在所述隔壁中所形成的细孔中，将细孔径比所述隔壁的厚度T1大的细孔设为第一细孔，且将细孔径为10μm以下的细孔设为第二细孔，
在利用水银压入法所测定的所述隔壁的累积细孔容积中，相对于所述隔壁的总细孔容积，所述第一细孔的细孔容积率为3.0％以下、且所述第二细孔的细孔容积率为30％以上，
所述隔壁的细孔径分布为单峰性分布或多峰性分布，所述多峰性分布中成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为仅次于该最大峰值的准最大峰值的细孔径的值之差为30μm以下。
[2]根据所述[1]中记载的蜂窝结构体，其中，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的气孔率为47～53％，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的平均细孔径为9～18μm，
利用水银压入法所测定的所述隔壁的累积细孔容积中，相对于所述隔壁的总细孔容积，所述第一细孔的细孔容积率为2.5％以下、且所述第二细孔的细孔容积率为35％以上，
所述隔壁的细孔径分布为单峰性分布或多峰性分布，所述多峰性分布中成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为仅次于该最大峰值的准最大峰值的细孔径的值之差为28μm以下。
[3]根据所述[1]或[2]中记载的蜂窝结构体，其中，
所述隔壁的厚度T1为64～104μm。
[4]根据所述[1]～[3]中的任一项中记载的蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝结构部的隔室密度为85～101个/cm2。
[5]根据所述[1]～[4]中的任一项中记载的蜂窝结构体，其中，
所述隔壁的细孔径分布为单峰性分布或双峰性分布。
[6]根据所述[1]～[5]中的任一项中记载的蜂窝结构体，其中，
所述隔壁的构成成分中包含90质量％以上的堇青石。
发明效果
本发明的蜂窝结构体发挥出如下显著的效果，即，能够有效地抑制等静压强度的降低及压力损失的增大，并且，使隔壁能够担载的催化剂的容许量增大且将担载于细孔内的催化剂也有效地充分利用于催化反应。因此，本发明的蜂窝结构体能够很好地用作用于担载废气净化用的催化剂的催化剂载体，有效地抑制等静压强度的降低及压力损失的增大，并且，提高废气的净化性能。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。
图2是表示图1所示的蜂窝结构体的第一端面侧的俯视图。
图3是示意性地表示图2的A－A’截面的截面图。
符号说明
1：隔壁、2：隔室、10：蜂窝结构部、11：第一端面、12：第二端面、20：外周壁、100：蜂窝结构体。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，不过，本发明并不限定于以下的实施方式。因此，应当理解：在不脱离本发明的主旨的范围内基于本领域技术人员的通常知识对以下的实施方式加以适当变更、改良等得到的实施方式也落在本发明的范围内。
(1)蜂窝结构体：
本发明的蜂窝结构体的一个实施方式为图1～图3所示的蜂窝结构体100。此处，图1是示意性地表示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。图2是表示图1所示的蜂窝结构体的第一端面侧的俯视图。图3是示意性地表示图2的A－A’截面的截面图。
如图1～图3所示，本实施方式的蜂窝结构体100具备具有第一端面11及第二端面12的柱状的蜂窝结构部10。蜂窝结构部10具有配置成包围多个隔室2的多孔质的隔壁1，该多个隔室2从第一端面11延伸至第二端面12而形成流体的流路。本实施方式的蜂窝结构体100中，蜂窝结构部10构成为圆柱形状，在其外周侧面还具有外周壁20。即，外周壁20配设成围绕呈格子状配设的隔壁1。
本实施方式的蜂窝结构体100具有与隔壁1的材质及其厚度、以及隔壁1中所形成的细孔的细孔径及细孔容积有关的技术特征。以下，将隔壁1的厚度(μm)设为“T1”。也有时将“T1”记载为“厚度T1”。另外，将隔壁1中所形成的细孔中的、利用水银压入法所测定的细孔径为如下所述的值的2种细孔称为“第一细孔”及“第二细孔”。“第一细孔”为细孔径比隔壁1的厚度T1大的细孔。“第二细孔”为细孔径为10μm以下的细孔。
蜂窝结构体100中的隔壁1以堇青石为主成分。此处，“主成分”是指：构成隔壁1的材料中以50质量％以上的比率含有的成分。隔壁1优选在其构成成分中包含90质量％以上的堇青石，更优选包含95质量％以上的堇青石。
对于蜂窝结构体100，隔壁1的利用水银压入法所测定的气孔率为45～55％，隔壁1的利用水银压入法所测定的平均细孔径为8～19μm。另外，利用水银压入法所测定的隔壁1的累积细孔容积中，相对于隔壁1的总细孔容积，第一细孔的细孔容积率为3.0％以下、且第二细孔的细孔容积率为30％以上。此外，隔壁1的细孔径分布为单峰性分布或多峰性分布，所述多峰性分布中成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为仅次于该最大峰值的准最大峰值的细孔径的值之差为30μm以下。以下，有时将“隔壁1的利用水银压入法所测定的气孔率”及“隔壁1的利用水银压入法所测定的平均细孔径”简称为“隔壁1的气孔率”及“隔壁1的平均细孔径”。
本实施方式的蜂窝结构体100发挥出如下显著的效果，即，能够有效地抑制等静压强度的降低及压力损失的增大，并且，使隔壁1能够担载的催化剂的容许量增大且将担载于细孔内的催化剂也有效地充分利用于催化反应。因此，本实施方式的蜂窝结构体100能够很好地用作用于担载废气净化用的催化剂的催化剂载体，有效地抑制等静压强度的降低及压力损失的增大，并且，提高废气的净化性能。
如果隔壁1的气孔率小于45％，则例如满足上述的其他构成的情况下，有时无法充分确保催化剂可填充的气孔容积。另外，在使催化剂的担载量增多时，极难抑制压力损失增大。如果隔壁1的气孔率超过55％，则例如满足上述的其他构成的情况下，极难抑制等静压强度降低。隔壁的气孔率优选为47～53％，更优选为49～52％。
如果隔壁1的平均细孔径小于8μm，则例如满足上述的其他构成的情况下，极难抑制压力损失增大。如果隔壁1的平均细孔径超过19μm，则满足上述的其他构成的情况下，极难抑制等静压强度降低。隔壁的平均细孔径优选为9～18μm，更优选为10～17μm。
如果相对于隔壁1的总细孔容积，第一细孔的细孔容积率超过3.0％和/或第二细孔的细孔容积率小于30％，则极难同时实现对等静压强度降低的抑制和对压力损失增大的抑制。以下，也将相对于隔壁1的总细孔容积的、第一细孔的细孔容积率简称为“第一细孔的细孔容积率”。另外，也将相对于隔壁1的总细孔容积的、第二细孔的细孔容积率简称为“第二细孔的细孔容积率”。优选第一细孔的细孔容积率为2.5％以下且第二细孔的细孔容积率为35％以上，更优选第一细孔的细孔容积率为2.3％以下且第二细孔的细孔容积率为40％以上。
对于本实施方式的蜂窝结构体100，如上所述，隔壁1的细孔径分布为单峰性分布或多峰性分布，所述多峰性分布中成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为准最大峰值的细孔径的值之差为30μm以下。此处，以往以堇青石为主成分的蜂窝结构体在制造时有时相对于堇青石化原料添加期望量的造孔材料来进行隔壁的气孔率等的调节。由添加有造孔材料的堇青石化原料形成的多孔质的隔壁具有来源于造孔材料的细孔径相对大的大细孔和由堇青石化原料的粉末形成的细孔径相对小的微细孔。因此，上述隔壁的细孔径分布有时出现多峰性分布(双峰性分布)，所述多峰性分布(双峰性分布)由主要来源于造孔材料的大细孔的分布和主要来源于堇青石化原料的粉末的微细孔的分布构成。对于本实施方式的蜂窝结构体100，调整造孔材料的粒径及添加量等，使大细孔的分布和微细孔的分布接近，从而使其分布为单峰性分布、或、成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为准最大峰值的细孔径的值之差为30μm以下的多峰性分布。通过像这样构成，能够有效地抑制等静压强度降低及压力损失增大，并且，使隔壁1能够担载的催化剂的容许量增大且也有效地充分利用担载于细孔内的催化剂。如果成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为准最大峰值的细孔径的值之差超过30μm，则催化剂仅优先填充于大细孔侧的细孔，即便使催化剂的担载量增多，也有时难以得到与其相应的高净化性能。另外，如上所述的细孔径分布的情况下，当隔壁1高气孔率化时，等静压强度降低。本实施方式的蜂窝结构体100中，隔壁1的细孔径分布为：成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为准最大峰值的细孔径的值之差为30μm以下的多峰性分布的情况下，实质上优选为包括大细孔的分布和微细孔的分布的双峰性分布。
隔壁1的气孔率及平均细孔径可以采用例如Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)进行测定。可以从蜂窝结构体100中切出一部分隔壁1，制成试验片，使用像这样得到的试验片进行气孔率及平均细孔径的测定。
隔壁1的总细孔容积以及第一细孔及第二细孔的细孔容积可以根据利用水银压入法所测定的隔壁1的累积细孔容积来求解。可以采用例如Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)进行隔壁1的累积细孔容积的测定。可以利用如下方法进行隔壁1的累积细孔容积的测定。首先，从蜂窝结构体100中切出一部分隔壁1，制作用于测定累积细孔容积的试验片。试验片的大小没有特别限制，例如优选为长、宽、高各自的长度为约10mm、约10mm、约10mm的长方体。切出试验片的隔壁1的部位没有特别限制，优选从蜂窝结构部10的轴向上的中心附近切出来制作试验片。将得到的试验片收纳于测定装置的测定用单元内，对该测定用单元内进行减压。接下来，向测定用单元内导入水银。接下来，对导入至测定用单元内的水银进行加压，测定在加压时被挤入到试验片内存在的细孔中的水银的体积。此时，随着施加给水银的压力增大，水银从细孔径较大的细孔开始依次被挤入细孔径较小的细孔。因此，根据“施加给水银的压力”与“被挤入到细孔中的水银的体积”之间的关系，能够求解“试验片中所形成的细孔的细孔径”与“累积细孔容积”之间的关系。“累积细孔容积”是将从最小的细孔径至特定的细孔径为止的细孔容积进行累积而得到的值。例如，第二细孔的细孔容积可以作为将从最小的细孔径至细孔径10μm为止的细孔(换言之、细孔径为10μm以下的细孔)的细孔容积进行累积而得到的值来求解。然后，第二细孔的细孔容积率(％)可以作为细孔径为10μm以下的细孔的细孔容积pv1相对于由累积细孔容积表示的总细孔容积PVall的比值的百分率(pv1/PVall×100％)进行求解。同样地，第一细孔的细孔容积也可以作为将细孔径比隔壁1的厚度T1大的细孔的细孔容积进行累积而得到的值来求解。第一细孔的细孔容积率(％)也可以利用与第二细孔的细孔容积率(％)同样的方法进行求解。
隔壁1的厚度T1可以采用例如扫描型电子显微镜或显微镜(microscope)进行测定。隔壁1的厚度T1优选为64～104μm，更优选为76～102μm，特别优选为81～97μm。本实施方式的蜂窝结构体100能够有效地抑制等静压强度的降低，因此，能够进行如上所述的隔壁1的薄壁化。因此，根据本实施方式的蜂窝结构体100，还能够实现蜂窝结构体100的低压力损失化。如果隔壁1的厚度T1小于64μm，则隔壁1的厚度T1过薄，从而有时无法得到充分的强度。另一方面，如果隔壁1的厚度T1超过104μm，则有时蜂窝结构体100的压力损失增大。另外，隔壁1的厚度T1为作为第一细孔的基准的值，因此，如果隔壁1的厚度T1超过上述的数值范围，则有时会对与第一细孔的细孔容积率相关的参数带来不良影响。
本实施方式的蜂窝结构体100可以通过隔壁1的高气孔率化来提高催化剂在隔壁1的细孔内的填充率。因此，还能够抑制废气净化用催化剂担载后的压力损失上升。因此，例如即便担载的催化剂的量变多，也能够抑制蜂窝结构体100的压力损失上升，还能够同时实现“提高净化性能”和“抑制压力损失上升”。
本实施方式的蜂窝结构体100优选为：隔壁1的气孔率为47～53％，隔壁1的平均细孔径为9～18μm，第一细孔的细孔容积率为2.5％以下，且第二细孔的细孔容积率为35％以上。进而，隔壁1的细孔径分布为多峰性分布的情况下，更优选：成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为准最大峰值的细孔径的值之差为28μm以下。
蜂窝结构部10中所形成的隔室2的形状没有特别限制。例如，作为与隔室2延伸的方向正交的截面中的隔室2的形状，可以举出三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等多边形。隔室2的形状优选为三角形、四边形、五边形、六边形、八边形。另外，对于隔室2的形状，所有隔室2的形状可以为同一形状，也可以为不同的形状。例如，虽然省略图示，但是，四边形的隔室和八边形的隔室可以混合存在。另外，对于隔室2的大小，所有隔室2的大小可以相同，也可以不同。例如，虽然省略图示，但是，可以使多个隔室中的一部分隔室的大小增大并使其他隔室的大小相对减小。应予说明，本发明中，隔室2是指由隔壁1包围的空间。
由隔壁1区划形成的隔室2的隔室密度优选为85～101个/cm2，更优选为90～97个/cm2。通过像这样构成，可以将本实施方式的蜂窝结构体100很好地用作用于对从汽车的发动机中排出的废气进行净化的净化部件(例如、催化剂载体、过滤器)。
蜂窝结构部10的外周壁20可以与隔壁1一体地构成，也可以为按围绕隔壁1的方式涂布外周涂层材料而形成的外周涂层。虽然省略图示，但是，外周涂层制造时，可以将隔壁和外周壁一体地形成，然后，将所形成的外周壁利用磨削加工等公知的方法除去后，将外周涂层设置于隔壁的外周侧。
蜂窝结构部10的形状没有特别限制。作为蜂窝结构部10的形状，可以举出第一端面11及第二端面12的形状为圆形、椭圆形、多边形等的柱状。
蜂窝结构部10的大小、例如从第一端面11至第二端面12的长度、蜂窝结构部10的与隔室2延伸的方向正交的截面的大小没有特别限制。将本实施方式的蜂窝结构体100用作废气净化用的净化部件时，按得到最佳的净化性能对各种大小进行适当选择即可。例如，蜂窝结构部10的从第一端面11至第二端面12的长度优选为76.2～228.6mm，更优选为101.6～203.2mm。另外，蜂窝结构部10的与隔室2延伸的方向正交的截面的面积优选为24829～99315mm2，更优选为28502～85634mm2。
本实施方式的蜂窝结构体100中，可以在区划形成多个隔室2的隔壁1担载有废气净化用的催化剂。在隔壁1担载催化剂是指：在隔壁1的表面及隔壁1中所形成的细孔内担载有催化剂。本实施方式的蜂窝结构体100能够抑制等静压强度的降低及压力损失的增大，因此，可以通过隔壁1的高气孔率化及薄壁化来使担载的催化剂的量增多，从而提高净化性能。
(2)蜂窝结构体的制造方法：
制造本发明的蜂窝结构体的方法没有特别限制，例如可以举出如下方法。首先，制备用于制作蜂窝结构部的可塑性的坯土。用于制作蜂窝结构部的坯土可以如下制备，即，在作为原料粉末的从前述的蜂窝结构部的优选材料中选择的材料中适当添加粘合剂等添加剂、造孔材料以及水，由此制备坯土。作为原料粉末，例如可以举出堇青石化原料。堇青石化原料为通过烧成而成为堇青石的原料，具体的为按如下化学组成配合得到的原料，该化学组成为：二氧化硅落在42～56质量％的范围内，氧化铝落在30～45质量％的范围内，氧化镁落在12～16质量％的范围内。
坯土的制备中，可以通过调节造孔材料的粒径来调整隔壁的细孔径分布。例如，优选使造孔材料的平均粒径小于隔壁的厚度T1。通过使用上述造孔材料，能够使第一细孔的细孔容积率为3.0％以下，使第二细孔的细孔容积率为30％以上。
接下来，将上述得到的坯土挤出成型，由此制作具有区划形成多个隔室的隔壁及配设成围绕该隔壁的外周壁的、柱状的蜂窝成型体。应予说明，对于蜂窝成型体的隔壁的厚度，优选根据在原料粉末中所添加的造孔材料的平均粒径使烧成后的蜂窝结构体的隔壁的厚度为期望的厚度T1。
接下来，将得到的蜂窝成型体利用例如微波及热风进行干燥。接下来，对蜂窝成型体进行烧成，由此制造蜂窝结构体。烧成温度及烧成气氛根据原料而有所不同，如果是本领域技术人员，则能够选择最适合所选择的材料的烧成温度及烧成气氛。
实施例
以下，通过实施例对本发明更具体地进行说明，不过，本发明并不受这些实施例的任何限定。
(实施例1)
在堇青石化原料100质量份中分别添加造孔材料2.5质量份、分散介质0.5质量份、有机粘合剂6.5质量份，进行混合、混炼，制备坯土。作为堇青石化原料，使用氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石及二氧化硅。作为分散介质，使用水。作为有机粘合剂，使用甲基纤维素(Methylcellulose)。作为分散剂，使用糊精(Dextrin)。作为造孔材料，使用平均粒径28μm的中空树脂粒子。
接下来，使用蜂窝成型体制作用的口模将坯土挤出成型，得到整体形状为圆柱形状的蜂窝成型体。蜂窝成型体的隔室的形状为四边形。
接下来，将蜂窝成型体利用微波干燥机进行干燥，进而利用热风干燥机使其完全干燥，然后，将蜂窝成型体的两端面切断，调整为规定的尺寸。接下来，对干燥后的蜂窝成型体进行脱脂、烧成，制造实施例1的蜂窝结构体。
实施例1的蜂窝结构体为第一端面及第二端面的形状为圆形的、圆柱形状的蜂窝结构体。第一端面及第二端面的直径为266.7mm。另外，蜂窝结构体的隔室延伸的方向上的全长为152.4mm。实施例1的蜂窝结构体中，隔壁的厚度T1为89μm，隔室密度为93个/cm2。表1中示出蜂窝结构体的“直径(mm)”、“全长(mm)”及“隔室密度(个/cm2)”、以及“隔壁的厚度T1(μm)”。
表1
另外，针对实施例1的蜂窝结构体的隔壁，求出“气孔率(％)”、“平均细孔径(μm)”、“第一细孔的细孔容积率(％)”、“第二细孔的细孔容积率(％)”、“细孔径分布的峰值间的细孔径的值(μm)”。将结果示于表1。“细孔径分布的峰值间的细孔径的值(μm)”为隔壁的细孔径分布中的、成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为仅次于该最大峰值的准最大峰值的细孔径的值之差。细孔径分布的峰值间的细孔径的值为0μm的情况下，意味着隔壁的细孔径分布为单峰性分布。
隔壁的气孔率使用Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)进行测定。从蜂窝结构体中切出一部分隔壁，制成试验片，使用得到的试验片进行气孔率的测定。试验片为长、宽、高各自的长度为约10mm、约10mm、约10mm的长方体的试验片。应予说明，从蜂窝结构体的轴向上的中心附近切出试验片。
隔壁的总细孔容积使用Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)进行测定。总细孔容积的测定中，也使用气孔率测定用的试验片。总细孔容积的测定中，测定隔壁的累积细孔容积，也同时对上述的“第一细孔的细孔容积率(％)”及“第二细孔的细孔容积率(％)”进行测定。另外，以得到的测定结果为基础，计算出“细孔径分布的峰值间的细孔径的值(μm)”。
实施例1的蜂窝结构体中，隔壁的气孔率为49％，平均细孔径为11.0μm。第一细孔的细孔容积率为1.8％，第二细孔的细孔容积率为45.0％。隔壁的细孔径分布为单峰性分布，细孔径分布的峰值间的细孔径的值为0μm。
利用以下的方法，将催化剂担载于实施例1的蜂窝结构体的隔壁。首先，制备包含平均粒径5μm的沸石的催化剂浆料。将该催化剂浆料按干燥后的每单位体积的担载量为230g/L的方式担载于蜂窝结构体。催化剂的担载中，对蜂窝结构体进行浸渍(Dipping)，然后，利用空气吹去多余的催化剂浆料，使其含浸。然后，于120℃的温度使其干燥，进而，于500℃进行3小时的热处理，由此，得到担载有催化剂的蜂窝结构体。实施例1的蜂窝结构体中所担载的催化剂的担载量为231g/L。
表2
针对实施例1的蜂窝结构体，利用以下的方法求出“催化剂的填充率(％)”。另外，针对实施例1的蜂窝结构体，利用以下的方法进行“等静压强度(MPa)”的测定。进而，针对实施例1的蜂窝结构体，利用以下的方法进行“压力损失评价(％)”及“净化性能评价(％)”。将各结果示于表2。
[催化剂的填充率(％)]
从实施例1的蜂窝结构体的蜂窝结构部切出长20mm、宽20mm、高20mm的测定用的试验片。对该试验片的隔壁实施研磨后，利用扫描型电子显微镜(SEM)，在3个视野任意地拍摄SEM图像。对于拍摄视野的1个视野的大小，将X方向设为1块隔壁的厚度(μm)，将Y方向设为600μm。然后，在将催化剂担载于蜂窝结构体时，求出实际填充有催化剂的细孔的容积(V1)相对于隔壁中所形成的全部细孔的容积(V0)的比率(百分率)。具体而言，根据利用图像解析进行二值化而提取的细孔部分(即催化剂未浸透的细孔和催化剂已浸透的细孔)计算出隔壁中所形成的全部细孔的容积(V0)。接下来，将催化剂担载于蜂窝结构体，利用图像解析进行二值化而提取催化剂已浸透的细孔部分，求出容积V1。然后，使用这些值，计算出各SEM图像中的催化剂填充率(％)。应予说明，表2的催化剂的填充率(％)的值为3个视野的SEM图像的各催化剂填充率(％)的算术平均值。应予说明，对于表2的催化剂的填充率(％)，将40％以上评价为合格。
[等静压强度(MPa)]
基于社团法人汽车技术会发行的汽车标准(JASO标准)的M505－87中规定的等静压破坏强度试验来进行等静压强度的测定。等静压破坏强度试验是：在橡胶的筒状容器中放入蜂窝结构体并用铝制板盖上、在水中进行各向同性加压压缩的试验。利用等静压破坏强度试验测定的等静压强度用蜂窝结构体发生破坏时的加压压力值(MPa)表示。将等静压强度为0.7MPa以上的情形评价为“合格”，将等静压强度小于0.7MPa的情形评价为“不合格”。
[压力损失评价(％)]
针对作为基准的基准蜂窝结构体，求出25℃的状态下的、第一端面与第二端面之间的压力差。将像这样求出的作为基准的基准蜂窝结构体的压力损失值设为“P0(％)”。此处，基准蜂窝结构体是指隔壁的构成(参照表1)与评价对象的蜂窝结构体相同的蜂窝结构体，且是指其蜂窝结构体的隔壁没有担载催化剂的蜂窝结构体。另外，另行针对按表2所示的值担载有催化剂的蜂窝结构体，求出25℃的状态下的、第一端面与第二端面之间的压力差。将像这样求出的担载有催化剂的蜂窝结构体的压力损失值设为“P1(％)”。然后，作为压力损失评价的评价值，计算出通过下式(1)求出的值。将下式(1)的评价值为－5％以下的情形评价为合格。
式(1)：压力损失评价的评价值＝(P1―P0)/P0×100％
[净化性能评价(％)]
首先，使包含NOx的试验用气体流通于蜂窝结构体。然后，利用气体分析仪分析从该蜂窝结构体中排出的气体的NOx量。应予说明，使流入于蜂窝结构体的试验用气体的温度为200℃。将蜂窝结构体及试验用气体利用加热器来调整温度。加热器采用红外成像炉。试验用气体采用氮气中混有二氧化碳5体积％、氧气14体积％、一氧化氮350ppm(体积基准)、氨气350ppm(体积基准)以及水10体积％的气体。关于该试验用气体，分别准备水和将其他气体混合得到的混合气体，在进行试验时，使它们在配管中混合进行使用。气体分析仪采用“HORIBA公司制、MEXA9100EGR”。另外，试验用气体向蜂窝结构体中流入时的空间速度为100,000(小时－1)。在表2的“净化性能评价(％)”栏中示出NOx净化率，该NOx净化率如下求解，即，试验用气体的NOx量减去从蜂窝结构体中排出的气体的NOX量得到的值除以试验用气体的NOx量，扩大100倍，得到NOx净化率。作为基准的基准蜂窝结构体的NOx净化率为58.0％，因此，将NOx净化率为58.0％以上的情形评价为合格。基准蜂窝结构体与“压力损失评价(％)”的基准蜂窝结构体相同。
(实施例2～21)
制备将隔壁的构成像表1所示那样变更的蜂窝结构体。通过调节向成型原料中加入的造孔材料的粒径，来进行“平均细孔径(μm)”、“第一细孔的细孔容积率(％)”、“第二细孔的细孔容积率(％)”、“细孔径分布的峰值间的细孔径的值(μm)”的调整。
实施例2中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例3中使用平均粒径38μm的造孔材料。
实施例4中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例5中使用平均粒径70μm的造孔材料。
实施例6中使用平均粒径70μm的造孔材料。
实施例7中使用平均粒径10μm的造孔材料。
实施例8中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例9中使用平均粒径22μm的造孔材料。
实施例10中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例11中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例12中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例13中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例14中使用平均粒径70μm的造孔材料。
实施例15中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例16中使用平均粒径70μm的造孔材料。
实施例17中使用平均粒径10μm的造孔材料。
实施例18中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例19中使用平均粒径22μm的造孔材料。
实施例20中使用平均粒径28μm的造孔材料。
实施例21中使用平均粒径28μm的造孔材料。
(比较例1～3)
制备将隔壁的构成像表1所示那样变更的蜂窝结构体。通过调节向成型原料中加入的造孔材料的粒径，来进行“平均细孔径(μm)”、“第一细孔的细孔容积率(％)”、“第二细孔的细孔容积率(％)”、“细孔径分布的峰值间的细孔径的值(μm)”的调整。
比较例1中使用平均粒径10μm的造孔材料。
比较例2中使用平均粒径70μm的造孔材料。
比较例3中使用平均粒径100μm的造孔材料。
针对实施例2～21及比较例1～3的蜂窝结构体，利用与实施例1同样的方法，求出“催化剂的填充率(％)”及“等静压强度(MPa)”。另外，也利用与实施例1同样的方法进行“压力损失评价(％)”及“净化性能评价(％)”。将各结果示于表2。
(结果)
实施例1～21的蜂窝结构体抑制了等静压强度的降低及压力损失的增大，并且，净化性能也优异。比较例1的蜂窝结构体中，催化剂的填充率较低，在隔壁的表面上担载有许多催化剂，因此，压力损失较高。比较例2、3的蜂窝结构体中，第一细孔的细孔容积率较高，催化剂的填充率较高。不过，比较例2、3的蜂窝结构体的等静压强度相对于基准蜂窝结构体而言大幅减少。比较例3的蜂窝结构体中，隔壁中所形成的细孔的细孔径分布为表2所示的峰值间的细孔径的值为35μm的多峰性分布。该比较例3的蜂窝结构体在净化性能评价中也显示出较低的值。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝结构体可以用作用于担载废气净化用的催化剂的催化剂载体。

Claims (5)

1.一种蜂窝结构体，其中，
具备柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有配置成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从第一端面延伸至第二端面而形成流体的流路，
所述隔壁以堇青石为主成分，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的气孔率为45～55％，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的平均细孔径为8～19μm，
在所述隔壁中所形成的细孔中，将细孔径比所述隔壁的厚度T1大的细孔设为第一细孔，且将细孔径为10μm以下的细孔设为第二细孔，所述隔壁的厚度T1为64～104μm，
在利用水银压入法所测定的所述隔壁的累积细孔容积中，相对于所述隔壁的总细孔容积，所述第一细孔的细孔容积率为3.0％以下、且所述第二细孔的细孔容积率为30％以上，
所述隔壁的细孔径分布为单峰性分布或多峰性分布，所述多峰性分布中成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为仅次于该最大峰值的准最大峰值的细孔径的值之差为30μm以下。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的气孔率为47～53％，
所述隔壁的利用水银压入法所测定的平均细孔径为9～18μm，
利用水银压入法所测定的所述隔壁的累积细孔容积中，相对于所述隔壁的总细孔容积，所述第一细孔的细孔容积率为2.5％以下、且所述第二细孔的细孔容积率为35％以上，
所述隔壁的细孔径分布为单峰性分布或多峰性分布，所述多峰性分布中成为细孔容积的最大峰值的细孔径的值与成为仅次于该最大峰值的准最大峰值的细孔径的值之差为28μm以下。
3.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝结构部的隔室密度为85～101个/cm2。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝结构体，其中，
所述隔壁的细孔径分布为单峰性分布或双峰性分布。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝结构体，其中，
所述隔壁的构成成分中包含90质量％以上的堇青石。
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