JP2007229698A - Honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure.
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガスを浄化するために、その内部に排ガスを通過させることにより、排ガスを浄化するハニカム触媒が用いられており、従来、ハニカム触媒としては、例えば、一体構造で低熱膨張性のコージェライト質ハニカム構造体の表面に、活性アルミナ等の高比表面積材料と白金等の触媒金属を担持したものが提案されている。また、リーンバーンエンジンおよびディーゼルエンジンのような酸素過剰雰囲気下におけるＮＯｘ処理のために、ＮＯｘ吸蔵剤としてＢａ等のアルカリ土類金属を担持したものも提案されている。 In order to purify exhaust gas discharged from internal combustion engines such as vehicles such as buses and trucks and construction machinery, honeycomb catalysts that purify exhaust gas by passing the exhaust gas through the interior are used. For example, a structure in which a high specific surface area material such as activated alumina and a catalytic metal such as platinum are supported on the surface of a cordierite honeycomb structure having an integral structure and low thermal expansion has been proposed. In addition, for NOx treatment in an oxygen-excess atmosphere such as a lean burn engine and a diesel engine, those carrying an alkaline earth metal such as Ba as a NOx storage agent have been proposed.
ところで、浄化性能をより向上させるためには、排ガスと触媒貴金属およびＮＯｘ吸蔵剤との接触確率を高くする必要がある。そのためには、担体をより高比表面積にして、貴金属の粒子サイズを小さく、かつ、高分散させる必要がある。しかし、単純に活性アルミナ等の高比表面積材料の担持量が増やすことのみではアルミナ層の厚みの増加を招くのみであり、接触確率を高くすることにつながらなかったり、圧力損失が高くなりすぎてしまったりするといった不具合も生じてしまうため、セル形状、セル密度、及び、セル壁の厚さ等が工夫されている（例えば、特許文献１参照）。 By the way, in order to further improve the purification performance, it is necessary to increase the contact probability between the exhaust gas, the catalyst noble metal and the NOx storage agent. For this purpose, it is necessary to make the support have a higher specific surface area, to reduce the particle size of the noble metal and to disperse it in a highly dispersed manner. However, simply increasing the loading amount of high specific surface area material such as activated alumina only increases the thickness of the alumina layer, and does not lead to an increase in the contact probability, or the pressure loss becomes too high. Inconveniences such as trapping also occur, so the cell shape, cell density, cell wall thickness, and the like have been devised (see, for example, Patent Document 1).
一方、高比表面積材料からなるハニカム構造体として、無機繊維及び無機バインダとともに押出成形したハニカム構造体が知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、このようなハニカム構造体を大型化するのを目的として、接着層を介して、ハニカムユニットを接合したものが知られている（例えば、特許文献３参照）。 On the other hand, as a honeycomb structure made of a high specific surface area material, a honeycomb structure extruded with inorganic fibers and an inorganic binder is known (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, for the purpose of increasing the size of such a honeycomb structure, a structure in which a honeycomb unit is bonded via an adhesive layer is known (for example, see Patent Document 3).
ところが、これらのハニカム構造体（ハニカム触媒）では、ハニカム構造体に触媒を担持させた場合の触媒量の不均一や、排ガスによる加熱の不均一等に起因して、排ガスを浄化する際の反応熱によるハニカム構造体の温度変化が局所的に発生し、この局所的な温度変化が生じた部分と、それ以外の部分との間に大きな熱応力が発生し、その結果、ハニカム構造体（ハニカムユニットや接着剤層）にクラックが発生し、さらには、ハニカム構造体の破損が生じる場合があった。 However, in these honeycomb structures (honeycomb catalysts), the reaction when purifying the exhaust gas due to non-uniform catalyst amount when the catalyst is supported on the honeycomb structure, non-uniform heating by the exhaust gas, etc. A temperature change of the honeycomb structure due to heat is locally generated, and a large thermal stress is generated between the portion where the local temperature change occurs and the other portion. As a result, the honeycomb structure (honeycomb) In some cases, cracks occurred in the unit or the adhesive layer, and the honeycomb structure was damaged.
これに対して、接着剤層のヤング率をハニカムユニットのヤング率の２０％以下にしたハニカムフィルタが開示されている（例えば、特許文献４参照）。ここで、接着剤層のヤング率をハニカムユニットのヤング率よりも小さくしたハニカムフィルタでは、接着剤層とハニカムユニットとに同じ力が加えられた場合に、ヤング率が比較的低い接着剤層が、ハニカムユニットよりも延伸しやすい傾向を示し、ハニカムユニットへの熱応力を緩和することができるとされている。 On the other hand, a honeycomb filter in which the Young's modulus of the adhesive layer is 20% or less of the Young's modulus of the honeycomb unit is disclosed (for example, see Patent Document 4). Here, in the honeycomb filter in which the Young's modulus of the adhesive layer is smaller than the Young's modulus of the honeycomb unit, when the same force is applied to the adhesive layer and the honeycomb unit, the adhesive layer having a relatively low Young's modulus It is said that it tends to be stretched more easily than the honeycomb unit, and the thermal stress to the honeycomb unit can be relaxed.
しかしながら、接着剤層のヤング率がハニカムユニットのヤング率の２０％以下であるハニカムフィルタでは、ハニカムユニットや接着材層が熱応力により破損してしまうことがあった。
この理由は明らかではないが、接着剤層のヤング率が、ハニカムユニットのヤング率に対して小さすぎる場合や、ハニカムユニットのヤング率が小さい場合には、それに伴って接着剤層のヤング率が低くなり、ある程度、熱応力を緩和することができるものの、ハニカム構造体全体としての強度が不足し、そのために、上述したような破損が発生するものと推測される。
また、接着剤層のヤング率がハニカムユニットのヤング率の２０％以下であるハニカムフィルタでは、接着剤層及びハニカムユニットの材料の種類が限定されてしまうという問題もあった。
However, in a honeycomb filter in which the Young's modulus of the adhesive layer is 20% or less of the Young's modulus of the honeycomb unit, the honeycomb unit or the adhesive layer may be damaged due to thermal stress.
The reason for this is not clear, but when the Young's modulus of the adhesive layer is too small relative to the Young's modulus of the honeycomb unit or when the Young's modulus of the honeycomb unit is small, the Young's modulus of the adhesive layer is accordingly reduced. Although it becomes low and the thermal stress can be alleviated to some extent, it is presumed that the strength of the entire honeycomb structure is insufficient, and therefore the above-described breakage occurs.
Further, in the honeycomb filter in which the Young's modulus of the adhesive layer is 20% or less of the Young's modulus of the honeycomb unit, there is a problem that the types of materials of the adhesive layer and the honeycomb unit are limited.
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、強度及び耐久性に優れるため、ハニカム構造体に局部的な温度変化が生じても破損がすることがなく、熱衝撃や振動にも強いハニカム構造体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems, and is excellent in strength and durability. Therefore, the honeycomb structure is not damaged even if a local temperature change occurs, and is not subject to thermal shock or vibration. Another object is to provide a strong honeycomb structure.
本発明のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカムユニットがシール材層を介して複数個結束されたハニカム構造体であって、
上記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面における断面積は、５〜５０ｃｍ２であり、
上記ハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維及び／又はウィスカとを含んでなり、
上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の５０〜１５０％であることを特徴とする。
The honeycomb structure of the present invention is a honeycomb structure in which a plurality of columnar honeycomb units in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across a cell wall are bound through a sealing material layer,
The cross-sectional area in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb unit is 5 to 50 cm 2 ,
The honeycomb unit comprises inorganic particles, inorganic fibers and / or whiskers,
The Young's modulus of the honeycomb unit is 50 to 150% of the Young's modulus of the sealing material layer.
上記ハニカム構造体おいて、上記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における断面積に対して、上記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面における断面積の総和が占める割合は、８５％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。 In the honeycomb structure, the ratio of the sum of the cross-sectional areas in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb unit to the cross-sectional area in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb structure is 85% or more. It is desirable that it is 90% or more.
上記ハニカム構造体の最外周には、塗布材層が形成されていることが望ましい。 It is desirable that a coating material layer is formed on the outermost periphery of the honeycomb structure.
上記ハニカム構造体において、上記無機粒子は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、ムライト及びゼオライトからなる群から選ばれた少なくとも１種であることが望ましい。 In the honeycomb structure, the inorganic particles are preferably at least one selected from the group consisting of alumina, silica, zirconia, titania, ceria, mullite, and zeolite.
また、上記ハニカム構造体において、上記無機繊維及び／又はウィスカは、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカーアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム及びホウ酸アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種であることが望ましい。 In the honeycomb structure, the inorganic fiber and / or whisker is at least one selected from the group consisting of alumina, silica, silicon carbide, silica-alumina, glass, potassium titanate, and aluminum borate. Is desirable.
上記ハニカム構造体において、上記ハニカムユニットは、上記無機粒子と上記無機繊維及び／又はウィスカと無機バインダとを含む混合物を用いて製造されており、
上記無機バインダは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト及びアタパルジャイトからなる群から選択された少なくとも一種であることが望ましい。
In the honeycomb structure, the honeycomb unit is manufactured using a mixture containing the inorganic particles and the inorganic fibers and / or whiskers and an inorganic binder,
The inorganic binder is preferably at least one selected from the group consisting of alumina sol, silica sol, titania sol, water glass, sepiolite, and attapulgite.
上記ハニカム構造体は、触媒が担持されていることが望ましく、上記触媒は、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び、酸化物からなる群から選択された少なくとも１種を含むことが望ましい。
また、上記ハニカム構造体は、車両の排ガス浄化に用いるものであることが望ましい。
The honeycomb structure desirably supports a catalyst, and the catalyst preferably includes at least one selected from the group consisting of noble metals, alkali metals, alkaline earth metals, and oxides.
The honeycomb structure is desirably used for purifying exhaust gas from vehicles.
本発明のハニカム構造体は、強度及び耐久性に優れるため、ハニカム構造体に局部的な温度変化による熱衝撃が生じても破損することがなく、振動に対しても強い。
また、本発明のハニカム構造体は、触媒コンバータとして特に好適に用いることができる。
Since the honeycomb structure of the present invention is excellent in strength and durability, the honeycomb structure is not damaged even when a thermal shock due to a local temperature change occurs, and is resistant to vibration.
Moreover, the honeycomb structure of the present invention can be particularly suitably used as a catalytic converter.
以下、本発明のハニカム構造体について説明する。
本発明のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカムユニットがシール材層を介して複数個結束されたハニカム構造体であって、
上記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面における断面積は、５〜５０ｃｍ２であり、
上記ハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維及び／又はウィスカとを含んでなり、
上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の５０〜１５０％であることを特徴とする。
Hereinafter, the honeycomb structure of the present invention will be described.
The honeycomb structure of the present invention is a honeycomb structure in which a plurality of columnar honeycomb units in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across a cell wall are bound through a sealing material layer,
The cross-sectional area in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb unit is 5 to 50 cm 2 ,
The honeycomb unit comprises inorganic particles, inorganic fibers and / or whiskers,
The Young's modulus of the honeycomb unit is 50 to 150% of the Young's modulus of the sealing material layer.
本発明のハニカム構造体では、複数のハニカムユニットがシール材層を介して結束されているため、熱衝撃や振動に強い。この理由としては、急激な温度変化等によってハニカム構造体に温度分布がついた場合にもそれぞれのハニカムユニットあたりにつく温度差を小さく抑えることができるためであると推察される。あるいは、熱衝撃や振動をシール材層によって緩和可能となるためであると推察される。また、このシール材層は、熱応力等によってハニカムユニットにクラックが生じた場合においても、クラックがハニカム構造体全体に伸展することを防ぎ、さらに、ハニカム構造体のフレームとしての役割をも担い、ハニカム構造体としての形状を保ち、触媒担体としての機能を失わないことになると考えられる。 In the honeycomb structure of the present invention, since the plurality of honeycomb units are bundled through the sealing material layer, the honeycomb structure is resistant to thermal shock and vibration. The reason for this is presumed to be that even when the honeycomb structure has a temperature distribution due to a rapid temperature change or the like, the temperature difference per honeycomb unit can be kept small. Alternatively, it is presumed that thermal shock and vibration can be mitigated by the sealing material layer. Further, this sealing material layer prevents cracks from extending to the entire honeycomb structure even when cracks occur in the honeycomb unit due to thermal stress or the like, and also plays a role as a frame of the honeycomb structure, It is considered that the shape as the honeycomb structure is maintained and the function as the catalyst carrier is not lost.
また、本発明のハニカム構造体では、上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の５０〜１５０％である。
上記ハニカムユニットのヤング率と、上記シール材層のヤング率とが上記の関係にある場合、上記シール材層は、ハニカム構造体の強度を確保するためのフレームとしての機能、及び／又は、ハニカム構造体に生じた熱応力を緩和する機能を果たすことができ、強度及び耐久性に優れたハニカム構造体となる。
In the honeycomb structure of the present invention, the Young's modulus of the honeycomb unit is 50 to 150% of the Young's modulus of the sealing material layer.
When the Young's modulus of the honeycomb unit and the Young's modulus of the sealing material layer are in the above relationship, the sealing material layer functions as a frame for ensuring the strength of the honeycomb structure and / or the honeycomb. A honeycomb structure that can relieve the thermal stress generated in the structure and can be excellent in strength and durability can be obtained.
また、上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の５０〜１５０％である場合には、上述した２つの機能を発揮することとなるが、より具体的には、上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の５０％以上、１００％未満である場合には、上述したフレームとしての機能がハニカム構造体の破損を防止するために大きく寄与することとなり、一方、上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率が１００〜１５０％である場合には、ハニカム構造体に生じた熱応力を緩和する機能が、ハニカム構造体の破損を防止するために大きく寄与することとなる。
なお、ヤング率は、材料の強度の尺度であり、応力−ひずみ曲線における初期の傾斜から求められるものである。
Further, when the Young's modulus of the honeycomb unit is 50 to 150% of the Young's modulus of the sealing material layer, the two functions described above will be exhibited. When the Young's modulus is 50% or more and less than 100% of the Young's modulus of the sealing material layer, the above-described function as a frame greatly contributes to prevent the honeycomb structure from being damaged, When the Young's modulus of the honeycomb unit is 100 to 150%, the function of relaxing the thermal stress generated in the honeycomb structure prevents damage to the honeycomb structure. Will greatly contribute.
The Young's modulus is a measure of the strength of the material and is obtained from the initial slope in the stress-strain curve.
上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の５０％未満では、シール材層のヤング率が高すぎて、ハニカム構造体に発生した熱応力を十分に緩和することができず、ハニカム構造体が熱応力により破損されることとなるからである。
一方、上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の１５０％を超えると、シール材層のヤング率が低すぎて、ハニカム構造体に熱応力が生じた際に、ハニカムユニットよりも先にシール材層にクラックが生じ、上記フレームとしての機能を十分に果たすことができないからである。
If the Young's modulus of the honeycomb unit is less than 50% of the Young's modulus of the sealing material layer, the Young's modulus of the sealing material layer is too high to sufficiently relax the thermal stress generated in the honeycomb structure, This is because the honeycomb structure is damaged by thermal stress.
On the other hand, when the Young's modulus of the honeycomb unit exceeds 150% of the Young's modulus of the sealing material layer, the Young's modulus of the sealing material layer is too low, and when the honeycomb structure is subjected to thermal stress, This is because cracks are generated in the sealing material layer first, and the function as the frame cannot be sufficiently achieved.
また、上記ハニカムユニットのハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における断面積（単に断面積とする。以下同じ。）は、下限が５ｃｍ２で、上限が５０ｃｍ２である。
断面積が５ｃｍ２未満では、ハニカムユニット同士を結束するシール材層の断面積が大きくなるため触媒を担持する比表面積が相対的に小さくなるとともに、圧力損失が相対的に大きくなってしまう。一方、断面積が５０ｃｍ２を超えると、ユニットの大きさが大きすぎ、それぞれのハニカムユニットに発生する熱応力を十分に抑えることができない。
Moreover, the lower limit of the cross-sectional area in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb structure of the honeycomb unit (simply referred to as the cross-sectional area, hereinafter the same) is 5 cm 2 and the upper limit is 50 cm 2 .
When the cross-sectional area is less than 5 cm 2, the cross-sectional area of the sealing material layer that binds the honeycomb units to each other is large, so that the specific surface area for supporting the catalyst is relatively small and the pressure loss is relatively large. On the other hand, if the cross-sectional area exceeds 50 cm 2 , the size of the unit is too large, and the thermal stress generated in each honeycomb unit cannot be sufficiently suppressed.
これに対し、ハニカムユニットの断面積が、５〜５０ｃｍ２の範囲にあれば、ハニカム構造体において、シール材層が占める割合を調整することができ、これにより比表面積を大きく保つことができ、その結果、触媒成分を高分散させることが可能となる。
また、熱衝撃や振動などの外力が加わってもハニカム構造体としての形状を保持することができる。さらには、圧力損失を小さく抑えることができる。
従って、このハニカム構造体によれば、触媒成分を高分散させると共に熱衝撃や振動に対する強度を高めることができる。
なお、単位体積あたりの比表面積は、後述の式（１）によって求めることができる。
On the other hand, if the cross-sectional area of the honeycomb unit is in the range of 5 to 50 cm 2 , the proportion of the sealing material layer in the honeycomb structure can be adjusted, and thereby the specific surface area can be kept large. As a result, the catalyst component can be highly dispersed.
Moreover, the shape of the honeycomb structure can be maintained even when an external force such as thermal shock or vibration is applied. Furthermore, the pressure loss can be kept small.
Therefore, according to this honeycomb structure, the catalyst component can be highly dispersed and the strength against thermal shock and vibration can be increased.
In addition, the specific surface area per unit volume can be calculated | required by below-mentioned Formula (1).
また、ここで、ハニカムユニットの断面積とは、ハニカム構造体が断面積の異なる複数のハニカムユニットを含むときには、ハニカム構造体を構成する基本ユニットとなっているハニカムユニットの断面積をいい、通常、ハニカムユニットの断面積が最大のものをいう。
上記断面積の望ましい下限は６ｃｍ２であり、より望ましい下限は８ｃｍ２である。一方、上記断面積の望ましい上限は４０ｃｍ２であり、より望ましい上限は３０ｃｍ２である。
Here, the cross-sectional area of the honeycomb unit refers to the cross-sectional area of the honeycomb unit that is a basic unit constituting the honeycomb structure when the honeycomb structure includes a plurality of honeycomb units having different cross-sectional areas. The honeycomb unit has the largest cross-sectional area.
A desirable lower limit of the cross-sectional area is 6 cm 2 , and a more desirable lower limit is 8 cm 2 . On the other hand, the desirable upper limit of the cross-sectional area is 40 cm 2 , and the more desirable upper limit is 30 cm 2 .
上記ハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面における断面積に対して、上記ハニカムユニットの断面積の総和が占める割合が、８５％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。
上記ハニカムユニットの断面積の総和が占める割合が８５％未満では、シール材層の断面積が大きくなり、ハニカムユニットの総断面積が小さいため、触媒を担持する比表面積が相対的に小さくなるとともに、圧力損失が相対的に大きくなってしまうからである。
また、上記割合が９０％以上では、より圧力損失を小さくすることができる。
In the honeycomb structure, the ratio of the total cross-sectional area of the honeycomb unit to the cross-sectional area in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb structure is desirably 85% or more, and preferably 90% or more. More desirable.
When the ratio of the total cross-sectional area of the honeycomb unit is less than 85%, the cross-sectional area of the sealing material layer is large and the total cross-sectional area of the honeycomb unit is small, so that the specific surface area supporting the catalyst is relatively small. This is because the pressure loss becomes relatively large.
Further, when the ratio is 90% or more, the pressure loss can be further reduced.
上記ハニカム構造体は、その最外周に塗布材層が形成されていることが望ましい。
これにより、外周面を保護して強度を高めることができるからである。
As for the said honeycomb structure, it is desirable that the coating material layer is formed in the outermost periphery.
This is because the outer peripheral surface can be protected and the strength can be increased.
上記塗布材層を形成した場合、上記ハニカムユニットのヤング率は、上記塗布材層のヤング率の５０〜１５０％であることが望ましい。
上記塗布材層のヤング率が、上記ハニカムユニットのヤング率との間で、上述した関係を満足する場合、上記塗布材層もまた、ハニカム構造体の強度を確保するためのフレームとして機能、及び／又は、ハニカム構造体に生じた熱応力を緩和する機能を果たすことができるため、より一層、ハニカム構造体の強度及び耐久性が向上することとなるからである。
When the coating material layer is formed, the Young's modulus of the honeycomb unit is desirably 50 to 150% of the Young's modulus of the coating material layer.
When the Young's modulus of the coating material layer satisfies the above-described relationship with the Young's modulus of the honeycomb unit, the coating material layer also functions as a frame for ensuring the strength of the honeycomb structure, and This is because the function of relieving the thermal stress generated in the honeycomb structure can be achieved, and the strength and durability of the honeycomb structure can be further improved.
ハニカムユニットを複数個結束させたハニカム構造体の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円柱状、角柱状又は楕円柱状等が挙げられる。また、その大きさも特に限定されるものではない。 The shape of the honeycomb structure in which a plurality of honeycomb units are bundled is not particularly limited, and examples thereof include a columnar shape, a prismatic shape, or an elliptical columnar shape. Further, the size is not particularly limited.
本発明のハニカム構造体を構成するハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維及び／又はウィスカとを含んでなるものである。
無機粒子によって比表面積が向上し、無機繊維及び／又はウィスカによってハニカムユニットの強度が向上することとなるからである。
The honeycomb unit constituting the honeycomb structure of the present invention includes inorganic particles and inorganic fibers and / or whiskers.
This is because the specific surface area is improved by the inorganic particles, and the strength of the honeycomb unit is improved by the inorganic fibers and / or whiskers.
上記無機粒子としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、ムライト、ゼオライト等からなる粒子が望ましい。これらの粒子は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
また、これらの中では、アルミナ粒子が特に望ましい。
As the inorganic particles, particles made of alumina, silica, zirconia, titania, ceria, mullite, zeolite or the like are desirable. These particles may be used alone or in combination of two or more.
Of these, alumina particles are particularly desirable.
上記無機繊維やウィスカとしては、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカ−アルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等からなる無機繊維やウィスカが望ましい。
これらの無機繊維やウィスカは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
As the inorganic fiber or whisker, inorganic fiber or whisker made of alumina, silica, silicon carbide, silica-alumina, glass, potassium titanate, aluminum borate or the like is desirable.
These inorganic fibers and whiskers may be used alone or in combination of two or more.
上記無機繊維やウィスカの望ましいアスペクト比（長さ／径）は、望ましい下限が２であり、より望ましい下限が５であり、さらに望ましい下限が１０である。一方、望ましい上限は、１０００であり、より望ましい上限は８００であり、さらに望ましい上限は５００である。
なお、上記無機繊維や上記ウィスカのアスペクト比は、アスペクト比に分布があるときには、その平均値である。
The desirable lower limit of the aspect ratio (length / diameter) of the inorganic fibers and whiskers is 2, the more desirable lower limit is 5, and the more desirable lower limit is 10. On the other hand, the desirable upper limit is 1000, the more desirable upper limit is 800, and the more desirable upper limit is 500.
The aspect ratio of the inorganic fiber or the whisker is an average value when the aspect ratio has a distribution.
上記ハニカムユニットに含まれる上記無機粒子の量について、望ましい下限は３０重量％であり、より望ましい下限は４０重量％であり、さらに望ましい下限は５０重量％である。
一方、望ましい上限は９７重量％であり、より望ましい上限は９０重量％であり、さらに望ましい上限は８０重量％であり、特に望ましい上限は７５重量％である。
無機粒子の含有量が３０重量％未満では、比表面積の向上に寄与する無機粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく、触媒成分を担持する際に触媒成分を高分散させることができなくなる場合がある。一方、９７重量％を超えると強度向上に寄与する無機繊維及び／又はウィスカの量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体の強度が低下することとなる。
Regarding the amount of the inorganic particles contained in the honeycomb unit, a desirable lower limit is 30% by weight, a more desirable lower limit is 40% by weight, and a further desirable lower limit is 50% by weight.
On the other hand, the desirable upper limit is 97% by weight, the more desirable upper limit is 90% by weight, the still more desirable upper limit is 80% by weight, and the particularly desirable upper limit is 75% by weight.
When the content of the inorganic particles is less than 30% by weight, the amount of inorganic particles contributing to the improvement of the specific surface area is relatively small. Therefore, the specific surface area as the honeycomb structure is small, and the catalyst component is loaded when the catalyst component is supported. May not be highly dispersed. On the other hand, if it exceeds 97% by weight, the amount of inorganic fibers and / or whiskers that contribute to strength improvement is relatively reduced, and the strength of the honeycomb structure is lowered.
上記ハニカムユニットに含まれる上記無機繊維及び／又は上記ウィスカの合計量について、望ましい下限は３重量％であり、より望ましい下限は５重量％であり、さらに望ましい下限は８重量％である。一方、望ましい上限は７０重量％であり、より望ましい上限は５０重量％であり、さらに望ましい上限は４０重量％であり、特に望ましい上限は３０重量％である。
無機繊維及び／又はウィスカの含有量が３重量％未満ではハニカム構造体の強度が低下することとなり、５０重量％を超えると比表面積向上に寄与する無機粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく触媒成分を担持する際に触媒成分を高分散させることができなくなる場合がある。
Regarding the total amount of the inorganic fibers and / or the whiskers contained in the honeycomb unit, a desirable lower limit is 3% by weight, a more desirable lower limit is 5% by weight, and a further desirable lower limit is 8% by weight. On the other hand, a desirable upper limit is 70% by weight, a more desirable upper limit is 50% by weight, a further desirable upper limit is 40% by weight, and a particularly desirable upper limit is 30% by weight.
If the content of inorganic fibers and / or whiskers is less than 3% by weight, the strength of the honeycomb structure will decrease, and if it exceeds 50% by weight, the amount of inorganic particles contributing to the improvement of the specific surface area is relatively small. When the honeycomb structure has a small specific surface area and supports the catalyst component, the catalyst component may not be highly dispersed.
また、上記ハニカムユニットは、上記無機粒子と上記無機繊維及び／又はウィスカと無機バインダとを含む混合物を用いて製造されていることが望ましい。
このように無機バインダを含む混合物を用いることにより、生成形体を焼成する温度を低くしても十分な強度のハニカムユニットを得ることができるからである。
In addition, the honeycomb unit is preferably manufactured using a mixture containing the inorganic particles, the inorganic fibers and / or whiskers, and an inorganic binder.
This is because by using a mixture containing an inorganic binder as described above, a honeycomb unit having a sufficient strength can be obtained even if the temperature at which the formed body is fired is lowered.
上記無機バインダとしては、無機ゾルや粘土系バインダ等を用いることができ、上記無機ゾルの具体例としては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス等が挙げられる。また、粘土系バインダとしては、例えば、白土、カオリン、モンモリロナイト、セピオライト、アタパルジャイト等の複鎖構造型粘土等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
これらのなかでは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト及びアタパルジャイトからなる群から選択された少なくとも１種が望ましい。
As the inorganic binder, an inorganic sol, a clay-based binder, or the like can be used, and specific examples of the inorganic sol include alumina sol, silica sol, titania sol, water glass, and the like. In addition, examples of the clay-based binder include double chain structure type clays such as clay, kaolin, montmorillonite, sepiolite, attapulgite, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, at least one selected from the group consisting of alumina sol, silica sol, titania sol, water glass, sepiolite, and attapulgite is desirable.
上記無機バインダの量は、後述する製造工程で調製する原料ペーストに含まれる固形分として、その望ましい下限は、５重量％であり、より望ましい下限は、１０重量％であり、さらに望ましい下限は１５重量％である。一方、望ましい上限は、５０重量％であり、より望ましい上限は、４０重量％であり、さらに望ましい上限は、３５重量％である。
上記無機バインダの含有量が５０重量％を超えると成型性が悪くなる。
The amount of the inorganic binder is, as a solid content contained in the raw material paste prepared in the manufacturing process described later, a desirable lower limit is 5% by weight, a more desirable lower limit is 10% by weight, and a further desirable lower limit is 15%. % By weight. On the other hand, the desirable upper limit is 50% by weight, the more desirable upper limit is 40% by weight, and the further desirable upper limit is 35% by weight.
If the content of the inorganic binder exceeds 50% by weight, the moldability is deteriorated.
上記ハニカムユニットの形状は、特に限定されるものではないが、ハニカムユニット同士が結束しやすい形状であることが好ましく、その長手方向に垂直な断面（以下、単に断面ともいう）の形状としては、正方形、長方形、六角形、扇状等が挙げられる。 The shape of the honeycomb unit is not particularly limited, but is preferably a shape in which the honeycomb units are easily bundled together, and the shape of a cross section perpendicular to the longitudinal direction (hereinafter also simply referred to as a cross section) A square, a rectangle, a hexagon, a fan shape, etc. are mentioned.
上記ハニカムユニットの一例として、断面正方形の直方体のハニカムユニットを図面に示す。
図１は、（ａ）が、本発明のハニカム構造体を構成するハニカムユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）が、本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
As an example of the honeycomb unit, a rectangular parallelepiped honeycomb unit having a square cross section is shown in the drawings.
FIG. 1A is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb unit constituting the honeycomb structure of the present invention, and FIG. 1B schematically shows an example of the honeycomb structure of the present invention. It is a perspective view.
ハニカムユニット１１は、手前側から奥側に向かってセル１２を多数有し、セル１２を有さない外面１３を有する。
セル１２同士の間の厚さ（セル壁の厚さ）は、特に限定されるものではないが、望ましい下限は０．０５ｍｍであり、より望ましい下限は０．１０ｍｍであり、特に望ましい下限は０．１５ｍｍである。一方、望ましい上限は０．３５ｍｍであり、より望ましい上限は０．３０ｍｍであり、特に望ましい上限は０．２５ｍｍである。
The honeycomb unit 11 has a large number of cells 12 from the front side toward the back side, and has an outer surface 13 that does not have the cells 12.
The thickness between the cells 12 (cell wall thickness) is not particularly limited, but a desirable lower limit is 0.05 mm, a more desirable lower limit is 0.10 mm, and a particularly desirable lower limit is 0. .15 mm. On the other hand, a desirable upper limit is 0.35 mm, a more desirable upper limit is 0.30 mm, and a particularly desirable upper limit is 0.25 mm.
セル壁の厚さが０．０５ｍｍ未満ではハニカムユニットの強度が低下する場合があり、一方、セル壁の厚さが０．３５ｍｍを超えると、排ガスとの接触面積が小さくなることと、ガスが十分深くまで浸透しないため、セル壁内部に担持された触媒とガスが接触しにくくなることとにより、触媒性能が低下してしまうことがある。 If the cell wall thickness is less than 0.05 mm, the strength of the honeycomb unit may decrease. On the other hand, if the cell wall thickness exceeds 0.35 mm, the contact area with the exhaust gas becomes small, and the gas Since it does not penetrate deep enough, the catalyst performance may be reduced due to the difficulty of contacting the gas carried by the catalyst carried inside the cell wall.
また、上記ハニカムユニットのセル密度は、望ましい下限が１５．５個／ｃｍ２（１００ｃｐｓｉ）であり、より望ましい下限が４６．５個／ｃｍ２（３００ｃｐｓｉ）であり、さらに望ましい下限が６２．０個／ｃｍ２（４００ｃｐｓｉ）である。一方、セル密度の望ましい上限は１８６個／ｃｍ２（１２００ｃｐｓｉ）であり、より望ましい上限は１７０．５個／ｃｍ２（１１００ｃｐｓｉ）であり、さらに望ましい上限は１５５個／ｃｍ２（１０００ｃｐｓｉ）である。
セル密度が、１５．５個／ｃｍ２未満では、ハニカムユニット内部の排ガスと接触する壁の面積が小さくなり、１８６個／ｃｍ２を超えると、圧力損失が高くなるとともに、ハニカムユニットの作製が困難になるためである。
The cell unit of the honeycomb unit has a desirable lower limit of 15.5 cells / cm 2 (100 cpsi), a more desirable lower limit of 46.5 cells / cm 2 (300 cpsi), and a more desirable lower limit of 62.0. Pieces / cm 2 (400 cpsi). On the other hand, the desirable upper limit of the cell density is 186 cells / cm 2 (1200 cpsi), the more desirable upper limit is 170.5 cells / cm 2 (1100 cpsi), and the more desirable upper limit is 155 cells / cm 2 (1000 cpsi). .
When the cell density is less than 15.5 cells / cm 2 , the area of the wall in contact with the exhaust gas inside the honeycomb unit is small. When the cell density exceeds 186 cells / cm 2 , the pressure loss increases and the honeycomb unit is manufactured. This is because it becomes difficult.
上記ハニカムユニットに形成されるセルの断面形状は、特に限定されず、図１（ａ）に示したような四角形以外に、略三角形や略六角形としてもよい。 The cross-sectional shape of the cells formed in the honeycomb unit is not particularly limited, and may be a substantially triangular shape or a substantially hexagonal shape other than the quadrangular shape as shown in FIG.
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法の一例について、工程順に説明する。
まず、原料ペーストを調製し、この原料ペーストを用いて押出成形等を行い、成形体を作製する。
上記原料ペーストとしては、例えば、上記無機粒子と、上記無機繊維及び／又はウィスカを主成分とし、これらのほかに、必要に応じて、上記無機バインダ、有機バインダ、分散媒及び成形助剤を成形性にあわせて適宜加えたものを用いることができる。
Next, an example of the manufacturing method of the honeycomb structure of the present invention will be described in the order of steps.
First, a raw material paste is prepared, and extrusion molding or the like is performed using this raw material paste to produce a molded body.
As the raw material paste, for example, the inorganic particles and the inorganic fibers and / or whiskers are the main components, and in addition to these, the inorganic binder, the organic binder, the dispersion medium, and the molding aid are molded as necessary. What was added suitably according to the property can be used.
上記有機バインダとしては、特に限定されるものではないが、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
こられは、単独で用いてよいし、２種以上併用してもよい。
上記有機バインダの配合量は、上記無機粒子、上記無機繊維、上記ウィスカ、上記無機バインダの合計１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましい。
Although it does not specifically limit as said organic binder, For example, methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, polyethyleneglycol, a phenol resin, an epoxy resin etc. are mentioned.
These may be used alone or in combination of two or more.
The blending amount of the organic binder is preferably 1 to 10 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the inorganic particles, the inorganic fibers, the whiskers, and the inorganic binder.
上記分散媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、有機溶媒（ベンゼンなど）、アルコール（メタノールなど）等が挙げられる。
上記成形助剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
The dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include water, organic solvents (such as benzene), alcohols (such as methanol), and the like.
Although it does not specifically limit as said shaping | molding adjuvant, For example, ethylene glycol, dextrin, a fatty acid, fatty acid soap, polyalcohol etc. are mentioned.
上記原料ペーストの調製は、特に限定されるものではないが、混合・混練することが好ましく、例えば、ミキサーやアトライタなどを用いて混合してもよく、ニーダーなどで十分に混練してもよい。
上記原料ペーストを成型する方法は、特に限定されるものではないが、上述したように押出成形などによってセルを有する形状に成形することが好ましい。
The preparation of the raw material paste is not particularly limited, but is preferably mixed and kneaded. For example, the raw material paste may be mixed using a mixer or an attritor, or may be sufficiently kneaded using a kneader.
The method of molding the raw material paste is not particularly limited, but it is preferable to mold the cell paste into a shape having cells by extrusion molding as described above.
次に、得られた成形体を、必要に応じて、乾燥機を用いて乾燥することにより乾燥体を得る。
上記乾燥機としては、例えば、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機及び凍結乾燥機等が挙げられる。
Next, the obtained molded body is dried using a dryer as necessary to obtain a dried body.
Examples of the dryer include a microwave dryer, a hot air dryer, a dielectric dryer, a vacuum dryer, a vacuum dryer, and a freeze dryer.
次に、得られた乾燥体を、必要に応じて、脱脂する。
脱脂条件は、特に限定されず、成形体に含まれる有機物の種類や量によって適宜選択するが、おおよそ４００℃、２ｈｒ程度が望ましい。
Next, the obtained dried body is degreased as necessary.
The degreasing conditions are not particularly limited and are appropriately selected depending on the type and amount of the organic substance contained in the molded body, but are preferably about 400 ° C. and about 2 hours.
次に、必要に応じて乾燥、脱脂処理を施した成形体を焼成する。
焼成条件は、特に限定されるものではないが、６００〜１２００℃が望ましく、６００〜１０００℃がより望ましい。
この理由は、焼成温度が６００℃未満ではセラミック粒子などの焼結が進行せずハニカム構造体としての強度が低くなることがあり、１２００℃を超えるとセラミック粒子などの焼結が進行しすぎて単位体積あたりの比表面積が小さくなり、担持させる触媒成分を十分に高分散させることができなくなることがある。
このような工程を経ることにより、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカムユニットを製造することができる。
なお、上記ハニカムユニットのヤング率は、混合組成物に配合した材料や焼成条件により決定されることとなる。
Next, the molded body that has been dried and degreased as necessary is fired.
Although baking conditions are not specifically limited, 600-1200 degreeC is desirable and 600-1000 degreeC is more desirable.
This is because if the firing temperature is less than 600 ° C., the sintering of the ceramic particles does not proceed and the strength as the honeycomb structure may be lowered. If the firing temperature exceeds 1200 ° C., the sintering of the ceramic particles proceeds too much. The specific surface area per unit volume becomes small, and the supported catalyst components may not be sufficiently dispersed.
By passing through such a process, it is possible to manufacture a columnar honeycomb unit in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction with a cell wall therebetween.
Note that the Young's modulus of the honeycomb unit is determined by the material and firing conditions blended in the mixed composition.
次に、得られたハニカムユニットにシール材層となるシール材ペーストを塗布してハニカムユニットを順次結束させ、その後乾燥し、固定化させて、シール材層を介して結束された所定の大きさのハニカムユニット結束体を作製する。 Next, a sealing material paste as a sealing material layer is applied to the obtained honeycomb unit to sequentially bind the honeycomb units, and then dried, fixed, and bonded to each other through the sealing material layer. A bundle of honeycomb units is prepared.
上記シール材ペーストとしては、特に限定されるものではないが、例えば、無機バインダとセラミック粒子を混ぜたものや、無機バインダと無機繊維を混ぜたものや、無機バインダとセラミック粒子と無機繊維を混ぜたもの等を用いることができる。
また、これらのシール材ペーストには、有機バインダを加えてもよい。
The sealing material paste is not particularly limited, but for example, a mixture of an inorganic binder and ceramic particles, a mixture of an inorganic binder and inorganic fibers, or a mixture of an inorganic binder, ceramic particles and inorganic fibers. Can be used.
Further, an organic binder may be added to these sealing material pastes.
上記有機バインダとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
The organic binder is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
上記シール材層の厚さは、０．５〜２ｍｍが望ましい。
シール材層の厚さが０．５ｍｍ未満では十分な接合強度が得られないおそれがあり、また、シール材層は触媒担体として機能しない部分であるため、２ｍｍを超えると、ハニカム構造体の単位体積あたりの比表面積が低下するため、触媒成分を担持した際に十分に高分散させることができなくなることがある。
また、シール材層の厚さが２ｍｍを超えると、圧力損失が大きくなることがある。
As for the thickness of the said sealing material layer, 0.5-2 mm is desirable.
If the thickness of the sealing material layer is less than 0.5 mm, sufficient bonding strength may not be obtained, and the sealing material layer is a portion that does not function as a catalyst carrier. Since the specific surface area per volume decreases, it may not be possible to sufficiently disperse the catalyst component when it is supported.
Moreover, when the thickness of the sealing material layer exceeds 2 mm, the pressure loss may increase.
また、ここでは、熱処理後に上記ハニカムユニットのヤング率が、上記シール材層のヤング率の５０〜１５０％になるように、シール材層の組成を調整する。 Here, the composition of the sealing material layer is adjusted so that the Young's modulus of the honeycomb unit after heat treatment is 50 to 150% of the Young's modulus of the sealing material layer.
また、結束させるハニカムユニットの数は、ハニカム構造体の大きさに合わせて適宜決定すればよい。また、ハニカムユニットをシール材層を介して結束したハニカムユニット結束体は、必要に応じて、適宜切断、研磨等を施し、ハニカムブロックとする。 Further, the number of honeycomb units to be bundled may be appropriately determined according to the size of the honeycomb structure. Moreover, the honeycomb unit bundle obtained by binding the honeycomb units through the sealing material layer is appropriately cut, polished, or the like as necessary to form a honeycomb block.
次に、必要に応じて、ハニカムブロックの外周面に塗布材ペーストを塗布して乾燥し、固定化させることにより、塗布材層を形成する。
上記塗布材層を形成することにより、ハニカムブロックの外周面を保護することができ、その結果、ハニカム構造体の強度を高めることができる。
Next, if necessary, a coating material layer is formed by coating the coating material paste on the outer peripheral surface of the honeycomb block, drying and fixing.
By forming the coating material layer, the outer peripheral surface of the honeycomb block can be protected, and as a result, the strength of the honeycomb structure can be increased.
上記塗布材ペーストは、特に限定されず、上記シール材ペーストと同じ材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。
また、上記塗布材ペーストが、上記シール材ペーストと同じ材料からなるものである場合、両者の構成成分の配合比は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
また、塗布材層を形成する場合、熱処理後に上記ハニカムユニットのヤング率が、上記塗布材層のヤング率の５０〜１５０％になるように、塗布材層の組成を調整することが望ましい。
The coating material paste is not particularly limited, and may be made of the same material as the sealing material paste, or may be made of a different material.
Moreover, when the said coating material paste consists of the same material as the said sealing material paste, the compounding ratio of both structural components may be the same and may differ.
Further, when forming the coating material layer, it is desirable to adjust the composition of the coating material layer so that the Young's modulus of the honeycomb unit after heat treatment is 50 to 150% of the Young's modulus of the coating material layer.
上記塗布材層の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１〜２ｍｍであることが望ましい。０．１ｍｍ未満では、外周面を保護しきれず強度を高めることができないおそれがあり、２ｍｍを超えると、ハニカム構造体としての単位体積あたりの比表面積が低下してしまい触媒成分を担持した際に十分に高分散させることができなくなることがある。 Although the thickness of the said coating material layer is not specifically limited, It is desirable that it is 0.1-2 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, the outer peripheral surface may not be protected and the strength may not be increased. If the thickness exceeds 2 mm, the specific surface area per unit volume of the honeycomb structure is reduced and the catalyst component is loaded. It may not be possible to achieve sufficiently high dispersion.
また、本製造方法では、複数のハニカムユニットをシール材層を介して結束させた後（但し、塗布材層を設けた場合は、塗布材層を形成させた後）に、仮焼することが望ましい。
これにより、シール材層、塗布材層に有機バインダが含まれている場合などには、脱脂除去することができるからである。
仮焼する条件は、含まれる有機物の種類や量によって適宜決定されることとなるが、おおよそ７００℃で２ｈｒ程度が望ましい。
Further, in the present manufacturing method, after the plurality of honeycomb units are bundled through the sealing material layer (however, when the coating material layer is provided, after the coating material layer is formed), the calcination can be performed. desirable.
Thereby, when the sealing material layer and the coating material layer contain an organic binder, it can be degreased and removed.
The conditions for calcining are appropriately determined depending on the type and amount of organic matter contained, but it is preferably about 700 ° C. and about 2 hours.
ここで、ハニカム構造体の一例として断面正方形の直方体のハニカムユニットを複数個結束させ、外形を円柱状としたハニカム構造体を図１（ｂ）を参照しながら説明する。
ハニカム構造体１０は、シール材層１４によりハニカムユニット１１を結束させ、円柱状に切断した後、塗布材層１６によって、ハニカムブロックのセル１２が形成されていない外周面を覆ったものである。
Here, as an example of the honeycomb structure, a honeycomb structure in which a plurality of rectangular honeycomb units having a square cross section are bundled and the outer shape is cylindrical will be described with reference to FIG.
The honeycomb structure 10 is obtained by binding the honeycomb units 11 with the sealing material layer 14 and cutting them into a cylindrical shape, and then covering the outer peripheral surface where the cells 12 of the honeycomb blocks are not formed with the coating material layer 16.
また、上記製造方法では、断面が扇形の形状のハニカムユニットや、断面が正方形の形状のハニカムユニットを成形しておき、これらをシール材層を介して結束させて所定の形状のハニカム構造体（例えば、図１（ｂ）では円柱状）を製造してもよい。
この場合、切断、研磨工程を省略することができる。
Further, in the above manufacturing method, a honeycomb unit having a fan-shaped cross section or a honeycomb unit having a square cross section is formed, and these are united through a sealing material layer to form a honeycomb structure having a predetermined shape ( For example, a cylindrical shape in FIG.
In this case, the cutting and polishing steps can be omitted.
このような本発明のハニカム構造体の用途は特に限定されないが、車両の排ガス浄化用の触媒担体として好適に用いることができる。
また、ディーゼルエンジンの排ガス浄化用の触媒担体として用いる場合、炭化珪素等のセラミックハニカム構造を有し、排ガス中の粒状物質（ＰＭ）をろ過し燃焼浄化する機能を持つディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）と併用することがあるが、このとき本発明のハニカム構造体とＤＰＦとの位置関係は、本発明のハニカム構造体が前側でも後側でもよい。
前側に設置された場合は、本発明のハニカム構造体が、発熱を伴う反応を示した場合において、後側のＤＰＦに伝わり、ＤＰＦの再生時の昇温を促進させることができる。
また、後側に設置された場合は、排ガス中のＰＭがＤＰＦによりろ過され、本発明のハニカム構造体のセルを通過するため、目詰まりを起こしにくく、更に、ＤＰＦにてＰＭを燃焼する際に不完全燃焼により発生したガス成分についても本発明のハニカム構造体を用いて処理することができるためである。
The use of such a honeycomb structure of the present invention is not particularly limited, but it can be suitably used as a catalyst carrier for vehicle exhaust gas purification.
In addition, when used as a catalyst carrier for exhaust gas purification of diesel engines, a diesel particulate filter (having a ceramic honeycomb structure such as silicon carbide and having a function of filtering and purifying particulate matter (PM) in exhaust gas) DPF) may be used together. At this time, the honeycomb structure of the present invention and the DPF may be positioned on the front side or the rear side of the honeycomb structure of the present invention.
When installed on the front side, when the honeycomb structure of the present invention shows a reaction accompanied by heat generation, it is transmitted to the DPF on the rear side, and the temperature rise during regeneration of the DPF can be promoted.
In addition, when installed on the rear side, PM in the exhaust gas is filtered by the DPF and passes through the cells of the honeycomb structure of the present invention, so that clogging is less likely to occur, and furthermore, when PM is burned by the DPF This is because gas components generated by incomplete combustion can be treated using the honeycomb structure of the present invention.
なお、このハニカム構造体は、上述の技術背景に記載した用途などについて利用することができるのは勿論、触媒成分を担持することなく使用する用途（例えば、気体成分や液体成分を吸着させる吸着材など）にも特に限定されずに利用することができる。 In addition, this honeycomb structure can be used for the applications described in the above technical background, and of course, is used without carrying a catalyst component (for example, an adsorbent that adsorbs a gas component or a liquid component). Etc.) without particular limitation.
また、上記ハニカム構造体に触媒を担持しハニカム触媒としてもよい。
上記触媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、酸化物等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
Further, a catalyst may be supported on the honeycomb structure to form a honeycomb catalyst.
The catalyst is not particularly limited, and examples thereof include noble metals, alkali metals, alkaline earth metals, and oxides.
These may be used alone or in combination of two or more.
上記貴金属としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等が挙げられ、上記アルカリ金属としては、例えば、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、上記アルカリ土類金属としては、例えば、バリウム等が挙げられ、上記酸化物としては、ペロブスカイト（Ｌａ０．７５Ｋ０．２５ＭｎＯ３等）、ＣｅＯ２等が挙げられる。 Examples of the noble metal include platinum, palladium, and rhodium. Examples of the alkali metal include potassium and sodium. Examples of the alkaline earth metal include barium and the like. Examples of the oxide include perovskite (La 0.75 K 0.25 MnO 3 and the like), CeO 2 and the like.
上述したような触媒が担持されたハニカム構造体（ハニカム触媒）は、特に限定されるものではないが、例えば自動車の排ガス浄化用のいわゆる三元触媒やＮＯｘ吸蔵触媒として用いることができる。
なお、触媒を担持させる時期は、特に限定されるものではなく、ハニカム構造体を作製した後に担持させてもよいし、原料の無機粒子の段階で担持させてもよい。
また、触媒の担持方法は、特に限定されるものではなく、例えば、含浸法等によって行うことができる。
The honeycomb structure (honeycomb catalyst) on which the catalyst as described above is supported is not particularly limited, but can be used as, for example, a so-called three-way catalyst or NOx occlusion catalyst for exhaust gas purification of automobiles.
The timing for loading the catalyst is not particularly limited, and the catalyst may be loaded after the honeycomb structure is manufactured, or may be loaded at the stage of the raw material inorganic particles.
Moreover, the catalyst loading method is not particularly limited, and for example, it can be carried out by an impregnation method or the like.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
まず、下記の方法により、シール材ペースト／塗布材ペーストとして、ペーストＡ〜Ｅを調製した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
First, pastes A to E were prepared as a sealing material paste / coating material paste by the following method.
（ペーストＡの調製）
γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）４５重量％、アルミナ繊維（平均繊維径５μｍ、平均繊維長５０μｍ）５重量％、シリカゾル（固体濃度３０重量％）１７重量％、セラミックバルーン（平均粒子径７５μｍ）３重量％、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）５重量％及び水２５重量％を混合し、ペーストＡとした。
(Preparation of paste A)
γ-alumina particles (average particle size 2 μm) 45 wt%, alumina fibers (average fiber diameter 5 μm, average fiber length 50 μm) 5 wt%, silica sol (solid concentration 30 wt%) 17 wt%, ceramic balloon (average particle size 75 μm) 3% by weight, 5% by weight of carboxymethylcellulose (CMC) and 25% by weight of water were mixed to prepare paste A.
（ペーストＢの調製）
γアルミナ粒子４０重量％、シリカ−アルミナ繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１００μｍ）５重量％、シリカゾル２５重量％、ＣＭＣ５重量％及び水２５重量％を混合し、ペーストＢとした。
(Preparation of paste B)
A paste B was prepared by mixing 40% by weight of γ-alumina particles, 5% by weight of silica-alumina fiber (average fiber diameter 10 μm, average fiber length 100 μm), 25% by weight of silica sol, 5% by weight of CMC and 25% by weight of water.
（ペーストＣの調製）
γアルミナ粒子２９重量％、シリカ−アルミナ繊維７重量％、シリカゾル３４重量％、ＣＭＣ５重量％及び水２５重量％を混合し、ペーストＣとした。
(Preparation of paste C)
A paste C was prepared by mixing 29% by weight of γ-alumina particles, 7% by weight of silica-alumina fiber, 34% by weight of silica sol, 5% by weight of CMC and 25% by weight of water.
（ペーストＤの調製）
ＳｉＣ粒子（平均粒径０．５μｍ）１５重量％、ホウ酸アルミニウムウィスカ（平均繊維径０．５μm、平均繊維長２０μm）４５重量％、シリカゾル１０重量％、ＣＭＣ５重量％及び水２５重量％を混合し、ペーストＤとした。
(Preparation of paste D)
SiC particles (average particle size 0.5 μm) 15 wt%, aluminum borate whisker (average fiber diameter 0.5 μm, average fiber length 20 μm) 45 wt%, silica sol 10 wt%, CMC 5 wt% and water 25 wt% Paste D.
（ペーストＥの調製）
ＳｉＣ粒子５重量％、ホウ酸アルミニウムウィスカ５０重量％、シリカゾル１５重量％、ＣＭＣ５重量％及び水２５重量％を混合し、ペーストＥとした。
(Preparation of paste E)
A paste E was prepared by mixing 5% by weight of SiC particles, 50% by weight of aluminum borate whisker, 15% by weight of silica sol, 5% by weight of CMC and 25% by weight of water.
なお、ペーストＡ〜Ｅの接着層としての熱処理後のヤング率（ＧＰａ）は、表１に示した通りである。また、表１には、ペーストＡ〜Ｅの組成も示した。 In addition, the Young's modulus (GPa) after the heat treatment as the adhesive layers of the pastes A to E is as shown in Table 1. Table 1 also shows the compositions of pastes A to E.
（実施例１）
（１）γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）４０重量％、シリカ−アルミナ繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１００μｍ、アスペクト比１０）１０重量％、シリカゾル（固体濃度３０重量％）５０重量％を混合し、得られた混合物１００重量部に対して有機バインダとしてメチルセルロース６重量部、可塑剤及び潤滑剤を少量加えて更に混合・混練して混合組成物を得た。次に、この混合組成物を押出成形機により押出成形を行い、生の成形体を得た。
Example 1
(1) γ-alumina particles (average particle size 2 μm) 40 wt%, silica-alumina fibers (average fiber diameter 10 μm, average fiber length 100 μm, aspect ratio 10) 10 wt%, silica sol (solid concentration 30 wt%) 50 wt% A mixture composition was obtained by adding 6 parts by weight of methyl cellulose as an organic binder, a small amount of a plasticizer and a lubricant, and further mixing and kneading to 100 parts by weight of the resulting mixture. Next, this mixed composition was subjected to extrusion molding with an extrusion molding machine to obtain a raw molded body.
（２）次に、マイクロ波乾燥機及び熱風乾燥機を用いて、上記生の成形体を十分乾燥させ、さらに、４００℃で２ｈｒ保持して脱脂した。
その後、８００℃で２ｈｒ保持して焼成を行い、角柱状（３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ）、セル密度が９３個／ｃｍ２（６００ｃｐｓｉ）、セル壁の厚さが０．２ｍｍ、セルの断面形状が四角形（正方形）のハニカムユニット１１を得た。
このハニカムユニット１１の壁面の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図２に示す。
この写真より、ハニカムユニット１１は、原料ペーストの押出方向に沿ってシリカ−アルミナ繊維が配向していることがわかる。
また、本工程を経て製造したハニカムユニットのヤング率は、４．２ＧＰａである。
(2) Next, the raw green body was sufficiently dried using a microwave dryer and a hot air dryer, and further degreased by holding at 400 ° C. for 2 hours.
Thereafter, firing was performed at 800 ° C. for 2 hours, prismatic shape (34.3 mm × 34.3 mm × 150 mm), cell density of 93 cells / cm 2 (600 cpsi), cell wall thickness of 0.2 mm, cell A honeycomb unit 11 having a square cross section was obtained.
An electron microscope (SEM) photograph of the wall surface of the honeycomb unit 11 is shown in FIG.
From this photograph, it can be seen that the honeycomb unit 11 has the silica-alumina fibers oriented along the extrusion direction of the raw material paste.
Moreover, the Young's modulus of the honeycomb unit manufactured through this step is 4.2 GPa.
（３）次に、上記ペーストＣをシール材ペーストとして用いて、複数のハニカムユニット１１を結束させ、ハニカムブロックとした。
セルを有する面（正面とする。以下同じ。）から見たハニカムユニット１１を複数結束させたハニカムブロックを図３（ａ）に示す。
(3) Next, using the paste C as a sealing material paste, a plurality of honeycomb units 11 were bundled to form a honeycomb block.
FIG. 3A shows a honeycomb block in which a plurality of honeycomb units 11 are bundled as viewed from a surface having cells (referred to as a front surface; the same applies hereinafter).
このハニカムブロックは、上述したハニカムユニット１１の外面１３にシール材層１４の厚さが１ｍｍとなるようにシール材ペースト（ペーストＣ）を塗布し、ハニカムユニット１１を複数結束固定したものである。 This honeycomb block is obtained by applying a sealing material paste (paste C) to the outer surface 13 of the above-described honeycomb unit 11 so that the thickness of the sealing material layer 14 becomes 1 mm, and binding and fixing a plurality of honeycomb units 11.
（４）そして、このようなハニカムブロックを作製した後、ハニカムブロックの正面が略点対称になるように円柱状にダイヤモンドカッターを用いて、このハニカムブロックを切断し、その後、セルを有しない円形の外表面（ハニカムブロックの外周面）に、塗布材ペーストとして上記ペーストＣを、０．５ｍｍ厚となるように塗布し、上記外表面をコーティングした。 (4) Then, after manufacturing such a honeycomb block, the honeycomb block is cut into a cylindrical shape using a diamond cutter so that the front surface of the honeycomb block is substantially point-symmetric, and then a circular shape having no cells. The paste C as a coating material paste was applied to the outer surface (the outer peripheral surface of the honeycomb block) to a thickness of 0.5 mm to coat the outer surface.
（５）次に、１２０℃で乾燥を行い、７００℃で２ｈｒ保持してシール材ペースト及び塗布材ペーストの脱脂を行い、円柱状（直径１４３．８ｍｍ×高さ１５０ｍｍ）のハニカム構造体１０を得た。 (5) Next, drying at 120 ° C. and holding at 700 ° C. for 2 hours to degrease the sealing material paste and the coating material paste, the cylindrical honeycomb structure 10 (diameter 143.8 mm × height 150 mm) is obtained. Obtained.
本実施例で製造したハニカム構造体について、ハニカムユニットの断面形状、ハニカムユニットの断面積、ハニカムユニットの断面占有割合（ハニカム構造体の断面積に対して、ハニカムユニットの断面積の総和が占める割合）、シール材層及び塗布材層の合計断面占有割合（ハニカム構造体の断面積に対して、シール材層及び塗布材層の断面積の総和が占める割合をいう）、ヤング率比（シール材層のヤング率に対するハニカムユニットのヤング率をいう）等の各数値をまとめたものを下記の表２に示す。
なお、表２には、他の実施例及び比較例の各数値も示す。
For the honeycomb structure manufactured in this example, the sectional shape of the honeycomb unit, the sectional area of the honeycomb unit, the sectional occupation ratio of the honeycomb unit (the ratio of the total sectional area of the honeycomb unit to the sectional area of the honeycomb structure) ), Total cross-sectional occupancy ratio of the sealing material layer and the coating material layer (refers to the ratio of the total cross-sectional area of the sealing material layer and the coating material layer to the cross-sectional area of the honeycomb structure), Young's modulus ratio (sealing material) Table 2 below summarizes numerical values such as the Young's modulus of the honeycomb unit relative to the Young's modulus of the layer).
Table 2 also shows numerical values of other examples and comparative examples.
（実施例２、３）
表２に示すハニカムユニットの形状とした以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
なお、実施例２、３に係るハニカムブロックについて、正面から見た模式図をそれぞれ図３（ｂ）、（ｃ）に示す。
(Examples 2 and 3)
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the shape of the honeycomb unit shown in Table 2 was adopted.
In addition, about the honeycomb block which concerns on Example 2, 3, the schematic diagram seen from the front is shown to FIG.3 (b), (c), respectively.
（実施例４）
シール材ペースト及び塗布材ペーストとして、それぞれ上記ペーストＢを使用した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
Example 4
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the paste B was used as the sealing material paste and the coating material paste.
（実施例５）
シール材ペースト及び塗布材ペーストとして、それぞれ上記ペーストＤを使用した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
(Example 5)
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the paste D was used as the sealing material paste and the coating material paste.
（比較例１）
シール材ペースト及び塗布材ペーストとして、それぞれ上記ペーストＡを使用した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
(Comparative Example 1)
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the paste A was used as the sealing material paste and the coating material paste.
（比較例２）
シール材ペースト及び塗布材ペーストとして、それぞれ上記ペーストＥを使用した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
(Comparative Example 2)
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the paste E was used as the sealing material paste and the coating material paste.
（比較例３、４）
表２に示すハニカムユニットの形状とした以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を製造した。
なお、比較例３、４に係るハニカムブロックについて、正面から見た模式図をそれぞれ図４（ａ）、（ｂ）に示す。
(Comparative Examples 3 and 4)
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the shape of the honeycomb unit shown in Table 2 was adopted.
In addition, about the honeycomb block which concerns on the comparative examples 3 and 4, the schematic diagram seen from the front is shown to Fig.4 (a) and (b), respectively.
ハニカム構造体の評価
実施例及び比較例で製造したハニカム構造体について、下記の方法により、比表面積の測定、熱衝撃・振動繰返し試験、及び、圧力損失の測定を行った。結果を表３に示した。
Evaluation of the honeycomb structure The honeycomb structures manufactured in Examples and Comparative Examples were measured for specific surface area, thermal shock / vibration repetition test, and pressure loss by the following methods. The results are shown in Table 3.
［比表面積測定］
まず、ハニカムユニット及びシール材層の体積を実測し、ハニカム構造体の体積に対しハニカムユニットが占める割合Ａ（体積％）を計算した。次に、ハニカムユニットの単位重量あたりのＢＥＴ比表面積Ｂ（ｍ２／ｇ）を測定した。ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ測定装置（島津製作所社製、ＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓフローソーブII−２３００）を用いて、日本工業規格で定められるＪＩＳ−Ｒ−１６２６（１９９６）に準じて１点法により測定した。測定には、円柱形状の小片（直径１５ｍｍ×高さ１５ｍｍ）に切り出したサンプルを用いた。
そして、ハニカムユニットの見かけ密度Ｃ（ｇ／Ｌ）をハニカムユニットの重量と外形の体積から計算し、ハニカム構造体の比表面積Ｓ（ｍ２／Ｌ）を、次式（１）から求めた。なお、ここでのハニカム構造体の比表面積は、ハニカム構造体の見かけ体積あたりの比表面積のことをいう。
Ｓ（ｍ２／Ｌ）＝（Ａ／１００）×Ｂ×Ｃ・・・（１）
[Specific surface area measurement]
First, the volume of the honeycomb unit and the sealing material layer was measured, and the ratio A (volume%) occupied by the honeycomb unit with respect to the volume of the honeycomb structure was calculated. Next, the BET specific surface area B (m 2 / g) per unit weight of the honeycomb unit was measured. The BET specific surface area was measured by a one-point method using a BET measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, Micromeritics Flowsorb II-2300) according to JIS-R-1626 (1996) defined by Japanese Industrial Standards. For the measurement, a sample cut into a cylindrical small piece (diameter 15 mm × height 15 mm) was used.
Then, the apparent density C (g / L) of the honeycomb unit was calculated from the weight of the honeycomb unit and the volume of the outer shape, and the specific surface area S (m 2 / L) of the honeycomb structure was obtained from the following formula (1). Here, the specific surface area of the honeycomb structure means a specific surface area per apparent volume of the honeycomb structure.
S (m 2 / L) = (A / 100) × B × C (1)
［熱衝撃・振動繰返し試験］
熱衝撃試験は、アルミナ繊維からなる断熱材のアルミナマット（三菱化学製マフテック、４６．５ｃｍ×１５ｃｍ、厚さ６ｍｍ）をハニカム構造体の外周面に巻き金属ケーシング２１に入れた状態で６００℃に設定された焼成炉に投入し、１０分間加熱し、焼成炉から取り出し室温まで急冷した。次に、ハニカム構造体をこの金属ケーシングに入れたまま振動試験を行った。図５（ａ）に振動試験に用いた振動装置２０の正面図を、図５（ｂ）に振動装置２０の側面図を示す。ハニカム構造体を入れた金属ケーシング２１を台座２２の上に置き、略Ｕ字状の固定具２３をネジ２４によって締めて金属ケーシング２１を固定した。すると、金属ケーシング２１は、台座２２と固定具２３と一体となった状態で振動可能となる。振動試験は、周波数１６０Ｈｚ、加速度３０Ｇ、振幅０．５８ｍｍ、保持時間１０ｈｒ、室温、振動方向Ｚ軸方向（上下）の条件で行った。この熱衝撃試験と振動試験とを交互にそれぞれ１０回繰り返し、試験前のハニカム構造体の重量Ｔ０と試験後の重量Ｔｉを測定し、次式（２）を用いて重量減少率Ｇを求めた。
Ｇ（重量％）＝１００×（Ｔ０−Ｔｉ）／Ｔ０・・・（２）
[Thermal shock and vibration repetition test]
In the thermal shock test, an alumina mat (Maftec manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., 46.5 cm × 15 cm, thickness 6 mm) made of alumina fiber is wound around the outer peripheral surface of the honeycomb structure and placed in the metal casing 21 at 600 ° C. It put into the set baking furnace, heated for 10 minutes, took out from the baking furnace, and rapidly cooled to room temperature. Next, a vibration test was performed with the honeycomb structure placed in the metal casing. FIG. 5A shows a front view of the vibration device 20 used in the vibration test, and FIG. 5B shows a side view of the vibration device 20. The metal casing 21 containing the honeycomb structure was placed on the pedestal 22, and the metal casing 21 was fixed by tightening a substantially U-shaped fixture 23 with a screw 24. Then, the metal casing 21 can vibrate in a state where the base 22 and the fixture 23 are integrated. The vibration test was performed under the conditions of a frequency of 160 Hz, an acceleration of 30 G, an amplitude of 0.58 mm, a holding time of 10 hours, a room temperature, and a vibration direction Z-axis direction (up and down). The thermal shock test and the vibration test were alternately repeated 10 times, the weight T0 of the honeycomb structure before the test and the weight Ti after the test were measured, and the weight reduction rate G was obtained using the following equation (2). .
G (% by weight) = 100 × (T0−Ti) / T0 (2)
［圧力損失測定］
圧力損失測定装置４０を図６に示す。測定方法は、２Ｌのコモンレール式ディーゼルエンジンの排気管にアルミナマットを巻いたハニカム構造体を金属ケーシングにいれて配置し、ハニカム構造体の前後に圧力計を取り付けた。なお、測定条件は、エンジン回転数を１５００ｒｐｍ、トルク５０Ｎｍに設定し、運転開始から５分後の差圧を測定した。
[Pressure loss measurement]
The pressure loss measuring device 40 is shown in FIG. In the measurement method, a honeycomb structure in which an alumina mat was wound around an exhaust pipe of a 2 L common rail diesel engine was placed in a metal casing, and pressure gauges were attached before and after the honeycomb structure. Measurement conditions were such that the engine speed was set to 1500 rpm and the torque was 50 Nm, and the differential pressure after 5 minutes from the start of operation was measured.
以上の結果から明らかなように、実施例１〜５に係るハニカム構造体では、熱衝撃・振動試験における重量減少率Ｇが小さく、強度及び耐久性に優れていた。
これに対し、比較例１、２、４に係るハニカム構造体では、熱衝撃・振動試験での重量減少率Gが大きく、強度や耐久性に劣るものであった。これは、ヤング率比率が５０〜１５０%の範囲にないこと（比較例１、２）や、ハニカムユニットの断面積が５０ｃｍ２を超えていること（比較例４）が原因であると考えられる。
As is clear from the above results, in the honeycomb structures according to Examples 1 to 5, the weight reduction rate G in the thermal shock / vibration test was small, and the strength and durability were excellent.
On the other hand, in the honeycomb structures according to Comparative Examples 1, 2, and 4, the weight reduction rate G in the thermal shock / vibration test was large, and the strength and durability were inferior. This is considered to be because the Young's modulus ratio is not in the range of 50 to 150% (Comparative Examples 1 and 2) and the cross-sectional area of the honeycomb unit exceeds 50 cm 2 (Comparative Example 4). .
また、比較例３に係るハニカム構造体は、熱衝撃・振動試験における重量減少率Ｇは小さかったものの、実施例に係るハニカム構造体と比べて、圧力損失の点で劣るものであった。これは、ハニカムユニットの断面積が小さいため、ハニカムユニットの断面占有割合が小さくならざるを得ず、その結果、圧力損失が高くなったものと考えられる。 Further, the honeycomb structure according to Comparative Example 3 was inferior in pressure loss as compared with the honeycomb structure according to the Example, although the weight reduction rate G in the thermal shock / vibration test was small. This is presumably because the sectional area of the honeycomb unit is inevitably small because the honeycomb unit has a small sectional area, and as a result, the pressure loss is increased.
なお、本実施例の熱衝撃・振動試験は、重量減少率Ｇを指標としてハニカム構造体の強度及び耐久性を評価する試験であり、この試験では、熱衝撃でハニカム構造体にクラックが発生した場合、このクラックが振動により伸展し、さらにハニカム構造体が破壊され、破壊された部分の重量が減少することとなるため、重量減少率を指標としてハニカム構造体の強度及び耐久性を評価することができる。 The thermal shock / vibration test of this example is a test for evaluating the strength and durability of the honeycomb structure using the weight reduction rate G as an index. In this test, cracks occurred in the honeycomb structure due to the thermal shock. In this case, the crack extends due to vibration, and the honeycomb structure is further destroyed, and the weight of the destroyed part is reduced. Therefore, the strength and durability of the honeycomb structure should be evaluated using the weight reduction rate as an index. Can do.
１０ ハニカム構造体
１１ ハニカムユニット
１２ セル
１４ シール材層
１６ 塗布材層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Honeycomb structure 11 Honeycomb unit 12 Cell 14 Sealing material layer 16 Coating material layer
Claims (10)
前記ハニカムユニットの長手方向に垂直な断面における断面積は、５〜５０ｃｍ２であり、
前記ハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維及び／又はウィスカとを含んでなり、
前記ハニカムユニットのヤング率が、前記シール材層のヤング率の５０〜１５０％であることを特徴とするハニカム構造体。 A honeycomb structure in which a plurality of columnar honeycomb units in which a large number of cells are arranged in parallel in the longitudinal direction across a cell wall are bound through a sealing material layer,
The cross-sectional area in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb unit is 5 to 50 cm 2 ,
The honeycomb unit comprises inorganic particles, inorganic fibers and / or whiskers,
The honeycomb structure according to claim 1, wherein the Young's modulus of the honeycomb unit is 50 to 150% of the Young's modulus of the sealing material layer.
前記無機バインダは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライト及びアタパルジャイトからなる群から選択された少なくとも一種である請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。 The honeycomb unit is manufactured using a mixture containing the inorganic particles, the inorganic fibers and / or whiskers, and an inorganic binder,
The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the inorganic binder is at least one selected from the group consisting of alumina sol, silica sol, titania sol, water glass, sepiolite, and attapulgite.
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