JP2011194382A - Honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハニカム構造体に関し、さらに詳しくは、再生時にクラックが発生することを防止することができ、再生効率を向上させることができるハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure, and more particularly, to a honeycomb structure that can prevent cracks from being generated during regeneration and can improve regeneration efficiency.
化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒装置用の担体、又はフィルタとして、耐熱性、耐食性に優れるセラミック製のハニカム構造体が採用されている。特に、「流体（排ガス、浄化ガス）の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と最外周に位置する外周壁とを備え、流体（排ガス）の入口側の端面における所定のセルの開口部と、流体（浄化ガス）の出口側の端面における残余のセルの開口部に目封止部を有する」目封止ハニカム構造体を、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として使用し、このようなＤＰＦによって、ディーゼル機関等から排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレートマター）を捕集する方法が盛んに用いられている。 Ceramic honeycomb structure with excellent heat resistance and corrosion resistance is used as a carrier or filter for catalyst devices used for environmental measures and recovery of specific materials in various fields such as chemistry, electric power, steel, etc. Has been. In particular, it is provided with a porous partition wall that defines a plurality of cells serving as fluid (exhaust gas, purified gas) flow paths and an outer peripheral wall located on the outermost periphery, and a predetermined surface on the end surface on the inlet side of the fluid (exhaust gas) A plugged honeycomb structure having a plugged portion at the opening of the cell and the remaining cell opening at the end face on the outlet side of the fluid (purified gas) is used as a diesel particulate filter (DPF), A method of collecting particulate matter (PM: particulate matter) discharged from a diesel engine or the like by such a DPF is actively used.
このようなＤＰＦを用いて排ガス中のＰＭを除去する場合には、排ガスの入口側の端面からセル内に排ガスを流入させ、セル内に流入した排ガスが隔壁を通過し、隔壁を通過した排ガス（浄化ガス）が排ガスの出口側の端面から排出される。そして、排ガスが隔壁を通過するときに、排ガス中に含有されるＰＭが隔壁により捕集される。このように、ＤＰＦは、排ガス中の粒子状物質を捕集する機能を有するが、捕集された粒子状物質がＤＰＦ内に大量に溜まると、粒子状物質を捕集する能力が低下するため、通常、ＤＰＦは、捕集した粒子状物質を燃焼除去することにより再生しながら、継続的に使用されている（例えば、特許文献１を参照）。 When PM in exhaust gas is removed using such a DPF, exhaust gas is allowed to flow into the cell from the end face on the exhaust gas inlet side, and the exhaust gas that has flowed into the cell passes through the partition wall, and the exhaust gas that has passed through the partition wall. (Purified gas) is discharged from the end face on the outlet side of the exhaust gas. When the exhaust gas passes through the partition wall, PM contained in the exhaust gas is collected by the partition wall. As described above, the DPF has a function of collecting particulate matter in the exhaust gas. However, when a large amount of collected particulate matter is accumulated in the DPF, the ability to collect the particulate matter is reduced. Usually, the DPF is continuously used while being regenerated by burning and removing the collected particulate matter (see, for example, Patent Document 1).
通常、上記ＤＰＦの再生は、ＤＰＦに高温の排ガスを流した状態で行われる。このとき、ＤＰＦを流れる排ガスの流速は、ＤＰＦ内において均一ではなく、ＤＰＦのセルの延びる方向に直交する断面において、中央部分が速く外周部分が遅くなっている。そのため、ＤＰＦの再生時には、排ガスの流速の違いに基づき、上記中央部分が上記外周部分より高温になり、ＤＰＦにクラックが発生しやすくなるという問題があった。また、このようにＤＰＦの再生時には、外周部分の温度が低くなるため、外周部分に堆積した粒子状物質の一部が燃焼されずに残ることがあるという問題があった。そして、ＤＰＦの、排ガスが流入する側の端面付近で、これらの問題が顕著に発生していた。 Usually, the regeneration of the DPF is performed in a state where a high-temperature exhaust gas is passed through the DPF. At this time, the flow velocity of the exhaust gas flowing through the DPF is not uniform within the DPF, and the central portion is fast and the outer peripheral portion is slow in the cross section perpendicular to the direction in which the DPF cells extend. Therefore, at the time of regeneration of the DPF, there is a problem that the center portion becomes hotter than the outer peripheral portion based on the difference in the flow rate of the exhaust gas, and cracks are likely to occur in the DPF. Further, when the DPF is regenerated in this manner, the temperature of the outer peripheral portion is lowered, and thus there is a problem that part of the particulate matter deposited on the outer peripheral portion may remain without being burned. These problems are prominent in the vicinity of the end face of the DPF on the side where the exhaust gas flows.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、再生時にクラックが発生することを防止することができ、再生効率を向上させることができる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 in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a honeycomb structure that can prevent the occurrence of cracks during regeneration and can improve the regeneration efficiency.
上述の課題を解決するため、本発明は、以下のハニカム構造体を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following honeycomb structure.
［１］ 一方の端面から他方の端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び前記隔壁を取り囲むように配設された外周壁を有するハニカム基材と、所定の前記セルの一方の端部と残余の前記セルの他方の端部とに配設された目封止部とを備え、前記ハニカム基材が、セルの延びる方向における前記一方の端面側の領域とセルの延びる方向における前記他方の端面側の領域とから構成され、前記一方の端面側の領域の熱伝導率が前記他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、前記一方の端面側の領域の、セルの延びる方向における長さが、１０ｍｍ以上、且つ、前記ハニカム基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下であるハニカム構造体。 [1] A honeycomb base material having a porous partition wall defining a plurality of cells serving as fluid flow paths extending from one end surface to the other end surface, and an outer peripheral wall disposed so as to surround the partition wall; A plugging portion disposed at one end of the cell and the other end of the remaining cell, and the honeycomb substrate is a region on the one end face side in the cell extending direction. And the region on the other end face side in the cell extending direction, and the thermal conductivity of the one end face side region is 1.2 to 3.0 times the thermal conductivity of the other end face side region. And the length of the region on the one end face side in the cell extending direction is not less than 10 mm and not more than 30% of the length in the cell extending direction of the honeycomb substrate. .
［２］ 一方の端面から他方の端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び前記隔壁を取り囲むように配設された外周壁を有するセグメント基材、及び所定の前記セルの一方の端部と残余の前記セルの他方の端部とに配設された目封止部を有するハニカムセグメントを、複数個備え、前記複数個のハニカムセグメントが、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合され、少なくとも１個の前記ハニカムセグメントの前記セグメント基材が、セルの延びる方向における前記一方の端面側の領域とセルの延びる方向における前記他方の端面側の領域とから構成され、前記一方の端面側の領域が前記他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域を有するとともに、前記一方の端面側の領域のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ前記セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下であり、前記セグメント基材の前記高熱伝導率領域の熱伝導率が、前記セグメント基材の前記他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であるハニカム構造体。 [2] A porous partition wall that defines and forms a plurality of cells serving as fluid flow paths extending from one end surface to the other end surface, a segment base material having an outer peripheral wall disposed so as to surround the partition wall, and a predetermined A plurality of honeycomb segments having plugged portions disposed at one end portion of the cell and the other end portion of the remaining cell, and the plurality of honeycomb segments are arranged side by side. Are joined in a state of being arranged adjacent to each other, and the segment base material of at least one of the honeycomb segments has the one end face side region in the cell extending direction and the other in the cell extending direction. The one end face side region has a high thermal conductivity region having a higher thermal conductivity than the other end face side region, and the one end face side The length in the cell extending direction of the region is 10 mm or more and not more than 30% of the length in the cell extending direction of the segment base material, and the thermal conductivity of the high thermal conductivity region of the segment base material is A honeycomb structure that is 1.2 to 3.0 times the thermal conductivity of the region on the other end face side of the segment base material.
［３］ 最外周を形成する前記ハニカムセグメントを不完全セグメントとし、その他の前記ハニカムセグメントを完全セグメントとしたときに、前記不完全セグメントの前記セグメント基材が、セルの延びる方向における前記一方の端面側の領域とセルの延びる方向における前記他方の端面側の領域とから構成され、前記一方の端面側の領域が前記他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域を有するとともに、前記一方の端面側の領域のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ前記セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下である［２］に記載のハニカム構造体。 [3] When the honeycomb segment forming the outermost periphery is an incomplete segment, and the other honeycomb segment is a complete segment, the segment base material of the incomplete segment is the one end face in the cell extending direction. A region on the other side and a region on the other end face side in the cell extending direction, the one end face side region having a higher thermal conductivity region than the other end face side region, The honeycomb structure according to [2], wherein a length of the one end face side region in a cell extending direction is 10 mm or more and 30% or less of a length in the cell extending direction of the segment base material.
［４］ 最外周を形成する前記ハニカムセグメントを不完全セグメントとし、その他の前記ハニカムセグメントを完全セグメントとしたときに、前記完全セグメントの前記セグメント基材が、セルの延びる方向における前記一方の端面側の領域とセルの延びる方向における前記他方の端面側の領域とから構成され、前記一方の端面側の領域が前記他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域を有するとともに、前記一方の端面側の領域のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ前記セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下であり、前記完全セグメントの前記セグメント基材における前記一方の端面側の領域が、セルの延びる方向に直交する断面において、中央部と前記中央部の外側に位置する外周部とから構成され、前記外周部が前記高熱伝導率領域である［２］に記載のハニカム構造体。 [4] When the honeycomb segment forming the outermost periphery is an incomplete segment and the other honeycomb segments are complete segments, the segment base material of the complete segment is the one end face side in the cell extending direction. And the region on the other end face side in the cell extending direction, the one end face side region having a higher thermal conductivity region than the other end face side region, and The length in the cell extending direction of the region on the one end face side is 10 mm or more and not more than 30% of the length in the cell extending direction of the segment base material, and the segment base of the complete segment in the segment base material One end face side region is located at the center and outside the center in the cross section perpendicular to the cell extending direction. Is composed of a peripheral portion, the honeycomb structure according to the outer peripheral portion is the high thermal conductivity region [2].
［５］ 前記完全セグメントの前記セグメント基材における前記一方の端面側の領域の、セルの延びる方向に直交する断面における、前記中央部の外周形状と前記一方の端面側の領域全体の外周形状とが相似比０．４：１．０〜０．６：１．０の相似形であり、前記一方の端面側の領域全体の外周形状の中心と前記中央部の外周形状の中心とが同じ位置にある［４］に記載のハニカム構造体。 [5] The outer peripheral shape of the central portion and the outer peripheral shape of the entire region on the one end surface side in a cross section perpendicular to the cell extending direction of the region on the one end surface side in the segment base material of the complete segment Is a similar shape with a similarity ratio of 0.4: 1.0 to 0.6: 1.0, and the center of the outer peripheral shape of the entire region on the one end face side is the same as the center of the outer peripheral shape of the central portion. The honeycomb structure according to [4].
本発明（第１の発明）のハニカム構造体によれば、ハニカム構造体を構成するハニカム基材が、「セルの延びる方向における一方の端面側の領域」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域」とから構成され、「一方の端面側の領域」の熱伝導率が「他方の端面側の領域」の熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、「一方の端面側の領域」の、セルの延びる方向における長さが、１０ｍｍ以上、且つ、「ハニカム基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ」以下であるため、ハニカム構造体の一方の端面側から排ガスを流入させたときに、ハニカム構造体を構成するハニカム基材の「一方の端面側の領域」の「セルの延びる方向に直交する断面」における中央部分の熱が、外周部分に伝達され易くなり、当該中央部分と外周部分との温度差が小さくなり、クラックの発生を防止することができる。そして、上記外周部分の温度が高くなるため触媒効率が向上する。 According to the honeycomb structure of the present invention (first invention), the honeycomb base material constituting the honeycomb structure includes “a region on one end surface side in the cell extending direction” and “the other end surface in the cell extending direction”. The thermal conductivity of the “region on one end face” is 1.2 to 3.0 times the thermal conductivity of the “region on the other end face”, and the “one end face” Since the length of the “side region” in the cell extending direction is 10 mm or more and not more than “30% of the length in the cell extending direction of the honeycomb substrate”, one of the honeycomb structures When exhaust gas is allowed to flow from the end face side, the heat of the central part in the “cross section perpendicular to the cell extending direction” of the “region on one end face side” of the honeycomb substrate constituting the honeycomb structure is transferred to the outer peripheral part. It becomes easy to be transmitted, the central part and the outer periphery The temperature difference between the divided is reduced, it is possible to prevent the occurrence of cracks. And since the temperature of the said outer peripheral part becomes high, catalyst efficiency improves.
本発明（第２の発明）のハニカム構造体によれば、複数個のハニカムセグメントを備え、少なくとも１個の上記ハニカムセグメントのセグメント基材が、「セルの延びる方向における一方の端面側の領域」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域」とから構成され、「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域」を有するとともに、「一方の端面側の領域」のセルの延びる方向における長さが「１０ｍｍ」以上且つ「セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ」以下であり、セグメント基材の高熱伝導率領域の熱伝導率が、セグメント基材の他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であるため、ハニカム構造体の一方の端面側から排ガスを流入させたときに、ハニカム構造体における、ハニカムセグメントを構成するセグメント基材の「一方の端面側の領域」に相当する領域（ハニカム構造体の一方の端面側の領域）の、「セルの延びる方向に直交する断面」における中央部分の熱が、外周部分に伝達され易くなり、当該中央部分と外周部分との温度差が小さくなり、クラックの発生を防止することができる。そして、上記外周部分の温度が高くなるため触媒効率が向上する。 According to the honeycomb structure of the present invention (second invention), the honeycomb structure includes a plurality of honeycomb segments, and the segment base material of the at least one honeycomb segment is “a region on one end face side in the cell extending direction”. And “the region on the other end surface side in the cell extending direction”, “the region on one end surface side” has “a high thermal conductivity region having a higher thermal conductivity than the region on the other end surface side”, The length of the “region of one end face” in the cell extending direction is “10 mm” or more and “the length of 30% of the length of the segment substrate in the cell extending direction” or less, and the segment substrate has a high heat Since the thermal conductivity of the conductivity region is 1.2 to 3.0 times the thermal conductivity of the region on the other end face side of the segment base material, exhaust gas was allowed to flow from one end face side of the honeycomb structure. sometimes “A cross section perpendicular to the cell extending direction” of a region (region on one end surface side of the honeycomb structure) corresponding to “region on one end surface side” of the segment base material constituting the honeycomb segment in the honeycomb structure The heat at the central portion is easily transferred to the outer peripheral portion, the temperature difference between the central portion and the outer peripheral portion is reduced, and the occurrence of cracks can be prevented. And since the temperature of the said outer peripheral part becomes high, catalyst efficiency improves.
次に本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and those skilled in the art do not depart from the spirit of the present invention. It should be understood that design changes, improvements, and the like can be made as appropriate based on ordinary knowledge.
（１）ハニカム構造体（第１の発明）：
本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、図１、図２に示すように、一方の端面１１から他方の端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１及び隔壁１を取り囲むように配設された外周壁３を有するハニカム基材４と、所定のセル２の一方の端部と残余のセル２の他方の端部とに配設された目封止部５とを備え、ハニカム基材４が、「セル２の延びる方向における一方の端面１１側の領域４ａ」と「セル２の延びる方向における他方の端面１２側の領域４ｂ」とから構成され、一方の端面側の領域４ａの熱伝導率が他方の端面側の領域４ｂの熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、一方の端面側の領域４ａの、セル２の延びる方向における長さが、「１０ｍｍ以上、且つ、ハニカム基材４のセル２の延びる方向における長さの３０％の長さ以下」である。以下、「熱伝導率の高い一方の端面側の領域」のことを、単に「一方の端面側の領域」ということがある。本発明のハニカム構造体を排ガス浄化に使用する際には、ハニカム基材の「一方の端面」側から排ガスを流入させて使用するものとする。図１は、本発明（第１の発明）のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明（第１の発明）のハニカム構造体の一の実施形態を示す、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。
(1) Honeycomb structure (first invention):
As shown in FIGS. 1 and 2, one embodiment of the honeycomb structure of the present invention is a porous material that forms a plurality of
このように、本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム構造体１００を構成するハニカム基材４が、「セル２の延びる方向における一方の端面１１側の領域４ａ」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域４ｂ」とから構成され、「一方の端面側の領域４ａ」の熱伝導率が「他方の端面側の領域４ｂ」の熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、「一方の端面側の領域４ａ」の、セル２の延びる方向における長さが、１０ｍｍ以上、且つ、「ハニカム基材４のセル２の延びる方向における長さの３０％の長さ」以下であるため、ハニカム構造体１００の一方の端面１１側から排ガスを流入させたときに、ハニカム構造体１００を構成するハニカム基材４の「一方の端面側の領域４ａ」の「セル２の延びる方向に直交する断面」における中央部分の熱が、外周部分に伝達され易くなり、当該中央部分と外周部分との温度差が小さくなり、クラックの発生を防止することができる。そして、上記外周部分の温度が高くなるため触媒効率が向上する。
As described above, in the
本実施形態のハニカム構造体１００は、図１、図２に示すように、ハニカム基材４が、「セル２の延びる方向における一方の端面側の領域４ａ」と「セル２の延びる方向における他方の端面側の領域４ｂ」とから構成されている。ここで、ハニカム基材４の、「セル２の延びる方向における一方の端面側の領域４ａ」とは、ハニカム基材４を、セル２の延びる方向に直交する平面を境界とする２つの領域に区分けしたときの、一方の端面１１側の領域（一方の端面１１を、片側の端面とする領域）を意味し、「セル２の延びる方向における他方の端面側の領域４ｂ」とは、ハニカム基材４を、セル２の延びる方向に直交する平面を境界とする２つの領域に区分けしたときの、他方の端面１２側の領域（他方の端面１２を、片側の端面とする領域）を意味する。本発明のハニカム構造体（第１の発明）においては、「一方の端面側の領域」というときは、「熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍の領域」であり、熱伝導率が高い側の領域が「一方の端面側の領域」である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、一方の端面側の領域４ａの熱伝導率が、他方の端面側の領域４ｂの熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、１．５〜２．５倍であることが好ましい。ハニカム基材４の一方の端面側の領域４ａの熱伝導率が、ハニカム基材４の他方の端面側の領域４ｂの熱伝導率の１．２〜３．０倍であることにより、ハニカム構造体１００のハニカム基材４の一方の端面側から排ガスを流入させて排ガス処理を行う場合において、再生時に、不均一になり易いハニカム基材４の一方の端面側の領域４ａの温度がより均一に近くなり、クラックの発生を防止することができる。また、ハニカム基材４の一方の端面側の領域４ａの温度が均一に近くなることにより、外周部分の温度低下が抑制され、外周部分に堆積した粒子状物質も十分に燃焼され、再生効率が向上する。熱伝導率は、ＪＩＳ Ｒ１６１１に準拠した方法で測定した値である。
In the
一方の端面側の領域４ａの熱伝導率が、他方の端面側の領域４ｂの熱伝導率の１．２倍より小さいと、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなるため好ましくない。また、一方の端面側の領域４ａの熱伝導率が、他方の端面側の領域４ｂの熱伝導率の３．０倍より大きいと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が著しく増加するため好ましくない。 If the thermal conductivity of the region 4a on one end face side is smaller than 1.2 times the thermal conductivity of the region 4b on the other end face side, cracks are likely to occur or the regeneration efficiency is reduced and pressure loss is reduced. Since it becomes easy to increase, it is not preferable. Further, if the thermal conductivity of the region 4a on one end face side is larger than 3.0 times the thermal conductivity of the region 4b on the other end face side, the influence of the decrease in the porosity of the honeycomb substrate due to the addition of the high thermal conductivity material Is not preferable because the pressure loss is remarkably increased.
本実施形態のハニカム構造体１００においては、一方の端面側の領域４ａの熱伝導率は、０．６〜９０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが好ましく、６〜６０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが更に好ましい。０．６（Ｗ／ｍＫ）より小さいと、ハニカム構造体に、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなることがある。９０（Ｗ／ｍＫ）より大きいと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が増加することがある。
In the
また、本実施形態のハニカム構造体１００においては、他方の端面側の領域４ｂの熱伝導率は、０．５〜３０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが好ましく、５〜２０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが更に好ましい。０．５（Ｗ／ｍＫ）より小さいと、ハニカム構造体に、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなることがある。３０（Ｗ／ｍＫ）より大きいと、ハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が増加することがある。
Moreover, in the
本実施形態のハニカム構造体１００は、一方の端面側の領域４ａの、セル２の延びる方向における長さが、「１０ｍｍ以上、且つ、ハニカム基材４のセル２の延びる方向における長さの３０％の長さ以下」である。一方の端面側の領域４ａの「セル２の延びる方向における長さ」が、１０ｍｍ未満であると、クラックが発生したり、再生効率が低下したりするため好ましくない。一方の端面側の領域４ａの「セル２の延びる方向における長さ」が、「ハニカム基材４のセル２の延びる方向における長さの３０％の長さ」を超えると、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が増大するため好ましくない。
In the
本実施形態のハニカム構造体１００を構成するハニカム基材の材質としては、セラミックが好ましく、強度及び耐熱性に優れることより、炭化珪素、珪素−炭化珪素複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種であることが更に好ましい。これらのなかでも、熱膨張率の小さなコージェライトが好ましい。
As a material of the honeycomb substrate constituting the
本実施形態のハニカム構造体１００においては、ハニカム基材が、「一方の端面側の領域４ａ」の隔壁に担持された高熱伝導率材料を有することが好ましい。これにより、ハニカム基材の「一方の端面側の領域４ａ」の熱伝導率を、ハニカム基材の「他方の端面側の領域４ｂ」の熱伝導率より大きくすることができる。高熱伝導率材料としては、金属珪素、炭化珪素等を挙げることができる。高熱伝導率材料の担持量は、２０〜３００（ｇ／リットル）（ハニカム構造体１００の単位体積当たりの質量）であることが好ましく、５０〜２５０（ｇ／リットル）であることが更に好ましい。２０（ｇ／リットル）より少ないと、熱伝導率が高くなり難いことがある。３００（ｇ／リットル）より多いと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が大きくなることがある。また、ハニカム基材の隔壁を構成する材料の一部と高熱伝導率材料とが共通する場合、高熱伝導率材料の濃度が高くなっている部分における当該高熱伝導率材料が、「一方の端面側の領域４ａ」の隔壁に担持された高熱伝導率材料となる。
In the
本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム基材の隔壁の厚さは、１２７〜５０８μｍであることが好ましく、２５４〜４３２μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さが１２７μｍより薄いと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。５０８μｍより厚いと、圧力損失が大きくなることがある。 The partition wall thickness of the honeycomb base material constituting the honeycomb structure of the present embodiment is preferably 127 to 508 μm, and more preferably 254 to 432 μm. When the partition wall thickness is thinner than 127 μm, the strength of the honeycomb structure may be lowered. If it is thicker than 508 μm, the pressure loss may increase.
本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム基材の隔壁は多孔質であり、その気孔率は３０〜８０％であることが好ましく、４０〜７０％であることが更に好ましい。気孔率をこのような範囲とすることにより、強度を維持しながら圧力損失を小さくすることができる。気孔率が３０％未満であると、圧力損失が上昇することがある。気孔率が８０％を超えると、強度が低下したり、熱伝導率が低下することがある。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。 The partition walls of the honeycomb substrate constituting the honeycomb structure of the present embodiment are porous, and the porosity is preferably 30 to 80%, and more preferably 40 to 70%. By setting the porosity in such a range, the pressure loss can be reduced while maintaining the strength. If the porosity is less than 30%, the pressure loss may increase. When the porosity exceeds 80%, the strength may decrease or the thermal conductivity may decrease. The porosity is a value measured with a mercury porosimeter.
本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム基材の隔壁の平均細孔径は、５〜４０μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍであることが更に好ましい。平均細孔径をこのような範囲とすることにより、粒子状物質（ＰＭ）を効果的に捕集することができる。平均細孔径が５μｍ未満であると、粒子状物質（ＰＭ）により目詰まりを起こしやすくなることがある。平均細孔径が４０μｍを超えると、粒子状物質（ＰＭ）が隔壁で捕集されず通過することがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。 The average pore diameter of the partition walls of the honeycomb base material constituting the honeycomb structure of the present embodiment is preferably 5 to 40 μm, and more preferably 10 to 30 μm. By setting the average pore diameter in such a range, particulate matter (PM) can be effectively collected. If the average pore diameter is less than 5 μm, clogging may easily occur due to particulate matter (PM). When the average pore diameter exceeds 40 μm, particulate matter (PM) may pass through without being collected by the partition walls. The average pore diameter is a value measured with a mercury porosimeter.
本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム基材のセル形状（ハニカム基材の中心軸方向（セルが延びる方向）に直交する断面におけるセル形状）としては、特に制限はなく、例えば、三角形、四角形、六角形、八角形、円形、あるいはこれらの組合せを挙げることができる。 The cell shape of the honeycomb substrate constituting the honeycomb structure of the present embodiment (cell shape in a cross section perpendicular to the central axis direction of the honeycomb substrate (cell extending direction)) is not particularly limited. A square, a hexagon, an octagon, a circle, or a combination thereof can be given.
また、本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム基材のセル密度は、特に制限されないが、５０〜４００セル／ｃｍ２であることが好ましく、１００〜３００セル／ｃｍ２であることが更に好ましい。セル密度が、５０セル／ｃｍ２より小さいと、粒子状物質を捕集する隔壁の面積が小さくなり、排ガスを流通させたときに、短時間で圧力損失が大きくなることがある。セル密度が、４００セル／ｃｍ２より大きいと、セルの断面積（セルの延びる方向に直交する断面の面積）が小さくなるため、圧力損失が大きくなることがある。 The cell density of the honeycomb substrate constituting the honeycomb structure of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 50 to 400 cells / cm 2 , and more preferably 100 to 300 cells / cm 2. preferable. When the cell density is less than 50 cells / cm 2 , the area of the partition for collecting the particulate matter is reduced, and when the exhaust gas is circulated, the pressure loss may increase in a short time. When the cell density is greater than 400 cells / cm 2 , the cell cross-sectional area (area of the cross section orthogonal to the cell extending direction) is reduced, and pressure loss may be increased.
本実施形態のハニカム構造体は、ハニカム基材の、所定のセルの一方の端部と、残余のセルの他方の端部とに目封止部を有する。そして、図１、図２に示すように、当該所定のセル２と当該残余のセル２とが、ハニカム基材４の両端面（一方の端面１１及び他方の端面１２）に市松模様が形成されるように、交互に配置されていることが好ましい。
The honeycomb structure of the present embodiment has plugged portions at one end of a predetermined cell and the other end of the remaining cells of the honeycomb base material. As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム基材の形状は、特に限定されないが、セルの延びる方向に直交する断面の形状が「円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の、筒状であることが好ましい。 The shape of the honeycomb substrate constituting the honeycomb structure of the present embodiment is not particularly limited, but the shape of the cross section perpendicular to the cell extending direction is `` circular, elliptical, square, rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal, A cylindrical shape such as an octagon is preferable.
本実施形態のハニカム構造体は、図１、図２に示すように、最外周に位置し、隔壁を取り囲むように形成された外周壁３を備える。外周壁３を備えることにより、ハニカム構造体の真円度が向上する等の効果を奏する。本実施形態のハニカム構造体の外周壁３の厚さは、０．１〜５ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと、外周コートを行うときにクラックが発生し易くなることがある。５ｍｍより厚いと、排ガスを浄化するときの圧力損失が大きくなることがある。
As shown in FIGS. 1 and 2, the honeycomb structure of the present embodiment includes an outer
本実施形態のハニカム構造体の全体の形状は特に限定されず、例えば、円筒形状、底面がオーバル形状等の筒形状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体の大きさは、例えば、円筒形状の場合、底面の直径が７６．２〜３８１ｍｍであることが好ましく、１４３．８〜３０４．８ｍｍであることが更に好ましい。また、ハニカム構造体の中心軸方向の長さは、７６．２〜３８１ｍｍであることが好ましく、１５２．４〜３０４．８ｍｍであることが更に好ましい。 The overall shape of the honeycomb structure of the present embodiment is not particularly limited, and may be, for example, a cylindrical shape or a cylindrical shape such as an oval bottom surface. In addition, for example, in the case of a cylindrical shape, the honeycomb structure preferably has a bottom surface diameter of 76.2 to 381 mm, and more preferably 143.8 to 304.8 mm. Further, the length of the honeycomb structure in the central axis direction is preferably 76.2 to 381 mm, and more preferably 152.4 to 304.8 mm.
（２）ハニカム構造体（第２の発明）：
本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一の実施形態は、図３〜図５に示すように、「一方の端面３１から他方の端面３２まで延びる流体の流路となる複数のセル２２を区画形成する多孔質の隔壁２１及び隔壁２１を取り囲むように配設された外周壁２３を有するセグメント基材２４、及び所定のセル２２の一方の端部と残余のセル２２の他方の端部とに配設された目封止部２５を有するハニカムセグメント４１」を、複数個備え、当該「複数個のハニカムセグメント４１」が、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合され、ハニカムセグメント４１のセグメント基材２４が、「セル２２の延びる方向における一方の端面３１側の領域２４ａ」と「セル２２の延びる方向における他方の端面３２側の領域２４ｂ」とから構成され、当該「一方の端面側の領域２４ａ」が「他方の端面側の領域２４ｂより熱伝導率が高い高熱伝導率領域４２」を有するとともに、一方の端面側の領域２４ａのセル２２の延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ「セグメント基材２４のセル２２の延びる方向における長さの３０％の長さ以下」であり、セグメント基材２４の高熱伝導率領域４２の熱伝導率が、セグメント基材２４の他方の端面３２側の領域２４ｂの熱伝導率の１．２〜３．０倍である。図３は、本発明（第２の発明）のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図４は、本発明（第２の発明）のハニカム構造体の一の実施形態を示す、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。図５は、本発明（第２の発明）のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す平面図である。
(2) Honeycomb structure (second invention):
As shown in FIGS. 3 to 5, one embodiment of the honeycomb structure (second invention) of the present invention is “a plurality of cells serving as fluid flow paths extending from one end surface 31 to the
以下、「高熱伝導率領域を有する一方の端面側の領域」のことを、単に「一方の端面側の領域」ということがある。本発明のハニカム構造体を排ガス浄化に使用する際には、ハニカムセグメントのセグメント基材の「一方の端面」側から排ガスを流入させて使用するものとする。また、ハニカムセグメントのセグメント基材の「一方の端面」が、ハニカム構造体の「一方の端面」を構成し、ハニカムセグメントのセグメント基材の「他方の端面」が、ハニカム構造体の「他方の端面」を構成するものとする。本発明のハニカム構造体（第２の発明）においては、ハニカムセグメントのセグメント基材の「一方の端面側の領域」というときは、「熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率より高い領域」であり、熱伝導率が高い側の領域が「一方の端面側の領域」である。 Hereinafter, the “region on one end face side having the high thermal conductivity region” may be simply referred to as “region on one end face side”. When the honeycomb structure of the present invention is used for exhaust gas purification, the exhaust gas is introduced from the “one end face” side of the segment base material of the honeycomb segment. Further, “one end face” of the segment base material of the honeycomb segment constitutes “one end face” of the honeycomb structure, and “the other end face” of the segment base material of the honeycomb segment corresponds to “the other end face” of the honeycomb structure. It shall constitute an “end face”. In the honeycomb structure of the present invention (second invention), when “the region on one end face side” of the segment base material of the honeycomb segment is referred to as “the heat conductivity is the heat conductivity of the region on the other end face side”. A region having a higher thermal conductivity and a region having a higher thermal conductivity is a “region on one end face side”.
このように、本実施形態のハニカム構造体２００は、ハニカムセグメント４１のセグメント基材２４が、「セル２２の延びる方向における一方の端面３１側の領域２４ａ」と「セル２２の延びる方向における他方の端面側３２の領域２４ｂ」とから構成され、「一方の端面側の領域２４ａ」が「他方の端面側の領域２４ｂより熱伝導率が高い高熱伝導率領域４２」を有するとともに、「一方の端面側の領域２４ａ」の、セル２の延びる方向における長さが、１０ｍｍ以上、且つ、「セグメント基材２４のセル２２の延びる方向における長さの３０％の長さ」以下であり、セグメント基材の高熱伝導率領域の熱伝導率が、セグメント基材の他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であるため、ハニカム構造体２００の一方の端面３１側から排ガスを流入させたときに、「ハニカムセグメント４１のセグメント基材２４の一方の端面側の領域２４ａ」によって構成される「ハニカム構造体２００の一方の端面側の領域」の「セル２２の延びる方向に直交する断面」における中央部分の熱が、外周部分に伝達され易くなり、当該中央部分と外周部分との温度差が小さくなり、クラックの発生を防止することができる。そして、上記外周部分の温度が高くなるため触媒効率が向上する。
Thus, in the
本発明のハニカム構造体は、少なくとも１個のハニカムセグメントのセグメント基材が、高熱伝導率領域を有する「一方の端面側の領域」と「他方の端面側の領域」とから構成されていればよいが、図３〜図５に示される、本実施形態のハニカム構造体２００のように、全てのハニカムセグメント４１のセグメント基材２４が、高熱伝導率領域を有する「一方の端面側の領域２４ａ」と「他方の端面側の領域２４ｂ」とから構成されていることが好ましい態様の１つである。
In the honeycomb structure of the present invention, if the segment base material of at least one honeycomb segment is composed of “a region on one end face side” and “a region on the other end face side” having a high thermal conductivity region. However, as in the
また、本発明のハニカム構造体は、ハニカムセグメントのセグメント基材の「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域」を有するものであり、「一方の端面側の領域」の一部が「高熱伝導率領域」であればよいが、図３〜図５に示される、本実施形態のハニカム構造体２００のように、「一方の端面側の領域」の全てが「高熱伝導率領域」であることが好ましい態様の１つである。
Further, the honeycomb structure of the present invention is one in which “the region on one end face side” of the segment base material of the honeycomb segment has “a high thermal conductivity region having a higher thermal conductivity than the region on the other end face side”, A part of “the region on one end face side” may be a “high thermal conductivity region”. However, as in the
本実施形態のハニカム構造体２００は、図３〜図５に示すように、ハニカムセグメント４１のセグメント基材２４が、「セル２２の延びる方向における一方の端面側の領域２４ａ」と「セル２２の延びる方向における他方の端面側の領域２４ｂ」とから構成されている。ここで、セグメント基材２４の、「セル２２の延びる方向における一方の端面側の領域２４ａ」とは、セグメント基材２４を、セル２２の延びる方向に直交する平面を境界とする２２つの領域に区分けしたときの、一方の端面３１側の領域（一方の端面３１を、片側の端面とする領域）を意味し、「セル２２の延びる方向における他方の端面側の領域２４ｂ」とは、セグメント基材２４を、セル２２の延びる方向に直交する平面を境界とする２つの領域に区分けしたときの、他方の端面３２側の領域（他方の端面３２を、片側の端面とする領域）を意味する。
As shown in FIGS. 3 to 5, in the
そして、本実施形態のハニカム構造体２００は、ハニカムセグメント４１を構成するセグメント基材２４の一方の端面側の領域２４ａの熱伝導率が、他方の端面側の領域２４ｂの熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、１．５〜２．５倍であることが好ましい。セグメント基材２４の一方の端面側の領域２４ａの熱伝導率が、セグメント基材２４の他方の端面側の領域２４ｂの熱伝導率の、１．２〜３．０倍であることにより、ハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４の一方の端面側から排ガスを流入させて排ガス処理を行う場合において、再生時に、不均一になり易い「セグメント基材２４の一方の端面側の領域２４ａ」によって構成される「ハニカム構造体２００の一方の端面側の領域」の温度がより均一に近くなり、クラックの発生を防止することができる。また、上記「ハニカム構造体２００の一方の端面側の領域」の温度が均一に近くなることにより、外周部分の温度低下が抑制され、外周部分に堆積した粒子状物質も十分に燃焼され、再生効率が向上する。熱伝導率は、ＪＩＳ Ｒ１６１１に準拠した方法で測定した値である。
In the
セグメント基材２４の一方の端面側の領域２４ａの熱伝導率が、他方の端面側の領域２４ｂの熱伝導率の１．２倍より小さいと、クラックが発生したり、再生効率が低下して圧力損失が増大したりするため好ましくない。また、一方の端面側の領域２４ａの熱伝導率が、他方の端面側の領域２４ｂの熱伝導率の３．０倍より大きいと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が著しく増加するため好ましくない。
If the thermal conductivity of the region 24a on one end face side of the
本実施形態のハニカム構造体２００においては、一方の端面側の領域２４ａの熱伝導率は、０．６〜９０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが好ましく、６〜６０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが更に好ましい。０．６（Ｗ／ｍＫ）より小さいと、ハニカム構造体に、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなることがある。９０（Ｗ／ｍＫ）より大きいと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が増加することがある。
In the
また、本実施形態のハニカム構造体２００においては、他方の端面側の領域２４ｂの熱伝導率は、０．５〜３０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが好ましく、５〜２０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが更に好ましい。０．５（Ｗ／ｍＫ）より小さいと、ハニカム構造体に、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなることがある。３０（Ｗ／ｍＫ）より大きいと、ハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて、圧力損失が増加することがある。
In the
本実施形態のハニカム構造体２００は、ハニカムセグメント４１を構成するセグメント基材２４の一方の端面側の領域２４ａの、セル２の延びる方向における長さが、「１０ｍｍ以上、且つ、セグメント基材２４のセル２２の延びる方向における長さの３０％の長さ以下」である。セグメント基材２４の一方の端面側の領域２４ａの「セル２２の延びる方向における長さ」が、１０ｍｍ未満であると、クラックが発生したり、再生効率が低下したりするため好ましくない。一方の端面側の領域２４ａの「セル２２の延びる方向における長さ」が、「セグメント基材２４のセル２２の延びる方向における長さの３０％の長さ」を超えると、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が増大するため好ましくない。
In the
本実施形態のハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材の材質としては、セラミックが好ましく、強度及び耐熱性に優れることより、炭化珪素、珪素−炭化珪素複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種であることが更に好ましい。これらのなかでも、耐熱性、化学的安定性に優れた、炭化珪素が好ましい。炭化珪素は、熱膨張率が大きいが、本実施形態のハニカム構造体２００は、複数のハニカムセグメントが接合されて形成されたものであるため、材質が炭化珪素であっても、耐熱衝撃性に優れたものである。
As a material of the segment base material of the
本実施形態のハニカム構造体２００においては、ハニカムセグメント４１のセグメント基材２４が、「一方の端面側の領域２４ａ」の隔壁に担持された高熱伝導率材料を有することが好ましい。これにより、セグメント基材２４の「一方の端面側の領域２４ａ」の熱伝導率を、セグメント基材２４の「他方の端面側の領域２４ｂ」の熱伝導率より大きくすることができる。高熱伝導率材料としては、金属珪素、炭化珪素等を挙げることができる。高熱伝導率材料の担持量は、２０〜３００（ｇ／リットル）（ハニカム構造体２００の単位体積当たりの質量）であることが好ましく、５０〜２５０（ｇ／リットル）であることが更に好ましい。２０（ｇ／リットル）より少ないと、熱伝導率が高くなり難いことがある。３００（ｇ／リットル）より多いと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が大きくなることがある。また、セグメント基材２４の隔壁を構成する材料の一部と高熱伝導率材料とが共通する場合、高熱伝導率材料の濃度が高くなっている部分における当該高熱伝導率材料が、「「一方の端面側の領域２４ａ」の隔壁に担持された高熱伝導率材料」となる。
In the
本実施形態のハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４の隔壁の厚さは、１２７〜５０８μｍであることが好ましく、２５４〜４３２μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さがμｍより薄いと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。５０８μｍより厚いと、圧力損失が大きくなることがある。
The thickness of the partition walls of the
本実施形態のハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４の隔壁は多孔質であり、その気孔率は３０〜８０％であることが好ましく、４０〜７０％であることが更に好ましい。気孔率をこのような範囲とすることにより、強度を維持しながら圧力損失を小さくすることができる。気孔率が３０％未満であると、圧力損失が上昇することがある。気孔率が８０％を超えると、強度が低下したり、熱伝導率が低下することがある。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
The partition walls of the
本実施形態のハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４の隔壁の平均細孔径は、５〜４０μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍであることが更に好ましい。平均細孔径をこのような範囲とすることにより、粒子状物質（ＰＭ）を効果的に捕集することができる。平均細孔径が５μｍ未満であると、粒子状物質（ＰＭ）により目詰まりを起こしやすくなることがある。平均細孔径が４０μｍを超えると、粒子状物質（ＰＭ）が隔壁で捕集されず通過することがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
The average pore diameter of the partition walls of the
本実施形態のハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４のセル形状（セグメント基材の中心軸方向（セルが延びる方向）に直交する断面におけるセル形状）としては、特に制限はなく、例えば、三角形、四角形、六角形、八角形、円形、あるいはこれらの組合せを挙げることができる。
The cell shape of the
また、本実施形態のハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４のセル密度は、特に制限されないが、５０〜４００セル／ｃｍ２であることが好ましく、１００〜３００セル／ｃｍ２であることが更に好ましい。セル密度が、５０セル／ｃｍ２より小さいと、粒子状物質を捕集する隔壁の面積が小さくなり、排ガスを流通させたときに、短時間で圧力損失が大きくなることがある。セル密度が、４００セル／ｃｍ２より大きいと、セルの断面積（セルの延びる方向に直交する断面の面積）が小さくなるため、圧力損失が大きくなることがある。
Further, the cell density of the
本実施形態のハニカム構造体２００は、ハニカムセグメント４１のセグメント基材２４の、所定のセルの一方の端部と、残余のセルの他方の端部とに目封止部２５を有する。そして、図３〜図５に示すように、当該所定のセル２２と当該残余のセル２２とが、セグメント基材２４の両端面（一方の端面３１及び他方の端面３２）に市松模様が形成されるように、交互に配置されていることが好ましい。
The
本実施形態のハニカム構造体２００を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４の形状は、特に限定されないが、セルの延びる方向に直交する断面の形状が「正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の、筒状であることが好ましい。
The shape of the
本実施形態のハニカム構造体を構成するハニカムセグメント４１のセグメント基材２４は、図３〜図５に示すように、最外周に位置し、隔壁を取り囲むように形成された外周壁２３を備える。外周壁２３を備えることにより、ハニカム構造体の外周形状の精度が向上する等の効果を奏する。本実施形態のハニカム構造体の外周壁２３の厚さは、０．１〜５ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと、外周壁の強度が低下することがある。５ｍｍより厚いと、排ガスを浄化するときの圧力損失が大きくなることがある。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
また、本実施形態のハニカム構造体の中心軸方向に直交する断面において、配置されているハニカムセグメントの個数は、４〜１２１個であることが好ましく、１６〜８１個であることが更に好ましい。ハニカムセグメントの大きさは、中心軸に直交する断面の面積が６．２５〜２０．２５ｃｍ２であることが好ましく、９〜１６ｃｍ２であることが更に好ましい。６．２５ｃｍ２より小さいと、ハニカム構造体にガスが流通するときの圧力損失が大きくなることがあり、２０．２５ｃｍ２より大きいと、ハニカム構造体をハニカムセグメントの集合体とすることによる破損防止効果が小さくなることがある。 Further, in the cross section perpendicular to the central axis direction of the honeycomb structure of the present embodiment, the number of honeycomb segments arranged is preferably 4 to 121, and more preferably 16 to 81. The size of the honeycomb segment, the area of the cross section perpendicular to the central axis is preferably 6.25～20.25Cm 2, and further preferably from 9~16cm 2. If it is smaller than 6.25 cm 2 , the pressure loss when the gas flows through the honeycomb structure may increase. If it is larger than 20.25 cm 2 , damage prevention due to the honeycomb structure being an aggregate of honeycomb segments. The effect may be reduced.
本実施形態のハニカム構造体２００は、図３〜図５に示されるように、隣接するハニカムセグメント４１間に接合部４５が配置され、ハニカムセグメント４１が接合部４５により接合されていることが好ましい。接合部４５は、隣接するハニカムセグメント４１の対向する側面の全体に配置されることが好ましい。接合部４５は、ハニカム構造体に負荷がかかったときの緩衝材としての役割も果たす。接合部４５の材料は、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したもの等が好ましい。接合部４５の厚さは、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．３〜４ｍｍであることが更に好ましい。０．１ｍｍより薄いと、隣接するハニカムセグメント４１同士が接触することがある。５ｍｍより厚いと、排ガスを浄化するときの圧力損失が大きくなることがある。
In the
本実施形態のハニカム構造体は、図３〜図５に示すように、外周全体（端面を除く）を取り囲むように形成された最外周壁４６を備えることが好ましい。最外周壁４６を備えることにより、ハニカム構造体の真円度が向上する等の効果を奏する。本実施形態のハニカム構造体の最外周壁４６の厚さは、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．２〜４ｍｍであることが更に好ましい。０．１ｍｍより薄いと、外周コートを行うときにクラックが発生し易くなることがある。５ｍｍより厚いと、排ガスを浄化するときの圧力損失が大きくなることがある。最外周壁の厚さというときは、最外周壁の外周面から、最も近い位置にあるセルまでの距離をいう。
As shown in FIGS. 3 to 5, the honeycomb structure of the present embodiment preferably includes an outermost
本実施形態のハニカム構造体の全体の形状は特に限定されず、例えば、円筒形状、底面がオーバル形状等の筒形状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体の大きさは、例えば、円筒形状の場合、底面の直径が７６．２〜３８１ｍｍであることが好ましく、１４３．８〜３０４．８ｍｍであることが更に好ましい。また、ハニカム構造体の中心軸方向の長さは、７６．２〜３８１ｍｍであることが好ましく、１５２．４〜３０４．８ｍｍであることが更に好ましい。 The overall shape of the honeycomb structure of the present embodiment is not particularly limited, and may be, for example, a cylindrical shape or a cylindrical shape such as an oval bottom surface. In addition, for example, in the case of a cylindrical shape, the honeycomb structure preferably has a bottom surface diameter of 76.2 to 381 mm, and more preferably 143.8 to 304.8 mm. Further, the length of the honeycomb structure in the central axis direction is preferably 76.2 to 381 mm, and more preferably 152.4 to 304.8 mm.
次に、本発明のハニカム構造体（第２の発明）の他の実施形態について説明する。 Next, another embodiment of the honeycomb structure of the present invention (second invention) will be described.
本実施形態のハニカム構造体は、図６に示すように、上記本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一の実施形態において、最外周を形成するハニカムセグメント４１を不完全セグメント４１ａとし、その他のハニカムセグメント４１を完全セグメント４１ｂとしたときに、不完全セグメント４１ａのセグメント基材が、「セルの延びる方向における一方の端面側の領域」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域」とから構成され、不完全セグメント４１ａのセグメント基材の「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域４２」を有するとともに、一方の端面側の領域のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ「セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ」以下である。図６は、本発明（第２の発明）のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す平面図である。なお、「最外周を形成するハニカムセグメント」とは、複数のハニカムセグメントのなかで、最外周を構成する側面を有するハニカムセグメントのことである。また、「最外周を形成するハニカムセグメント」における「最外周」とは、複数のハニカムセグメントによって形成された形状における側面（最外周）を意味し、ハニカム構造体が「最外周壁」を有する場合であっても、最外周壁を除いた状態における「最外周」を意味する。図６は、「一方の端面側（不完全セグメント４１ａのセグメント基材の、セルの延びる方向における一方の端面を含む端面側）」から見た平面図である。
As shown in FIG. 6, in the honeycomb structure of the present embodiment (second invention), the honeycomb structure of the present embodiment is the incomplete segment 41a as the
このように、本実施形態のハニカム構造体３００は、不完全セグメント４１ａのセグメント基材が、「セルの延びる方向における一方の端面側の領域」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域」とから構成され、不完全セグメント４１ａのセグメント基材の上記「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域４２」を有するとともに、一方の端面側の領域のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ「セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ」以下であるため、ハニカム構造体３００の一方の端面側（不完全セグメント４１ａのセグメント基材の、セルの延びる方向における一方の端面を含む端面側）から排ガスを流入させたときに、ハニカム構造体３００を構成する完全セグメント４１ｂの「不完全セグメント４１ｂの一方の端面側の領域」に隣接する部分の熱が、不完全セグメント４１ｂ側に伝達され易くなり、完全セグメント４１ｂと不完全セグメント４１ａとの温度差が小さくなり、クラックの発生を防止することができる。そして、上記不完全セグメント４１ａの温度が高くなるため触媒効率が向上する。
As described above, in the
本実施形態のハニカム構造体３００においては、不完全セグメント４１ａの一方の端面側の領域の全体が、高熱伝導率領域４２であることが好ましい。また、完全セグメント４１ｂの熱伝導率は、高熱伝導率領域４２の熱伝導率より低いことが好ましい。
In the
そして、本実施形態のハニカム構造体３００は、不完全セグメント４１ａを構成するセグメント基材の高熱伝導率領域４２の熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率より高く、高熱伝導率領域４２の熱伝導率は、他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であることが好ましく、１．５〜２．５倍であることが更に好ましい。
In the
不完全セグメント４１ａを構成するセグメント基材の高熱伝導率領域４２の熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２倍より小さいと、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなることがある。また、不完全セグメント４１ａを構成するセグメント基材の高熱伝導率領域４２の熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率の３．０倍より大きいと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が著しく増加するため好ましくない。不完全セグメント４１ａを構成するセグメント基材の他方の端面側の領域の熱伝導率は、完全セグメント４１ｂの熱伝導率と同じであることが好ましい。
If the thermal conductivity of the high
本実施形態のハニカム構造体３００においては、完全セグメントの熱伝導率は、０．５〜３０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが好ましく、５〜３０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが更に好ましい。０．５（Ｗ／ｍＫ）より小さいと、ハニカム構造体に、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなることがある。３０（Ｗ／ｍＫ）より大きいと、ハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が増加することがある。
In the
本実施形態のハニカム構造体３００においては、不完全セグメント４１ａを構成するセグメント基材が、高熱伝導率領域４２の隔壁に担持された高熱伝導率材料を有することが好ましい。これにより、高熱伝導率領域４２の熱伝導率を、不完全セグメント４１ａを構成するセグメント基材の「他方の端面側の領域」の熱伝導率より大きくすることができる。高熱伝導率材料としては、金属珪素、炭化珪素等を挙げることができる。高熱伝導率材料の担持量は、２０〜３００（ｇ／リットル）（ハニカム構造体３００の単位体積当たりの質量）であることが好ましく、５０〜２５０（ｇ／リットル）であることが更に好ましい。２０（ｇ／リットル）より少ないと、熱伝導率が高くなり難いことがある。３００（ｇ／リットル）より多いと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が大きくなることがある。また、不完全セグメント４１ａを構成するセグメント基材の隔壁を構成する材料の一部と、高熱伝導率材料とが共通する場合、高熱伝導率材料の濃度が高くなっている部分における当該高熱伝導率材料が、「高熱伝導率領域４２の隔壁に担持された高熱伝導率材料」となる。
In the
本実施形態のハニカム構造体３００の、上記以外の条件は、上記本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一の実施形態において好ましいとされた条件と同じであることが好ましい。
The conditions other than those described above for the
本実施形態のハニカム構造体３００は、図６に示されるように、中央部分に４個（２個×２個）の完全セグメントを備え、完全セグメントを取り囲むように１２個の不完全セグメントを備えている。これに対し、図７に示されるような、中央部分に９個（３個×３個）の完全セグメント４１ｂを備え、完全セグメント４１ｂを取り囲むように１６個の不完全セグメント４１ａを備えたハニカム構造体４００も、好ましい態様である。図７は、本発明（第２の発明）のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す平面図である。
As shown in FIG. 6, the
次に、本発明のハニカム構造体（第２の発明）の更に他の実施形態について説明する。 Next, still another embodiment of the honeycomb structure (second invention) of the present invention will be described.
本実施形態のハニカム構造体は、図８に示すように、上記本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一の実施形態において、最外周を形成するハニカムセグメントを不完全セグメント４１ａとし、その他のハニカムセグメントを完全セグメント４１ｂとしたときに、完全セグメント４１ｂのセグメント基材が、「セルの延びる方向における一方の端面側の領域」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域」とから構成され、当該「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域４２」を有するとともに、「一方の端面側の領域」のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ「セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下」であり、完全セグメント４１ｂのセグメント基材における「一方の端面側の領域」が、セルの延びる方向に直交する断面において、中央部４３と「中央部４３の外側に位置する外周部４４」とから構成され、外周部４４が高熱伝導率領域である。図８は、本発明（第２の発明）のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す平面図である。図８は、「一方の端面側（完全セグメント４１ｂのセグメント基材の、セルの延びる方向における一方の端面を含む端面側）」から見た平面図である。
As shown in FIG. 8, in the honeycomb structure of the present invention (second invention), the honeycomb structure of the present embodiment is the incomplete segment 41a as the honeycomb segment forming the outermost periphery. When the other honeycomb segment is the
このように、本実施形態のハニカム構造体５００は、完全セグメント４１ｂのセグメント基材が、「セルの延びる方向における一方の端面側の領域」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域」とから構成され、当該「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域４２」を有するとともに、「一方の端面側の領域」のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ「セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下」であり、完全セグメント４１ｂのセグメント基材における「一方の端面側の領域」が、セルの延びる方向に直交する断面において、中央部４３と「中央部４３の外側に位置する外周部４４」とから構成され、外周部４４が高熱伝導率領域４２であるため、ハニカム構造体５００の中央部分（セルの延びる方向に直交する断面における中央部分）に位置し、「高温になり易い完全セグメント４１ｂの内部」から完全セグメント４１ｂの外部に向けて熱が伝達され易くなり、完全セグメント４１ｂと不完全セグメント４１ａとの温度差が小さくなり、クラックの発生を防止することができる。そして、上記不完全セグメント４１ａの温度が高くなるため触媒効率が向上する。
As described above, in the
本実施形態のハニカム構造体５００は、完全セグメント４１ｂのセグメント基材が、「セルの延びる方向における一方の端面側の領域」と「セルの延びる方向における他方の端面側の領域」とから構成され、当該「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域４２」を有し、且つ、不完全セグメント４１ａの熱伝導率は、高熱伝導率領域４２の熱伝導率より低いことが好ましい。
In the
また、本実施形態のハニカム構造体５００は、完全セグメント４１ｂのセグメント基材における「一方の端面側の領域」が、セルの延びる方向に直交する断面において、中央部４３と「中央部４３の外側に位置する外周部４４」とから構成され、外周部４４が高熱伝導率領域４２である。このように、完全セグメント４１ｂのセグメント基材における「一方の端面側の領域」の中央部が高熱伝導率領域であるため、「高温になり易い完全セグメント４１ｂの内部」から完全セグメント４１ｂの外部に向けて熱が伝達され易くなり、完全セグメント４１ｂと不完全セグメント４１ａとの温度差が小さくなり、クラックの発生を防止することができる。そして、上記不完全セグメント４１ａの温度が高くなるため触媒効率が向上する。
Further, in the
そして、完全セグメント４１ｂのセグメント基材における「一方の端面側の領域」の、セルの延びる方向に直交する断面における、「中央部の外周形状」と「一方の端面側の領域全体の外周形状」とが、相似比０．４：１．０〜０．６：１．０の相似形であり、一方の端面側の領域全体の外周形状の中心と中央部の外周形状の中心とが同じ位置にあることが好ましい。「中央部の外周形状」と「一方の端面側の領域全体の外周形状」との相似比は、０．５：１．０に近いことが更に好ましく、０．５：１．０であることが特に好ましい。相似比が上記範囲であることにより、より効果的に上記クラックの発生を防止し、触媒効率を向上させることができる。ここで、「中央部の外周形状」と「一方の端面側の領域全体の外周形状」との相似比とは、「中央部の外周形状」と「一方の端面側の領域全体の外周形状」との、対応する部分の「長さの比」を意味し、「（中央部の外周形状における長さ）：（一方の端面側の領域全体の外周形状における長さ）」で表している。
And in the cross section orthogonal to the cell extending direction of the “one end face side region” of the segment base material of the
「中央部の外周形状」が、「一方の端面側の領域全体の外周形状」に対して、相似比０．４：１．０より小さい場合は、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が著しく増大することがある。「中央部の外周形状」が、「一方の端面側の領域全体の外周形状」に対して、相似比０．６：１．０より大きい場合は、高熱伝導率領域が小さくなるため、クラックが発生し易くなり、触媒効率が低下し易くなることがある。 When the “peripheral shape of the central portion” is smaller than the “periphery shape of the entire region on one end face side”, the porosity of the honeycomb base material by adding the high thermal conductivity material is smaller than 0.4: 1.0 The pressure loss may increase significantly under the influence of the rate drop. When the “peripheral shape of the central portion” is larger than the “peripheral shape of the entire region on the one end face side”, the similarity ratio is larger than 0.6: 1.0, so the high thermal conductivity region becomes small, so that cracks Occurrence is likely to occur, and the catalyst efficiency is likely to decrease.
そして、本実施形態のハニカム構造体５００は、完全セグメント４１ｂを構成するセグメント基材の高熱伝導率領域４２の熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率より高く、高熱伝導率領域４２の熱伝導率は、他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、１．５〜２．５倍であることが好ましい。
In the
完全セグメント４１ｂを構成するセグメント基材の高熱伝導率領域４２の熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２倍より小さいと、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなるため、好ましくない。また、完全セグメント４１ｂを構成するセグメント基材の高熱伝導率領域４２の熱伝導率が、他方の端面側の領域の熱伝導率の３．０倍より大きいと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失の著しい増加を伴うため好ましくない。完全セグメント４１ｂを構成するセグメント基材の他方の端面側の領域の熱伝導率は、不完全セグメント４１ａの熱伝導率と同じであることが好ましい。
If the thermal conductivity of the high
本実施形態のハニカム構造体５００においては、不完全セグメントの熱伝導率は、０．６〜９０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが好ましく、６〜６０（Ｗ／ｍＫ）の範囲であることが更に好ましい。０．６（Ｗ／ｍＫ）より小さいと、ハニカム構造体に、クラックが発生し易くなったり、再生効率が低下して圧力損失が増大し易くなることがある。９０（Ｗ／ｍＫ）より大きいと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて、圧力損失が増加することがある。
In the
本実施形態のハニカム構造体５００においては、完全セグメント４１ｂを構成するセグメント基材が、高熱伝導率領域４２の隔壁に担持された高熱伝導率材料を有することが好ましい。これにより、高熱伝導率領域４２の熱伝導率を、完全セグメント４１ｂを構成するセグメント基材の「他方の端面側の領域」の熱伝導率より大きくすることができる。高熱伝導率材料としては、金属珪素、炭化珪素等を挙げることができる。高熱伝導率材料の担持量は、２０〜３００（ｇ／リットル）（ハニカム構造体５００の単位体積当たりの質量）であることが好ましく、５０〜２５０（ｇ／リットル）であることが更に好ましい。２０（ｇ／リットル）より少ないと、熱伝導率が高くなり難いことがある。３００（ｇ／リットル）より多いと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が大きくなることがある。また、完全セグメント４１ｂを構成するセグメント基材の隔壁を構成する材料の一部と、高熱伝導率材料とが共通する場合、高熱伝導率材料の濃度が高くなっている部分における当該高熱伝導率材料が、「高熱伝導率領域４２の隔壁に担持された高熱伝導率材料」となる。
In the
本実施形態のハニカム構造体５００の、上記以外の条件は、上記本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一の実施形態において好ましいとされた条件と同じであることが好ましい。
The conditions other than those described above for the
本実施形態のハニカム構造体５００は、図８に示されるように、中央部分に４個（２個×２個）の完全セグメントを備え、完全セグメントを取り囲むように１２個の不完全セグメントを備えている。これに対し、図９に示されるような、中央部分に９個（３個×３個）の完全セグメント４１ｂを備え、完全セグメント４１ｂを取り囲むように１６個の不完全セグメント４１ａを備えたハニカム構造体６００も、好ましい態様である。図９は、本発明（第２の発明）のハニカム構造体の更に他の実施形態を模式的に示す平面図である。
As shown in FIG. 8, the
（３）ハニカム構造体（第１の発明）の製造方法：
次に、図１、図２に示される、本発明のハニカム構造体（第１の発明）の一実施形態を製造する方法について説明する。
(3) Manufacturing method of honeycomb structure (first invention):
Next, a method for manufacturing an embodiment of the honeycomb structure of the present invention (first invention) shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
まず、セラミック原料を含有する成形原料を調製することが好ましい。 First, it is preferable to prepare a forming raw material containing a ceramic raw material.
成形原料に含有されるセラミック原料としては、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、珪素−炭化珪素、リチウムアルミニウムシリケート、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種を含むものであることが好ましく、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、炭化珪素、珪素−炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種であることが更に好ましく、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、炭化珪素、珪素−炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された１種であることが特に好ましい。尚、コージェライト化原料とは、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミックス原料であって、焼成されてコージェライトになるものである。 The ceramic raw material contained in the forming raw material is at least one selected from the group consisting of a cordierite forming raw material, cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide, silicon-silicon carbide, lithium aluminum silicate, and aluminum titanate. It is preferable that it contains a seed, more preferably at least one selected from the group consisting of a cordierite forming raw material, cordierite, mullite, alumina, silicon carbide, silicon-silicon carbide, and aluminum titanate. Particularly preferred is a lightening raw material, cordierite, mullite, alumina, silicon carbide, silicon-silicon carbide, and aluminum titanate. The cordierite forming raw material is a ceramic raw material blended so as to have a chemical composition that falls within a range of 42 to 56% by mass of silica, 30 to 45% by mass of alumina, and 12 to 16% by mass of magnesia. It is fired to become cordierite.
成形原料は、上記セラミック原料に、分散媒、造孔材、バインダ、分散剤、界面活性剤等を混合して調製することが好ましい。それぞれの原料の混合比は、セラミック原料１００質量部に対して、分散媒１０〜４０質量部、造孔材３〜４０質量部、バインダ３〜８質量部、分散剤０．１〜２質量部、界面活性剤０．１〜２質量部であることが好ましい。 The forming raw material is preferably prepared by mixing the ceramic raw material with a dispersion medium, a pore former, a binder, a dispersant, a surfactant and the like. The mixing ratio of each raw material is 10 to 40 parts by mass of the dispersion medium, 3 to 40 parts by mass of the pore former, 3 to 8 parts by mass of the binder, and 0.1 to 2 parts by mass of the dispersant with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material. The surfactant is preferably 0.1 to 2 parts by mass.
分散媒としては、水を挙げることができる。 An example of the dispersion medium is water.
造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル、炭素等を挙げることができる。 The pore former is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include starch, foamed resin, water absorbent resin, silica gel, and carbon.
バインダとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。 Examples of the binder include hydroxypropyl methylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, and polyvinyl alcohol.
分散剤としては、デキストリン、ポリアルコール等を挙げることができる。 Examples of the dispersant include dextrin and polyalcohol.
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。 As the surfactant, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
次に、調製した成形原料を、ニーダー、真空土練機等を用いて混練し、坏土を形成することが好ましい。 Next, it is preferable to knead the prepared forming raw material using a kneader, a vacuum kneader or the like to form a clay.
次に、坏土を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁と当該隔壁を取り囲むように配設された（最外周に位置する）外周壁とを備える筒状のハニカム成形体を成形することが好ましい。坏土を成形する方法としては、押出成形法、射出成形法、プレス成形法等を挙げることができる。これらの中では、連続成形が容易であり、また、例えばコージェライト結晶を配向させることができるという特徴を有していることより、押出成形法が好ましい。押出成形法は、真空土練機、ラム式押出成形機、２軸スクリュー式連続押出成形機等の装置を用いて実施することができる。例えば、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形してハニカム成形体を形成することが好ましい。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。 Next, a kneaded clay is formed, and a cylindrical wall having partition walls that form a plurality of cells that serve as fluid flow paths and an outer peripheral wall (located at the outermost periphery) disposed so as to surround the partition walls. It is preferable to form a honeycomb formed body. Examples of the method for molding the kneaded material include an extrusion molding method, an injection molding method, and a press molding method. Among these, the extrusion molding method is preferable because it has a feature that continuous molding is easy and, for example, cordierite crystals can be oriented. The extrusion molding method can be carried out using an apparatus such as a vacuum kneader, a ram type extruder, or a twin screw type continuous extruder. For example, it is preferable to form a honeycomb formed body by extrusion using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable.
次に、得られたハニカム成形体を乾燥することが好ましい。乾燥方法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥を挙げることができ、なかでも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又はこれらを組合せて行うことが好ましい。また、乾燥条件としては、乾燥温度８０〜１５０℃、乾燥時間５分〜２時間とすることが好ましい。 Next, it is preferable to dry the obtained honeycomb formed body. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, and freeze drying. Among them, dielectric drying, microwave drying, or hot air It is preferable to perform drying alone or in combination. The drying conditions are preferably a drying temperature of 80 to 150 ° C. and a drying time of 5 minutes to 2 hours.
次に、高熱伝導率材料を、乾燥後のハニカム成形体の所定の位置に担持することが好ましい。高熱伝導率材料を担持する位置は、作製しようとするハニカム構造体における「熱伝導率の高い、一方の端面側の領域」に相当する位置とすることが好ましい。ハニカム成形体に高熱伝導率材料を担持する方法は、特に限定されないが、以下の方法が好ましい。 Next, it is preferable to support the high thermal conductivity material at a predetermined position of the dried honeycomb formed body. The position for supporting the high thermal conductivity material is preferably a position corresponding to “a region on one end face side having a high thermal conductivity” in the honeycomb structure to be manufactured. The method for supporting the high thermal conductivity material on the honeycomb formed body is not particularly limited, but the following method is preferable.
まず、高熱伝導率材料を含む高熱伝導率材料含有スラリーを作製することが好ましい。高熱伝導率材料含有スラリーは、高熱伝導率材料、有機バインダ、造孔材、界面活性剤及び水を混合して作製することが好ましい。高熱伝導率材料としては、金属Ｓｉ（粉末）、炭化珪素等を挙げることができる。有機バインダとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。界面活性剤としては、例えば、脂肪酸石鹸等を挙げることができる。 First, it is preferable to prepare a high thermal conductivity material-containing slurry containing a high thermal conductivity material. The high thermal conductivity material-containing slurry is preferably prepared by mixing a high thermal conductivity material, an organic binder, a pore former, a surfactant and water. Examples of the high thermal conductivity material include metal Si (powder) and silicon carbide. Examples of the organic binder include hydroxypropyl methylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, and polyvinyl alcohol. Examples of the surfactant include fatty acid soap.
高熱伝導率材料の炭化珪素粉５０〜９０質量％及び金属珪素粉１０〜５０質量％の割合でトータル１００質量％となるよう混合粉末を作製することが好ましい。それぞれの原料の混合比は、高熱伝導率材料１００質量部に対して、有機バインダ０．１〜４質量部、界面活性剤０．１〜０．５質量部、水２５〜４０質量部であることが好ましい。 It is preferable to prepare a mixed powder such that the silicon carbide powder of the high thermal conductivity material is 50 to 90% by mass and the metal silicon powder is 10 to 50% by mass in a total of 100% by mass. The mixing ratio of each raw material is 0.1 to 4 parts by mass of an organic binder, 0.1 to 0.5 parts by mass of a surfactant, and 25 to 40 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the high thermal conductivity material. It is preferable.
次に、高熱伝導率材料含有スラリーを所定の深さになるように容器に入れ、ハニカム成形体の一方の端部を高熱伝導率材料含有スラリーに浸漬することが好ましい。このとき、高熱伝導率材料含有スラリーがセル内に浸入した深さ（長さ）が、作製しようとするハニカム構造体の「一方の端面側の領域」のセルの延びる方向における長さになる。 Next, it is preferable that the high thermal conductivity material-containing slurry is placed in a container so as to have a predetermined depth, and one end of the honeycomb formed body is immersed in the high thermal conductivity material-containing slurry. At this time, the depth (length) of the high thermal conductivity material-containing slurry entering the cell is the length in the cell extending direction of “one end face side region” of the honeycomb structure to be manufactured.
次に、ハニカム成形体を容器から取り出し、ハニカム成形体に付着した過剰な高熱伝導率材料含有スラリーをエアブローによって除去して、所望の量の高熱伝導率材料含有スラリーをハニカム成形体の所望の領域の隔壁に付着させることが好ましい。その後、高熱伝導率材料含有スラリーを付着させたハニカム成形体を乾燥させて、高熱伝導率材料が（隔壁に）担持されたハニカム成形体を得ることが好ましい。高熱伝導率材料の担持量は、２０〜３００（ｇ／リットル）（ハニカム成形体の単位体積当たりの質量）であることが好ましく、５０〜２５０（ｇ／リットル）であることが更に好ましい。２０（ｇ／リットル）より少ないと、熱伝導率が高くなり難いことがある。３００（ｇ／リットル）より多いと、高熱伝導率材料添加によるハニカム基材の気孔率低下の影響を受けて圧力損失が大きくなることがある。 Next, the honeycomb formed body is taken out of the container, and excess high thermal conductivity material-containing slurry adhering to the honeycomb formed body is removed by air blowing, so that a desired amount of the high thermal conductivity material-containing slurry is removed in a desired region of the honeycomb formed body. It is preferable to adhere to the partition walls. Thereafter, it is preferable to dry the honeycomb formed body on which the slurry containing the high thermal conductivity material is adhered to obtain the honeycomb formed body on which the high thermal conductivity material is supported (on the partition walls). The amount of the high thermal conductivity material supported is preferably 20 to 300 (g / liter) (mass per unit volume of the honeycomb formed body), and more preferably 50 to 250 (g / liter). If it is less than 20 (g / liter), the thermal conductivity may be difficult to increase. When the amount is more than 300 (g / liter), the pressure loss may increase due to the influence of the decrease in the porosity of the honeycomb substrate due to the addition of the high thermal conductivity material.
次に、得られた「高熱伝導率材料が担持されたハニカム成形体」を焼成してハニカム焼成体を得ることが好ましい。尚、焼成は、「高熱伝導率材料が担持されたハニカム成形体」に目封止部を形成した後に行ってもよい。以下、「高熱伝導率材料が担持されたハニカム成形体」を、単に、「ハニカム成形体」ということがある。 Next, it is preferable to obtain a honeycomb fired body by firing the obtained “honeycomb formed body supporting a high thermal conductivity material”. The firing may be performed after the plugging portion is formed on the “honeycomb formed body supporting the high thermal conductivity material”. Hereinafter, the “honeycomb formed body carrying a high thermal conductivity material” may be simply referred to as “honeycomb formed body”.
また、ハニカム成形体を焼成（本焼成）する前には、そのハニカム成形体を仮焼することが好ましい。仮焼は、脱脂のために行うものであり、その方法は、特に限定されるものではなく、ハニカム成形体中の有機物（有機バインダ、分散剤、造孔材等）を除去することができればよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼の条件としては、酸化雰囲気において、２００〜１０００℃程度で、３〜１００時間程度加熱することが好ましい。 Further, before firing (main firing) the honeycomb formed body, it is preferable to calcine the honeycomb formed body. The calcination is performed for degreasing, and the method is not particularly limited as long as the organic matter (organic binder, dispersant, pore former, etc.) in the honeycomb formed body can be removed. . In general, the combustion temperature of the organic binder is about 100 to 300 ° C., and the combustion temperature of the pore former is about 200 to 800 ° C. Therefore, the calcining conditions are about 200 to 1000 ° C. in an oxidizing atmosphere, 3 to It is preferable to heat for about 100 hours.
ハニカム成形体の焼成（本焼成）は、仮焼したハニカム成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われる。焼成条件（温度、時間、雰囲気）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。例えば、珪素−炭化珪素複合材料を使用している場合には、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１３００〜１５００℃で、１〜２０時間加熱することが好ましい。また、例えば、コージェライト化原料を使用している場合には、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４１０〜１４４０℃で、３〜１５時間加熱することが好ましい。 The firing (main firing) of the honeycomb formed body is performed in order to sinter and densify the forming raw material constituting the calcined honeycomb formed body to ensure a predetermined strength. Since the firing conditions (temperature, time, atmosphere) vary depending on the type of molding raw material, appropriate conditions may be selected according to the type. For example, when a silicon-silicon carbide composite material is used, it is preferable to heat at 1300 to 1500 ° C. for 1 to 20 hours in an inert atmosphere such as nitrogen or argon. Further, for example, when a cordierite forming raw material is used, it is preferable to heat at 1410 to 1440 ° C. for 3 to 15 hours in an inert atmosphere such as nitrogen or argon.
次に、ハニカム焼成体の、所定のセルの一方の端部と、残余のセルの他方の端部に目封止材料を充填し、ハニカム焼成体の所定のセルの一方の端部と残余のセルの他方の端部とに目封止部が配設された、本発明のハニカム構造体（第１の発明）の一の実施形態を得ることが好ましい。 Next, a plugging material is filled into one end of a predetermined cell of the honeycomb fired body and the other end of the remaining cell, and one end of the predetermined cell of the honeycomb fired body and the remaining It is preferable to obtain an embodiment of the honeycomb structure of the present invention (first invention) in which a plugging portion is disposed at the other end of the cell.
ハニカム焼成体に目封止材料を充填する方法としては、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と最外周に位置する外周壁とを備えるハニカム焼成体（ハニカム基材に相当）の一方の端面にシートを貼り付け、当該シートにおける、目封止部を形成しようとする所定のセルと重なる位置に孔を開けるマスキング工程と、ハニカム焼成体のシートが貼り付けられた側の端部を、目封止材料が貯留された容器内に圧入して、ハニカム焼成体の一方の端面から、シートに形成された孔を通じて、目封止材料を上記所定のセル内に圧入する圧入工程とを有する方法を挙げることができる。そして、ハニカム焼成体の一方の端面において所定のセルに目封止部を形成した後に、「マスキング工程において、一方の端面において目封止材料を圧入していない「残余のセル（上記所定のセル以外のセル）」と重なる位置に孔を開ける」以外は、一方の端面側に目封止部を形成した方法と同じ方法で、残余のセルに目封止部を形成することが好ましい。 As a method for filling a honeycomb fired body with a plugging material, a honeycomb fired body (honeycomb base material) including a porous partition wall for partitioning a plurality of cells serving as fluid flow paths and an outer peripheral wall located at the outermost periphery. And a masking step of opening a hole at a position overlapping a predetermined cell in which the plugging portion is to be formed in the sheet, and a sheet of the honeycomb fired body were attached. The end portion on the side is press-fitted into a container in which the plugging material is stored, and the plugging material is press-fitted into the predetermined cell from one end face of the honeycomb fired body through the holes formed in the sheet. And a press-fitting step. Then, after plugging portions are formed in predetermined cells on one end face of the honeycomb fired body, “the remaining cells (in which the plugging material is not press-fitted in one end face in the masking step)” It is preferable to form the plugged portions in the remaining cells by the same method as that in which the plugged portions are formed on one end face side, except that “a hole is formed at a position overlapping with the other cells)”.
ハニカム焼成体の端面に貼り付けるシートの材質としては、ポリエステル系樹脂が好ましく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が更に好ましい。シートの厚さは３０〜７０μｍが好ましい。 The material of the sheet to be attached to the end face of the honeycomb fired body is preferably a polyester-based resin, and more preferably PET (polyethylene terephthalate). The thickness of the sheet is preferably 30 to 70 μm.
目封止材料としては、隔壁の材料として用いた材料を用いることが好ましいが、２５℃における粘度が１００〜３００ｄＰａ・ｓとなるように分散媒の量を調整することが好ましい。 As the plugging material, the material used as the partition wall material is preferably used, but the amount of the dispersion medium is preferably adjusted so that the viscosity at 25 ° C. is 100 to 300 dPa · s.
（４）ハニカム構造体（第２の発明）の製造方法：
次に、図３〜図５に示される、本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一実施形態の製造方法について説明する。
(4) Manufacturing method of honeycomb structure (second invention):
Next, a manufacturing method of an embodiment of the honeycomb structure (second invention) of the present invention shown in FIGS. 3 to 5 will be described.
（４−１）目封止ハニカム焼成体の作製：
上記ハニカム構造体（第１の発明）の製造方法と同じ方法により、目封止ハニカム焼成体（ハニカムセグメント前駆体）を１６個作製することが好ましい。尚、ハニカム構造体（第１の発明）の製造方法において最終的に作製されるハニカム構造体が、ハニカム構造体（第２の発明）の製造方法における製造過程で作製される目封止ハニカム焼成体になる。また、目封止ハニカム焼成体の個数は、作製しようとするハニカム構造体の構造に合わせて適宜決定することができる。
(4-1) Production of plugged honeycomb fired body:
It is preferable to prepare 16 plugged honeycomb fired bodies (honeycomb segment precursors) by the same method as the method for manufacturing the honeycomb structure (first invention). The honeycomb structure finally produced in the manufacturing method of the honeycomb structure (first invention) is a plugged honeycomb fired in the manufacturing process of the manufacturing method of the honeycomb structure (second invention). Become a body. Further, the number of plugged honeycomb fired bodies can be appropriately determined according to the structure of the honeycomb structure to be manufactured.
目封止ハニカム焼成体の材質は、炭化珪素又は珪素−炭化珪素複合材料であることが好ましい。また目封止ハニカム焼成体は、セルの延びる方向に直交する断面の形状が、正方形、長方形等の四角形、五角形、六角形、八角形等であることが好ましく、正方形又は長方形であることが更に好ましく、正方形であることが特に好ましい。また、成形原料を成形してハニカム成形体を作製する際に、ハニカム成形体の形状を、作製しようとするハニカム構造体を構成する各ハニカムセグメントと同じ形状になるように形成してもよい。 The material of the plugged honeycomb fired body is preferably silicon carbide or a silicon-silicon carbide composite material. Further, in the plugged honeycomb fired body, the shape of the cross section perpendicular to the cell extending direction is preferably a square such as a square or a rectangle, a pentagon, a hexagon, an octagon or the like, and more preferably a square or a rectangle. Preferably, it is square. Further, when a honeycomb formed body is manufactured by forming a forming raw material, the shape of the honeycomb formed body may be formed to be the same shape as each honeycomb segment constituting the honeycomb structure to be manufactured.
（４−２）ハニカム構造体の作製：
１６個の目封止ハニカム焼成体について、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で、接合材によって接合して接合体を形成することが好ましい。このとき、各目封止ハニカム焼成体の、「高熱伝導率材料が担持された側の端部」が同じ方向を向くようにし、接合体全体における一方の端部側に「高熱伝導率材料が担持された領域」が形成され、接合体全体における他方の端部側に「高熱伝導率材料が担持されていない領域」が形成されるようにすることが好ましい。また、目封止ハニカム焼成体は、４個×４個の並びになるように配置することが好ましい。この場合、目封止ハニカム焼成体の、セルの延びる方向に直交する断面の形状が正方形であるときには、接合体の、セルの延びる方向に直交する断面の形状も正方形となる。
(4-2) Production of honeycomb structure:
The 16 plugged honeycomb fired bodies are preferably joined with a joining material to form a joined body in a state where the fired bodies are adjacently disposed so that the side surfaces thereof face each other. At this time, in each of the plugged honeycomb fired bodies, the “end portion on the side where the high thermal conductivity material is supported” is directed in the same direction, and the “high thermal conductivity material is placed on one end side of the entire joined body. It is preferable that a “supported region” is formed, and a “region where no high thermal conductivity material is supported” is formed on the other end side of the entire joined body. Moreover, it is preferable to arrange the plugged honeycomb fired bodies so that there are 4 × 4. In this case, when the shape of the cross section orthogonal to the cell extending direction of the plugged honeycomb fired body is square, the shape of the cross section of the bonded body orthogonal to the cell extending direction is also square.
接合材を目封止ハニカム焼成体の側面に塗布する方法は、特に限定されず、刷毛塗り等の方法を用いることができる。 The method for applying the bonding material to the side surface of the plugged honeycomb fired body is not particularly limited, and a method such as brush coating can be used.
接合材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したスラリー等を挙げることができる。 Examples of the bonding material include a slurry obtained by adding water to an inorganic raw material such as inorganic fiber, colloidal silica, clay, and SiC particles and adding an additive such as an organic binder, a foamed resin, and a dispersant, and kneading. it can.
ハニカム焼成体の側面同士を接合する接合材が、作製されるハニカム構造体における接合部４５となる（図３〜図５参照）。接合部は、目封止ハニカム焼成体（ハニカムセグメント）の対向する側面全体に配設されることが好ましい。接合部は、ハニカムセグメントが熱膨張、熱収縮したときに、体積変化分を緩衝する（吸収する）役割を果たすとともに、各ハニカムセグメントを接合する役割を果たす。
The bonding material for bonding the side surfaces of the honeycomb fired body becomes the
次に、接合体の外周部分を切削して所望の形状にすることが好ましい。例えば、目封止ハニカム焼成体のセルの延びる方向に直交する断面の形状を正方形とし、図３〜図５に示されるハニカム構造体を作製する場合には、最外周に位置する１２個の目封止ハニカム焼成体のみが切削されるようにして、セルの延びる方向に直交する断面における形状が円形になるように、接合体の外周部分を切削することが好ましい。なお、成形原料を成形してハニカム成形体を作製する際に、ハニカム成形体の形状を、作製しようとするハニカム構造体を構成する各ハニカムセグメントと同じ形状になるように形成した場合には、外周部分を切削しなくてもよい。 Next, it is preferable to cut the outer peripheral portion of the joined body into a desired shape. For example, in the case where the cross-sectional shape orthogonal to the cell extending direction of the plugged honeycomb fired body is a square and the honeycomb structure shown in FIGS. It is preferable to cut the outer peripheral portion of the bonded body so that only the sealed honeycomb fired body is cut and the shape in a cross section perpendicular to the cell extending direction is circular. When forming a forming raw material by forming a honeycomb formed body, when the honeycomb formed body is formed to have the same shape as each honeycomb segment constituting the honeycomb structure to be manufactured, The outer peripheral portion may not be cut.
次に、最外周部分に外周コート処理を行い、接合体の最外周に最外周壁４６を配設してハニカム構造体２００（図３〜図５を参照）を得ることが好ましい。外周コート処理を行うことにより、ハニカム構造体の真円度が向上する等の利点がある。
Next, it is preferable to perform an outer periphery coating process on the outermost peripheral portion and dispose the outermost
外周コート処理としては、外周コート材を接合体の最外周に塗布して、乾燥させる方法を挙げることができる。外周コート材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤、水等を混合したもの等を用いることができる。また、外周コート材を塗布する方法は、特に限定されず、接合体をろくろ上で回転させながらゴムへら等でコーティングする方法等を挙げることができる。 Examples of the outer periphery coating treatment include a method in which an outer periphery coating material is applied to the outermost periphery of the joined body and dried. As the outer periphery coating material, a mixture of inorganic fiber, colloidal silica, clay, SiC particles, organic binder, foamed resin, dispersant, water, or the like can be used. The method of applying the outer periphery coating material is not particularly limited, and examples thereof include a method of coating with a rubber spatula while rotating the joined body on the wheel.
次に、図６に示される、本発明のハニカム構造体（第２の発明）の他の実施形態を製造する方法について説明する。 Next, a method for manufacturing another embodiment of the honeycomb structure of the present invention (second invention) shown in FIG. 6 will be described.
本発明のハニカム構造体（第２の発明）の他の実施形態を製造する方法は、上記本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一の実施形態を製造する方法において、「作製しようとするハニカム構造体３００（図６を参照）において不完全セグメントとなる」目封止ハニカム焼成体のみに、高熱伝導率領域を形成し、完全セグメントとなる目封止ハニカム焼成体には高熱伝導率領域を形成しないようにするものであることが好ましい。 The method for manufacturing another embodiment of the honeycomb structure of the present invention (second invention) is the same as the method for manufacturing one embodiment of the honeycomb structure of the present invention (second invention). A high thermal conductivity region is formed only in the plugged honeycomb fired body that becomes an incomplete segment in the honeycomb structure 300 (see FIG. 6). It is preferable that the rate region is not formed.
次に、図８に示される、本発明のハニカム構造体（第２の発明）の更に他の実施形態を製造する方法について説明する。 Next, a method for manufacturing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention (second invention) shown in FIG. 8 will be described.
本発明のハニカム構造体（第２の発明）の更に他の実施形態を製造する方法は、上記本発明のハニカム構造体（第２の発明）の一の実施形態を製造する方法において、「作製しようとするハニカム構造体５００（図８を参照）において完全セグメントとなる」目封止ハニカム焼成体のみに、高熱伝導率領域を形成し、不完全セグメントとなる目封止ハニカム焼成体には高熱伝導率領域を形成しないようにするものであることが好ましい。そして、「作製しようとするハニカム構造体５００（図８を参照）において完全セグメントとなる」ハニカム成形体に、高熱伝導率材料を担持させる際には、セルの延びる方向に直交する断面において、外周部のみに高熱伝導率材料を担持させることが好ましい。
The method for manufacturing still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention (second invention) is the same as the method for manufacturing one embodiment of the honeycomb structure of the present invention (second invention). A high thermal conductivity region is formed only in the plugged honeycomb fired body to be a complete segment in the honeycomb structure 500 (see FIG. 8) to be formed, and a high heat is applied to the plugged honeycomb fired body to be an incomplete segment. It is preferable that the conductivity region is not formed. Then, when a high thermal conductivity material is supported on the honeycomb formed body “which becomes a complete segment in the
ハニカム成形体の外周部のみに高熱伝導率材料を担持させる方法としては、ハニカム成形体に高熱伝導率材料を担持する際に、ハニカム成形体の一方の端面の中央部にマスクを施し（シートを貼り）、ハニカム成形体のマスクを施した側の端部を容器に入れられた高熱伝導率材料含有スラリーに浸漬することが好ましい。 As a method of supporting the high thermal conductivity material only on the outer peripheral portion of the honeycomb molded body, when the high thermal conductivity material is supported on the honeycomb molded body, a mask is applied to the central portion of one end face of the honeycomb molded body (the sheet is formed). It is preferable to immerse the end of the honeycomb molded body on the masked side in the slurry containing the high thermal conductivity material contained in the container.
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
セラミック原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉８０質量％及び金属珪素（Ｓｉ）粉２０質量％の混合粉末を使用し、これに、有機バインダとしてヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、造孔材として澱粉とアクリル酸系高分子樹脂、界面活性剤として脂肪酸石鹸、及び水を添加して、可塑性の坏土を作製した。得られた坏土を押出成形機にて押出成形し、マイクロ波及び熱風で乾燥させてハニカム成形体を得た。有機バインダの添加量は、セラミック原料１００質量部に対して、１０質量部であった。造孔材の添加量は、セラミック原料１００質量部に対して、１５質量部であった。界面活性剤の添加量は、セラミック原料１００質量部に対して、０．５質量部であった。水の添加量は、セラミック原料１００質量部に対して、５０質量部であった。
Example 1
As a ceramic raw material, a mixed powder of 80% by mass of silicon carbide (SiC) powder and 20% by mass of metal silicon (Si) powder is used, and hydroxypropoxylmethylcellulose is used as an organic binder, and starch and acrylic acid are used as a pore former. A polymeric resin, fatty acid soap as a surfactant, and water were added to produce a plastic clay. The obtained kneaded material was extruded with an extruder and dried with microwaves and hot air to obtain a honeycomb formed body. The addition amount of the organic binder was 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material. The addition amount of the pore former was 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material. The addition amount of the surfactant was 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material. The amount of water added was 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material.
得られたハニカム成形体は、隔壁の厚さが４５０μｍであり、セル密度が約３１セル／ｃｍ２であり、セルの延びる方向に直交する断面の形状が一辺３６．２ｍｍの正方形であり、セルの延びる方向における長さが１５２．４ｍｍであった。 The obtained honeycomb formed body has a partition wall thickness of 450 μm, a cell density of about 31 cells / cm 2 , and a cross-sectional shape perpendicular to the cell extending direction is a square having a side of 36.2 mm. The length in the extending direction was 152.4 mm.
次に、高熱伝導率材料含有スラリーを作製し、ハニカム成形体に高熱伝導率材料を担持した。炭化珪素粉８０質量％及び金属珪素粉（高熱伝導率材料）２０質量％の混合粉末に、有機バインダ、造孔材、界面活性剤及び水を添加して高熱伝導率材料含有スラリーを調製した。その後、ハニカム成形体の一方の端面から１０ｍｍまで、高熱伝導率材料含有スラリーに浸漬させた。その後、エアブローによって過剰な高熱伝導率材料含有スラリーを除去し、乾燥を行い、「高熱伝導率材料が担持されたハニカム成形体」を得た。 Next, a slurry having a high thermal conductivity material was produced, and the high thermal conductivity material was supported on the honeycomb formed body. An organic binder, a pore former, a surfactant and water were added to a mixed powder of 80% by mass of silicon carbide powder and 20% by mass of metal silicon powder (high thermal conductivity material) to prepare a slurry containing high thermal conductivity material. Then, it was immersed in the slurry containing a high thermal conductivity material from one end face of the honeycomb formed body to 10 mm. Thereafter, excess high thermal conductivity material-containing slurry was removed by air blowing, and drying was performed to obtain “a honeycomb formed body carrying a high thermal conductivity material”.
「高熱伝導率材料が担持されたハニカム成形体」の、所定のセルの一方の端部と、残余のセルの他方の端部とに目封止部を形成して目封止ハニカム成形体を得た。得られた目封止ハニカム成形体は、上記所定のセルと上記残余のセルとが交互に並び、目封止ハニカム成形体の両端面には、目封止部とセル開口部とにより市松模様が形成されていた。目封止部は、ハニカム成形体を形成した材料と同じ材料で形成した。目封止部を形成する方法は以下の通りとした。「高熱伝導率材料が担持されたハニカム成形体」の一方の端面において、残余のセル（残余のセルの開口端部）にマスクを施し、その一方の端面側（一方の端部）を、目封止材料が貯留された貯留容器中に浸漬して、マスクをしていない所定のセルに目封止材料を挿入し、目封止部を形成した。そして、「高熱伝導率材料が担持されたハニカム成形体」の他方の端面において、一方の端面においてマスクを施さなかった所定のセル（所定のセルの開口端部）にマスクを施し、その他方の端面側（他方の端部）を、目封止材料が貯留された貯留容器中に浸漬して、マスクをしていない残余のセルに目封止材料を挿入して、目封止部を形成した。 A plugged honeycomb formed body is formed by forming a plugged portion at one end of a predetermined cell and the other end of the remaining cell of the “honeycomb formed body carrying a high thermal conductivity material”. Obtained. The obtained plugged honeycomb formed body has the predetermined cells and the remaining cells alternately arranged, and checkered patterns are formed on both end faces of the plugged honeycomb formed body by plugged portions and cell openings. Was formed. The plugging portion was formed of the same material as that for forming the honeycomb formed body. The method for forming the plugged portion was as follows. A mask is applied to the remaining cells (opening end portions of the remaining cells) on one end surface of the “honeycomb molded body supporting the high thermal conductivity material”, and one end surface side (one end portion) is It was immersed in a storage container in which the sealing material was stored, and the plugging material was inserted into a predetermined cell that was not masked to form a plugging portion. Then, on the other end face of the “honeycomb formed body carrying a high thermal conductivity material”, a mask is applied to a predetermined cell (open end of a predetermined cell) on which the mask is not applied on one end face, The end face side (the other end) is immersed in a storage container in which the plugging material is stored, and the plugging material is inserted into the remaining cells that are not masked to form the plugging portion. did.
次に、得られた目封止ハニカム成形体について、酸化雰囲気において５５０℃、３時間の条件で、脱脂のための仮焼を行った。さらに、アルゴン不活性雰囲気において１４５０℃の焼成温度にて２時間焼成し、炭化珪素（ＳｉＣ）結晶粒子を珪素（Ｓｉ）で結合させて、目封止ハニカム焼成体を得た。得られた目封止ハニカム焼成体は、一方の端面側の領域の熱伝導率が他方の端面側の領域の熱伝導率より高いハニカム形状の焼成体である。 Next, the obtained plugged honeycomb formed body was calcined for degreasing in an oxidizing atmosphere at 550 ° C. for 3 hours. Further, firing was performed at a firing temperature of 1450 ° C. in an argon inert atmosphere for 2 hours, and silicon carbide (SiC) crystal particles were bonded with silicon (Si) to obtain a plugged honeycomb fired body. The obtained plugged honeycomb fired body is a honeycomb-shaped fired body in which the thermal conductivity of one end face side region is higher than the thermal conductivity of the other end face side region.
上記方法により、合計１６個の目封止ハニカム焼成体を作製した。目封止ハニカム焼成体の平均細孔径は２３．８μｍであり、気孔率は５７．６％であった。平均細孔径および気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。また、得られた目封止ハニカム焼成体の隔壁厚さは、０．３１０ｍｍであった。また、セル密度は、２９０セル／ｃｍ２であった。 A total of 16 plugged honeycomb fired bodies were produced by the above method. The average pore diameter of the plugged honeycomb fired body was 23.8 μm, and the porosity was 57.6%. The average pore diameter and porosity are values measured with a mercury porosimeter. The partition wall thickness of the obtained plugged honeycomb fired body was 0.310 mm. The cell density was 290 cells / cm 2 .
次に、１６個の目封止ハニカム焼成体について、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で、接合材によって接合して接合体を形成した。このとき、各目封止ハニカム焼成体の、「高熱伝導率材料が担持された側の端部」が同じ方向を向くようにし、接合体全体における一方の端部側に「高熱伝導率材料が担持された領域」が形成され、接合体全体における他方の端部側に「高熱伝導率材料が担持されていない領域」が形成されるようにした。 Next, the 16 plugged honeycomb fired bodies were joined with a joining material in a state where the fired bodies were arranged adjacent to each other so that the side surfaces face each other, thereby forming a joined body. At this time, in each of the plugged honeycomb fired bodies, the “end portion on the side where the high thermal conductivity material is supported” is directed in the same direction, and the “high thermal conductivity material is placed on one end side of the entire joined body. A "supported region" is formed, and a "region where no high thermal conductivity material is supported" is formed on the other end side of the entire joined body.
接合体の作製に際しては、まず、無機粒子として炭化珪素（ＳｉＣ）粉末、酸化物繊維としてアルミノシリケート質繊維、コロイド状酸化物としてシリカゾル水溶液及び粘土を混合し、更に水を加えた。そして、ミキサーを用いて３０分間混合し、接合材を作製した。次に、目封止ハニカム焼成体の側面に、厚さ約１ｍｍとなるように接合材を塗布し、その上に別の目封止ハニカム焼成体を載置するという工程を繰り返し、４個×４個の並びになるように組み合わされた、１６個の目封止ハニカム焼成体からなる積層体を作製した。そして、その積層体に対し、外部より圧力を加えて、全体を接合させた後、１２０℃で２時間乾燥させて、接合材を介して１６個の目封止ハニカム焼成体が接合された接合体を得た。 In producing the joined body, first, silicon carbide (SiC) powder as inorganic particles, aluminosilicate fiber as oxide fiber, silica sol aqueous solution and clay as colloidal oxide were mixed, and water was further added. And it mixed for 30 minutes using the mixer, and produced the joining material. Next, a process of applying a bonding material on the side surface of the plugged honeycomb fired body to a thickness of about 1 mm and placing another plugged honeycomb fired body thereon is repeated. A laminated body composed of 16 plugged honeycomb fired bodies, which were combined so as to form an array of four, was produced. Then, after applying pressure from the outside to the laminated body and bonding the whole, it was dried at 120 ° C. for 2 hours, and the 16 plugged honeycomb fired bodies were bonded via the bonding material. Got the body.
次に、得られた接合体を、外形が円筒状になるように研削加工した。そして、次に、研削加工された接合体の最外周に、外周コート材を塗布し、７００℃、２時間の条件で、乾燥、硬化させることによって、ハニカム構造体を得た。外周コート用スラリーは、接合材と同じものを用いた。得られたハニカム構造体の底面の直径は１４３．８ｍｍであり、セルの延びる方向における長さは１５２．４ｍｍであった。そして、得られたハニカム構造体は、「一方の端面から他方の端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁及び当該隔壁を取り囲むように配設された外周壁を有するセグメント基材、及び所定のセルの一方の端部と残余のセルの他方の端部とに配設された目封止部を有するハニカムセグメントを、複数個備え、当該複数個のハニカムセグメントが、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合され、ハニカムセグメントのセグメント基材が、セルの延びる方向における「一方の端面側の領域」とセルの延びる方向における「他方の端面側の領域」とから構成され、「一方の端面側の領域」が「他方の端面側の領域」より熱伝導率が高い「高熱伝導率領域」を有するとともに、「一方の端面側の領域」のセルの延びる方向における長さがセグメント基材のセルの延びる方向における長さの３８．５％の長さ」である。 Next, the obtained joined body was ground so that the outer shape became cylindrical. Then, an outer periphery coating material was applied to the outermost periphery of the ground bonded body, and dried and cured at 700 ° C. for 2 hours to obtain a honeycomb structure. The outer periphery coating slurry was the same as the bonding material. The diameter of the bottom surface of the obtained honeycomb structure was 143.8 mm, and the length in the cell extending direction was 152.4 mm. And, the obtained honeycomb structure has “a porous partition wall defining a plurality of cells serving as a fluid flow path extending from one end surface to the other end surface, and an outer peripheral wall disposed so as to surround the partition wall. And a plurality of honeycomb segments each having a plugged portion disposed at one end of a predetermined cell and the other end of the remaining cells. Are joined in a state of being arranged adjacent to each other so that the side surfaces thereof face each other, and the segment base material of the honeycomb segment is composed of the “region on one end face side” in the cell extending direction and the “cell extending direction”. The region on the other end face side ”has a“ high heat conductivity region ”having a higher thermal conductivity than the“ region on the other end face side ”and the“ one end face side ”. of 38.5% of the length in the direction length in the cell extending direction of the band "is the cell extension segment base in length."
得られたハニカム構造体について、以下の方法で、「熱伝導率」、「再生限界（最高温度及び最大温度勾配）」、「再生効率」及び「圧力損失（圧損）」の評価を行った。結果を表１に示す。尚、表１において、「気孔率」の欄は、ハニカムセグメント（セグメント基材）の気孔率を示す。「一方の端面側の領域」の「長さ」の欄は、セグメント基材における、「高熱伝導率領域」を有する「一方の端面側の領域」の、セルの延びる方向における長さを示す。また、「一方の端面側の領域」の「比率」の欄は、セグメント基材の「セルの延びる方向における長さ」に対する、「一方の端面側の領域」のセルの延びる方向における長さの比率を示す。「比の値」の欄は、「他方の端面側の領域の熱伝導率」に対する「一方の端面側の領域（高熱伝導率領域）の熱伝導率」の比の値（「一方の端面側の領域（高熱伝導率領域）の熱伝導率」／「他方の端面側の領域の熱伝導率」）を示す。「圧力損失」の欄は、比較例１についての圧力損失の値に対する比率（％）を示している。 The obtained honeycomb structure was evaluated for “thermal conductivity”, “regeneration limit (maximum temperature and maximum temperature gradient)”, “regeneration efficiency”, and “pressure loss (pressure loss)” by the following methods. The results are shown in Table 1. In Table 1, the “porosity” column indicates the porosity of the honeycomb segment (segment base material). The “length” column of “region on one end surface side” indicates the length in the cell extending direction of “region on one end surface side” having “high thermal conductivity region” in the segment base material. In addition, the “ratio” column of “region on one end face side” indicates the length in the cell extension direction of “region on one end face” with respect to “length in the cell extension direction” of the segment base material. Indicates the ratio. The column of “ratio value” is the value of the ratio of “thermal conductivity of one end face side area (high thermal conductivity area)” to “thermal conductivity of the other end face side area” (“one end face side ”(Thermal conductivity of the region (high thermal conductivity region)” / “thermal conductivity of the region on the other end face side”). The column “pressure loss” indicates the ratio (%) to the value of pressure loss for Comparative Example 1.
（熱伝導率）
ハニカム構造体を構成するハニカムセグメントの、測定しようとする部分を、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ（立方体）の大きさで切り出して測定用サンプルとする。測定用サンプルについて、ＪＩＳ Ｒ１６１１に準拠する方法で熱伝導率を測定する。測定には、レーザーフラッシュ熱定数測定装置を用いる。
(Thermal conductivity)
A portion to be measured of the honeycomb segment constituting the honeycomb structure is cut out with a size of 10 mm × 10 mm × 10 mm (cube) to obtain a measurement sample. About the sample for a measurement, heat conductivity is measured by the method based on JISR1611. For the measurement, a laser flash thermal constant measuring device is used.
（再生限界）
排気量２リットルのディーゼルエンジンを用いてスート（煤）再生試験を行う。まず、ハニカム構造体をディーゼルエンジンの排気管に装着し、エンジン回転数：１８００ｒｐｍ、エンジントルク：６０Ｎｍの条件でディーゼルエンジンを駆動し、ハニカム構造体に６ｇ／Ｌ（１リットル当たり６ｇのスートを堆積）のスートを堆積させる。次に、スートが堆積したハニカム構造体に、エンジン回転数：１８００ｒｐｍ、エンジントルク：９０Ｎｍに保った状態でポストインジェクションを入る。そして、ハニカム構造体の圧力損失（排ガス通過時における、ハニカム構造体に流入する直前の排ガスの圧力と、ハニカム構造体から流出した直後の排ガスの圧力との差）が小さくなり始めたところでポストインジェクションを切り、エンジン状態をアイドルに切り替え、その時の、ハニカム構造体内部の最高温度、及びハニカム構造体内部の最大温度勾配を測定する。ハニカム構造体内部の最高温度、及びその時のハニカム構造体内部の最大温度勾配は、最外周に配置しないハニカムセグメント４個のうち、１個のハニカムセグメントについて、「中心部（中心軸に直交する断面における中心）と、当該中心部から４５°方向の接合材付近（中心軸に直交する断面における一の角部）」のそれぞれの温度を、中心軸方向において等間隔に位置する５箇所で測定する。これにより、測定点は、等間隔に並ぶ各箇所において２点ずつであり、合計１０点となる。温度測定は、各測定点に熱電対を挿入して行う。表１には、再生限界のデータとして、「最高温度」と「最大温度勾配」とを示す。「最高温度」が低いほど、クラックの発生等の問題が生じ難くなり、「最高温度」は、１０００℃以下を合格とする。「最大温度勾配」が小さいほど、クラックの発生等の問題が生じ難くなり、「最大温度勾配」は、１６０℃／ｃｍ以下を合格とする。
(Reproduction limit)
A soot regeneration test is conducted using a 2-liter diesel engine. First, the honeycomb structure is mounted on the exhaust pipe of a diesel engine, the diesel engine is driven under the conditions of engine speed: 1800 rpm and engine torque: 60 Nm, and 6 g / L (6 g of soot per liter is deposited on the honeycomb structure) ) Soot. Next, post-injection is applied to the honeycomb structure on which the soot is deposited while maintaining the engine speed: 1800 rpm and the engine torque: 90 Nm. When the pressure loss of the honeycomb structure (the difference between the pressure of the exhaust gas immediately before flowing into the honeycomb structure and the pressure of the exhaust gas immediately after flowing out of the honeycomb structure when the exhaust gas passes) begins to decrease, post-injection The engine state is switched to idle, and the maximum temperature inside the honeycomb structure and the maximum temperature gradient inside the honeycomb structure at that time are measured. The maximum temperature inside the honeycomb structure and the maximum temperature gradient inside the honeycomb structure at that time are “the central portion (cross section orthogonal to the central axis) for one honeycomb segment among the four honeycomb segments not arranged on the outermost periphery. And the temperature in the vicinity of the bonding material in the direction of 45 ° from the center (one corner in the cross section orthogonal to the center axis) are measured at five points located at equal intervals in the center axis direction. . As a result, the number of measurement points is two at each point arranged at equal intervals, for a total of ten points. The temperature is measured by inserting a thermocouple at each measurement point. Table 1 shows “maximum temperature” and “maximum temperature gradient” as regeneration limit data. As the “maximum temperature” is lower, problems such as cracks are less likely to occur, and the “maximum temperature” is 1000 ° C. or lower. As the “maximum temperature gradient” is smaller, problems such as the occurrence of cracks are less likely to occur.
（再生効率）
排気量２リットルのディーゼルエンジンを用いて再生効率の測定を行う。まず、ハニカム構造体をディーゼルエンジンの排気管に装着し、エンジン回転数：２０００ｒｐｍ、エンジントルク：６０Ｎｍの条件でディーゼルエンジンを駆動し、ハニカム構造体に６ｇ／Ｌのスートを堆積させる。次に、スートが堆積したハニカム構造体の質量（再生前質量）を測定する。次に、エンジン回転数：２０００ｒｐｍ、エンジントルク：６０Ｎｍの条件でディーゼルエンジンを駆動し、ハニカム構造体に流入する直前の排ガスの温度が安定したら、ポストインジェクションを入れ、再生を１０分間行った後、再生後のハニカム構造体の質量（再生後質量）を測定する。「再生前質量」から「再生後質量」を引き、「再生前質量」で除して、１００倍した値（燃焼したスートの比率）を「再生効率」（％）とする。「再生効率」は、大きいほど好ましく、７５％以上を合格とする。
(Reproduction efficiency)
The regeneration efficiency is measured using a diesel engine with a displacement of 2 liters. First, the honeycomb structure is mounted on the exhaust pipe of a diesel engine, and the diesel engine is driven under the conditions of engine speed: 2000 rpm and engine torque: 60 Nm, and 6 g / L of soot is deposited on the honeycomb structure. Next, the mass (mass before regeneration) of the honeycomb structure on which the soot is deposited is measured. Next, when the diesel engine was driven under the conditions of engine speed: 2000 rpm and engine torque: 60 Nm and the temperature of the exhaust gas immediately before flowing into the honeycomb structure was stabilized, post-injection was performed and regeneration was performed for 10 minutes. The mass of the honeycomb structure after regeneration (the mass after regeneration) is measured. By subtracting “mass after regeneration” from “mass before regeneration” and dividing by “mass before regeneration”, a value multiplied by 100 (ratio of soot burned) is defined as “regeneration efficiency” (%). “Regeneration efficiency” is preferably as large as possible, and 75% or more is acceptable.
（圧力損失）
スートを含む２００℃の排ガスを２．２７Ｎｍ３／分の流量でハニカム構造体に流して、ハニカム構造体の内部にスートを徐々に堆積させる。スートの堆積量が６ｇ／Ｌに達した時点における、ハニカム構造体に流入する直前の排ガスの圧力と、ハニカム構造体から流出した直後の排ガスの圧力との差を測定し、この圧力差を圧力損失とする。「圧力損失」は、小さいほど好ましい。「圧力損失」は、比較例１を１００％とした時に１２５％以下を合格とする。
(Pressure loss)
A 200 ° C. exhaust gas containing soot is caused to flow through the honeycomb structure at a flow rate of 2.27 Nm 3 / min, and soot is gradually deposited inside the honeycomb structure. Measure the difference between the pressure of the exhaust gas immediately before flowing into the honeycomb structure and the pressure of the exhaust gas immediately after flowing out of the honeycomb structure when the soot accumulation amount reaches 6 g / L. Loss. The “pressure loss” is preferably as small as possible. The “pressure loss” is 125% or less when the comparative example 1 is 100%.
（実施例２〜１４、比較例１〜１５）
気孔率、「一方の端面側の領域」の「長さ」（比率）、「高熱伝導率領域」の熱伝導率を表１に示すように変化させた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。「高熱伝導率領域」の熱伝導率は、セグメント基材の隔壁に担持する金属珪素の量を調整することにより、変化させた。また、「他方の端面側の領域」の熱伝導率の値は、略一定とした。得られたハニカム構造体について、実施例１の場合と同様にして、上記方法により、「熱伝導率」、「再生限界（最高温度及び最大温度勾配）」、「再生効率」及び「圧力損失（圧損）」の評価を行った。結果を表１及び図１０〜図１３に示す。
(Examples 2-14, Comparative Examples 1-15)
Except for changing the porosity, the “length” (ratio) of the “region on one end face”, and the thermal conductivity of the “high thermal conductivity region” as shown in Table 1, the same manner as in Example 1 was performed. A honeycomb structure was produced. The thermal conductivity of the “high thermal conductivity region” was changed by adjusting the amount of metallic silicon supported on the partition walls of the segment base material. In addition, the value of the thermal conductivity of the “region on the other end face side” was made substantially constant. About the obtained honeycomb structure, in the same manner as in Example 1, “thermal conductivity”, “regeneration limit (maximum temperature and maximum temperature gradient)”, “regeneration efficiency”, and “pressure loss ( Pressure loss) ”. The results are shown in Table 1 and FIGS.
図１０は、実施例及び比較例のハニカム構造体における、「一方の端面側の領域の長さ」と「最高温度」との関係を示すグラフである。図１１は、実施例及び比較例のハニカム構造体における、「一方の端面側の領域の長さ」と「最大温度勾配」との関係を示すグラフである。図１２は、実施例及び比較例のハニカム構造体における、「一方の端面側の領域の長さ」と「再生効率」との関係を示すグラフである。図１３は、実施例及び比較例のハニカム構造体における、「一方の端面側の領域の長さ」と「圧力損失」との関係を示すグラフである。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between “the length of the region on one end face side” and “the maximum temperature” in the honeycomb structures of Examples and Comparative Examples. FIG. 11 is a graph showing the relationship between “the length of the region on one end face side” and “maximum temperature gradient” in the honeycomb structures of Examples and Comparative Examples. FIG. 12 is a graph showing the relationship between “the length of the region on one end face side” and “regeneration efficiency” in the honeycomb structures of Examples and Comparative Examples. FIG. 13 is a graph showing the relationship between “the length of the region on one end face side” and “pressure loss” in the honeycomb structures of Examples and Comparative Examples.
表１及び図１０〜図１３より、「一方の端面側の領域」のセルの延びる方向における長さが、１０ｍｍ以上、且つ「セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ」以下であり、「他方の端面側の領域の熱伝導率」に対する「一方の端面側の領域（高熱伝導率領域）の熱伝導率」の比の値が１．２〜３．０である場合に、「再生限界（最高温度及び最大温度勾配）」、「再生効率」及び「圧力損失（圧損）」の評価結果が良好であることがわかる。 From Table 1 and FIGS. 10 to 13, the length of the “one end face side region” in the cell extending direction is 10 mm or more and “the length of the segment base material in the cell extending direction is 30% of the length. The ratio of the “thermal conductivity of the region on one end surface side (high thermal conductivity region)” to the “thermal conductivity of the region on the other end surface side” is 1.2 to 3.0. In this case, the evaluation results of “regeneration limit (maximum temperature and maximum temperature gradient)”, “regeneration efficiency”, and “pressure loss (pressure loss)” are good.
本発明のハニカム構造体の製造方法は、化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒装置用の担体、又はフィルタとして好適に利用することができる。 The method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention is suitably used as a carrier for a catalytic device or a filter used for environmental measures or recovery of specific materials in various fields such as chemistry, electric power, and steel. be able to.
１：隔壁、２：セル、３：外周壁、４：ハニカム基材、４ａ：一方の端面側の領域、４ｂ：他方の端面側の領域、５：目封止部、１１：一方の端面、１２：他方の端面、２１：隔壁、２２：セル、２３：外周壁、２４：セグメント基材、２４ａ：一方の端面側の領域、２４ｂ：他方の端面側の領域、２５：目封止部、３１：一方の端面、３２：他方の端面、４１：ハニカムセグメント、４１ａ：不完全セグメント、４１ｂ：完全セグメント、４２：高熱伝導率領域、４３：中央部、４４：外周部、４５：接合部、４６：最外周壁、１００，２００，３００，４００，５００，６００：ハニカム構造体。 1: partition wall, 2: cell, 3: outer peripheral wall, 4: honeycomb substrate, 4a: region on one end face side, 4b: region on the other end face side, 5: plugging portion, 11: one end face, 12: the other end surface, 21: partition wall, 22: cell, 23: outer peripheral wall, 24: segment base material, 24a: one end surface side region, 24b: the other end surface side region, 25: plugging portion, 31: One end face, 32: The other end face, 41: Honeycomb segment, 41a: Incomplete segment, 41b: Complete segment, 42: High thermal conductivity region, 43: Center part, 44: Outer part, 45: Joint part, 46: outermost peripheral wall, 100, 200, 300, 400, 500, 600: honeycomb structure.
Claims (5)
前記ハニカム基材が、セルの延びる方向における前記一方の端面側の領域とセルの延びる方向における前記他方の端面側の領域とから構成され、前記一方の端面側の領域の熱伝導率が前記他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であり、
前記一方の端面側の領域の、セルの延びる方向における長さが、１０ｍｍ以上、且つ、前記ハニカム基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下であるハニカム構造体。 A honeycomb substrate having a porous partition wall defining a plurality of cells serving as fluid flow paths extending from one end surface to the other end surface, and an outer peripheral wall disposed so as to surround the partition wall; and the predetermined cell A plugging portion disposed at one end of the other end of the cell and the other end of the remaining cell,
The honeycomb substrate is composed of a region on the one end surface side in the cell extending direction and a region on the other end surface side in the cell extending direction, and the thermal conductivity of the region on the one end surface side is the other 1.2 to 3.0 times the thermal conductivity of the region on the end face side of
A honeycomb structure in which a length of the one end face side in the cell extending direction is 10 mm or more and 30% or less of a length in the cell extending direction of the honeycomb substrate.
前記複数個のハニカムセグメントが、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合され、
少なくとも１個の前記ハニカムセグメントの前記セグメント基材が、セルの延びる方向における前記一方の端面側の領域とセルの延びる方向における前記他方の端面側の領域とから構成され、前記一方の端面側の領域が前記他方の端面側の領域より熱伝導率が高い高熱伝導率領域を有するとともに、前記一方の端面側の領域のセルの延びる方向における長さが１０ｍｍ以上且つ前記セグメント基材のセルの延びる方向における長さの３０％の長さ以下であり、
前記セグメント基材の前記高熱伝導率領域の熱伝導率が、前記セグメント基材の前記他方の端面側の領域の熱伝導率の１．２〜３．０倍であるハニカム構造体。 A porous partition wall that defines a plurality of cells to be fluid flow paths extending from one end surface to the other end surface; a segment base material having an outer peripheral wall disposed so as to surround the partition wall; and the predetermined cell A plurality of honeycomb segments having plugged portions disposed at one end of the other end of the cell and the other end of the remaining cells,
The plurality of honeycomb segments are joined in a state of being arranged adjacent to each other so that the side surfaces face each other,
The segment base material of at least one of the honeycomb segments is composed of a region on the one end face side in the cell extending direction and a region on the other end face side in the cell extending direction, The region has a high thermal conductivity region whose thermal conductivity is higher than that of the region on the other end face side, and the length in the cell extending direction of the region on the one end face side is 10 mm or more and the cells of the segment base material extend. Less than or equal to 30% of the length in the direction,
The honeycomb structure in which the thermal conductivity of the high thermal conductivity region of the segment base material is 1.2 to 3.0 times the thermal conductivity of the region on the other end face side of the segment base material.
前記完全セグメントの前記セグメント基材における前記一方の端面側の領域が、セルの延びる方向に直交する断面において、中央部と前記中央部の外側に位置する外周部とから構成され、前記外周部が前記高熱伝導率領域である請求項２に記載のハニカム構造体。 When the honeycomb segment forming the outermost periphery is an incomplete segment and the other honeycomb segment is a complete segment, the segment base material of the complete segment is a region on the one end face side in the cell extending direction. The other end face side region in the cell extending direction, the one end face side region having a higher thermal conductivity region than the other end face side region, and the one end face side The length in the cell extending direction of the side region is 10 mm or more and 30% or less of the length in the cell extending direction of the segment base material,
The region on the one end surface side of the segment base material of the complete segment is composed of a central portion and an outer peripheral portion located outside the central portion in a cross section orthogonal to the cell extending direction, and the outer peripheral portion is The honeycomb structure according to claim 2, which is the high thermal conductivity region.
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