WO2015080254A1 - ハニカム構造体およびこれを備えるガス処理装置 - Google Patents

ハニカム構造体およびこれを備えるガス処理装置 Download PDF

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WO2015080254A1
WO2015080254A1 PCT/JP2014/081591 JP2014081591W WO2015080254A1 WO 2015080254 A1 WO2015080254 A1 WO 2015080254A1 JP 2014081591 W JP2014081591 W JP 2014081591W WO 2015080254 A1 WO2015080254 A1 WO 2015080254A1
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sealing material
partition wall
aluminum titanate
wall
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PCT/JP2014/081591
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祐介 西川
山口　新一
徳留　修
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a honeycomb structure used for a filter or the like for purifying exhaust gas, and a gas processing apparatus including the honeycomb structure.
  • a filter made of a honeycomb structure is used to collect fine particles contained in exhaust gas generated from an internal combustion engine, an incinerator, a boiler, and the like.
  • the collection efficiency of the honeycomb structure deteriorates due to the collected fine particles and the like when the collection is continued, in order to recover the collection efficiency, the removal of the fine particles and the like by burning (hereinafter simply referred to as regeneration). Is described). Therefore, the honeycomb structure is required to have excellent thermal shock resistance in addition to high collection efficiency.
  • Patent Document 1 As a honeycomb structure used for such a filter, the applicants of the present application disclosed in Patent Document 1 a plurality of flow holes partitioned by a breathable partition wall having a wall surface along the axial direction, and a plurality of flow holes.
  • a sealing member that alternately seals the inflow side and the outflow side, and the partition wall is made of a ceramic body including a plurality of crystal grains, and at least some of the crystal grains are mainly separated from the surface to the inside.
  • a honeycomb structure in which a solid phase containing components exists is proposed.
  • honeycomb structure having both higher collection efficiency and excellent thermal shock resistance.
  • the honeycomb structure is used by being held by a gripping material or the like and housed in a case or the like, but is not mechanically damaged when the outer peripheral surface of the honeycomb structure is compressed during housing. Requires strength. Therefore, there is a need for a honeycomb structure having both high collection efficiency and excellent thermal shock resistance while having mechanical strength that does not break during storage.
  • the present invention has been devised to satisfy the above requirements, and has a mechanical strength that does not break during housing, and has a high collection efficiency and excellent thermal shock resistance. Another object is to provide a gas treatment device including the honeycomb structure.
  • the honeycomb structure of the present invention includes an outer wall, a plurality of partition walls provided on the inner side of the outer wall, and a sealing material, and the space surrounded by the outer wall and the partition walls or between the partition walls is a fluid circulation.
  • a honeycomb structure in which an inlet or an outlet of the flow passage is sealed with the sealing material, wherein the partition wall is made of an aluminum titanate sintered body, and the aluminum titanate in the partition wall The number of crystals per unit area is 4.48 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or more and 6.4 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or less.
  • the gas treatment apparatus of the present invention is characterized in that the honeycomb structure having the above-described structure is provided in a case to which an exhaust gas introduction pipe is connected.
  • honeycomb structure of the present invention has both high collection efficiency and excellent thermal shock resistance while having mechanical strength that does not break during storage.
  • the honeycomb structure since the honeycomb structure has both high collection efficiency and excellent thermal shock resistance, it is highly reliable and efficiently collects fine particles over a long period of time. be able to.
  • FIG. 1 An example of the honeycomb structure of the present embodiment is shown, in which (a) is a perspective view and (b) is a cross-sectional view taken along line B-B ′ in (a). 4 is a photograph showing an example of a communication vent hole communicating from the fluid inflow side surface to the outflow side surface in the cross section of the partition wall perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure of the present embodiment.
  • An example of the end face of the honeycomb structure of the present embodiment is shown, (a) is a partially enlarged view on the inlet side, and (b) is a partially enlarged view on the outlet side.
  • FIG. 1 Another example of the end face of the honeycomb structure of the present embodiment is shown, (a) is a partially enlarged view on the inflow side, and (b) is a partially enlarged view on the outflow side.
  • FIG. 1 Another example of the end face of the honeycomb structure of the present embodiment is shown, (a) is a partially enlarged view on the inflow side, and (b) is a partially enlarged view on the outflow side.
  • FIG. 1 Another example of the honeycomb structure of the present embodiment is shown, (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view taken along line B-B 'in (a).
  • honeycomb structure of the present embodiment is shown, (a) is a perspective view, (b) is a sectional view taken along line BB ′ in (a), and (c) is (b). It is an enlarged view of the C section in FIG. It is a schematic diagram which shows the measuring method of the gas permeability of a partition.
  • honeycomb structure of the present embodiment and a gas processing apparatus using the honeycomb structure will be described.
  • Fig. 1 (a) is a perspective view showing an example of the honeycomb structure of the present embodiment
  • Fig. 1 (b) is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in Fig. 1 (a).
  • the same members are described with the same reference numerals.
  • the honeycomb structure 1 in the example shown in FIGS. 1A and 1B includes an outer wall 2, a plurality of partition walls 3 provided inside the outer wall 2, and a sealing material 4.
  • the partition wall 3 or a space surrounded by the partition walls 3 serves as a fluid flow path 5, and the inlet or outlet of the flow path 5 is sealed with a sealing material 4.
  • the inflow passage 5 has an inflow port opened and an outflow port sealed with a sealing material 4a, and an outflow port opened and the inflow port sealed with a sealing material 4b.
  • the flow passage 5a and the flow passage 5b are arranged adjacent to each other. And in FIG.1 (b), the left side is an inflow port, and the right side is an outflow port. Further, in the honeycomb structure 1, the flow passage 5 has a columnar shape extending in one direction.
  • the EG that has entered the flow passage 5a that is open on the inflow side is indicated by an arrow because the outflow side of the flow passage 5a is sealed by the sealing material 4b.
  • the liquid flows out from the adjacent flow passage 5b through the partition wall 3 toward the outflow side.
  • the fine particles contained in the EG are mainly collected by the partition walls 3 in such a flow.
  • the partition walls 3 are made of an aluminum titanate sintered body, and the number of aluminum titanate crystals per unit area in the partition walls 3 is 4.48 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or more. 6.4 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or less.
  • the number of aluminum titanate crystals per unit area is preferably 4.96 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or more and 6.26 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or less.
  • the number of aluminum titanate crystals per unit area in the partition walls 3 can be obtained from an EBSD pattern obtained using an electron beam backscattering diffraction apparatus (EBSD).
  • EBSD electron beam backscattering diffraction apparatus
  • the aluminum titanate sintered body in the present embodiment means that the aluminum titanate shows the highest peak in the chart obtained by measurement using an X-ray diffractometer, and this highest peak It refers to a sintered body in which no other crystal exceeding 1/10 of the height exists.
  • the porosity of the partition walls 3 in the honeycomb structure 1 of the present embodiment is 38% or more and 56% or less.
  • magnesium or iron is contained and magnesium or iron is dissolved in the crystal of aluminum titanate.
  • magnesium is dissolved in aluminum titanate crystals, it is possible to suppress a decrease in corrosion resistance of sulfur oxide fine particles formed by oxidation of sulfur contained in EG.
  • iron is included in the aluminum titanate crystal, it is possible to suppress a decrease in corrosion resistance with respect to fine particles of sulfur oxide formed by oxidation of sulfur contained in EG.
  • Magnesium and iron are contained in an amount of 16% by mass to 24% by mass in terms of magnesium titanate and iron titanate, respectively, out of 100% by mass of all components constituting the aluminum titanate sintered body. Is preferred.
  • the content when magnesium is converted to magnesium titanate and the content when iron is converted to iron titanate are the contents of Mg and Fe using an ICP emission spectrometer or an X-ray fluorescence analyzer. May be converted into MgTiO 3 (magnesium titanate) and Fe 2 TiO 5 (iron titanate), respectively.
  • magnesium or iron is dissolved in the aluminum titanate crystal is determined using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer. This refers to the case where magnesium or iron is confirmed when X-rays are irradiated.
  • silicon oxide exists between crystals of aluminum titanate. This is because silicon oxide can strongly bond aluminum titanate crystals to each other, suppress abnormal grain growth of aluminum titanate crystals, and increase mechanical strength.
  • the silicon oxide is preferably 0.4% by mass or more and 1.2% by mass or less in terms of SiO 2 out of 100% by mass of all components constituting the aluminum titanate sintered body, for example.
  • the sealing material 4a for sealing the outlet is made of an aluminum titanate sintered body
  • the crystal of aluminum titanate in the sealing material 4a for sealing the outlet is formed.
  • the number per unit area is preferably smaller than the number per unit area of the aluminum titanate crystal in the partition 3.
  • the number of aluminum titanate crystals per unit area in the sealing material 4a can also be obtained by an EBSD pattern obtained using an electron beam backscattering diffractometer, as in the case of the partition walls 3. Further, the porosity of the sealing material 4 in the honeycomb structure of the present embodiment is 50% or more and 65% or less.
  • the porosity of the partition walls 3 is 50% or more and 56% or less
  • the porosity of the partition walls 3 is A
  • B / A is 0.60 or more and 0.80 or less
  • B is the area ratio of the communication vents communicating from the inflow side surface to the outflow side surface.
  • FIG. 2 is a photograph showing an example of a communication vent hole communicating from the fluid inflow side surface to the outflow side surface in the cross section of the partition wall perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure of the present embodiment.
  • the pores include the communication vent 11a that communicates from the fluid inflow side surface to the outflow side surface, and the non-communication vent 11b that does not communicate from the fluid inflow side surface to the outflow side surface.
  • the fluid inflow side surface in the cross section of the partition wall 3 corresponds to the inner surface of the flow passage 5a that opens to the inflow side
  • the outflow side surface corresponds to the inner surface of the flow passage 5b that opens to the outflow side.
  • the area ratio of the communication air holes 11a communicating from the fluid inflow side surface to the outflow side surface in the cross section of the partition wall 3 perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure 1 is a value obtained by the following method. First, a part of the partition wall 3 cut out from the honeycomb structure 1 is embedded in a polyester resin to obtain a columnar sample. Then, the end face of the sample is polished with diamond abrasive grains, alumina abrasive grains, or the like to obtain a cross section of the partition walls 3 perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure 1.
  • the magnification is set to 50 to 200 times so that the inflow side surface and the outflow side surface of the partition wall 3 are included in the measurement range. Then, the image of the CCD camera in this measurement range is captured. Next, by using image analysis software “A image-kun” (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the area ratio of the continuous air holes 11a can be obtained by analyzing the particle analysis.
  • image analysis software “A image-kun” registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.
  • the surface of the fluid inflow side in the cross section of the partition wall 3 is calculated by identifying the continuous air hole 11a and the non-continuous air hole 11b and calculating the area of the continuous air hole 11a by dividing the area by the area of the cross section of the partition wall 3.
  • the area ratio of the communication vent 11a communicating with the outflow side surface is calculated.
  • the setting conditions for particle analysis are as follows: lightness is dark, range is specified, hole filling is not performed, small figure removal area is 5 ⁇ m, correction method is manual, binarization method is manual, and image darkness is an indicator Is set to be the same as the peak value of the histogram indicating the brightness of each point (each pixel) in the image.
  • the porosity of the partition wall 3 is A and the area ratio of the open pores on the outflow side surface of the partition wall 3 is C, it is preferable that C / A is 0.95 or more and 1.1 or less.
  • the area ratio of the open pores on the outflow side surface of the partition wall 3 was observed with a scanning electron microscope at a magnification of, for example, 50 to 200 times using the surface of the partition wall 3 as a measurement surface. Capture the image of the CCD camera in the measurement range of 0.37mm length and 0.28mm length in the longitudinal direction, and use the image analysis software "A Image-kun" (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.) for particle analysis It is sufficient to analyze by the method. Further, as the setting conditions for particle analysis, the same setting conditions as those used when calculating the area ratio of the continuous air holes 11a may be used except that the range specification is not set.
  • the area ratio of the grain boundary phase of the sealing material 4a that seals the outlet is larger than the area ratio of the grain boundary phase of the sealing material 4b that seals the inlet. Small is preferred.
  • the difference in the area ratio of the grain boundary phase is preferably 0.4 point or more and 0.8 point or less.
  • the sealing material 4a that seals the outlet has a smaller area ratio of the grain boundary phase, and has better heat resistance than the sealing material 4b that seals the inlet. Therefore, it can withstand the temperature at the time of combustion removal.
  • the area ratio of the grain boundary phase in order to obtain the area ratio of the grain boundary phase, first, a reflected electron image is taken using a scanning electron microscope with respect to a cross-section obtained by mirror finishing the sealing material 4a and the sealing material 4b. Then, the crystal phase and the grain boundary phase are binarized using the photographed image, and the ratio of the area of the grain boundary phase to the area of 100% of the total area of the crystal phase and the grain boundary phase is expressed as the area ratio of the grain boundary phase. And it is sufficient.
  • the area ratio of the grain boundary phase the part not including pores is photographed. As photographing conditions, for example, the magnification is 3000 times, and the photographing range is 18 ⁇ m in width and 12 ⁇ m in length. You can do it.
  • FIGS. 3 (a) and 4 (a) are partial enlarged views on the inlet side, showing an example of the end face of the honeycomb structure of the present embodiment
  • FIGS. 3 (b) and 4 (b) are flow diagrams. It is the elements on larger scale by the side of an exit.
  • the opening shape of the flow passage 5a at the end face shown in FIG. 3A is an octagonal shape
  • the opening shape of the flow passage 5b at the end face shown in FIG. 3B is a square shape.
  • the opening shape of the flow path 5a in an end surface shown to Fig.4 (a) is flat hexagonal shape
  • the opening shape of the flow path 5b in the end surface shown to FIG.4 (b) is a regular hexagon shape.
  • 3A and 3B are views in which the inlet side and the outlet side of one honeycomb structure are partially enlarged, and the flow passage 5a is opened more than the flow passage 5b.
  • An example of a large area is shown.
  • 4 (a) and 4 (b) are enlarged views of the inlet side and the outlet side of one honeycomb structure.
  • the flow passage 5b is opened more than the flow passage 5a.
  • An example of a large area is shown.
  • the diameter of the flow passage 5a opened on the inlet side is 1.55 times or more and 1.95 times or less than the diameter of the flow passage 5b opened on the outlet side. It is preferable that Thus, when the diameter ratio is 1.55 times or more and 1.95 times or less, the respective surface areas of the partition wall 3 and the sealing material 4 capable of adsorbing the fine particles can be increased while maintaining the mechanical strength. Therefore, the amount of collected fine particles can be increased.
  • the diameter of each of the flow passages 5a and 5b is a diameter of an inscribed circle in contact with the partition wall 3 on the end surface on the inlet side, and is measured using an optical microscope with a magnification of, for example, 50 times to 100 times. can do.
  • the flow passage 5b has a larger opening area than the flow passage 5a, and the inflow side opens.
  • the flow passage 5a has a flat hexagonal shape
  • the flow passage 5b sealed on the inlet side has a regular hexagonal shape
  • the inlet side opens to surround each side of the flow passage 5b sealed on the inlet side.
  • such a honeycomb structure 1 has, for example, a columnar shape having an outer diameter D of 140 to 270 mm, a length L in the axial direction A of 100 to 250 mm, and a cylindricity of 2.5 mm or less.
  • the number of the flow passages 5 in the cross section perpendicular to A is 5 to 124 per 100 mm 2 (32 to 800 CPSI).
  • the thickness of the partition wall 3 is 0.05 mm or more and 0.25 mm or less
  • the thickness of the sealing material 4 is 1 mm or more and 5 mm or less.
  • CPSI stands for Cells Per Square Inches.
  • the effective filtration area of the honeycomb structure 1 is preferably 1.1 m 2 / l or more from the viewpoint of reducing both the pressure loss caused by repeated collection and the thermal stress caused by burning fine particles. And more preferably 1.4 m 2 / l or more. Moreover, the upper limit of an effective filtration area is 2.0 m ⁇ 2 > / l, for example.
  • the effective filtration area in the honeycomb structure 1 refers to the total surface area of the partition walls 3 (excluding the portion in contact with the sealing material 4) in contact with the fluid per 1 l (liter) of the honeycomb structure.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a gas processing apparatus schematically showing an example of the present embodiment.
  • the honeycomb structure 1 of the present embodiment is accommodated in the case 8 with the outer periphery held by the gripping material 7, and a diesel engine is provided at the inlet 8 a of the case 8.
  • An EG introduction pipe 9 communicating with an internal combustion engine (not shown) such as a gasoline engine is connected to the outlet 8b and connected to a discharge pipe (not shown).
  • the gripping material 7 is preferably a heat insulating material. In this case, heat generated in the honeycomb structure 1 is transferred to the case 8 due to combustion removal of the fine particles, and the case 8 is deformed or deteriorated. Can be suppressed.
  • the gripping material 7 is preferably made of at least one of ceramic fiber, glass fiber, carbon fiber, and ceramic whisker, for example.
  • the case 8 is made of, for example, stainless steel such as SUS303, SUS304, and SUS316, and has a central portion formed in a cylindrical shape and both end portions formed in a truncated cone shape.
  • honeycomb structure 1 of the present embodiment can use not only exhaust gas which is gas but also liquid.
  • clean water or sewage can be used as the fluid, and the gas treatment device 100 of the present embodiment can also be applied for liquid filtration.
  • honeycomb structure 1 of the present embodiment is not limited to the structure shown in FIGS. 1A and 1B, and may have the following structure.
  • Fig. 6 (a) is a perspective view showing another example of the honeycomb structure of the present embodiment
  • Fig. 6 (b) is a cross-sectional view taken along line B-B 'in Fig. 6 (a).
  • the difference between the honeycomb structure 10 of the present embodiment shown here and the honeycomb structure 1 shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is that the outer wall 2 is inward along the axial direction. It is in the curve.
  • the compression pressure applied to the outer wall 2 can be reduced, so that damage during mounting can be suppressed.
  • the contact area between the outer wall 2 and the gripping material 7 is increased, the displacement can be suppressed, and therefore the damage accompanying the displacement can be suppressed.
  • the outer wall 2 is curved inward in the central portion along the axial direction, the distance between the outer wall 2 and the case 8 in the central portion is widened, and water vapor contained in the EG leaked from the outer wall 2 is generated. Corrosion of case 8 caused as a cause can be suppressed. Furthermore, since the holding pressure 7 having high elasticity can be used as the holding material used for mounting to the case 8 because the compression pressure is small, the positional displacement of the honeycomb structure 1 is prolonged due to the high holding force of the holding material 7. A secondary effect of suppressing over a period can be produced.
  • the degree of curvature of the outer wall 2 is 0.25 mm or more and 0.65 mm or less.
  • the degree of curvature is the maximum distance between the outer wall 2 and the surface plate when the honeycomb structure 10 is placed on the surface plate, and the degree of curvature of the outer wall 2 is 0.25 mm or more and 0.65 mm.
  • the degree of curvature is preferably from 0.3 mm to 0.4 mm.
  • FIG. 7 (a) is a perspective view showing another example of the honeycomb structure of the present embodiment
  • FIG. 7 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 7 (a). is there.
  • the difference between the honeycomb structure 20 of the present embodiment shown here and the honeycomb structure 1 shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is the configuration of the sealing material 4a on the outlet side. 7 the coefficient of variation of the length L a1 of the sealing material 4a in the first region corresponding to the peripheral side among a portion surrounded by a broken line in (b) ⁇ a / x a ( ⁇ a is the standard deviation of the length L a , X a is an average value of the length L a1 ) of 0.1 or less, and the length L a2 of the sealing material 4a in the second region corresponding to the outer peripheral side other than the portion surrounded by the broken line in FIG. Is longer than the average value xa of the length L a1 in the first region and is longer toward the outer wall 2 side. When such a configuration is satisfied, the radial mechanical strength can be increased.
  • the first region and the second region are the regions that are surrounded by a circle of 85% of the radius from the center to the outer wall 2 on the outflow side end face, and are outside the other regions.
  • the area is the second area.
  • it falls on a circle of 85% of the radius from the center to the outer wall 2, it is set as the first region.
  • FIG. 8 (a) is a perspective view showing another example of the honeycomb structure of the present embodiment
  • FIG. 8 (b) is a sectional view taken along line BB ′ in FIG. 8 (a). is there.
  • the difference between the honeycomb structure 30 of the present embodiment shown here and the honeycomb structure 1 shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is the configuration of the sealing material 4b on the inlet side, More than 80% of the stopper 4b has a recess 6 on the end surface on the inlet side, and the average depth of the recess 6b in the first region where the average depth of the recess 6a in the second region corresponding to the outer peripheral side corresponds to the inner peripheral side. It is deeper than that.
  • the first region and the second region are the first region that is surrounded by a circle of 85% of the radius from the center to the outer wall 2 on the inflow side end face, and the other outer side.
  • the area is the second area.
  • it falls on a circle of 85% of the radius from the center to the outer wall 2 it is set as the first region.
  • 8B shows an example in which all of the sealing material 4b that seals the inflow port is provided with the recess 6. And it is suitable for the difference of the average depth of the hollow 6a in a 2nd area
  • honeycomb structure is described with reference numeral 1 except for the case where the description is specific to any one of FIGS. 1 and 6 to 8.
  • a mixed raw material prepared by mixing 53 to 59% by mass of aluminum oxide powder and the remainder of titanium oxide powder is dry-mixed and primary mixed. Get raw materials.
  • the obtained primary raw material is calcined at 1435 ° C. to 1500 ° C. in an air atmosphere for 1 hour to 5 hours and pulverized until the aspect ratio becomes 1.7 to 2.1, thereby making pseudo brookite
  • a ceramic powder (first calcined powder) made of type crystal aluminum titanate is obtained.
  • the ceramic powder for forming the honeycomb structure 1 aluminum oxide powder is 36 to 42% by mass, magnesium oxide powder is 9 to 15% by mass, and the remainder is titanium oxide powder.
  • the mixed raw materials are dry mixed to obtain a primary raw material.
  • the obtained primary raw material is calcined in an air atmosphere at a temperature of 1435 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower for 1 hour or more and 5 hours or less, and pulverized until the aspect ratio becomes 1.7 to 2.1.
  • a ceramic powder (second calcined powder) made of pseudo-brookite type crystals dissolved in aluminum titanate crystals can be obtained.
  • a primary raw material is obtained by dry-mixing a mixed raw material prepared by mixing 13 to 17% by mass of the raw material and the remainder as titanium oxide powder.
  • the obtained primary raw material is calcined in an air atmosphere at a temperature of 1435 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower for 1 hour or more and 5 hours or less, and pulverized until the aspect ratio becomes 1.7 to 2.1.
  • a ceramic powder (third calcined powder) made of pseudo-brookite crystals in which iron is dissolved in aluminum titanate crystals can be obtained.
  • magnesium oxide and ferric oxide powders carbonates, hydroxides, and nitrates may be used as long as magnesium and iron can be dissolved in aluminum titanate crystals. You may use the powder of these compounds.
  • the purity of each powder used to obtain the primary raw material is preferably 99.0% by mass or more, particularly 99.5% by mass or more.
  • an electric grinder in which a fixed grindstone and a rotating grindstone are arranged facing each other in the vertical direction may be used, and for the aspect ratio, an image obtained using a scanning electron microscope is used.
  • Image analysis software “A image kun” (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.) may be used, or a particle size distribution measuring device may be used.
  • silicon oxide powder having an average particle size of 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less may be added by 0.41 part by mass or more and 1.22 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the obtained ceramic powder.
  • a plasticizer, a slip agent, water, etc. are added and mixed and stirred using a universal stirrer, rotary mill or V-type stirrer. Thereafter, the mixture is kneaded using a three-roll mill or a kneader to obtain a plasticized clay.
  • this clay is molded by an extruder equipped with a screw.
  • This extrusion molding machine is equipped with a mold, and the mold has an inner diameter that determines the outer diameter of the molded body, for example, 155 mm or more and 300 mm or less, and is used to form the outer wall 2 and the partition walls 3 of the honeycomb structure 1. Has a slit.
  • the clay is put into an extrusion molding machine equipped with a molding die as described above, pressure is applied to produce a honeycomb-shaped molded body, and the obtained molded body has a predetermined length, for example, 170 mm or more and 180 mm or less. Disconnect. And after spraying grease on the outer peripheral surface of the outer wall of the molded body, the molded body is placed upright so that the axial direction A is perpendicular to the mounting surface, and dried by a microwave dryer.
  • a method of forming the sealing material 4 for alternately sealing the inlet side and the outlet side of the plurality of flow passages 5 will be described. Specifically, first, a portion where the sealing material 4a is not formed is masked on the outlet side end surface (OF) of the dried body obtained by drying the molded body. And after winding the strip
  • This slurry is, for example, oxidized in any one of the above-described ceramic powders, for example, having an average particle size of 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less and an addition amount of 0.41 parts by mass or more and 1.22 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the ceramic powder
  • silicon powder and a pore-forming agent such as graphite, starch or polyethylene resin whose addition amount is 1 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ceramic powder
  • add a dispersant and water Obtained by mixing.
  • the band-shaped body is made of, for example, a foamed polyethylene sheet, kraft paper whose surface is coated with a propylene resin, and the thickness is preferably 1 mm or more and 3 mm or less.
  • the number of aluminum titanate crystals per unit area in the sealing material 4 a for sealing the outlet is smaller than the number of aluminum titanate crystals per unit area in the partition 3.
  • a ceramic powder having an aspect ratio smaller than that of the ceramic powder used for forming the partition walls 3 may be used.
  • the dried body having the outlet side end face immersed in the slurry is taken out of the container and dried. Then, the inlet side end surface of the dried body is immersed in the slurry by the same method as described above. Then, after drying the slurry to be the sealing material 4b on the inlet side end face side, the slurry is put in a firing furnace and kept at a temperature of 1380 ° C. to 1500 ° C. for 2 to 10 hours, thereby forming the honeycomb structure of the present embodiment.
  • the body 1 can be obtained.
  • the porosity of the partition walls 3 is 50% or more and 56% or less, the porosity is A, and the communication is performed from the fluid inflow side surface to the outflow side surface in the cross section of the partition wall 3 perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure 1.
  • the aspect ratio of the pore former used is 1.08 or more and 1.20 or less, and the addition amount is 8% by mass or more. What is necessary is just to set it as 13 mass% or less.
  • the hardness may be adjusted by adding the slipping agent so that the durometer hardness specified in JIS K 6253-2012 is A47 or more and A53 or less.
  • the hardness of the clay is the durometer hardness specified in JIS K 6253-2012.
  • the inlet side end face side What is necessary is just to make the ratio of the ceramic powder in the slurry used as this sealing material 4b larger than the slurry used as the sealing material 4a on the outlet side end face side.
  • the axial direction A is perpendicular to the mounting surface so that the drying shrinkage at the center portion is larger than the end portion.
  • the wind speed for exhausting during drying may be 4 m / min or more and 7 m / min or less.
  • the viscosity of the slurry at the time of forming the sealing material 4a is set to 0.8 Pa ⁇ s or more and 2.5 Pa ⁇ s or less. What is necessary is just to make the clearance gap between the inner periphery of this and the outer periphery of a strip
  • the honeycomb structure 30 is dipped in slurry and then dried about half, and then the sealing material 4b and A pin coated with a water-repellent resin is inserted into the slurry that is about half dried from the end surface on the inlet side.
  • the depth of the recess 6 is adjusted by the depth at which the pin is inserted, and the average depth of the recess 6a in the second region (outer peripheral side) is greater than the average depth of the recess 6b in the first region (inner peripheral side). In order to increase the depth, the depth of the pin inserted into the second region may be deeper than that of the first region.
  • the gas processing apparatus 100 of the present embodiment accommodates the introduction pipe 9 in the flow of the case 7 after the outer periphery of the honeycomb structure 1 manufactured by the above-described method is accommodated in the case 8 while being held by the holding material 7. It can be obtained by connecting the exhaust pipe to the inlet 8a and the outlet 8b of the case 8 respectively.
  • the primary raw material is prepared by dry-mixing the prepared raw material prepared by mixing 30% by mass of the aluminum oxide powder, 15% by mass of the ferric oxide powder, 10% by mass of the magnesium oxide powder and the remainder of the titanium oxide powder. Obtained. Here, the purity of each powder was 99.5% by mass.
  • the obtained primary raw material was calcined in the atmosphere at a temperature of 1475 ° C. for 3 hours.
  • crystallization was obtained by adjusting grinding
  • FIG. The aspect ratio was confirmed by analyzing an image obtained using a scanning electron microscope with image analysis software “A image-kun”.
  • the obtained calcined powder has an average particle diameter of 2 ⁇ m and an addition amount of 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the calcined powder, and an average particle diameter of 15 ⁇ m.
  • starch having an addition amount of 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the calcined powder, a plasticizer, a slipping agent, and water were added and mixed and stirred using a universal stirrer. Thereafter, the mixture was kneaded using a kneader to obtain a plasticized clay.
  • the inner diameter for determining the outer diameter of the formed body is 170 mm, and the clay is put into a screw type extrusion molding machine equipped with a forming die having slits for forming the outer wall and partition walls of the honeycomb structure. Then, a honeycomb-shaped formed body was produced by applying pressure, and the obtained formed body was cut to a length of 175 mm. Then, after spraying grease on the outer peripheral surface of the outer wall of the molded body, the molded body was placed upright so that the axial direction A was perpendicular to the mounting surface, and dried with a microwave dryer.
  • the sealing material is formed on the outlet side end surface of the dried body obtained by drying the molded body Masking was done on the part that did not form. Then, a belt-like body having a longer overall length than the outer periphery of the dried body is wrapped around the outer periphery of the outlet side of the dried body, and the belt-like body is fixed to the dried body with an adhesive tape. It was immersed in the slurry for sealing materials stored in the container.
  • the slurry for sealing material is calcined powder, silicon oxide powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m and an addition amount of 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the calcined powder, and the addition amount is calcined. It is obtained by adding and mixing 7 parts by weight of starch, dispersant and water with respect to 100 parts by weight of the powder, and the viscosity of the slurry for sealing material is 1.8 Pa ⁇ s. The adjusted one was used. Further, the belt-like body was formed from a foamed polyethylene sheet and used with a thickness of 2 mm.
  • the dried body having the outlet side end face immersed in the slurry was taken out of the container and dried. Thereafter, the inlet side end face (IF) of the dried body was dipped in the slurry and dried by the same method. At this time, the height of the liquid surface of the slurry for sealing material was 4.2 mm. Moreover, the clearance gap between the inner periphery of a container and the outer periphery of a strip
  • sample No. 1 to 9 honeycomb structures were obtained.
  • Sample No. 1 to 9 the length L in the axial direction A shown in FIG. 1A is all 152 mm, and the number of flow passages per unit area in the cross section perpendicular to the axial direction A is 300 CPSI. .
  • the number of aluminum titanate crystals per unit area in the partition walls was determined by an EBSD pattern obtained using an electron beam backscattering diffractometer. Further, the linear expansion coefficient of the partition walls in the axial direction A of the honeycomb structure and the direction perpendicular to the axial direction A was determined in accordance with JIS R 1618-2002.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a method for measuring the gas permeability of the partition walls. A measurement method will be described. First, in order to measure the gas permeability, which is an index indicating the ventilation performance, from a portion formed by only the partition walls from the honeycomb structure as each sample, a test is a square with a side of 20 mm and a height of 2.2 mm. Piece 11 was cut out. Then, as shown in FIG.
  • the number of aluminum titanate crystals per unit area in the partition wall is preferably 4.96 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or more and 6.26 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or less. I found out.
  • Sample No. 10 shows the sample No. of Example 1.
  • sample no. 11 shows the sample No. of Example 1.
  • Sample No. 2 in Example 1 was the same as that described in Example 2.
  • a sample was prepared by the same method as in 3.
  • the regeneration conditions were a combustion temperature in the vicinity of the outflow side end face (OF) of 1200 ° C., a combustion time of 10 minutes, and a flow rate of supplied air of 1.0 m 3 / minute.
  • sample No. of Example 1 except having used polyethylene resin as a pore making material, and having made addition amount and aspect ratio as shown in Table 3. A sample was prepared by the same method as in No. 5.
  • a part of the partition wall cut out from the honeycomb structure was embedded in a polyester-based cold embedding resin to prepare a columnar sample. And the end surface of this sample was grind
  • the magnification is set to 100 times, and the inflow side surface and the outflow side surface of the partition wall are included in the measurement range in the cross section of the partition wall perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure. Images were captured with a CCD camera. Then, using the image analysis software “A Image-kun” (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the particle is analyzed by a method called particle analysis, so that the fluid inflow side surface communicates with the outflow side surface in the section of the partition wall The area ratio of the continuous ventilation holes was determined.
  • a Image-kun registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.
  • the setting conditions for particle analysis are as follows: lightness is dark, range is specified, hole filling is not performed, small figure removal area is 5 ⁇ m, correction method is manual, binarization method is manual, and image darkness is an indicator Was set to be the same as the peak value of the histogram indicating the brightness of each point in the image. Then, assuming that the porosity of the partition wall is A and the area ratio of the continuous ventilation holes is B, the value of B / A is calculated.
  • sample No. Samples 13 to 16 are sample Nos. Compressive fracture strength is larger than 17 and 18, and sample No. The gas permeability value was larger than 12. From this result, when the porosity of the partition wall is 50% or more and 56% or less, the partition wall porosity is A, and the area ratio of the continuous ventilation hole is B, the B / A is 0.60 or more and 0.80 or less. It has been found that the pressure loss is low due to the high air permeability and the high mechanical strength.
  • sample No. of Example 3 was adjusted except that the addition amount of the sliding material was adjusted and the hardness of the clay was the value shown in Table 4.
  • a sample was prepared in the same manner as in 13.
  • the area ratio of the open pores on the outflow side surface of the partition wall is the same as that in Example 3 except that the inflow side surface of the partition wall 3 is the measurement surface and the range specification is not specified in the particle analysis setting conditions. It calculated
  • sample no. Samples Nos. 20 to 23 are sample Nos. No. 19 and the value of compressive fracture strength are the same.
  • the gas permeability was higher than 19 and 22. From this result, when the porosity of the partition wall is A and the area ratio of the open pores on the outflow side surface of the partition wall is C, C / A is 0.95 or more and 1.1 or less, so that the collection of fine particles in the EG proceeds. However, since the increase in pressure loss was small, it was found that the collection efficiency was further improved.

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Abstract

　【課題】　収容時において破損することのない機械的強度を有しつつ、高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備えたハニカム構造体と、このハニカム構造体を備えるガス処理装置とを提供する。　【解決手段】　外壁２と、外壁２の内側に設けられた複数の隔壁３と、封止材４とを備え、外壁２および隔壁３、または隔壁３同士で囲まれた空間が流通路５となり、流通路５の流入口側または流出口側が封止材４により封止されてなるハニカム構造体１であって、隔壁３が、チタン酸アルミニウム質焼結体からなり、前記隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が4.48×10４個／ｍｍ２以上6.4×10４個／ｍｍ２以下である。

Description

ハニカム構造体およびこれを備えるガス処理装置
　本発明は、排気ガスを浄化するためのフィルタ等に用いられるハニカム構造体およびこれを備えるガス処理装置に関するものである。
　従来、内燃機関、焼却炉およびボイラー等から発生する排気ガス中に含まれる微粒子等を捕集するのにハニカム構造体からなるフィルタが用いられている。そして、このハニカム構造体は、捕集を続けると捕集した微粒子等によって捕集効率が悪化することから、捕集効率を回復させるため、燃焼することよって微粒子等の除去（以下、単に再生とも記載する。）が行なわれる。そのため、ハニカム構造体には、高い捕集効率に加えて優れた耐熱衝撃性を有していることが求められている。
　このようなフィルタに用いられるハニカム構造体として、本願出願人らは、特許文献１に、軸方向に沿った壁面を有する通気性の隔壁により仕切られた複数の流通孔と、複数の流通孔の流入側および流出側のそれぞれを交互に封止する封止材とを備え、隔壁は複数の結晶粒子を含むセラミック体からなり、少なくとも一部の結晶粒子に、表面から内部にかけて粒界相の主成分を含む固相が存在しているハニカム構造体を提案している。
国際公開第2010／098347号
　今般においては、さらに高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備えたハニカム構造体が要求されている。なお、ハニカム構造体は、把持材等によって保持されて、ケース等に収容されて用いられるものであるが、収容時においてハニカム構造体の外周面が圧縮された際に破損することのない機械的強度を必要とする。そのため、収容時において破損することのない機械的強度を有しつつ、高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備えたハニカム構造体が求められている。
　本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、収容時において破損することのない機械的強度を有しつつ、高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備えたハニカム構造体と、このハニカム構造体を備えるガス処理装置とを提供することを目的とする。
　本発明のハニカム構造体は、外壁と、該外壁の内側に設けられた複数の隔壁と、封止材とを備え、前記外壁および前記隔壁、または前記隔壁同士で囲まれた空間が流体の流通路となり、該流通路の流入口または流出口が前記封止材により封止されてなるハニカム構造体であって、前記隔壁が、チタン酸アルミニウム質焼結体からなり、前記隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が4.48×10４個／ｍｍ２以上6.4×10４個／ｍｍ２以下であることを特徴とするものである。
　また、本発明のガス処理装置は、排気ガスの導入管が接続されたケース内に、上記構成のハニカム構造体を備えていることを特徴とするものである。
　本発明のハニカム構造体によれば、収容時において破損することのない機械的強度を有しつつ、高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備える。
　また、本発明のガス処理装置によれば、ハニカム構造体が高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備えているため、信頼性が高く、長期間に亘って効率よく微粒子を捕集することができる。
本実施形態のハニカム構造体の一例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図である。 本実施形態のハニカム構造体の軸方向に垂直な隔壁の断面における流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔の一例を示す写真ある。 本実施形態のハニカム構造体の端面の一例を示す、（ａ）は流入口側の部分拡大図であり、（ｂ）は流出口側の部分拡大図である。 本実施形態のハニカム構造体の端面の他の例を示す、（ａ）は流入口側の部分拡大図であり、（ｂ）は流出口側の部分拡大図である。 本実施形態の一例を模式的に示すガス処理装置の概略断面図である。 本実施形態のハニカム構造体の他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図である。 本実施形態のハニカム構造体の他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図である。 本実施形態のハニカム構造体の他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ部の拡大図である。 隔壁のガス透過率の測定方法を示す模式図である。
　以下、本実施形態のハニカム構造体およびこれを用いたガス処理装置の一例について説明する。
　図１（ａ）は、本実施形態のハニカム構造体の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図である。なお、以降の図において、同じ部材には、同じ符号を付して説明する。
　図１（ａ）、図１（ｂ）に示す例のハニカム構造体１は、外壁２と、外壁２の内側に設けられた複数の隔壁３と、封止材４とを備え、外壁２および隔壁３、または隔壁３同士で囲まれた空間が流体の流通路５となり、流通路５の流入口または流出口が封止材４により封止されている。なお、流通路５は、流入口が開口しており流出口が封止材４ａによって封止されている流通路５ａと、流出口が開口しており流入口が封止材４ｂによって封止されている流通路５ｂとからなり、流通路５ａと流通路５ｂとは、隣接して配置されている。そして、図１（ｂ）においては、左側が流入口であり、右側が流出口である。また、ハニカム構造体１は、流通路５が、一方向に延びる円柱状をなしている。
　そして、排気ガス（ＥＧ）の流れとしては、流入口側が開口している流通路５ａに入り込んだＥＧは、流通路５ａの流出口側が封止材４ｂによって封止されているため、矢印で示すように、流出口側に向かう際に隔壁３を通って隣接する流通路５ｂから流れ出るものである。なお、ＥＧに含まれる微粒子は、このような流れにおいて、主に隔壁３に捕集される。
　そして、本実施形態のハニカム構造体１は、隔壁３が、チタン酸アルミニウム質焼結体からなり、隔壁３におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が4.48×10４個／ｍｍ２以上6.4×10４個／ｍｍ２以下である。このような構成を満たしていることにより、収容時において破損することのない機械的強度を有しつつ、隔壁３における圧力損失が低く、線膨張係数の値が小さいため、高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備える。特に、機械的強度の点において、チタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数は、4.96×10４個／ｍｍ２以上6.26×10４個／ｍｍ２以下であることが好適である。
　なお、チタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が、4.48×10４個／ｍｍ２未満では、隔壁３における機械的強度が低下し、線膨張係数の値が小さくならず、6.4×10４個／ｍｍ２を超えると、圧力損失が低くならない。また、隔壁３におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数は、電子線後方散乱回折装置（ＥＢＳＤ）を用いて得られるＥＢＳＤパターンによって求めることができる。
　また、本実施形態におけるチタン酸アルミニウム質焼結体とは、Ｘ線回折装置を用いて測定して得られたチャートにおいて、チタン酸アルミニウムが最も高いピークを示すものであり、この最も高いピークの高さの１／１０を超える他の結晶が存在しない焼結体のことを指す。なお、本実施形態のハニカム構造体１における隔壁３の気孔率は、38％以上56％以下である。
　また、チタン酸アルミニウム質焼結体においては、マグネシウムや鉄を含み、チタン酸アルミニウムの結晶にマグネシウムや鉄が固溶していることが好適である。チタン酸アルミニウムの結晶にマグネシウムが固溶しているときには、ＥＧ中に含まれる硫黄が酸化してなる硫黄酸化物の微粒子に対する耐食性の低下を抑制することができる。また、チタン酸アルミニウムの結晶に鉄を含んでいるときには、ＥＧ中に含まれる硫黄が酸化してなる硫黄酸化物の微粒子に対する耐食性の低下を抑制することができる。
　マグネシウムや鉄は、チタン酸アルミニウム質焼結体を構成する全成分100質量％のうち、それぞれチタン酸マグネシウムおよびチタン酸鉄に換算した値で、16質量％以上24質量％以下含んでいることが好適である。なお、マグネシウムをチタン酸マグネシウムに換算したときの含有量および鉄をチタン酸鉄に換算したときの含有量は、ＩＣＰ発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置を用いて、ＭｇおよびＦｅの含有量を求め、それぞれＭｇＴｉＯ３（チタン酸マグネシウム）、Ｆｅ２ＴｉＯ５（チタン酸鉄）に換算すればよい。
　そして、チタン酸アルミニウムの結晶においてマグネシウムや鉄が固溶しているか否かについては、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備える走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡を用いて、チタン酸アルミニウムの結晶にＸ線を照射した際に、マグネシウムや鉄が確認される場合のことを指す。
　また、チタン酸アルミニウム質焼結体において、チタン酸アルミニウムの結晶同士の間に珪素酸化物が存在していることが好適である。これは、珪素酸化物がチタン酸アルミニウムの結晶同士を強く結合することができるとともに、チタン酸アルミニウムの結晶の異常な粒成長を抑制し、機械的強度を高められるからである。特に、この珪素酸化物は、例えば、チタン酸アルミニウム質焼結体を構成する全成分100質量％のうち、ＳｉＯ２換算で0.4質量％以上1.2質量％以下であることが好適である。
　本実施形態のハニカム構造体１において、流出口を封止する封止材４ａが、チタン酸アルミニウム質焼結体からなるとき、流出口を封止する封止材４ａにおけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が、隔壁３におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数よりも少ないことが好適である。このような構成を満たすときには、流出口を封止する封止材４ａによって補集された微粒子を燃焼して除去する再生の繰り返しによって、封止材４ａにおけるチタン酸アルミニウムの結晶内にクラックが発生しても、結晶サイズが大きいため、クラックが進展しにくく、個々の封止材４ａの全体に及ぶクラックは抑制されることから、ハニカム構造体１の信頼性を高めることができる。
　なお、封止材４ａにおけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数についても、隔壁３のときと同様に、電子線後方散乱回折装置を用いて得られるＥＢＳＤパターンによって求めることができる。また、本実施形態のハニカム構造体における封止材４の気孔率は50％以上65％以下である。
　本実施形態のハニカム構造体１は、隔壁３の気孔率が50％以上56％以下であり、隔壁３の気孔率をＡ、ハニカム構造体１の軸方向に垂直な隔壁３の断面における流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔の面積率をＢとしたとき、Ｂ／Ａが0.60以上0.80以下であることが好適である。このような構成を満たしているときには、隔壁３を構成する隣り合う粒子同士の結合力によって優れた機械的強度を有することができるとともに、高い通気性能によって圧力損失を低くすることができる。なお、隔壁３の気孔率は、水銀圧入法に準拠して求めればよい。
　ここで、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態のハニカム構造体の軸方向に垂直な隔壁の断面における流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔の一例を示す写真である。このように、気孔には、流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔11ａと、流体の流入側表面から流出側表面に連通しない非連通気孔11ｂとが存在する。なお、隔壁３の断面における流体の流入側表面とは、流入口側に開口している流通路５ａの内面にあたり、流出側表面とは、流出口側に開口している流通路５ｂの内面にあたる。
　そして、ハニカム構造体１の軸方向に垂直な隔壁３の断面における流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔11ａの面積率は、以下の方法によって得られる値である。まず、ハニカム構造体１から切り出した隔壁３の一部をポリエステル系の樹脂に埋め込んで円柱状の試料とする。そして、この試料の端面を、ダイヤモンド砥粒やアルミナ砥粒等で研磨することにより、ハニカム構造体１の軸方向に垂直な隔壁３の断面を得る。
　次に、走査型電子顕微鏡を用いて、図２に示すように、隔壁３の流入側表面および流出側表面のそれぞれが測定範囲に含まれるように、例えば、50倍～200倍に倍率を設定し、この測定範囲におけるＣＣＤカメラの画像を取り込む。次に、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用いて、粒子解析という手法で解析することにより、連通気孔11ａの面積率を求めることができる。
　具体的には、連通気孔11ａおよび非連通気孔11ｂを識別して連通気孔11ａの面積を算出し、これを隔壁３の断面の面積で除すことにより、隔壁３の断面における流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔11ａの面積率が算出される。ここで、粒子解析の設定条件としては、明度を暗、範囲指定を有、穴埋めを無、小図形除去面積を５μｍ、補正方法を手動、２値化の方法を手動、画像の明暗を示す指標であるしきい値を、画像内の各点（各ピクセル）が有する明るさを示すヒストグラムのピーク値と同じになるように設定すればよい。
　また、隔壁３の気孔率をＡ、隔壁３の流出側表面の開気孔の面積率をＣとしたとき、Ｃ／Ａが0.95以上1.1以下であることが好適である。上記構成を満たしているときには、ＥＧの透過率が高くなり、ＥＧ中の微粒子の捕集を進めても圧力損失の増大が少ないことから、捕集効率がさらに向上する。
　なお、隔壁３の流出側表面の開気孔の面積率は、隔壁３の表面を測定面とし、走査型電子顕微鏡を用い、例えば、50倍～200倍の倍率で観察し、例えば、横方向の長さが0.37ｍｍ、縦方向の長さが0.28ｍｍの測定範囲におけるＣＣＤカメラの画像を取り込み、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用いて、粒子解析という手法で解析すればよい。また、粒子解析の設定条件としては、範囲指定を無にする以外は、連通気孔11ａの面積率を算出した際の設定条件と同じ設定条件を用いればよい。
　また、本実施形態のハニカム構造体１において、流出口を封止する封止材４ａの粒界相の面積比率が、流入口を封止する封止材４ｂの粒界相の面積比率よりも小さいことが好適である。特に、粒界相の面積比率の差は0.4ポイント以上0.8ポイント以下であることが好適である。ハニカム構造体１を用いた微粒子の捕集においては、ほとんどの微粒子は隔壁３によって捕集されるが、流出口を封止する封止材４ａによっても微粒子は捕集される。そのため、捕集した微粒子を燃焼除去する再生において、流入口よりも流出口を封止する封止材４ａの温度が高くなりやすい。このとき、上述した構成を満たしていれば、流出口を封止する封止材４ａは、粒界相の面積比率が小さく、流入口を封止する封止材４ｂよりも耐熱性に優れていることから、燃焼除去時の温度に耐えることができる。
　ここで、粒界相の面積比率を求めるには、まず、封止材４ａおよび封止材４ｂを鏡面加工した断面について、走査型電子顕微鏡を用いて反射電子像を撮影する。そして、撮影された画像を用いて結晶相および粒界相を２値化処理し、結晶相と粒界相とを併せた面積100％に対する粒界相の面積の比率を粒界相の面積比率とすればよい。なお、粒界相の面積比率を求めるにあたっては、気孔を含まない部分を撮影し、撮影条件としては、例えば、倍率を3000倍とし、その撮影範囲を、横が18μｍ、縦が12μｍとなるようにすればよい。
　図３（ａ）および図４（ａ）は、本実施形態のハニカム構造体の端面の一例を示す、流入口側の部分拡大図であり、図３（ｂ）および図４（ｂ）は流出口側の部分拡大図である。図３（ａ）に示す、端面における流通路５ａの開口形状は、八角形状であり、図３（ｂ）に示す、端面における流通路５ｂの開口形状は、四角形状である。また、図４（ａ）に示す、端面における流通路５ａの開口形状は、扁平六角形状であり、図４（ｂ）に示す、端面における流通路５ｂの開口形状は、正六角形状である。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）は、１つのハニカム構造体の流入口側および流出口側を部分拡大して示した図であり、流通路５ａが、流通路５ｂよりも開口面積が大きい例を示している。また、図４（ａ）、図４（ｂ）は、１つのハニカム構造体の流入口側および流出口側を部分拡大して示した図であり、流通路５ｂが、流通路５ａよりも開口面積が大きい例を示している。
　図３（ａ）、図３（ｂ）に示す形状であるとき、流入口側が開口した流通路５ａの直径が、流出口側が開口した流通路５ｂの直径に対して、1.55倍以上1.95倍以下であることが好適である。このように、直径の比が1.55倍以上1.95倍以下であるときには、機械的強度を維持しつつ、微粒子を吸着することのできる隔壁３および封止材４のそれぞれの表面積を大きくすることができるため、微粒子の捕集量を増加させることができる。ここで、流通路５ａ，５ｂのそれぞれの直径とは、流入口側の端面における隔壁３に接する内接円の直径をいい、光学顕微鏡を用いて、倍率を例えば50倍以上100倍以下として測定することができる。
　また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す形状かつ大きさの関係を満たすものであるとき、すなわち、流通路５ｂが、流通路５ａよりも開口面積が大きく、流入口側が開口した流通路５ａが扁平六角形状、流入口側が封止された流通路５ｂが正六角形状をしており、流入口側が封止された流通路５ｂの各辺を囲むように流入口側が開口した流通路５ｂが配置されているときには、径方向の機械的強度に優れているとともに、微粒子の捕集量を増加させることができるものとなる。
　また、このようなハニカム構造体１は、例えば、外径Ｄが140～270ｍｍ、軸方向Ａの長さＬが100～250ｍｍで、円筒度が2.5ｍｍ以下である円柱形状であって、軸方向Ａに対して垂直な断面における流通路５の個数は100ｍｍ２当たり５～124個（32～800ＣＰＳＩ）である。また、例えば、隔壁３の厚みは、0.05ｍｍ以上0.25ｍｍ以下であり、封止材４の厚みは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。なお、ＣＰＳＩとはCells Per Square Inchesのことである。
　また、ハニカム構造体１の有効濾過面積は、捕集を繰り返すことによって生じる圧力損失および微粒子を燃焼することによって生じる熱応力をともに低減するという観点から、1.1ｍ２／ｌ以上であることが好適で、1.4ｍ２／ｌ以上であることがさらに好適である。また、有効濾過面積の上限は、例えば、2.0ｍ２／ｌである。ハニカム構造体１における有効濾過面積とは、ハニカム構造体１ｌ（リットル）あたりにおける流体と接する隔壁３（封止材４に接している部分を除く）の表面積の合計をいう。
　図５は、本実施形態の一例を模式的に示すガス処理装置の概略断面図である。
　図５に示す例のガス処理装置100は、本実施形態のハニカム構造体１が、その外周を把持材７に保持された状態でケース８に収容され、ケース８の流入口８ａに、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関（図示しない）と連通するＥＧの導入管９が接続され、流出口８ｂに不図示の排出管に接続されるものである。ここで、把持材７は断熱材であることが好適であり、この場合、微粒子の燃焼除去により、ハニカム構造体１に生じた熱がケース８に伝わってケース８が変形したり劣化したりするのを抑制することができる。
　なお、把持材７は、例えば、セラミックファイバー、ガラスファイバー、カーボンファイバーおよびセラミックウィスカーの少なくとも１種からなることが好適である。また、ケース８は、例えば、ＳＵＳ303、ＳＵＳ304およびＳＵＳ316等のステンレスからなり、その中央部が円筒状に、両端部が円錐台状にそれぞれ形成されるものである。
　また、本実施形態のハニカム構造体１は、気体である排気ガスのみならず、液体を用いることも可能である。例えば、流体として上水または下水を用いることが可能であり、本実施形態のガス処理装置100を液体の濾過用としても適用することができる。
　そして、本実施形態のハニカム構造体１は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示した構造のみに限られるものではなく、以下のような構造であってもよい。
　図６（ａ）は、本実施形態のハニカム構造体の他の例を示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図である。
　ここに示す本実施形態のハニカム構造体10と、図１（ａ）、図１（ｂ）に示したハニカム構造体１との違いは、外壁２が、軸方向に沿って中央部が内側に湾曲していることにある。このような構成を満たしているときには、収容時において破損することのない機械的強度を有しつつ、高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備えるという上述した効果に加えて、外壁２の表面積が拡がり、把持材７に保持された状態でケース８内に装着するとき、外壁２に掛かる圧縮圧を小さくすることができることから、装着時における破損を抑制することができる。また、外壁２と把持材７との接触面積が大きくなることから、位置ずれを抑制することができるため、位置ずれに伴う破損を抑制することができる。
　また、外壁２が、軸方向に沿って中央部が内側に湾曲していることにより、中央部における外壁２とケース８との間隔が広くなり、外壁２から漏洩したＥＧ中に含まれる水蒸気が原因となって生じるケース８の腐食を抑制することができる。さらに、圧縮圧が小さいことにより、ケース８への装着に用いる把持材として、弾性の高い把持材７を用いることができるため、把持材７の高い把持力によりハニカム構造体１の位置ずれを長期間に亘って抑制するという２次的効果を生むことができる。
　また、本実施形態のハニカム構造体10は、外壁２の湾曲度合が0.25ｍｍ以上0.65ｍｍ以下であることが好適である。ここで、湾曲度合とは、ハニカム構造体10を定盤に載置したときの外壁２と定盤との隙間の距離の最大値のことであり、外壁２の湾曲度合が0.25ｍｍ以上0.65ｍｍ以下であるときには、高い捕集効率を有しつつ、ケース８内に装着するときや位置ずれに伴う破損が生じにくくなる。また、ケース８内に装着して使用したときの端部における把持材７の劣化も抑制することができる。特に、湾曲度合は、0.3ｍｍ以上0.4ｍｍ以下であることが好適である。
　次に、図７（ａ）は、本実施形態のハニカム構造体の他の例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図である。
　ここに示す本実施形態のハニカム構造体20と、図１（ａ）、図１（ｂ）に示したハニカム構造体１との違いは、流出口側の封止材４ａの構成にあり、図７（ｂ）において破線で囲まれた部分である内周側にあたる第１の領域における封止材４ａの長さＬａ１の変動係数σａ／ｘａ（σａは長さＬａの標準偏差、ｘａは長さＬａ１の平均値）が0.1以下であり、図４（ｂ）において破線で囲まれた部分以外である外周側にあたる第２の領域における封止材４ａの長さＬａ２が、第１の領域における長さＬａ１の平均値ｘａより長く、外壁２側に向かって長くなっている。このような構成を満たしているときには、径方向の機械的強度を高めることができる。
　ここで、第１の領域および第２の領域とは、流出口側端面において、中心から外壁２までの半径の85％の円で囲まれる領域が第１の領域であり、これ以外の外側の領域が第２の領域である。なお、中心から外壁２までの半径の85％の円にかかった場合は、第１の領域とする。
　次に、図８（ａ）は、本実施形態のハニカム構造体の他の例を示す斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＢ－Ｂ’線での断面図である。
　ここに示す本実施形態のハニカム構造体30と、図１（ａ）、図１（ｂ）に示したハニカム構造体１との違いは、流入口側の封止材４ｂの構成にあり、封止材４ｂの80％以上が、流入口側端面に窪み６を備えており、外周側にあたる第２の領域における窪み６ａの平均深さが内周側にあたる第１の領域における窪み６ｂの平均深さよりも深いものである。ここで、第１の領域および第２の領域とは、流入口側端面において、中心から外壁２までの半径の85％の円で囲まれる領域が第１の領域であり、これ以外の外側の領域が第２の領域である。なお、中心から外壁２までの半径の85％の円にかかった場合は、第１の領域とする。
　このような構成を満たしているときには、ＥＧが外周側に流れやすくなり、外周側の微粒子の捕集量と内周側の微粒子の捕集量との差が小さくなり、再生時における部位による温度差が小さくなることから、耐熱衝撃性を高めることができる。なお、図８（ｂ）においては、流入口を封止する封止材４ｂの全てが窪み６を備えている例を示している。そして、第２の領域における窪み６ａの平均深さと第１の領域における窪み６ｂの平均深さとの差は、0.05ｍｍ以上であることが好適である。
　次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法の一例について説明する。なお、以下の説明において、図１、図６～８のいずれかに特化した説明をする場合を除き、ハニカム構造体には符号１を付して説明するものとする。
　本実施形態のハニカム構造体１を形成するためのセラミック粉末を得るには、まず、酸化アルミニウムの粉末を53～59質量％、残部を酸化チタンの粉末として調合した調合原料を乾式混合して一次原料を得る。次に、得られた一次原料を大気雰囲気中、温度を1435℃以上1500℃以下として、１時間以上５時間以下で仮焼し、アスペクト比が1.7～2.1となるまで粉砕することにより、擬ブルッカイト型の結晶のチタン酸アルミニウムからなるセラミック粉末（第１の仮焼粉末）を得る。
　また、ハニカム構造体１を形成するセラミック粉末を得るための他の例としては、酸化アルミニウムの粉末を36～42質量％、酸化マグネシウムの粉末を９～15質量％および残部を酸化チタンの粉末として調合した調合原料を乾式混合して一次原料を得る。次に、得られた一次原料を大気雰囲気中、温度を1435℃以上1500℃以下として、１時間以上５時間以下で仮焼し、アスペクト比が1.7～2.1となるまで粉砕することにより、マグネシウムがチタン酸アルミニウムの結晶に固溶した擬ブルッカイト型の結晶からなるセラミック粉末（第２の仮焼粉末）を得ることができる。
　さらに、ハニカム構造体１を形成するセラミック粉末を得るためのさらに他の例としては、酸化アルミニウムの粉末を27～33質量％、酸化マグネシウムの粉末を７～13質量％、酸化第二鉄の粉末を13～17質量％および残部を酸化チタンの粉末として調合した調合原料を乾式混合して一次原料を得る。次に、得られた一次原料を大気雰囲気中、温度を1435℃以上1500℃以下として、１時間以上５時間以下で仮焼し、アスペクト比が1.7～2.1となるまで粉砕することにより、マグネシウムおよび鉄がチタン酸アルミニウムの結晶に固溶した擬ブルッカイト型の結晶からなるセラミック粉末（第３の仮焼粉末）を得ることができる。
　なお、マグネシウムや鉄が、チタン酸アルミニウムの結晶に固溶できるのであれば、酸化マグネシウムや酸化第二鉄の粉末以外に、炭酸塩、水酸化物および硝酸塩などの粉末を用いてもよく、またこれらの化合物の粉末を用いてもよい。また、一次原料を得るために用いる各粉末の純度は、99.0質量％以上、特に99.5質量％以上であることが好適である。
　また、仮焼後の粉砕には、固定砥石および回転砥石を上下方向に対向して配置した電動磨砕機を用いればよく、アスペクト比に関しては、走査型電子顕微鏡を用いて得られた画像を、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング(株)製）を用いる、または粒度分布測定装置を用いればよい。
　次に、造孔剤として、平均粒径が10μｍ以上25μ以下のグラファイト、澱粉またはポリエチレン樹脂等を、セラミック粉末100質量部に対して１質量部以上13質量部以下秤量する。また、酸化珪素を添加するときには、例えば、平均粒径が１μｍ以上３μｍ以下の酸化珪素粉末を、得られたセラミック粉末100質量部に対して0.41質量部以上1.22質量部以下添加すればよい。
　また、造孔剤の他に、可塑剤、滑り剤および水等を加えて、万能攪拌機、回転ミルまたはＶ型攪拌機等を使って混合・攪拌する。その後、三本ロールミルや混練機等を用いて混練し、可塑化した坏土を得る。
　次に、この坏土を用いてスクリューを備えた押出成形機により成形する。この押出成形機には成形型が装着され、その成形型は成形体の外径を決定する内径が、例えば155ｍｍ以上300ｍｍ以下であり、ハニカム構造体１の外壁２および隔壁３を形成するためのスリットを有している。
　そして、上述したような成形型が装着された押出成形機に坏土を投入し、圧力を加えてハニカム状の成形体を作製し、得られた成形体を所定長さ、例えば170ｍｍ以上180ｍｍ以下に切断する。そして、成形体の外壁の外周面にグリースを噴霧塗布してから、軸方向Ａが載置面に垂直になるように成形体を立てて載置してマイクロ波乾燥機にて乾燥する。
　次に、複数の流通路５の流入口側および流出口側のそれぞれを交互に封止する封止材４の形成方法を説明する。具体的には、まず、成形体を乾燥した乾燥体の流出口側端面（ＯＦ）において封止材４ａを形成しない部分をマスキングする。そして、乾燥体の外周よりも全長が長い帯状体を乾燥体の流出口側外周に巻き付け、接着テープ、融着テープまたは粘着テープ等により帯状体を乾燥体に固定した後、乾燥体の流出口側端面を円筒状の容器に溜められたスラリーに浸漬する。
　このスラリーは、例えば、上述したいずれかのセラミック粉末に、例えば、平均粒径が１μｍ以上３μｍ以下であり、添加量がセラミック粉末100質量部に対して0.41質部以上1.22質量部以下である酸化珪素の粉末と、添加量がセラミック粉末100質量部に対して１質量部以上13質量部以下であるグラファイト、澱粉またはポリエチレン樹脂等の造孔剤とを添加した後、分散剤および水等を加えて混合することで得られるものである。また、帯状体は、例えば、発砲ポリエチレンシート、ポプロピレン樹脂が表面に被覆されたクラフト紙等からなり、その厚さは１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好適である。
　なお、流出口を封止する封止材４ａにおけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が、隔壁３におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数よりも少ないハニカム構造体１を得るには、封止材４ａを形成するためのスラリー作製において、隔壁３の形成に用いたセラミック粉末よりもアスペクト比が小さいセラミック粉末を用いればよい。
　次に、流出口側端面をスラリーに浸漬した乾燥体を容器から取り出して乾燥させる。その後、乾燥体の流入口側端面を上述した方法と同じ方法で、スラリーに浸漬する。そして、流入口側端面側の封止材４ｂとなるスラリーを乾燥させた後、焼成炉に入れて、1380℃～1500℃の温度で２～10時間保持することにより、本実施形態のハニカム構造体１を得ることができる。
　なお、隔壁３の気孔率が50％以上56％以下であり、気孔率をＡ、ハニカム構造体１の軸方向に垂直な隔壁３の断面における流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔11ａの面積率Ｂとしたとき、Ｂ／Ａが0.60以上0.80以下であるハニカム構造体１を得るには、用いる造孔剤のアスペクト比を1.08以上1.20以下とし、添加量を８質量％以上13質量％以下とすればよい。
　また、隔壁３の気孔率をＡ、隔壁３の流出側表面の開気孔の面積率をＣとしたとき、Ｃ／Ａが0.95以上1.1以下であるハニカム構造体１を得るには、杯土の硬さをＪＩＳ　Ｋ　6253－2012に定めるデュロメータ硬さがＡ47以上Ａ53以下となるように、滑り剤の添加量で調整すればよい。なお、坏土の硬さは、ＪＩＳ　Ｋ　6253－2012に定めるデュロメータ硬さである。
　また、流出口を封止する封止材４ａの粒界相の面積比率を、流入口を封止する封止材４ｂの粒界相の面積比率よりも小さくするには、流入口側端面側の封止材４ｂとなるスラリーにおけるセラミック粉末の割合を、流出口側端面側の封止材４ａとなるスラリーよりも多くすればよい。
　また、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すハニカム構造体10を得るには、端部よりも中央部の乾燥収縮が大きくなるように、軸方向Ａが載置面に垂直になるように成形体を立てて載置してマイクロ波乾燥機にて行なう乾燥において、成形体の内周側（流通路５となる部分）に存在する空気を下側から上側に向かって排気しながら乾燥すればよい。
　また、外壁２における湾曲度合が0.25ｍｍ以上0.65ｍｍ以下であるハニカム構造体10を得るには、乾燥時における排気するための風速を４ｍ／分以上７ｍ／分以下にすればよい。
　また、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すハニカム構造体20を得るには、封止材４ａ形成時におけるスラリーの粘度を0.8Ｐａ・ｓ以上2.5Ｐａ・ｓ以下にするとともに、容器の内周と帯状体の外周間との隙間を１ｍｍ以上10ｍｍ以下にすればよい。
　また、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すハニカム構造体30を得るには、封止材４ｂ形成時において、スラリーに浸漬した後、半分程度乾燥させてから、封止材４ｂとなる半分程度乾燥したスラリーに、撥水性の樹脂がコーティングされたピンを流入口側端面から挿入する。窪み６の深さはピンを挿入する深さで調整し、第２の領域（外周側）における窪み６ａの平均深さが、第１の領域（内周側）おける窪み６ｂの平均深さよりも深くするには、第２の領域に挿入するピンの深さを第１の領域よりも深くすればよい。
　また、本実施形態のガス処理装置100は、上述した方法によって作製されたハニカム構造体１の外周を把持材７により把持した状態で、ケース８に収容した後、導入管９をケース７の流入口８ａに、また、排気管をケース８の流出口８ｂに、それぞれ接続することにより得ることができる。
　以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
　まず、酸化アルミニウムの粉末を30質量％、酸化第二鉄の粉末を15質量％、酸化マグネシウムの粉末10質量％および残部を酸化チタンの粉末として調合した調合原料を乾式混合して１次原料を得た。ここで、各粉末の純度は、いずれも99.5質量％とした。
　次に、得られた１次原料を大気雰囲気中、1475℃の温度で３時間仮焼し、固定砥石および回転砥石を上下方向に対向して配置した電動磨砕機（増幸産業（株）製 マスコロイダー（登録商標））を用いて、粉砕条件を調整し、表１に示すアスペクト比となるように粉砕することにより、擬ブルッカイト型の結晶からなる仮焼粉末を得た。なお、アスペクト比は、走査型電子顕微鏡を用いて得られた画像を、画像解析ソフト「Ａ像くん」で解析することに確認した。
　そして、得られた仮焼粉末に、平均粒径が２μｍであって、添加量が仮焼粉末100質量部に対して0.8質量部である酸化珪素の粉末と、平均粒径が15μｍであって、仮焼粉末100質量部に対して添加量が７質量部である澱粉と、可塑剤と、滑り剤と、水とを加えて、万能攪拌機を使って混合・攪拌した。その後、混練機を用いて混練し、可塑化した坏土を得た。
　次に、成形体の外径を決定する内径が170ｍｍであり、ハニカム構造体の外壁および隔壁を形成するためのスリットを有している成形型が装着されたスクリュー式押出成形機に坏土を投入し、圧力を加えてハニカム状の成形体を作製し、得られた成形体を175ｍｍの長さで切断した。そして、成形体の外壁の外周面にグリースを噴霧塗布してから、軸方向Ａが載置面に垂直になるように成形体を立てて載置してマイクロ波乾燥機にて乾燥した。
　次に、複数の流通路の流入口側および流出口側のそれぞれを交互に封止する封止材を形成するために、まず、成形体を乾燥した乾燥体の流出口側端面において封止材を形成しない部分にマスキングした。そして、乾燥体の外周よりも全長が長い帯状体を乾燥体の流出口側外周に巻き付け、接着テープにより帯状体を乾燥体に固定した後、乾燥体の流出口側端面側を予め円筒状の容器に溜められた封止材用スラリーに浸漬した。
　この封止材用スラリーは、仮焼粉末と、平均粒径が２μｍであって、添加量が仮焼粉末100質量部に対して0.8質量部である酸化珪素の粉末と、添加量が仮焼粉末100質量部に対して７質量部である澱粉と、分散剤と、水とを加えて混合することで得られるものであり、封止材用スラリーの粘度は1.8Ｐａ・ｓとなるように調整したものを用いた。また、帯状体は発砲ポリエチレンシートから形成し、２ｍｍの厚みのものを用いた。
　そして、流出口側端面をスラリーに浸漬した乾燥体を容器から取り出して乾燥した。その後、乾燥体の流入口側端面（ＩＦ）についても同様の方法により、スラリーに浸漬し、乾燥した。このとき、封止材用スラリーの液面の高さは4.2ｍｍとした。また、容器の内周と帯状体の外周間との隙間を20ｍｍとした。
　次に、電気炉を用いて、焼成温度を1420℃として３時間保持して焼成することにより、試料Ｎｏ．１～９のハニカム構造体を得た。なお、試料Ｎｏ．１～９は、図１（ａ）に示す軸方向Ａの長さＬがいずれも152ｍｍであって、軸方向Ａに対して垂直な断面における流通路の単位面積当たりの個数をそれぞれ300ＣＰＳＩとした。
　ここで、隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数は、電子線後方散乱回折装置を用いて得られるＥＢＳＤパターンによって求めた。また、ハニカム構造体の軸方向Ａおよび軸方向Ａに垂直な方向における隔壁の線膨張係数をＪＩＳ　Ｒ　1618-2002に準拠して求めた。
　次に、ガス透過率の測定を行なった。図９は、隔壁のガス透過率の測定方法を示す模式図である。測定方法について説明する。まず、通気性能を示す指標であるガス透過率を測定するために、各試料であるハニカム構造体から隔壁のみで形成される部分から、一辺が20ｍｍの正方形であり、高さが2.2ｍｍの試験片11を切り出した。そして、図９に示すように、メッシュ12と、このメッシュ12の外周側にＯリング13とをそれぞれ備えた２枚のステンレス製の円板14の間に、試験片11を配置した後、メッシュ12の一方から圧縮空気（ＣＧ）を流し、このときの差圧計（図示しない）の値がガス透過率である。を測定することができる。なお、円板14と接する隔壁の断面には、メッシュ12の外径に沿って予め真空グリースが塗布されている。各試料におけるガス透過率を表１に示す。
　また、各試料であるハニカム構造体の軸方向Ａにおける中央部から、一辺の長さが10ｍｍである立方体の試料を切り出し、この試料の軸方向Ａの圧縮破壊強度をＪＡＳＯ　Ｍ　505－87に準拠して測定した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、試料Ｎｏ．２～８は、線膨張係数が4.0×10－６／Ｋ以下であり、ガス透過率が0.71以下であり、圧縮破壊強度9.5ＭＰａ以上の結果が得られた。この結果から、隔壁が、チタン酸アルミニウム質焼結体からなり、隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が4.48×10４個／ｍｍ２以上6.4×10４個／ｍｍ２以下であることにより、収容時において破損することのない機械的強度を有しつつ、高い捕集効率と優れた耐熱衝撃性とを兼ね備えていることがわかった。
　特に、試料Ｎｏ．４～７の結果から明らかなように、隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数は、4.96×10４個／ｍｍ２以上6.26×10４個／ｍｍ２以下であることが好適であることがわかった。
　隔壁と流出口を封止する封止材におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数を異ならせた試料を作製し、クラックの発生状況の確認を行なった。
　なお、流出口を封止する封止材の形成に用いる仮焼粉末を、試料Ｎｏ．10は、実施例１の試料Ｎｏ．３と同じとし、試料Ｎｏ．11は、実施例１の試料Ｎｏ．２と同じとしたこと以外は、実施例１の試料Ｎｏ．３と同じ方法により、試料を作製した。
　そして、隔壁および流出口を封止する封止材におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数を実施例１と同じ方法により求め、その値を表２に示した。
　また、各試料の流入側端面（ＩＦ）をそれぞれカーボン発生装置（日本カノマックス（株）製、型式Ｓ4102）に接続した後、この装置から微粒子を含む、温度25℃の乾燥空気を単位時間当たりの流量を2.27Ｎｍ３／分として各試料に向かって噴射し、各試料であるハニカム構造体の体積0.001ｍ３に対して12ｇの微粒子を捕集させた。次に、電気ヒータを用いて微粒子を燃焼除去することにより、ハニカム構造体を再生した。
　なお、再生条件は、流出側端面（ＯＦ）付近における燃焼温度を1200℃、燃焼時間を10分とし、供給する空気の流量を1.0ｍ３／分とした。
　この捕集および再生を１サイクルとして、このサイクルを繰り返し、再生した後に、流出側端面（ＯＦ）における封止材を目視で観察し、個々の封止材全体に及ぶクラックが始めて観察されたサイクル数を表２に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、試料Ｎｏ．11は、試料Ｎｏ．10よりも封止材にクラックが観察されるのが遅かった。この結果より、流出口を封止する封止材におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が、隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数よりも少ないことにより、ハニカム構造体の信頼性を高められることがわかった。
　造孔剤のアスペクト比と添加量を異ならせた試料を作製し、圧縮破壊強度の測定と、通気性確認のためガス透過率の測定を行なった。なお、造孔剤として、ポリエチレン樹脂を用い、添加量およびアスペクト比を表３に示す通りとしたこと以外は、実施例１の試料Ｎｏ．５と同様の方法により試料を作製した。
　そして、各試料を構成する隔壁の気孔率を水銀圧入法によって求めた。
　また、ハニカム構造体から切り出した隔壁の一部をポリエステル系の冷間埋込樹脂に埋め込んで円柱状の試料を作製した。そして、この試料の端面をダイヤモンド砥粒で研磨することにより、ハニカム構造体の軸方向に垂直な隔壁の断面を得た。
　次に、走査型電子顕微鏡を用い、倍率を100倍とし、ハニカム構造体の軸方向に垂直な隔壁の断面のうち、隔壁の流入側表面および流出側表面のそれぞれが測定範囲に含まれる部分の画像をＣＣＤカメラで取り込んだ。そして、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用いて、粒子解析という手法で解析することによって、隔壁の断面における流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔の面積率を求めた。ここで、粒子解析の設定条件としては、明度を暗、範囲指定を有、穴埋めを無、小図形除去面積を５μｍ、補正方法を手動、２値化の方法を手動、画像の明暗を示す指標であるしきい値を、画像内の各点が有する明るさを示すヒストグラムのピーク値と同じになるように設定した。そして、隔壁の気孔率をＡ、連通気孔の面積率をＢとし、Ｂ／Ａの値を算出した。
　また、実施例１と同様の方法により、圧縮破壊強度およびガス透過率の測定を行なった。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、試料Ｎｏ．13～16は、試料Ｎｏ．17、18よりも圧縮破壊強度の値が大きく、試料Ｎｏ．12よりもガス透過率の値が大きいものであった。この結果から、隔壁の気孔率が50％以上56％以下であり、隔壁の気孔率をＡ、連通気孔の面積率をＢとしたとき、Ｂ／Ａが0.60以上0.80以下であることにより、優れた機械的強度を有するともに、高い通気性能によって圧力損失が低いものであることがわかった。
　坏土の硬度を異ならせた試料を作製し、圧縮破壊強度の測定と、通気性確認のためガス透過率の測定を行なった。なお、滑り材の添加量を調整して、坏土の硬度が表４に示す値であったこと以外は、実施例３の試料Ｎｏ．13と同様の方法により試料を作製した。
　そして、各試料を構成する隔壁の気孔率を水銀圧入法によって求めた。
　また、隔壁の流出側表面の開気孔の面積率については、隔壁３の流入側表面を測定面とし、粒子解析の設定条件のうち、範囲指定を無としたこと以外は、実施例３の連通気孔の面積率を算出したときと同じ方法により求めた。そして、隔壁の気孔率をＡ、隔壁の流出側表面の開気孔の面積率をＣとし、Ｃ／Ａの値を算出した。
　また、実施例１と同様の方法により、圧縮破壊強度およびガス透過率の測定を行なった。結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、試料Ｎｏ．20～23は、試料Ｎｏ．19と圧縮破壊強度の値が同じであり、試料Ｎｏ．19や22より、ガス透過率の値が大きいものであった。この結果より、隔壁の気孔率をＡ、隔壁の流出側表面の開気孔の面積率をＣとしたとき、Ｃ／Ａが0.95以上1.1以下であることにより、ＥＧ中の微粒子の捕集を進めても圧力損失の増大が少ないことから、捕集効率がさらに向上することがわかった。
１、10、20、30：ハニカム構造体
２：外壁
３：隔壁
４：封止材
５：流通路
６：窪み
７：把持材
８：ケース
９：導入管
100：ガス処理装置
 

Claims (5)

  1. 　外壁と、該外壁の内側に設けられた複数の隔壁と、封止材とを備え、前記外壁および前記隔壁、または前記隔壁同士で囲まれた空間が流体の流通路となり、該流通路の流入口側または流出口側が前記封止材により封止されてなるハニカム構造体であって、前記隔壁が、チタン酸アルミニウム質焼結体からなり、前記隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が４．４８×１０４個／ｍｍ２以上６．４×１０４個／ｍｍ２以下であることを特徴とするハニカム構造体。
  2. 　前記流出口側を封止する前記封止材が、前記チタン酸アルミニウム質焼結体からなり、前記流出口側を封止する前記封止材におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数が、前記隔壁におけるチタン酸アルミニウムの結晶の単位面積当たりの個数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
  3. 　前記隔壁の気孔率が５０％以上５６％以下であり、該気孔率をＡ、前記隔壁の断面における前記流体の流入側表面から流出側表面に連通する連通気孔の面積率をＢとしたとき、Ｂ／Ａが０．６０以上０．８０以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハニカム構造体。
  4. 　前記隔壁の気孔率をＡ、前記隔壁の流出側表面の開気孔の面積率をＣとしたとき、Ｃ／Ａが０．９５以上１．１以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のハニカム構造体。
  5. 排気ガスの導入管が接続されたケース内に、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のハニカム構造体を備えていることを特徴とするガス処理装置。
     
     
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