JP2018167221A - Honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失が良好に抑制されたハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure. More specifically, the present invention relates to a honeycomb structure in which isostatic strength is improved and pressure loss is well suppressed.
従来、ディーゼルエンジン等から排出される排ガスは、流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム構造状のフィルタによって浄化されている。具体的には、上記フィルタは、排ガス中の有害物質を触媒によって浄化させたり、排ガス中の微粒状物質を捕集したりしている。 Conventionally, exhaust gas discharged from a diesel engine or the like has been purified by a honeycomb-structured filter having porous partition walls that define a plurality of cells extending from the inflow end surface to the outflow end surface. Specifically, the filter purifies harmful substances in the exhaust gas with a catalyst or collects particulate matter in the exhaust gas.
そして、このフィルタとしては、触媒を均一に塗布できるという観点から、セルの延びる方向に直交する断面におけるセルの形状が六角形(六角セル)であるものが広く用いられている。特に、市場では、浄化効率が高く且つ圧力損失が低いフィルタが要求され、隔壁が薄く且つセル密度が低いという条件と併せて六角セルが採用されることが多い。しかしながら、六角セルを有するハニカム構造体は、六角セルでないもの(例えば、上記断面におけるセルの形状が四角形のもの)を採用するハニカム構造体に比べて、アイソスタティック強度が低いという問題がある。更に、上述した、隔壁が薄く且つセル密度が低いという条件と併せて採用した場合、ハニカム構造体のアイソスタティック強度は、更に低下するという問題がある。 And as this filter, the thing whose shape of the cell in the cross section orthogonal to the cell extending direction is a hexagon (hexagonal cell) is widely used from a viewpoint that a catalyst can be apply | coated uniformly. In particular, in the market, a filter with high purification efficiency and low pressure loss is required, and hexagonal cells are often employed in combination with the condition that the partition walls are thin and the cell density is low. However, a honeycomb structure having hexagonal cells has a problem that isostatic strength is lower than that of a honeycomb structure that adopts non-hexagonal cells (for example, a cell having a square shape in the cross section). Furthermore, when it is employed in combination with the above-described conditions that the partition walls are thin and the cell density is low, there is a problem that the isostatic strength of the honeycomb structure further decreases.
そこで、六角セルを有するハニカム構造体において、アイソスタティック強度を向上させた六角セルを有するハニカム構造体が報告されている(例えば、特許文献1〜4を参照)。具体的には、特許文献1に記載のハニカム構造体は、外周壁から特定の距離(範囲)にあるセルを区画形成する隔壁を厚くしたり、補強したりすることによって、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が向上されている。特許文献2に記載のハニカム構造体は、隔壁の交点部、及び隔壁と外周壁との交点部の曲率半径を特定の範囲に設定することによって、アイソスタティック強度が向上されている。特許文献3に記載のハニカム構造体は、略直線状で両端が外周壁に接する強化領域を設け、この強化領域の隔壁を厚くすることによって、アイソスタティック強度が向上されている。特許文献4に記載のハニカム構造体は、連続しない隔壁強化領域を六角形の格子状に配置することによって、アイソスタティック強度が向上されている。
Thus, a honeycomb structure having hexagonal cells with improved isostatic strength has been reported in a honeycomb structure having hexagonal cells (see, for example,
特許文献1〜4のハニカム構造体では、フィルタとして要求される性能である圧力損失について問題がある。具体的には、特許文献1に記載のハニカム構造体は、隔壁を厚くするなどの手段が採用されるため、フィルタとして要求される性能である圧力損失が未だ高く、圧力損失の低減の余地がある。
In the honeycomb structures of
特許文献2に記載のハニカム構造体は、触媒の剥離を抑制することを目的として六角セルの交点部の全部に曲率を持たせているため、圧力損失が大きくなる。
Since the honeycomb structure described in
特許文献3に記載のハニカム構造体は、強化領域(強化セル壁によって区画形成されたセル)において触媒が詰まり、圧力損失が大きくなる。 In the honeycomb structure described in Patent Document 3, the catalyst is clogged in the reinforced region (cells defined by the reinforced cell walls), and the pressure loss increases.
特許文献4に記載のハニカム構造体は、厚さが大きな強化隔壁を有するので、圧力損失を十分に抑制することが難しい。
Since the honeycomb structure described in
以上のように、六角セルを有するハニカム構造体において、アイソスタティック強度を向上させようとすると、圧力損失が大きくなるという問題がある。そこで、アイソスタティック強度を向上させながら、圧力損失が良好に抑制されたハニカム構造体の開発が切望されていた。 As described above, in the honeycomb structure having hexagonal cells, there is a problem that pressure loss increases when isostatic strength is improved. Accordingly, there has been a strong demand for the development of a honeycomb structure in which pressure loss is well suppressed while improving isostatic strength.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失が良好に抑制された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 thereof is to provide a honeycomb structure with improved isostatic strength and favorable suppression of pressure loss.
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] 流体の流路となる一方の端面である流入端面から他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、前記セルの延びる方向に直交する断面における前記セルの形状が、六角形であり、前記隔壁が、板状の隔壁本体と、前記隔壁本体同士が交差する交点部と、からなり、前記隔壁の前記交点部は、厚肉にして補強された厚肉交点部と、前記厚肉交点部以外の前記交点部であり厚肉でない通常交点部と、からなり、前記隔壁本体と前記交点部のうち、前記交点部のみが厚肉に補強され、前記端面において1つの前記交点部を起点とし、前記起点を頂点の1つとし且つ他の5つの前記交点部をそれぞれ頂点とする六角形である基準六角形を想定し、その後、前記基準六角形の外側に、少なくとも1つの辺を共有する六角形を配置して、六角形の網目を有する網状の図形である六角形網を前記端面上に想定したとき、前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部が、前記厚肉交点部であるか、或いは、前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部と、前記六角形網が通過する位置にある前記セルを区画形成する前記隔壁の前記交点部の少なくとも一つの前記交点部とが、前記厚肉交点部であるハニカム構造体。 [1] In a cross section orthogonal to the cell extending direction, including a porous partition wall defining a plurality of cells extending from an inflow end surface that is one end surface serving as a fluid flow path to an outflow end surface that is the other end surface The cell has a hexagonal shape, and the partition wall is composed of a plate-shaped partition wall main body and an intersection portion where the partition wall main bodies intersect each other, and the intersection portion of the partition wall is reinforced by being thickened. A thick intersection point and a normal intersection point that is an intersection point other than the thick intersection point and is not thick, and of the partition wall body and the intersection point, only the intersection point is reinforced thickly. , Assuming a reference hexagon that is a hexagon starting from one of the intersections on the end face, the starting point being one of the vertices, and the other five intersections being vertices; At least one side outside the square When the hexagonal mesh, which is a net-like figure having a hexagonal mesh, is assumed on the end face by arranging a shared hexagon, the intersection of the partition walls at a position where the hexagonal mesh passes, The intersecting point of the partition that is the thick-walled intersection or the partition of the partition at the position where the hexagonal mesh passes and the intersection of the partition that forms the cell at the position where the hexagonal mesh passes A honeycomb structure in which at least one of the intersection portions is the thick intersection portion.
[2] 前記六角形網を構成する前記六角形の網目において、対向する辺の間の距離が、10〜60mmである前記[1]に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb structure according to [1], wherein a distance between opposing sides of the hexagonal mesh constituting the hexagonal mesh is 10 to 60 mm.
[3] 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記厚肉交点部の内側に、面積が最大となる内接円を描いたとき、前記厚肉交点部は、前記内接円の直径が0.10〜0.40mmの範囲を満たす前記[1]または[2]に記載のハニカム構造体。 [3] In a cross section orthogonal to the cell extending direction, when an inscribed circle having the maximum area is drawn inside the thick intersection point, the thick intersection point has a diameter of the inscribed circle. The honeycomb structure according to [1] or [2], which satisfies a range of 0.10 to 0.40 mm.
[4] 前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部のみが、前記厚肉交点部である前記[1]〜[3]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [4] The honeycomb structure according to any one of [1] to [3], wherein only the intersection portion of the partition wall at a position through which the hexagonal mesh passes is the thick intersection portion.
[5] 前記厚肉交点部は、前記セルに露出した面が、湾曲した凹面である前記[1]〜[4]のいずれかに記載のハニカム構造体。 [5] The honeycomb structure according to any one of [1] to [4], wherein the thick-walled intersection is a curved concave surface.
[6] 前記厚肉交点部は、前記湾曲した凹面に外接する円の半径が、0.10〜0.40mmである前記[5]に記載のハニカム構造体。 [6] The honeycomb structure according to [5], wherein a radius of a circle circumscribing the curved concave surface is 0.10 to 0.40 mm at the thick intersection point.
本発明のハニカム構造体は、複数の交点部のうち特定の交点部のみを厚肉(厚肉交点部)とすることにより、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失が良好に抑制されたものである。 In the honeycomb structure of the present invention, only a specific intersection portion among a plurality of intersection portions is thick (thick intersection portion), so that isostatic strength is improved and pressure loss is well suppressed. Is.
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。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。 Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and it is understood that design changes, improvements, and the like can be added as appropriate based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should.
(1)ハニカム構造体:
本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、図1〜図4に示すようなハニカム構造体100である。ハニカム構造体100は、流体の流路となる一方の端面である流入端面11から他方の端面である流出端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する多孔質の隔壁1を備えている。ハニカム構造体100は、セル2の延びる方向に直交する断面におけるセル2の形状が、六角形である。ハニカム構造体100は、隔壁1が、板状の隔壁本体4(図4参照)と、隔壁本体4同士が交差する交点部5と、からなる。隔壁1の交点部5は、厚肉にして補強された厚肉交点部14と、厚肉交点部14以外の交点部5であり厚肉でない通常交点部15と、からなる。また、ハニカム構造体100は、隔壁本体4と交点部5のうち、交点部5のみが厚肉に補強されている。そして、ハニカム構造体100は、以下のように、六角形網21を流入端面11上に想定したとき、六角形網21が通過する位置にある隔壁1の交点部5が、厚肉交点部14である。または、ハニカム構造体100は、六角形網21が通過する位置にある隔壁1の交点部5と、六角形網21が通過する位置にあるセル2を区画形成する隔壁1の交点部5の少なくとも一つの交点部5とが、厚肉交点部14である。六角形網21は、以下のようにして規定される図形である。即ち、まず、ハニカム構造体100の端面において1つの交点部5を起点とし、この起点を頂点の1つとし且つ他の5つの交点部5をそれぞれ頂点とする六角形である基準六角形23(図2中、太線の破線で示す)を想定する。その後、基準六角形23の外側に、少なくとも1つの辺を共有する六角形を配置する。このようにして、六角形の網目を有する網状の図形である六角形網21(図2中、破線で示す)を流入端面11上に想定する。なお、ハニカム構造体100は、上記条件を満たす位置にある交点部5のみが、厚肉交点部であり、その他の交点部5が通常交点部15である。つまり、全ての交点部5が厚肉に補強されている場合は、本発明のハニカム構造体には該当しない。ハニカム構造体100は、最外周に外周壁26を有している。図2中、基準六角形23は、説明の便宜上、太線の破線で示しているが六角形網21と区別されるものではなく六角形網21を構成するものである。
(1) Honeycomb structure:
One embodiment of the honeycomb structure of the present invention is a
図1は、本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、本発明のハニカム構造体の一の実施形態における一方の端面上に六角形網を想定したときの状態を模式的に示す平面図である。図3は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。図4は、図3に示す端面を更に拡大して模式的に示す平面図である。なお、図2では、セル及び隔壁は記載を省略している。図3では、ハニカム構造体の端面の一部を選択して拡大して示している。図5〜図8も同様である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a honeycomb structure of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing a state when a hexagonal mesh is assumed on one end face in one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. Fig. 3 is an enlarged plan view schematically showing one end face in one embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 4 is a plan view schematically showing the end face shown in FIG. 3 further enlarged. In FIG. 2, the cells and the partition walls are not shown. In FIG. 3, a part of the end face of the honeycomb structure is selected and enlarged. The same applies to FIGS.
このようなハニカム構造体100は、特定の位置にある交点部5を厚肉交点部14とすることにより、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失の増大が良好に抑制されたものとなっている。
In such a
つまり、本発明は、セル2の延びる方向に直交する断面におけるセル2の形状が「六角形」であるハニカム構造体において、上記「六角形網21」を想定し、更に、この六角形網21との関係において厚肉交点部14を配置することで、上記効果を得ることができる。更に言えば、流入端面11上に想定する図形は、網状であることが必要であり、更にはこの網状の図形は六角形からなるものであることが必要である。
That is, the present invention assumes the above-mentioned “
ハニカム構造体100は、図2に示すように六角形網21を構成する六角形の網目において、対向する辺の間の距離Dが、10〜60mmであることが好ましく、20〜50mmであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、アイソスタティック強度を十分に向上しつつ、圧力損失の増大を良好に抑制することができる。対向する辺の間の距離が10mm未満であると、圧力損失の増大を抑制する効果が不十分となり、燃費が悪化するおそれがある。60mm超であると、アイソスタティック強度の向上を十分に図れずに、キャニング(canning)時にハニカム構造体が破損するおそれがある。「対向する辺の間の距離」は、対向する3組の辺の間のそれぞれの距離(対向する辺の中心と中心を結んだ距離)の平均値となるものである。例えば、六角形網を構成する六角形が正六角形である場合、対向する平行な辺の間の距離のことである。
In the
ハニカム構造体100は、セル2の延びる方向に直交する断面において、厚肉交点部14の内側に、面積が最大となる内接円27(図4参照)を描いたとき、厚肉交点部14は、内接円27の直径が0.10〜0.40mmの範囲を満たすことが好ましい。厚肉交点部14の上記内接円27の直径が上記範囲を満たすことにより、アイソスタティック強度が更に向上され、圧力損失が更に良好に抑制される。厚肉交点部14の上記内接円27の直径が0.10mm未満であると、アイソスタティック強度の向上が十分に図れずに、キャニング(canning)時にハニカム構造体が破損するおそれがある。0.40mm超であると、圧力損失が増加するため、燃費が悪化するおそれがある。この厚肉交点部の内接円の直径は、ハニカム構造体の端面を撮影したときの画像を解析することにより測定することができる。具体的には、上記内接円の直径は、ハニカム構造体の端面中の複数(10個)の厚肉交点部を任意に選択し、それぞれの厚肉交点部における「面積が最大となる内接円」を描き、その直径を測定し、平均値を算出して求める。
When the inscribed circle 27 (see FIG. 4) having the largest area is drawn inside the
ハニカム構造体100は、上述したように、六角形網21が通過する位置にある隔壁1の交点部5(この交点部5のみ)が、厚肉交点部14であってもよいし、以下のように厚肉交点部14が配置されてもよい。つまり、六角形網21が通過する位置にある隔壁1の交点部5と、六角形網21が通過する位置にあるセル2を区画形成する隔壁1の交点部5の少なくとも一つの交点部5とが、厚肉交点部14であってもよい。これらのうちで、ハニカム構造体100は、六角形網21が通過する位置にある隔壁1の交点部5のみが、厚肉交点部14であることが好ましい。つまり、厚肉交点部14は、いずれのように配置されてよいが、六角形網21が通過する位置のみに配置されることが好ましい。このように厚肉交点部14を、六角形網21が通過する位置のみに配置することにより、アイソスタティック強度が更に向上され、圧力損失が更に良好に抑制される。「六角形網が通過する位置にある隔壁の交点部(またはセル)」とは、ハニカム構造体の端面上に六角形網を描いたとき、この六角形網の軌跡と重なる位置にある交点部(またはセル)を意味する。
In the
図3に示すハニカム構造体100、図5に示すハニカム構造体101は、それぞれ、六角形網21が通過する位置にある隔壁1の交点部5のみが、厚肉交点部14であるものである。図5は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。
In the
図6に示すハニカム構造体102では、六角形網21が通過する位置にある隔壁1の交点部5と、六角形網21が通過する位置にあるセル2を区画形成する隔壁1の交点部5の少なくとも一つの交点部5とが、厚肉交点部14である。つまり、「六角形網が通過する位置にあるセル」を六角形網通過セルとするとき、この六角形網通過セルを区画形成する隔壁の6つの交点部のうち、少なくとも一つが厚肉交点部である。なお、図7に示すハニカム構造体103、図8に示すハニカム構造体104も、図6に示すハニカム構造体102と同様に厚肉交点部14が上記条件を満たすものである。
In the
図6は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。図7は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。図8は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態における一方の端面を拡大して模式的に示す平面図である。 FIG. 6 is a plan view schematically showing an enlarged one end face in still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 7 is a plan view schematically showing an enlarged one end face in still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 8 is a plan view schematically showing an enlarged one end face in still another embodiment of the honeycomb structure of the present invention.
基準六角形は、六角形(即ち、頂点を6つ有する図形)であればよいが、互いに対向する平行な辺を3組備える六角形であることが好ましく、正六角形であることが更に好ましい。このようにすることによって、アイソスタティック強度が更に向上され、圧力損失の増大が更に良好に抑制される。なお、基準六角形の外側に配置する六角形は、基準六角形と同じ形状であり、この基準六角形と少なくとも1つの辺を共有する六角形であることが好ましい。基準六角形を想定する際において、起点を決定した後、この起点以外の他の5つの頂点(交点部)を決定する場合、この「他の5つの頂点」は適宜選択できるが、上記のように基準六角形が正六角形となるように選択することがよい。 The reference hexagon may be a hexagon (that is, a figure having six vertices), but is preferably a hexagon having three sets of parallel sides facing each other, and more preferably a regular hexagon. By doing in this way, isostatic strength is further improved and the increase in pressure loss is suppressed more satisfactorily. The hexagon arranged outside the reference hexagon is the same shape as the reference hexagon, and is preferably a hexagon that shares at least one side with the reference hexagon. When assuming the reference hexagon, after determining the starting point, when determining the other five vertices (intersection points) other than this starting point, these “other five vertices” can be selected as appropriate, but as described above It is preferable to select the reference hexagon to be a regular hexagon.
本発明のハニカム構造体において厚肉交点部は、厚肉でない通常交点部に比べて厚肉にして補強されたものである限りその形状は特に制限はない。つまり、厚肉交点部は、セルの延びる方向に直交する断面において、その面積が通常交点部の面積よりも大きい交点部ということができる。 In the honeycomb structure of the present invention, the shape of the thick intersection point is not particularly limited as long as it is reinforced by thickening compared to the normal intersection point which is not thick. That is, it can be said that the thick intersection portion is an intersection portion whose area is larger than that of the normal intersection portion in a cross section orthogonal to the cell extending direction.
厚肉交点部は、セルに露出した面が、湾曲した凹面であることが好ましい。つまり、厚肉交点部は、セルの延びる方向に直交する断面において、円弧状をなすものであることが好ましい。このようにすることにより、アイソスタティック強度が更に向上される。 In the thick intersection point, the surface exposed to the cell is preferably a curved concave surface. That is, it is preferable that the thick intersection point has an arc shape in a cross section orthogonal to the cell extending direction. By doing so, the isostatic strength is further improved.
更に、厚肉交点部は、湾曲した凹面に外接する円の半径が、0.10〜0.40mmであることが好ましく、0.15〜0.35mmであることが更に好ましい。厚肉交点部が上記条件を満たすことにより、アイソスタティック強度が更に向上される。厚肉交点部の上記半径が0.10mm未満であると、アイソスタティック強度の向上が十分に図れずに、キャニング時にハニカム構造体が破損するおそれがある。0.40mm超であると、圧力損失が増加するため、燃費が悪化するおそれがある。 Further, in the thick intersection point, the radius of the circle circumscribing the curved concave surface is preferably 0.10 to 0.40 mm, and more preferably 0.15 to 0.35 mm. Isostatic strength is further improved when the thick-walled intersection meets the above conditions. If the radius of the thick-walled intersection is less than 0.10 mm, the isostatic strength cannot be sufficiently improved, and the honeycomb structure may be damaged during canning. If it exceeds 0.40 mm, the pressure loss increases, so that fuel consumption may be deteriorated.
隔壁(即ち、隔壁本体)の厚さは、38〜254μmであることが好ましく、50〜216μmであることが更に好ましい。38μmより薄いと、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が低くなることがある。254μmより厚いと、ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。隔壁(隔壁本体)1の厚さは、セル2の延びる方向に直交する断面において、交点部5の内側に、面積が最大となる内接円を描いたとき、隣り合う交点部5における当該内接円の中心O同士を結んだ直線の中央位置の厚さT(図4参照)をいうものとする。隔壁の厚さは、顕微鏡で観察する方法で測定した値であり、15箇所を測定したときの平均値である。
The thickness of the partition wall (i.e., the partition wall body) is preferably 38 to 254 [mu] m, and more preferably 50 to 216 [mu] m. If it is thinner than 38 μm, the isostatic strength of the honeycomb structure may be lowered. If it is thicker than 254 μm, the initial pressure loss of the honeycomb structure may increase. The thickness of the partition wall (partition wall main body) 1 is determined so that the inner wall of the
ハニカム構造体100は、隔壁本体4と交点部5のうち、交点部5のみが厚肉に補強されているものである。即ち、ハニカム構造体100では、交点部5は、上述の通り、厚肉であるもの(厚肉交点部)を有するが、隔壁本体4は、厚肉であるものを有さない。厚肉の隔壁本体4を有すると、初期の圧力損失が高くなり過ぎてしまう。なお、「隔壁本体が厚肉である」とは、上記のように隔壁本体の厚さを測定した際における隔壁本体の厚さが厚い(厚肉である)ことを意味する。上述した中央位置における厚さTが同じであれば、厚肉でないことになる。なお、「中央位置における厚さTが同じ」とは、中央位置における厚さTが均一である場合以外に、厚さTの平均値の±10%の範囲である場合も含むこととする。
The
ハニカム構造体のセル密度は、特に制限されないが、15.5〜186.0個/cm2であることが好ましく、46.5〜139.5個/cm2であることが更に好ましい。セル密度が、15.5個/cm2より小さいと、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が低くなることがある。セル密度が、186.0個/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、圧力損失が高くなることがある。 Cell density of the honeycomb structure is not particularly limited, preferably from 15.5 to 186.0 cells / cm 2, more preferably from 46.5 to 139.5 cells / cm 2. If the cell density is less than 15.5 cells / cm 2 , the isostatic strength of the honeycomb structure may be lowered. When the cell density is larger than 186.0 cells / cm 2 , the cell cross-sectional area (area of the cross section perpendicular to the cell extending direction) is decreased, and thus the pressure loss may be increased.
隔壁の気孔率は、20〜80%であることが好ましく、25〜70%であることが更に好ましい。気孔率が20%より小さいと、ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。気孔率が80%より大きいと、ハニカム構造体の強度が低くなることがある。気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。 The porosity of the partition walls is preferably 20 to 80%, more preferably 25 to 70%. When the porosity is less than 20%, the initial pressure loss of the honeycomb structure may be increased. If the porosity is higher than 80%, the strength of the honeycomb structure may be lowered. The porosity is a value measured by a mercury porosimeter.
隔壁の平均細孔径は、1〜30μmであることが好ましく、3〜35μmであることが更に好ましい。平均細孔径が1μmより小さいと、ハニカム構造体の初期の圧力損失が高くなることがある。平均細孔径が30μmより大きいと、ハニカム構造体のアイソスタティック強度が低くなることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータによって測定した値である。 The average pore diameter of the partition walls is preferably 1 to 30 μm, and more preferably 3 to 35 μm. When the average pore diameter is smaller than 1 μm, the initial pressure loss of the honeycomb structure may be increased. When the average pore diameter is larger than 30 μm, the isostatic strength of the honeycomb structure may be lowered. The average pore diameter is a value measured with a mercury porosimeter.
隔壁の材料としては、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、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される少なくとも1種が更に好ましい。これらの中でも、コージェライトが特に好ましい。 As the material of the partition wall, ceramic is preferable, and cordierite, silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, mullite, alumina, aluminum titanate, silicon nitride, and silicon carbide-cordierite because of excellent strength and heat resistance. More preferred is at least one selected from the group consisting of system composite materials. Among these, cordierite is particularly preferable.
本発明のハニカム構造体における各厚肉交点部は、ハニカム構造体の流入端面から流出端面までの領域においては、この領域の全部(全域)に形成されていることが好ましい。このように構成することによって、ハニカム構造体のセルの延びる方向全体の耐久性を良好に向上させることができる。 It is preferable that each thick-walled intersection in the honeycomb structure of the present invention is formed in the entire region (the entire region) from the inflow end surface to the outflow end surface of the honeycomb structure. By comprising in this way, durability of the whole direction of the cell of a honeycomb structure extending can be improved favorably.
(2)ハニカム構造体の製造方法:
本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。まず、ハニカム構造体を作製するための坏土を調整し、この坏土を成形して、ハニカム成形体を作製する(成形工程)。この成形時において、得られるハニカム構造体において流出セルとなるセルの少なくとも一部に、厚肉交点部を形成し、補強済みのハニカム成形体を形成することが好ましい。一方、成形時においては、セルに厚肉交点部を形成せずに、ハニカム成形体を得た後に、このハニカム成形体を乾燥したハニカム乾燥体、又は、ハニカム乾燥体を焼成したハニカム構造体のいずれかに、厚肉交点部を形成することもできる。
(2) Manufacturing method of honeycomb structure:
A method for manufacturing the honeycomb structure of the present embodiment will be described. First, a kneaded material for producing a honeycomb structure is prepared, and this kneaded material is formed to produce a honeycomb formed body (forming step). At the time of forming, it is preferable that a thick-walled intersection is formed in at least a part of the cells serving as outflow cells in the obtained honeycomb structure to form a reinforced honeycomb formed body. On the other hand, at the time of molding, after forming a honeycomb molded body without forming thick-walled intersections in the cells, the honeycomb dried body obtained by drying the honeycomb molded body, or the honeycomb structure obtained by firing the honeycomb dried body In either case, a thick intersection point may be formed.
次に、得られたハニカム成形体(或いは、必要に応じて行われた乾燥後のハニカム乾燥体)を焼成してハニカム構造体を作製することができる(ハニカム構造体作製工程)。 Next, the obtained honeycomb formed body (or the dried honeycomb body after drying as necessary) can be fired to prepare a honeycomb structure (honeycomb structure manufacturing step).
(2−1)成形工程:
まず、成形工程においては、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成するハニカム成形体を形成する。
(2-1) Molding process:
First, in the forming step, a ceramic forming raw material containing a ceramic raw material is formed to form a honeycomb formed body in which a plurality of cells serving as fluid flow paths are formed.
セラミック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、チタニア、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、チタニア、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、チタニア、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。なお、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 ceramic forming raw material is preferably one containing at least one selected from the group consisting of cordierite forming raw material, cordierite, mullite, alumina, titania, silicon carbide, and aluminum titanate, More preferably, it is at least one selected from the group consisting of cordierite forming raw material, cordierite, mullite, alumina, titania, silicon carbide, and aluminum titanate, cordierite forming raw material, cordierite, mullite, alumina, Particularly preferred is one selected from the group consisting of titania, 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 the 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.
また、このセラミック成形原料は、上記セラミック原料に、分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して調製することが好ましい。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造体の構造、材質等に合わせた組成比とすることが好ましい。 The ceramic forming raw material is preferably prepared by mixing the ceramic raw material with a dispersion medium, an organic binder, an inorganic binder, a pore former, a surfactant and the like. The composition ratio of each raw material is not particularly limited, and is preferably a composition ratio in accordance with the structure and material of the honeycomb structure to be manufactured.
セラミック成形原料を成形する際には、まず成形原料を混練して坏土とし、得られた坏土をハニカム形状に成形することが好ましい。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法としては特に制限はなく、押出成形、射出成形等の従来公知の成形方法を用いることができる。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方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。 When forming the ceramic forming raw material, it is preferable to first knead the forming raw material to form a kneaded material, and the obtained kneaded material is formed into a honeycomb shape. There is no restriction | limiting in particular as a method of kneading | mixing a shaping | molding raw material and forming a clay, For example, the method of using a kneader, a vacuum clay kneader, etc. can be mentioned. A method for forming a kneaded clay to form a honeycomb formed body is not particularly limited, and a conventionally known forming method such as extrusion molding or injection molding can be used. For example, a method of forming a honeycomb formed body by extrusion molding using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density can be cited as a suitable example. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable.
このような口金としては、例えば、二つの面を有し、一方の面にハニカム形状のスリットが格子状に形成されるとともに、他方の面にスリットと連通し、成形原料を導入するための裏孔が形成された口金基体からなる口金を挙げることができる。この口金は、スリットが交差する交点のうち、得られるハニカム構造体において交点部のうち厚肉交点部となる角部の頂点が、曲線状又は平面上に面取りされたものであることが好ましい。このような口金を用いることにより、ハニカム成形体の成形時において、所望の箇所に、選択的に厚肉交点部を形成することができる。また、口金のスリットの所定の交点に、交点部が厚肉となるように凹部や梁を設けてもよい。 As such a die, for example, it has two surfaces, and honeycomb-shaped slits are formed in a lattice shape on one surface and communicated with the slits on the other surface to introduce a forming raw material. A base made of a base body having holes formed therein can be mentioned. It is preferable that the corners of the base intersecting the slits are chamfered at the corners of the intersections where the slits intersect, which are the thick-walled intersections, on a curved or flat surface. By using such a die, a thick intersection can be selectively formed at a desired location during the formation of the honeycomb formed body. Moreover, you may provide a recessed part and a beam in the predetermined | prescribed intersection of the slit of a nozzle | cap | die so that an intersection part may become thick.
ハニカム成形体の形状は、特に限定されず、円筒形状(円柱状)、中心軸に直交する断面が楕円形、レーストラック形状、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形の筒形状(柱状)等を挙げることができる。作製しようとするハニカム構造体が、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場合には、ハニカム成形体の形状は、中心軸に直交する断面が三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形の筒形状(柱状)であることが好ましい。 The shape of the honeycomb formed body is not particularly limited, and is a cylindrical shape (columnar shape), a cross section orthogonal to the central axis is an elliptical shape, a racetrack shape, a triangular shape such as a triangular shape, a quadrangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape or an octagonal shape. Examples include a shape (columnar shape). When the honeycomb structure to be manufactured is formed by joining a plurality of honeycomb segments, the shape of the honeycomb molded body is a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a cross section perpendicular to the central axis, A polygonal cylindrical shape (columnar shape) such as an octagon is preferable.
上記成形後に、得られたハニカム成形体を乾燥してもよい。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、凍結乾燥等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組合せて行うことが好ましい。 After the above forming, the obtained honeycomb formed body may be dried. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying and the like. Among them, dielectric drying, microwave drying or It is preferable to perform hot air drying alone or in combination.
なお、ハニカム成形体の成形時に厚肉交点部を形成しない場合には、厚肉交点部が形成されていないハニカム成形体を得た後、厚肉交点部の材料であるスラリーを用い、このスラリーを交点部のうちの所定の交点部に塗布する。その後、上記スラリーを乾燥、焼成させることにより、厚肉交点部を形成することができる。 In the case where the thick-walled intersection is not formed at the time of forming the honeycomb molded body, after obtaining the honeycomb molded body in which the thick-walled intersection is not formed, the slurry that is the material of the thick-walled intersection is used. Is applied to a predetermined intersection of the intersections. Thereafter, the thick intersection point can be formed by drying and firing the slurry.
(2−2)ハニカム構造体作製工程:
次に、得られたハニカム成形体を焼成して、ハニカム構造体を得ることができる。なお、ハニカム成形体の焼成は、ハニカム構造体が目封止部を有する場合、ハニカム成形体に目封止部を配設した後に行うことが好ましい。
(2-2) Honeycomb structure manufacturing process:
Next, the obtained honeycomb formed body can be fired to obtain a honeycomb structure. When the honeycomb structure has a plugged portion, the honeycomb formed body is preferably fired after the plugged portion is disposed in the 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、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.) therein 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, 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、コージェライト化原料を使用している場合には、焼成温度は、1410〜1440℃が好ましい。また、焼成時間は、最高温度でのキープ時間として、4〜6時間が好ましい。 Firing of the honeycomb formed body (main firing) is performed in order to sinter and densify the forming raw material constituting the calcined 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 cordierite forming raw material is used, the firing temperature is preferably 1410 to 1440 ° C. In addition, the firing time is preferably 4 to 6 hours as a keep time at the maximum temperature.
(2−3)目封止工程:
なお、所定のセルの一方の端部及び残余のセルの他方の端部に目封止部を備える場合(目封止ハニカム構造体である場合)、以下の目封止工程を行うことができる。即ち、ハニカム成形体の流入端面における所定のセルの開口部、及び流出端面における残余のセルの開口部に目封止を施して目封止部を形成する。
(2-3) Plugging step:
In addition, when a plugging portion is provided at one end portion of a predetermined cell and the other end portion of the remaining cells (in the case of a plugged honeycomb structure), the following plugging step can be performed. . That is, plugging portions are formed by plugging the openings of predetermined cells on the inflow end face of the honeycomb formed body and the openings of the remaining cells on the outflow end face.
具体的には、以下のように目封止部を形成することができる。まず、一方の端部側に目封止材料を充填し、その後、他方の端部側に目封止材料を充填する。一方の端部側に目封止材料を充填する方法としては、ハニカム構造体の一方の端面(例えば、流入端面)にシートを貼り付け、シートにおける、「目封止部を形成しようとするセル」と重なる位置に孔を開けるマスキング工程と、「ハニカム構造体の、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、目封止材料をハニカム構造体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。目封止材料をハニカム構造体のセル内に圧入する際には、目封止材料は、シートに形成された孔を通過し、シートに形成された孔と連通するセルのみに充填される。 Specifically, the plugged portion can be formed as follows. First, one end portion side is filled with a plugging material, and then the other end portion side is filled with a plugging material. As a method of filling the plugging material on one end side, a sheet is attached to one end face (for example, the inflow end face) of the honeycomb structure, and “cells to form plugging portions in the sheet” A masking process for opening a hole at a position overlapping with the sheet, and press-fitting the end of the honeycomb structure on the side where the sheet is attached into the container in which the plugging material is stored, And a press-fitting step of press-fitting into the cells of the honeycomb structure. When the plugging material is press-fitted into the cells of the honeycomb structure, the plugging material passes through the holes formed in the sheet and is filled only in the cells communicating with the holes formed in the sheet.
また、ハニカム構造体の他方の端部(例えば、流出端面)側に目封止材料を充填する方法も、上述したハニカム構造体の一方の端部側に目封止材料を充填する方法と同様の方法を採用することが好ましい。また、ハニカム構造体の両端部に、目封止材料を同時に充填してもよい。 Further, the method of filling the plugging material on the other end portion (for example, the outflow end face) side of the honeycomb structure is the same as the method of filling the plugging material on the one end portion side of the honeycomb structure described above. It is preferable to adopt this method. Moreover, the plugging material may be simultaneously filled in both end portions of the honeycomb structure.
この目封止工程は、成形工程の後で、ハニカム成形体の焼成前に行うことが好ましい。 This plugging step is preferably performed after the forming step and before firing the honeycomb formed body.
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、コージェライト化原料(アルミナ、タルク、カオリン)を用いた。アルミナ、タルク、カオリンの質量比は、焼成後、コージェライトが得られる質量比とした。セラミック原料に、バインダ(メチルセルロース)、水を混合してセラミック成形原料を得た。得られたセラミック成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。
Example 1
As a ceramic raw material, a cordierite forming raw material (alumina, talc, kaolin) was used. The mass ratio of alumina, talc, and kaolin was the mass ratio at which cordierite was obtained after firing. A ceramic raw material was obtained by mixing a ceramic raw material with a binder (methylcellulose) and water. The obtained ceramic forming raw material was kneaded using a kneader to obtain clay.
次に、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体は、セルの延びる方向に直交する断面におけるセルの形状が、六角形であった。 Next, the obtained kneaded material was molded using a vacuum extrusion molding machine to obtain a honeycomb molded body. In the obtained honeycomb formed body, the shape of the cell in the cross section orthogonal to the cell extending direction was a hexagon.
ハニカム成形体の形状は、このハニカム成形体を焼成した後のハニカム構造体における隔壁の厚さが90μmであった。また、セル密度は、116個/cm2であった。 Regarding the shape of the honeycomb formed body, the partition wall thickness in the honeycomb structure after firing the honeycomb formed body was 90 μm. The cell density was 116 cells / cm 2 .
ハニカム構造体の隔壁の気孔径は5μmであり、気孔率は35%であった。平均細孔径及び気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。 The pore diameter of the partition walls of the honeycomb structure was 5 μm, and the porosity was 35%. The average pore diameter and porosity are values measured with a mercury porosimeter.
また、ハニカム成形体の全体形状は、円筒形(端面の直径が110.0mm、セルの延びる方向における長さが97.1mm)であった。ハニカム成形体は、その全体形状を一体的に形成したもの(一体構造)であった。 Further, the overall shape of the honeycomb formed body was a cylindrical shape (the diameter of the end face was 110.0 mm, and the length in the cell extending direction was 97.1 mm). The honeycomb formed body was formed integrally with the entire shape (integrated structure).
また、このハニカム成形体には、成形時において、隔壁の交点部のうちの所定の交点部を厚肉交点部(図5参照)とし、残余の交点部を通常交点部とした。 Further, in this honeycomb formed body, a predetermined intersection portion of the intersection portions of the partition walls was set as a thick intersection portion (see FIG. 5), and the remaining intersection portion was set as a normal intersection portion.
本実施例において、ハニカム成形体は、厚肉交点部を、図5に示すように配置した。つまり、六角形網が通過する位置にある交点部のみを、厚肉交点部とした。なお、図5中、黒丸で示す交点部が厚肉交点部である。 In this example, the honeycomb formed body was arranged with thick-walled intersections as shown in FIG. That is, only the intersection portion at the position where the hexagonal mesh passes was defined as the thick intersection portion. In FIG. 5, the intersection indicated by the black circle is the thick intersection.
次に、ハニカム成形体について、450℃で5時間加熱することにより脱脂を行い、更に、1425℃で7時間加熱することにより焼成を行い、ハニカム構造体を得た。 Next, the honeycomb formed body was degreased by heating at 450 ° C. for 5 hours, and further fired by heating at 1425 ° C. for 7 hours to obtain a honeycomb structure.
得られたハニカム構造体について、以下ように「アイソスタティック強度」及び「圧力損失」の評価を行った。 The obtained honeycomb structure was evaluated for “isostatic strength” and “pressure loss” as follows.
(アイソスタティック強度)
アイソスタティック強度の測定は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格(JASO規格)のM505−87で規定されているアイソスタティック破壊強度試験に基づいて行った。アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に、ハニカム構造体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮を行う試験である。即ち、アイソスタティック破壊強度試験は、コンバータの缶体に、ハニカム構造体が外周面把持される場合の圧縮負荷加重を模擬した試験である。このアイソスタティック破壊強度試験によって測定されるアイソスタティック強度は、ハニカム構造体が破壊したときの加圧圧力値(MPa)で示される。アイソスタティック強度の評価は、比較例1のハニカム構造体のアイソスタティック強度を基準として、下記評価基準により評価を行った。なお、「アイソスタティック強度」の比(比較例1のハニカム構造体のアイソスタティック強度に対する各実施例、比較例のアイソスタティック強度の比の値)について、表1中、「アイソ強度比」と記す。
(Isostatic strength)
The measurement of isostatic strength was performed based on the isostatic fracture strength test prescribed | regulated by M505-87 of the automobile standard (JASO standard) by the Japan Society for Automotive Engineers. The isostatic fracture strength test is a test in which a honeycomb structure is placed in a rubber cylindrical container, covered with an aluminum plate, and isotropically compressed under water. That is, the isostatic fracture strength test is a test that simulates the compressive load applied when the honeycomb structure is gripped on the outer peripheral surface of the converter can. The isostatic strength measured by this isostatic fracture strength test is indicated by a pressure value (MPa) when the honeycomb structure breaks. The isostatic strength was evaluated based on the following evaluation criteria based on the isostatic strength of the honeycomb structure of Comparative Example 1. The ratio of “isostatic strength” (value of the ratio of the isostatic strength of each example and comparative example to the isostatic strength of the honeycomb structure of Comparative Example 1) is shown as “Isostatic ratio” in Table 1. .
「アイソスタティック強度」の比が1.8以上である場合にはアイソスタティック強度が良好に向上されるので「優」と評価する。「アイソスタティック強度」の比が1.5以上で1.8未満である場合には「良」とし、1.2超で1.5未満である場合には「可」と評価する。「アイソスタティック強度」の比が1.2未満である場合にはアイソスタティック強度の向上が十分でなく「不可」と評価する。結果を表1に示す。 When the ratio of “isostatic strength” is 1.8 or more, since the isostatic strength is improved satisfactorily, it is evaluated as “excellent”. When the ratio of “isostatic strength” is 1.5 or more and less than 1.8, “good” is evaluated, and when it is more than 1.2 and less than 1.5, “good” is evaluated. When the ratio of “isostatic strength” is less than 1.2, the improvement in isostatic strength is not sufficient and it is evaluated as “impossible”. The results are shown in Table 1.
(圧力損失(初期圧力損失))
ハニカム構造体の隔壁に、煤や灰等の粒子状物質が堆積していない状態における圧力損失を測定した。具体的には、触媒を担持させたハニカム構造体に25℃の一定流量の空気を流入し、ハニカム構造体の流入端面と流出端面での圧力を測定し、その差圧を初期圧力損失とした。圧力損失の評価は、比較例1のハニカム構造体の圧力損失を基準として、下記評価基準により評価を行った。なお、「圧力損失」の比(比較例1のハニカム構造体の圧力損失に対する各実施例、比較例の圧力損失の比の値)について、表1中、「圧力損失比」と記す。
(Pressure loss (initial pressure loss))
Pressure loss was measured in a state where particulate matter such as soot and ash was not deposited on the partition walls of the honeycomb structure. Specifically, air at a constant flow rate of 25 ° C. flows into the honeycomb structure carrying the catalyst, the pressure at the inflow end face and the outflow end face of the honeycomb structure is measured, and the differential pressure is defined as the initial pressure loss. . The pressure loss was evaluated based on the following evaluation criteria based on the pressure loss of the honeycomb structure of Comparative Example 1. In addition, the ratio of “pressure loss” (the value of the ratio of pressure loss of each example and comparative example to the pressure loss of the honeycomb structure of comparative example 1) is described as “pressure loss ratio” in Table 1.
「圧力損失」の比が1.02以下である場合は、圧力損失の抑制が十分であり「優」と評価する。「圧力損失」の比が1.02より大きく1.05以下である場合は、「良」と評価し、1.05より大きく1.10以下である場合は「可」と評価する。「圧力損失」の比が1.10よりも大きい場合は、圧力損失の抑制が不十分であり「不可」と評価する。結果を表1に示す。 When the ratio of “pressure loss” is 1.02 or less, the pressure loss is sufficiently suppressed and it is evaluated as “excellent”. When the ratio of “pressure loss” is larger than 1.02 and 1.05 or less, it is evaluated as “good”, and when it is larger than 1.05 and 1.10 or less, it is evaluated as “good”. When the ratio of “pressure loss” is larger than 1.10, the suppression of pressure loss is insufficient and it is evaluated as “impossible”. The results are shown in Table 1.
表1中、「基準六角形における対向する辺の距離」は、六角形網を構成する六角形の網目において、対向する辺の間の距離のことを示す。「交点R」は、交点部における湾曲した凹面に外接する円の半径(交点の曲率半径(R))のことを示す。「厚肉交点部の内接円の直径」は、セルの延びる方向に直交する断面において、厚肉交点部の内側に、面積が最大となる内接円を描いたとき、この内接円の直径を示す。「厚肉交点部の配置パターン」は、厚肉交点部の配置を、図面番号を記載して示している。つまり、例えば、実施例1において、「図5」とは、図5に示すように厚肉交点部が配置されていることを示している(丸印は厚肉交点部の位置を示している)。図3、図6〜図8についても丸印は厚肉交点部の位置を示している。 In Table 1, “distance between opposing sides in the reference hexagon” indicates a distance between opposing sides in a hexagonal mesh constituting the hexagonal mesh. “Intersection R” indicates the radius of the circle circumscribing the curved concave surface at the intersection (the radius of curvature (R) of the intersection). “The diameter of the inscribed circle at the thick intersection point” means that the inscribed circle having the maximum area is drawn inside the thick intersection point in the cross section perpendicular to the cell extending direction. Indicates diameter. The “placement pattern of the thick intersection point” indicates the arrangement of the thick intersection point with a drawing number. That is, for example, in the first embodiment, “FIG. 5” indicates that the thick intersection point is arranged as shown in FIG. 5 (the circles indicate the positions of the thick intersection point). ). 3 and 6 to 8 also indicate the positions of the thick intersection points.
(実施例2〜7、比較例1〜3)
各条件を、表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてハニカム構造体を作製した。実施例1の場合と同様にして、作製したハニカム構造体について、「アイソスタティック強度」及び「圧力損失」の評価を行った。結果を表1に示す。
(Examples 2-7, Comparative Examples 1-3)
A honeycomb structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the conditions were changed as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, the manufactured honeycomb structure was evaluated for “isostatic strength” and “pressure loss”. The results are shown in Table 1.
比較例1では、交点部が湾曲しており、その交点の曲率半径(R)は0.05mmであった。比較例1においては、「厚肉交点部」が存在していなかったため、「厚肉交点部の配置パターン」の欄は、「−」とした。また、比較例2では、全ての交点部が厚肉交点部となっていたため、「厚肉交点部の配置パターン」の欄は、「全点補強」と記した。比較例3では、「隔壁本体の厚肉の有無」が「有」であり、隔壁本体が厚肉になっている部分を有するものであった。比較例3では、具体的には、セルの延びる方向に直交する断面において、交点部のうち全ての厚肉交点部から延びる3つの隔壁本体が全て厚肉になっていた。 In Comparative Example 1, the intersection portion was curved, and the radius of curvature (R) at the intersection point was 0.05 mm. In Comparative Example 1, since the “thick intersection point” did not exist, the “placement pattern of the thick intersection point” column was set to “−”. In Comparative Example 2, since all the intersections are thick intersections, the column “Pattern of thick intersections” is described as “all points reinforcement”. In Comparative Example 3, the “presence / absence of wall thickness of partition wall body” was “present”, and the partition wall body had a thick portion. In Comparative Example 3, specifically, in the cross section orthogonal to the cell extending direction, all three partition wall main bodies extending from all thick intersections among the intersections were thick.
表1より、実施例1〜7のハニカム構造体は、アイソスタティック強度が向上されるとともに、圧力損失の増大が良好に抑制されていることが確認できた。 From Table 1, it was confirmed that the honeycomb structures of Examples 1 to 7 were improved in isostatic strength and well suppressed in an increase in pressure loss.
本発明のハニカム構造体は、自動車等の排ガスを浄化するフィルタとして好適に利用することができる。 The honeycomb structure of the present invention can be suitably used as a filter for purifying exhaust gas from automobiles and the like.
1:隔壁、2:セル、4:隔壁本体、5:交点部、11:流入端面、12:流出端面、14:厚肉交点部、15:通常交点部、21:六角形網、23:基準六角形、26:外周壁、27:内接円、100,101,102,103,104:ハニカム構造体。 1: partition wall, 2: cell, 4: partition body, 5: intersection point, 11: inflow end surface, 12: outflow end surface, 14: thick intersection point, 15: normal intersection point, 21: hexagonal mesh, 23: reference Hexagon, 26: outer peripheral wall, 27: inscribed circle, 100, 101, 102, 103, 104: honeycomb structure.
Claims (6)
前記セルの延びる方向に直交する断面における前記セルの形状が、六角形であり、
前記隔壁が、板状の隔壁本体と、前記隔壁本体同士が交差する交点部と、からなり、
前記隔壁の前記交点部は、厚肉にして補強された厚肉交点部と、前記厚肉交点部以外の前記交点部であり厚肉でない通常交点部と、からなり、
前記隔壁本体と前記交点部のうち、前記交点部のみが厚肉に補強され、
前記端面において1つの前記交点部を起点とし、前記起点を頂点の1つとし且つ他の5つの前記交点部をそれぞれ頂点とする六角形である基準六角形を想定し、その後、前記基準六角形の外側に、少なくとも1つの辺を共有する六角形を配置して、六角形の網目を有する網状の図形である六角形網を前記端面上に想定したとき、
前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部が、前記厚肉交点部であるか、或いは、前記六角形網が通過する位置にある前記隔壁の前記交点部と、前記六角形網が通過する位置にある前記セルを区画形成する前記隔壁の前記交点部の少なくとも一つの前記交点部とが、前記厚肉交点部であるハニカム構造体。 Comprising a porous partition wall defining a plurality of cells extending from an inflow end surface which is one end surface serving as a fluid flow path to an outflow end surface which is the other end surface;
The shape of the cell in a cross section perpendicular to the cell extending direction is a hexagon,
The partition wall is composed of a plate-shaped partition wall main body, and an intersection portion where the partition wall main bodies intersect each other,
The intersection part of the partition wall is composed of a thick-walled and reinforced thick intersection part, and a normal intersection part that is the intersection part other than the thick-walled intersection part and is not thick,
Of the bulkhead body and the intersection, only the intersection is reinforced thickly,
Assuming a reference hexagon that is a hexagon starting from one of the intersections on the end face, the starting point being one of the vertices, and the other five intersections being vertices, and then the reference hexagon When a hexagonal mesh that is a net-like figure having a hexagonal mesh is arranged on the end face by arranging a hexagon sharing at least one side outside
The intersection part of the partition wall at a position where the hexagonal mesh passes is the thick intersection part, or the intersection point part of the partition wall at a position where the hexagonal mesh passes, and the hexagonal shape. A honeycomb structure in which at least one of the intersection portions of the partition walls that define and form the cell at a position where the net passes is the thick intersection portion.
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