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JP5937381B2 - Honeycomb structure - Google Patents

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JP5937381B2
JP5937381B2 JP2012049141A JP2012049141A JP5937381B2 JP 5937381 B2 JP5937381 B2 JP 5937381B2 JP 2012049141 A JP2012049141 A JP 2012049141A JP 2012049141 A JP2012049141 A JP 2012049141A JP 5937381 B2 JP5937381 B2 JP 5937381B2
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由紀夫 宮入
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Description

本発明は、ハニカム構造体に関し、更に詳しくは、多くの触媒を担持することができ、浄化効率が良好なハニカム触媒体の担体として使用でき、十分な強度を有するハニカム構造体に関する。   The present invention relates to a honeycomb structure, and more particularly to a honeycomb structure that can support a large amount of catalyst and can be used as a carrier for a honeycomb catalyst body with good purification efficiency and has sufficient strength.

従来、各種エンジン等から排出される排ガスを浄化するために、ハニカム構造体に触媒を担持したハニカム触媒体が用いられている。このようなハニカム触媒体は、流入側の端面から各セルに流体(排ガス)を流入させ、排ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)等の有害物質を触媒により浄化するものである。 Conventionally, in order to purify exhaust gas discharged from various engines and the like, a honeycomb catalyst body having a catalyst supported on a honeycomb structure is used. Such a honeycomb catalyst body allows a fluid (exhaust gas) to flow into each cell from the end face on the inflow side, and includes carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NO X ), etc. contained in the exhaust gas. It cleans harmful substances with a catalyst.

このようなハニカム触媒体に使用されるハニカム構造体は、排ガスの浄化効率を高めるために、触媒が担持される幾何学的面積を大きくし、排ガスと触媒との接触効率を高めるように作製されている(例えば、特許文献1,2を参照)。   In order to increase the purification efficiency of exhaust gas, the honeycomb structure used for such a honeycomb catalyst body is manufactured so as to increase the geometric area on which the catalyst is supported and to increase the contact efficiency between the exhaust gas and the catalyst. (For example, see Patent Documents 1 and 2).

特開2003−33664号公報JP 2003-33664 A 特開2001−269585号公報JP 2001-269585 A

近年、排ガス規制が厳しくなっている。そのため、多くの触媒を担持させることができるハニカム構造体の開発が切望されている。また、特許文献1,2に記載のハニカム触媒体の担体であるハニカム構造体は、交点部の熱容量が隔壁部の熱容量と同程度または隔壁部の熱容量よりも大きくなっている。そのため、交点部に担持された触媒は、活性温度に到達し難く、交点部の触媒が有効に働かない。その結果、排ガスの浄化効率が悪くなるという問題があった。   In recent years, exhaust gas regulations have become stricter. Therefore, development of a honeycomb structure capable of supporting many catalysts is eagerly desired. Further, in the honeycomb structure which is the carrier of the honeycomb catalyst body described in Patent Documents 1 and 2, the heat capacity of the intersection part is approximately the same as or larger than the heat capacity of the partition wall part. For this reason, the catalyst supported at the intersection is difficult to reach the activation temperature, and the catalyst at the intersection does not work effectively. As a result, there has been a problem that purification efficiency of exhaust gas is deteriorated.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、多くの触媒を担持することができ、浄化効率が良好なハニカム触媒体の担体として使用することができ、十分な強度を有するハニカム構造体を提供する。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to support a catalyst for a honeycomb catalyst body that can carry a large amount of catalyst and has good purification efficiency. A honeycomb structure that can be used and has sufficient strength is provided.

本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体が提供される。   According to the present invention, the following honeycomb structure is provided.

[1] 流体の流路となる複数のセルを区画形成し、複数の細孔が形成された多孔質の隔壁を複数備え、前記隔壁は、前記隔壁同士が交差する交点部と、前記交点部以外の隔壁部とを有し、前記交点部の気孔率が、40〜70%であり、前記隔壁部の気孔率が、30〜60%であり、前記交点部の気孔率が、前記隔壁部の気孔率よりも大きく、前記交点部の気孔率の値と前記隔壁部の気孔率の値との合計に対する、前記交点部の気孔率の値の割合が、60〜80%であるハニカム構造体。 [1] A plurality of cells that serve as fluid flow paths are defined and a plurality of porous partition walls formed with a plurality of pores are provided, and the partition walls include an intersection portion where the partition walls intersect with each other, and the intersection portion. The porosity of the intersection part is 40 to 70%, the porosity of the partition part is 30 to 60%, and the porosity of the intersection part is the partition part. honeycomb much larger than the porosity, to the sum of the value of the porosity value and the partition wall portion of the porosity of the intersection portion, the ratio of the value of the porosity of the intersection portion is 60 to 80% of the body.

[2] 最も大きい径が10μm超の前記細孔である大細孔の面積の合計が、全ての前記細孔の面積の合計の50%以上である前記[1]に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb structure according to [1], wherein the total area of the large pores, which are the pores having the largest diameter exceeding 10 μm, is 50% or more of the total area of all the pores.

[3] セルの延びる方向に直交する断面において、前記隔壁における前記細孔の外周形状が、円形及び楕円形の少なくとも一方である前記[1]または[2]に記載のハニカム構造体。 [3] The honeycomb structure according to [1] or [2], wherein an outer peripheral shape of the pores in the partition wall is at least one of a circle and an ellipse in a cross section orthogonal to a cell extending direction.

本発明のハニカム構造体は、交点部の気孔率が、40〜70%であり、隔壁部の気孔率が30〜60%である。そのため、触媒を担持させた後も圧力損失が増大し難く、多くの触媒を担持することができる。そして、本発明のハニカム構造体は、交点部の気孔率が隔壁部の気孔率よりも大きい。そのため、交点部の熱容量は、隔壁部の熱容量よりも小さい。その結果、交点部が昇温し易くなり、交点部の触媒が活性温度に到達し易くなる。そのため、ハニカム構造体を担体としてハニカム触媒体を作製したとき、このハニカム触媒体における排ガスの浄化効率が向上する。そして、本発明のハニカム構造体は、交点部の気孔率が40〜70%で、隔壁部の気孔率が30〜60%であることにより、十分な強度を有するものである。   In the honeycomb structure of the present invention, the porosity of the intersection part is 40 to 70%, and the porosity of the partition wall part is 30 to 60%. Therefore, even after the catalyst is loaded, the pressure loss hardly increases and a large number of catalysts can be loaded. In the honeycomb structure of the present invention, the porosity of the intersection part is larger than the porosity of the partition wall part. Therefore, the heat capacity of the intersection is smaller than the heat capacity of the partition wall. As a result, the temperature of the intersection part is easily increased, and the catalyst at the intersection part easily reaches the activation temperature. Therefore, when a honeycomb catalyst body is produced using the honeycomb structure as a carrier, the exhaust gas purification efficiency in the honeycomb catalyst body is improved. And the honeycomb structure of this invention has sufficient intensity | strength because the porosity of an intersection part is 40 to 70%, and the porosity of a partition part is 30 to 60%.

本発明のハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a honeycomb structure of the present invention. 図1に示すハニカム構造体の、セルが延びる方向に直交する断面を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section orthogonal to the cell extending direction of the honeycomb structure shown in FIG. 1. 図2に示すハニカム構造体の一部を拡大して模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged part of the honeycomb structure shown in FIG. 2. 坏土調製工程で使用し得る口金の一部を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically a part of nozzle | cap | die which can be used at a clay preparation process.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の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、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that modifications, improvements, and the like appropriately added to the embodiments described above fall within the scope of the present invention.

[1]ハニカム構造体:
本発明のハニカム構造体の一実施形態は、図1、図2に示すハニカム構造体100のように、流体の流路となる複数のセル4を区画形成し、複数の細孔12(図3参照)が形成された多孔質の隔壁5を複数備えている。ハニカム構造体100の隔壁5は、図3に示すように、隔壁5同士が交差する交点部10と、交点部10以外の隔壁部11とを有している。そして、ハニカム構造体100においては、交点部10の気孔率は、40〜70%であり、隔壁部11の気孔率は、30〜60%である。更に、交点部10の気孔率は隔壁部11の気孔率よりも大きくなっている。
[1] Honeycomb structure:
In an embodiment of the honeycomb structure of the present invention, like the honeycomb structure 100 shown in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of cells 4 serving as fluid flow paths are partitioned and a plurality of pores 12 (FIG. 3). A plurality of porous partition walls 5 formed with a reference) are provided. As shown in FIG. 3, the partition wall 5 of the honeycomb structure 100 includes an intersection point 10 where the partition walls 5 intersect each other and a partition wall part 11 other than the intersection point 10. And in the honeycomb structure 100, the porosity of the intersection part 10 is 40 to 70%, and the porosity of the partition part 11 is 30 to 60%. Furthermore, the porosity of the intersection part 10 is larger than the porosity of the partition part 11.

このようなハニカム構造体100は、交点部10の気孔率が40〜70%であり、隔壁部11の気孔率が30〜60%である。そのため、触媒を担持させた後も圧力損失が増大し難く、多くの触媒を担持することができる。そして、ハニカム構造体100は、交点部10の気孔率が隔壁部11の気孔率よりも大きい。そのため、ハニカム構造体100において交点部10の熱容量は、隔壁部11の熱容量よりも小さい。その結果、交点部10が昇温し易くなり、交点部10の触媒が活性温度に到達し易くなる。そのため、ハニカム構造体100を担体としてハニカム触媒体を作製したとき、このハニカム触媒体における排ガスの浄化効率が向上する。そして、ハニカム構造体100は、交点部10の気孔率が40〜70%で、隔壁部11の気孔率が30〜60%であることにより、十分な強度を有するものである。図1は、本発明のハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示すハニカム構造体の、セルが延びる方向に直交する断面を模式的に示す断面図である。   In such a honeycomb structure 100, the porosity of the intersection part 10 is 40 to 70%, and the porosity of the partition wall part 11 is 30 to 60%. Therefore, even after the catalyst is loaded, the pressure loss hardly increases and a large number of catalysts can be loaded. In the honeycomb structure 100, the porosity of the intersection portion 10 is larger than the porosity of the partition wall portion 11. Therefore, in the honeycomb structure 100, the heat capacity of the intersection part 10 is smaller than the heat capacity of the partition wall part 11. As a result, the temperature of the intersection portion 10 is easily increased, and the catalyst at the intersection portion 10 easily reaches the activation temperature. Therefore, when a honeycomb catalyst body is manufactured using the honeycomb structure 100 as a carrier, the exhaust gas purification efficiency in the honeycomb catalyst body is improved. And the honeycomb structure 100 has sufficient intensity | strength because the porosity of the intersection part 10 is 40 to 70%, and the porosity of the partition part 11 is 30 to 60%. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a honeycomb structure of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section perpendicular to the cell extending direction of the honeycomb structure shown in FIG.

「交点部」とは、セルの延びる方向に直交する断面において、隔壁同士が交差した領域であって、隔壁の表面に平行な直線に囲まれた領域のことである。即ち、交点部を挟んで隣り合う隔壁部の表面を互いに繋ぐ直線L(図3参照)を描いたとき、この直線Lに囲まれた領域のことである。図3に示すように、セル4の角部が面取りされている場合であっても、隔壁5の表面に平行な直線Lに囲まれた領域を「交点部」とする。図3は、図2に示すハニカム構造体の一部P、即ち交点部及び交点部付近を拡大して模式的に示す断面図である。   The “intersection point” is a region where the partition walls intersect each other in a cross section perpendicular to the cell extending direction and is surrounded by a straight line parallel to the surface of the partition wall. That is, when a straight line L (see FIG. 3) that connects the surfaces of the adjacent partition walls with the intersection portion interposed therebetween is drawn, the region is surrounded by the straight line L. As shown in FIG. 3, even when the corner of the cell 4 is chamfered, a region surrounded by a straight line L parallel to the surface of the partition wall 5 is defined as an “intersection point”. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged part P of the honeycomb structure shown in FIG. 2, that is, the intersection part and the vicinity of the intersection part.

交点部10の気孔率は、40〜70%であり、50〜65%であることが好ましく、55〜60%であることが更に好ましい。交点部10の気孔率が上記範囲であることにより、ハニカム構造体100に触媒を担持させた後も圧力損失が増大し難くなる。そのため、ハニカム構造体100は、多くの触媒を担持することができる。また、ハニカム構造体の強度を適度に維持しつつ、圧力損失の増大を防止することができる。交点部10の気孔率が下限値未満であると、ライトオフ性が悪く、圧力損失が増加する。また、多くの触媒を担持することができない。上限値超であると、隔壁の強度が低下してしまうため、ハニカム構造体100の強度が十分に得られない。交点部10の気孔率は、画像解析により算出した値である。具体的には、走査型電子顕微鏡(SEM)によって交点部を撮影し、撮影された画像を二値化処理する。その後、交点部全体の面積に対する、交点部に存在する細孔の面積の割合を算出する。複数の交点部において同様の操作を行い、細孔の面積の割合を算出し、平均値を求める。この平均値を交点部の気孔率とする。   The porosity of the intersection 10 is 40 to 70%, preferably 50 to 65%, and more preferably 55 to 60%. When the porosity of the intersection portion 10 is in the above range, the pressure loss is hardly increased even after the catalyst is supported on the honeycomb structure 100. Therefore, the honeycomb structure 100 can carry many catalysts. In addition, an increase in pressure loss can be prevented while maintaining the strength of the honeycomb structure moderately. If the porosity of the intersection 10 is less than the lower limit, the light-off property is poor and the pressure loss increases. In addition, many catalysts cannot be supported. If it exceeds the upper limit value, the strength of the partition walls decreases, so that the strength of the honeycomb structure 100 cannot be sufficiently obtained. The porosity of the intersection 10 is a value calculated by image analysis. Specifically, the intersection point is photographed by a scanning electron microscope (SEM), and the photographed image is binarized. Thereafter, the ratio of the area of the pores existing at the intersection to the area of the entire intersection is calculated. The same operation is performed at a plurality of intersections, the ratio of the pore area is calculated, and the average value is obtained. This average value is taken as the porosity of the intersection.

隔壁部11の気孔率は、30〜60%であり、35〜50%であることが好ましく、40〜45%であることが更に好ましい。隔壁部11の気孔率が上記範囲であることにより、ハニカム構造体100に触媒を担持させた後も圧力損失が増大し難くなる。そのため、ハニカム構造体100は、多くの触媒を担持することができる。また、ハニカム構造体の強度を適度に維持しつつ、圧力損失の増大を防止することができる。隔壁部11の気孔率が下限値未満であると、ハニカム構造体100に触媒を担持させる際に触媒が隔壁の細孔内に入らずに細孔を塞いでしまう。そのため、ハニカム構造体100の圧力損失が増加する。また、多くの触媒を担持することもできない。上限値超であると、隔壁の強度が低下してしまうため、ハニカム構造体100の強度が十分に得られない。隔壁部11の気孔率は、交点部10の気孔率と同様に画像解析により算出した値である。具体的には、走査型電子顕微鏡(SEM)によって隔壁部を撮影し、撮影された画像を二値化処理する。その後、撮影視野全体の面積に対する、隔壁部に存在する細孔の面積の割合を算出する。複数個所において同様の操作を行い、細孔の面積の割合を算出し、平均値を求める。この平均値を隔壁部の気孔率とする。   The porosity of the partition wall 11 is 30 to 60%, preferably 35 to 50%, and more preferably 40 to 45%. When the porosity of the partition wall 11 is in the above range, the pressure loss is hardly increased even after the catalyst is supported on the honeycomb structure 100. Therefore, the honeycomb structure 100 can carry many catalysts. In addition, an increase in pressure loss can be prevented while maintaining the strength of the honeycomb structure moderately. When the porosity of the partition wall portion 11 is less than the lower limit value, when the catalyst is supported on the honeycomb structure 100, the catalyst does not enter the pores of the partition walls and closes the pores. Therefore, the pressure loss of the honeycomb structure 100 increases. In addition, many catalysts cannot be supported. If it exceeds the upper limit value, the strength of the partition walls decreases, so that the strength of the honeycomb structure 100 cannot be sufficiently obtained. The porosity of the partition wall 11 is a value calculated by image analysis in the same manner as the porosity of the intersection 10. Specifically, the partition wall is photographed with a scanning electron microscope (SEM), and the photographed image is binarized. Thereafter, the ratio of the area of the pores existing in the partition wall to the area of the entire field of view is calculated. The same operation is performed at a plurality of locations, the ratio of the pore area is calculated, and the average value is obtained. This average value is taken as the porosity of the partition wall.

ハニカム構造体100は、交点部10の気孔率が、隔壁部11の気孔率よりも大きくなっていることが必要である。具体的には、「交点部10の気孔率」の値と「隔壁部11の気孔率」の値との合計に対する、「交点部10の気孔率」の値の割合が、60〜80%であ、65〜75%であることが更に好ましく、65〜70%であることが特に好ましい。上記割合が上記範囲であることにより、交点部10が更に昇温し易くなり、交点部10の触媒が活性温度に更に到達し易くなる。そのため、ハニカム構造体100を担体としてハニカム触媒体を作製したとき、運転直後の温度上昇が速くなる。そのため、このハニカム触媒体における排ガスの浄化効率が更に向上する。 In the honeycomb structure 100, the porosity of the intersection part 10 needs to be larger than the porosity of the partition wall part 11. Specifically, the ratio of the value of the “porosity of the intersection 10” to the sum of the value of “the porosity of the intersection 10” and the “porosity of the partition wall 11” is 60 to 80%. Ah it is, further preferably 65 to 75%, particularly preferably 65 to 70%. When the ratio is in the above range, the temperature of the intersection portion 10 is further easily increased, and the catalyst at the intersection portion 10 is more likely to reach the activation temperature. Therefore, when a honeycomb catalyst body is manufactured using the honeycomb structure 100 as a carrier, the temperature rise immediately after operation becomes faster. Therefore, the exhaust gas purification efficiency in the honeycomb catalyst body is further improved.

ハニカム構造体100の隔壁5には、図3に示すように、「最も大きい径が10μm超の細孔12」である大細孔14が形成されていることが好ましい。このような大細孔が形成されることにより、より多くの触媒を担持可能なハニカム構造体を作製することができる。「最も大きい径」は、画像解析によって二値化を行い、二値化された画像内の各独立細孔の最大径のことである。「最大径」は、二値化された画像内において、独立細孔の外周縁上の2点を結ぶ線分のうち最も長いものの長さのことである。「独立細孔」とは、隔壁の、セルの延びる方向に直交する断面において、隔壁表面に開口が形成されていない細孔をいう。別言すれば、隔壁の、セルの延びる方向に直交する断面において、閉じられた一つの空間を形成している細孔(領域)のことである。   In the partition wall 5 of the honeycomb structure 100, as shown in FIG. 3, it is preferable that large pores 14 having “the largest pores 12 having a largest diameter exceeding 10 μm” are formed. By forming such large pores, a honeycomb structure capable of supporting a larger amount of catalyst can be produced. The “largest diameter” is the maximum diameter of each independent pore in the binarized image that has been binarized by image analysis. The “maximum diameter” is the length of the longest line segment connecting two points on the outer peripheral edge of the independent pore in the binarized image. “Independent pore” refers to a pore in which no opening is formed on the surface of the partition wall in a cross section perpendicular to the cell extending direction. In other words, it is a pore (region) that forms one closed space in the cross section of the partition perpendicular to the cell extending direction.

ハニカム構造体100は、大細孔の面積の合計が、全ての細孔の面積の合計の50%以上であることが好ましく、60〜80%であることが更に好ましく、65〜75%であることが特に好ましい。大細孔の面積の合計を上記範囲とすることにより、排ガスが拡散し得る流路がハニカム触媒体内に確保される。そのため、排ガスがハニカム触媒体の内部まで拡散する。その結果、触媒を有効に働かせることができる。即ち、排ガスと接触しない触媒を少なくすることができる。更に、ハニカム構造体100は、ハニカム触媒体を作製したときに、触媒によって塞がれる細孔が少なくなるため、熱膨張率が高くなり過ぎない。そのため、ハニカム構造体100を担体とするハニカム触媒体は、耐熱衝撃性に優れる。大細孔の面積の合計が、全ての細孔の面積の合計の50%未満であると、排ガスの浄化効率が十分に得られないおそれがある。また、ハニカム構造体を担体とするハニカム触媒体の耐熱衝撃性が低下するおそれがある。   In the honeycomb structure 100, the total area of the large pores is preferably 50% or more of the total area of all the pores, more preferably 60 to 80%, and more preferably 65 to 75%. It is particularly preferred. By setting the total area of the large pores within the above range, a flow path through which exhaust gas can diffuse is ensured in the honeycomb catalyst body. Therefore, the exhaust gas diffuses into the honeycomb catalyst body. As a result, the catalyst can work effectively. That is, the number of catalysts that do not come into contact with exhaust gas can be reduced. Furthermore, the honeycomb structure 100 does not have an excessively high coefficient of thermal expansion because the pores blocked by the catalyst are reduced when the honeycomb catalyst body is manufactured. Therefore, the honeycomb catalyst body using the honeycomb structure 100 as a carrier is excellent in thermal shock resistance. If the total area of the large pores is less than 50% of the total area of all the pores, the exhaust gas purification efficiency may not be sufficiently obtained. In addition, the thermal shock resistance of the honeycomb catalyst body using the honeycomb structure as a carrier may be reduced.

なお、「細孔」は、セルの延びる方向に直交する断面における面積が10μm以上のものをいう。細孔の面積は、走査型電子顕微鏡(SEM)によって撮影された任意の複数の視野を画像解析して算出される値である。 “Pore” refers to those having an area of 10 μm 2 or more in a cross section perpendicular to the cell extending direction. The area of the pores is a value calculated by image analysis of an arbitrary plurality of fields captured by a scanning electron microscope (SEM).

隔壁5の厚さは、特に制限はないが、0.060〜0.288mmであることが好ましく、0.108〜0.240mmであることが更に好ましく、0.132〜0.192mmであることが特に好ましい。隔壁5の厚さを上記範囲とすることによって、強度が高く、かつ、圧力損失が低減されたハニカム構造体とすることができる。「隔壁5の厚さ」とは、ハニカム構造体100をセル4の延びる方向に垂直に切断した断面における、隣接する二つのセル4を区画する壁(隔壁)の厚さのことを意味する。「隔壁5の厚さ」は、例えば、画像解析装置(ニコン社製、商品名「NEXIV、VMR−1515」など)によって測定することができる。   The thickness of the partition wall 5 is not particularly limited, but is preferably 0.060 to 0.288 mm, more preferably 0.108 to 0.240 mm, and 0.132 to 0.192 mm. Is particularly preferred. By setting the thickness of the partition wall 5 within the above range, a honeycomb structure having high strength and reduced pressure loss can be obtained. The “thickness of the partition wall 5” means the thickness of a wall (partition wall) that partitions two adjacent cells 4 in a cross section obtained by cutting the honeycomb structure 100 perpendicularly to the cell 4 extending direction. The “thickness of the partition wall 5” can be measured by, for example, an image analysis apparatus (trade name “NEXIV, VMR-1515” manufactured by Nikon Corporation).

ハニカム構造体100のセル密度は、特に制限はないが、15〜140個/cmであることが好ましく、31〜116個/cmであることが更に好ましく、46〜93個/cmであることが特に好ましい。ハニカム構造体100のセル密度が上記範囲であることによって、ハニカム構造体の強度を維持しつつ、圧力損失の上昇を抑制することができる。「セル密度」は、セルの延びる方向に直交する断面における、単位面積当たりのセルの個数のことである。 Cell density of the honeycomb structure 100 is not particularly limited, preferably from 15 to 140 pieces / cm 2, further preferably from 31 to 116 pieces / cm 2, at 46 to 93 pieces / cm 2 It is particularly preferred. When the cell density of the honeycomb structure 100 is in the above range, an increase in pressure loss can be suppressed while maintaining the strength of the honeycomb structure. “Cell density” is the number of cells per unit area in a cross section perpendicular to the cell extending direction.

隔壁5は、セラミックを主成分とするものであることが好ましい。隔壁5の材質としては、具体的には、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらの中でも、コージェライトが好ましい。隔壁5の材質としてコージェライトを用いると、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体が得られる。なお、「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の50質量%以上含有することをいう。   The partition wall 5 is preferably made mainly of ceramic. Specifically, the partition wall 5 is made of silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide-cordierite based composite material, lithium aluminum silicate, and aluminum titanate. It is preferably at least one selected from the group. Among these, cordierite is preferable. When cordierite is used as the material for the partition walls 5, a honeycomb structure having a small thermal expansion coefficient and excellent thermal shock resistance can be obtained. In addition, the phrase “having ceramic as a main component” means containing 50% by mass or more of the entire ceramic.

隔壁に形成された細孔の外周形状は、特に制限はないが、円形及び楕円形の少なくとも一方であることが好ましい。細孔の外周形状は、セルの延びる方向に直交する断面における細孔の外周形状のことである。このように細孔の外周形状が円形及び楕円形の少なくとも一方であることにより、細孔の表面に均一に触媒が担持される。そのため、触媒と排ガスの接触面積が大きくなる。その結果、ハニカム構造体を担体とするハニカム触媒体は、排ガスの浄化効率が更に良好になる。   The outer peripheral shape of the pores formed in the partition wall is not particularly limited, but is preferably at least one of a circle and an ellipse. The outer peripheral shape of the pore is the outer peripheral shape of the pore in a cross section orthogonal to the cell extending direction. As described above, when the outer peripheral shape of the pore is at least one of a circle and an ellipse, the catalyst is uniformly supported on the surface of the pore. Therefore, the contact area between the catalyst and the exhaust gas is increased. As a result, the honeycomb catalyst body using the honeycomb structure as a carrier further improves the exhaust gas purification efficiency.

セル4は、ハニカム構造体100の一方の端面2から他方の端面3までハニカム構造体100を貫通する、流体の流路となるものである。セル4の外周形状は、特に制限はないが、四角形状であることが好ましい。セル4の外周形状は、セルの延びる方向に直交する断面における細孔の外周形状のことである。   The cell 4 serves as a fluid flow path that penetrates the honeycomb structure 100 from one end face 2 to the other end face 3 of the honeycomb structure 100. The outer peripheral shape of the cell 4 is not particularly limited, but is preferably a quadrangular shape. The outer peripheral shape of the cell 4 is the outer peripheral shape of the pore in the cross section orthogonal to the cell extending direction.

図1に示すハニカム構造体100は、外周に配設された外周壁7を有している。外周壁7の厚さは、特に限定されないが、0.2〜4.0mmが好ましい。外周壁7の厚さを上記範囲とすることにより、ハニカム構造体の強度を適度に維持しつつ、圧力損失の増大を防止することができる。外周壁7の材質は、隔壁5と同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。   A honeycomb structure 100 shown in FIG. 1 has an outer peripheral wall 7 disposed on the outer periphery. Although the thickness of the outer peripheral wall 7 is not specifically limited, 0.2-4.0 mm is preferable. By setting the thickness of the outer peripheral wall 7 in the above range, it is possible to prevent an increase in pressure loss while maintaining the strength of the honeycomb structure moderately. The material of the outer peripheral wall 7 is preferably the same as that of the partition wall 5, but may be different.

ハニカム構造体100の形状は、特に限定されないが、円筒形状、底面が楕円形の筒形状、底面が四角形、五角形、六角形等の多角形の筒形状等が好ましく、円筒形状であることが更に好ましい。また、ハニカム構造体100の大きさは、特に限定されないが、セルの延びる方向における長さが50〜300mmであることが好ましい。また、例えば、ハニカム構造体100の外形が円筒形の場合、その底面の直径は、110〜350mmであることが好ましい。   The shape of the honeycomb structure 100 is not particularly limited, but a cylindrical shape, a cylindrical shape having an elliptical bottom surface, a polygonal cylindrical shape such as a quadrilateral, pentagonal, hexagonal shape, or the like is preferable, and a cylindrical shape is further preferable. preferable. Further, the size of the honeycomb structure 100 is not particularly limited, but the length in the cell extending direction is preferably 50 to 300 mm. Further, for example, when the honeycomb structure 100 has a cylindrical outer shape, the diameter of the bottom surface is preferably 110 to 350 mm.

[2]ハニカム構造体の製造方法:
本発明のハニカム構造体は、例えば以下の製造方法を採用することができる。本発明のハニカム構造体の製造方法は、交点部用坏土及び隔壁部用坏土を得る坏土調製工程と、交点部用坏土及び隔壁部用坏土を一体的に押出成形することによってハニカム成形体を得る成形工程と、ハニカム成形体を焼成する焼成工程と、を備えている。坏土調製工程は、セラミック原料及び造孔材を含有する交点部用成形原料を混合し混練して交点部用坏土、及び、セラミック原料及び造孔材を含有する隔壁部用成形原料を混合し混練して隔壁部用坏土を得る工程である。この坏土調製工程においては、交点部用成形原料に含有される造孔材として、平均粒子径が70〜200μmで、交点部用成形原料の1〜10質量%のものを用いる。また、隔壁部用成形原料に含有される造孔材として、平均粒子径が10〜150μmで、隔壁部用成形原料の0.5〜5質量%のものを用いる。但し、交点部用成形原料に含有される造孔材としては、隔壁部用成形原料に含有される造孔材の平均粒子径よりも大きい平均粒子径の造孔材を用いる。成形工程は、得られた交点部用坏土及び隔壁部用坏土を金型に供給して、ハニカム形状に押出成形することによってハニカム成形体を得る工程である。焼成工程は、得られたハニカム成形体を焼成して流体の流路となる複数のセルを区画形成し、複数の細孔が形成された多孔質の隔壁を備えたハニカム構造体を得る工程である。上記のようなハニカム構造体の製造方法は、上述した本発明のハニカム構造体を良好に作製することができる。
[2] Manufacturing method of honeycomb structure:
For example, the following manufacturing method can be employed for the honeycomb structure of the present invention. The method for manufacturing a honeycomb structure of the present invention includes a clay preparation step for obtaining a kneaded material for intersections and a knot for partition walls, and integrally extruding a kneaded material for intersections and a knot for partition walls. A forming step for obtaining a honeycomb formed body, and a firing step for firing the honeycomb formed body. The clay preparation step mixes and kneads the intersection portion molding raw material containing the ceramic raw material and the pore former, and mixes the intersection portion clay and the bulkhead molding raw material containing the ceramic raw material and the pore former. This is a step of kneading and obtaining a partition wall clay. In this clay preparation step, as the pore former contained in the intersection part forming raw material, an average particle diameter of 70 to 200 μm and 1 to 10% by mass of the intersection part forming raw material is used. Further, as the pore former contained in the partition wall molding raw material, an average particle diameter of 10 to 150 μm and 0.5 to 5% by mass of the partition wall molding raw material is used. However, as the pore former contained in the intersection part forming raw material, a pore former having an average particle diameter larger than the average particle diameter of the pore former contained in the partition wall forming raw material is used. The forming step is a step of obtaining the formed honeycomb body by supplying the obtained kneaded material for the intersection part and the kneaded material for the partition wall part to a mold and extruding into a honeycomb shape. The firing step is a step of firing the obtained honeycomb formed body to partition and form a plurality of cells serving as fluid flow paths, and to obtain a honeycomb structure including a porous partition wall in which a plurality of pores are formed. is there. The honeycomb structure manufacturing method as described above can satisfactorily produce the above-described honeycomb structure of the present invention.

上記ハニカム構造体の製造方法について、以下に具体的に説明する。   The method for manufacturing the honeycomb structure will be specifically described below.

[2−1]坏土調製工程:
本工程では、交点部用坏土及び隔壁部用坏土を調製する。このように交点部用の坏土と隔壁部用の坏土とを別途調製することにより、交点部と隔壁部との気孔率を異ならせることができる。即ち、交点部の気孔率を隔壁部の気孔率よりも大きくすることができる。
[2-1] Clay preparation process:
In this step, a kneading for the intersection part and a kneading for the partition part are prepared. Thus, by preparing separately the clay for the intersection part and the clay for the partition part, the porosity of the intersection part and the partition part can be made different. That is, the porosity of the intersection can be made larger than the porosity of the partition wall.

造孔材としては、例えば、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲルなどを挙げることができる。なお、交点部用成形原料に含有される造孔材と隔壁部用成形原料に含有される造孔材とは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。   Examples of the pore former include starch, foamed resin, water absorbent resin, silica gel and the like. Note that the pore former contained in the intersection part forming raw material and the pore former contained in the partition wall molding raw material may be the same or different.

交点部用成形原料に含有される造孔材の平均粒子径は、上述したように70〜200μmあり、80〜150μmであることが好ましく、90〜120μmであることが好ましい。交点部用成形原料に含有される造孔材の平均粒子径が下限値未満であると、多くの触媒を担持可能なハニカム構造体を作製することができなくなる。上限値超であると、交点部の強度が低下し過ぎることになる。   As described above, the average particle diameter of the pore former contained in the intersection portion forming raw material is 70 to 200 μm, preferably 80 to 150 μm, and preferably 90 to 120 μm. When the average particle size of the pore former contained in the intersection portion forming raw material is less than the lower limit value, it becomes impossible to produce a honeycomb structure capable of supporting many catalysts. If it exceeds the upper limit, the strength of the intersection will be too low.

交点部用成形原料中の造孔材の含有量は、交点部用成形原料中のセラミック原料100質量部に対して、1〜10質量部であり、2〜8質量部であることが好ましく、3〜7質量部であることが更に好ましい。交点部用成形原料に含有される造孔材の含有量が下限値未満であると、多くの触媒を担持可能なハニカム構造体を作製することができなくなる。上限値超であると、交点部の強度が低下し過ぎることになる。   The content of the pore former in the intersection part forming raw material is 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ceramic raw material in the intersection part forming raw material. More preferably, it is 3-7 mass parts. When the content of the pore former contained in the intersection portion forming raw material is less than the lower limit value, it becomes impossible to produce a honeycomb structure capable of supporting many catalysts. If it exceeds the upper limit, the strength of the intersection will be too low.

隔壁部用成形原料に含有される造孔材の平均粒子径は、上述したように10〜150μmあり、20〜100μmであることが好ましく、30〜80μmであることが好ましい。隔壁部用成形原料に含有される造孔材の平均粒子径が下限値未満であると、多くの触媒を担持可能なハニカム構造体を作製することができなくなる。上限値超であると、隔壁部の強度が低下し過ぎることになる。   As described above, the average particle diameter of the pore former contained in the partition wall forming raw material is 10 to 150 μm, preferably 20 to 100 μm, and more preferably 30 to 80 μm. When the average particle diameter of the pore former contained in the partition wall forming raw material is less than the lower limit value, it becomes impossible to produce a honeycomb structure capable of supporting many catalysts. If it exceeds the upper limit value, the strength of the partition walls will be too low.

隔壁部用成形原料中の造孔材の含有量は、隔壁部用成形原料中のセラミック原料100質量部に対して、0.5〜5質量部であり、1〜4質量部であることが好ましく、2〜3質量部であることが更に好ましい。隔壁部用成形原料に含有される造孔材の含有量が下限値未満であると、多くの触媒を担持可能なハニカム構造体を作製することができなくなる。上限値超であると、隔壁部の強度が低下し過ぎることになる。   The content of the pore former in the partition wall forming raw material is 0.5 to 5 parts by weight and 1 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic raw material in the partition wall forming raw material. Preferably, it is 2 to 3 parts by mass. When the content of the pore former contained in the partition wall forming raw material is less than the lower limit value, it becomes impossible to produce a honeycomb structure capable of supporting many catalysts. If it exceeds the upper limit value, the strength of the partition walls will be too low.

セラミック原料としては、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト化原料、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらの中でも、コージェライト化原料が好ましい。熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体が得られるためである。   The ceramic raw material is selected from the group consisting of silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, cordierite forming raw material, mullite, alumina, spinel, silicon carbide-cordierite based composite material, lithium aluminum silicate, and aluminum titanate. It is preferable that there is at least one. Among these, a cordierite forming raw material is preferable. This is because a honeycomb structure having a small thermal expansion coefficient and excellent thermal shock resistance can be obtained.

各成形原料は、セラミック原料及び造孔材以外に、分散媒、添加剤などを含むものであってもよい。   Each forming raw material may include a dispersion medium, an additive and the like in addition to the ceramic raw material and the pore former.

分散媒としては、水等を挙げることができる。添加剤としては、有機バインダ、界面活性剤等を挙げることができる。分散媒の含有量は、セラミック原料100質量部に対して、30〜150質量部であることが好ましい。   Examples of the dispersion medium include water. Examples of the additive include an organic binder and a surfactant. It is preferable that content of a dispersion medium is 30-150 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.

有機バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。有機バインダの含有量は、セラミック原料100質量部に対して、1〜10質量部であることが好ましい。   Examples of the organic binder include methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose in combination. It is preferable that content of an organic binder is 1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、セラミック原料100質量部に対して、0.1〜5.0質量部であることが好ましい。   As the surfactant, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. It is preferable that content of surfactant is 0.1-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.

各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。   There is no restriction | limiting in particular as a method of kneading each shaping | molding raw material, and forming a kneaded material, For example, the method of using a kneader, a vacuum kneader, etc. can be mentioned.

[2−2]成形工程:
本工程では、坏土調製工程で得られた交点部用坏土及び隔壁部用坏土を1つの金型に供給して、ハニカム形状に押出成形することによって1つのハニカム成形体を得る。このハニカム成形体は、一方の端面から他方の端面までハニカム成形体を貫通する複数のセルが形成されている。交点部用坏土は、図4に示す金型の口金20において、交点部用の裏孔21に供給する。隔壁部用坏土は、図4に示す金型の口金20において、隔壁部用の裏孔22に供給する。押出成形は、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行うことができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。図4は、坏土調製工程で使用し得る口金の一部を模式的に示す正面図である。交点部用の裏孔は、交点部を構成する原料を注入するための裏孔のことである。隔壁部用の裏孔は、隔壁部を構成する原料を注入するための裏孔のことである。
[2-2] Molding process:
In this step, the intersection portion kneaded material and the partition wall kneaded material obtained in the kneaded material preparing step are supplied to one mold and extruded into a honeycomb shape to obtain one honeycomb formed body. In the honeycomb formed body, a plurality of cells penetrating the honeycomb formed body from one end face to the other end face are formed. The intersecting part clay is supplied to the back hole 21 for the intersecting part in the die 20 shown in FIG. The partition wall clay is supplied to the partition wall back hole 22 in the die base 20 shown in FIG. Extrusion can be performed using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable. FIG. 4 is a front view schematically showing a part of a base that can be used in the clay preparation step. The back hole for the intersection part is a back hole for injecting the raw material constituting the intersection part. The back hole for a partition part is a back hole for inject | pouring the raw material which comprises a partition part.

[2−3]焼成工程:
本工程では、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。このハニカム構造体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成し、複数の細孔が形成された多孔質の隔壁を備えている。
[2-3] Firing step:
In this step, the obtained honeycomb formed body is fired to obtain a honeycomb structure. The honeycomb structure includes a plurality of cells serving as fluid flow paths and a porous partition wall having a plurality of pores.

焼成温度は、ハニカム成形体の材質よって適宜決定することができる。例えば、ハニカム成形体の材質がコージェライトの場合、焼成温度は、1380〜1450℃が好ましく、1400〜1440℃が更に好ましい。また、焼成時間は、3〜10時間程度とすることが好ましい。   The firing temperature can be appropriately determined depending on the material of the honeycomb formed body. For example, when the material of the honeycomb formed body is cordierite, the firing temperature is preferably 1380 to 1450 ° C, and more preferably 1400 to 1440 ° C. The firing time is preferably about 3 to 10 hours.

ハニカム成形体を焼成する前に乾燥させてもよい。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る。これらの中でも、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。また、乾燥条件としては、乾燥温度30〜150℃、乾燥時間1分〜2時間とすることが好ましい。   The honeycomb formed body may be dried before firing. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, and freeze drying. Among these, it is preferable to perform dielectric drying, microwave drying, or hot air drying alone or in combination. The drying conditions are preferably a drying temperature of 30 to 150 ° C. and a drying time of 1 minute to 2 hours.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

[気孔率(%)]:
交点部及び隔壁部の気孔率は、画像解析により算出した値である。交点部の気孔率は、具体的には、以下のように算出する。まず、走査型電子顕微鏡(SEM)によって交点部を撮影し、撮影された画像を二値化処理する。その後、交点部全体の面積に対する、交点部に存在する細孔の面積の割合を算出する。合計4つの交点部において上記操作を行い、細孔の面積の割合を算出し、平均値を求める。この平均値を交点部の気孔率とする。
[Porosity (%)]:
The porosity of the intersection part and the partition part is a value calculated by image analysis. Specifically, the porosity of the intersection is calculated as follows. First, the intersection part is imaged by a scanning electron microscope (SEM), and the imaged image is binarized. Thereafter, the ratio of the area of the pores existing at the intersection to the area of the entire intersection is calculated. The above operation is performed at a total of four intersections, the proportion of the pore area is calculated, and the average value is obtained. This average value is taken as the porosity of the intersection.

隔壁部の気孔率は、具体的には、以下のように算出する。まず、走査型電子顕微鏡(SEM)によって隔壁部を撮影し、撮影された画像を二値化処理する。その後、撮影視野全体の面積に対する、隔壁部に存在する細孔の面積の割合を算出する。合計4つの視野において上記操作を行い、細孔の面積の割合を算出し、平均値を求める。この平均値を隔壁部の気孔率とする。   Specifically, the porosity of the partition wall is calculated as follows. First, the partition wall is photographed by a scanning electron microscope (SEM), and the photographed image is binarized. Thereafter, the ratio of the area of the pores existing in the partition wall to the area of the entire field of view is calculated. The above operation is performed in a total of four fields of view, the ratio of the pore area is calculated, and the average value is obtained. This average value is taken as the porosity of the partition wall.

参考例1)
[ハニカム構造体の作製]
交点部を構成する原料(交点部用成形原料)と隔壁部を構成する原料(隔壁部用成形原料)とをそれぞれ作製した。交点部用成形原料は、コージェライト化原料100質量部に、造孔材を5質量部、分散媒を85質量部、有機バインダを8質量部、界面活性剤を3質量部、それぞれ添加し、混合、混練して作製した。コージェライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒として水を使用し、造孔材としては平均粒子径20〜50μmのコークスを使用した。有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用した。分散剤としてはエチレングリコールを使用した。
( Reference Example 1)
[Preparation of honeycomb structure]
The raw material which comprises an intersection part (molding raw material for intersection parts), and the raw material which comprises a partition part (molding raw material for partition parts) were each produced. The forming material for the intersection part is added to 100 parts by mass of the cordierite forming material, 5 parts by mass of the pore former, 85 parts by mass of the dispersion medium, 8 parts by mass of the organic binder, and 3 parts by mass of the surfactant, It was prepared by mixing and kneading. As a cordierite forming raw material, alumina, aluminum hydroxide, kaolin, talc, and silica were used. Water was used as the dispersion medium, and coke having an average particle diameter of 20 to 50 μm was used as the pore former. Hydroxypropyl methylcellulose was used as the organic binder. Ethylene glycol was used as a dispersant.

隔壁部用成形原料は、コージェライト化原料100質量部に、造孔材を5質量部、分散媒を85質量部、有機バインダを8質量部、界面活性剤を3質量部、それぞれ添加し、混合、混練して作製した。コージェライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒として水を使用し、造孔材としては平均粒子径100μmのメチルセルロースを使用した。有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用した。分散剤としてはエチレングリコールを使用した。   The partition wall forming raw material was added to 100 parts by mass of the cordierite forming raw material, 5 parts by mass of the pore former, 85 parts by mass of the dispersion medium, 8 parts by mass of the organic binder, and 3 parts by mass of the surfactant, It was prepared by mixing and kneading. As a cordierite forming raw material, alumina, aluminum hydroxide, kaolin, talc, and silica were used. Water was used as the dispersion medium, and methylcellulose having an average particle size of 100 μm was used as the pore former. Hydroxypropyl methylcellulose was used as the organic binder. Ethylene glycol was used as a dispersant.

次に、交点部用成形原料と隔壁部用成形原料とを用いてハニカム成形体を押出成形した。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いて四角形のセルが形成され、全体形状が円柱形状であった。そして、得られたハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥した。その後、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた。その後、乾燥させたハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。押出成形に使用する口金には、交点部用の裏孔21と隔壁部用の裏孔22とが形成されているものを用いた(図4参照)。   Next, a honeycomb formed body was extrusion-molded using the intersection portion forming raw material and the partition wall forming raw material. In the honeycomb formed body, square cells were formed in a cross section perpendicular to the cell extending direction, and the overall shape was a columnar shape. The obtained honeycomb formed body was dried with a microwave dryer. Thereafter, it was further completely dried with a hot air dryer. Thereafter, both end faces of the dried honeycomb formed body were cut and adjusted to predetermined dimensions. As the die used for the extrusion molding, one having a back hole 21 for the intersection part and a back hole 22 for the partition part was used (see FIG. 4).

このようにして得られたハニカム成形体を、更に、1410〜1440℃で、5時間、焼成することによってハニカム構造体を得た。   The honeycomb formed body thus obtained was further fired at 1410 to 1440 ° C. for 5 hours to obtain a honeycomb structure.

得られたハニカム構造体は、直径が266.7mmであり、中心軸方向の長さ(表1中、「長さ」と記す)が152.4mmであった。隔壁の厚さ(表1中、「隔壁厚さ」と記す)は、165.1μmであった。交点部の気孔率は40%であり、隔壁部の気孔率は30%であった。隔壁の気孔率は50%であった。セル密度は62.0個/cmであった。隔壁の平均細孔径は23μmであった。なお、隔壁の気孔率及び平均細孔径は、水銀ポロシメータによって測定した値である。 The obtained honeycomb structure had a diameter of 266.7 mm and a length in the central axis direction (denoted as “length” in Table 1) was 152.4 mm. The partition wall thickness (referred to as “partition wall thickness” in Table 1) was 165.1 μm. The porosity of the intersection part was 40%, and the porosity of the partition wall part was 30%. The porosity of the partition walls was 50%. The cell density was 62.0 cells / cm 2 . The average pore diameter of the partition walls was 23 μm. In addition, the porosity and average pore diameter of a partition are the values measured with the mercury porosimeter.

次に、平均粒子径5μmのβ−ゼオライト200gに水1kg加え、ボールミルにて湿式粉砕した。得られた解砕粒子にバインダーとしてアルミナゾルを20g加えて触媒スラリーを得た。この触媒スラリーの粘度は5mPa.sであった。そして、この触媒スラリーにハニカム構造体を浸漬させて、ハニカム構造体の隔壁の表面及び細孔表面に上記触媒スラリーの層を形成させた。その後、このハニカム構造体を120℃で20分乾燥させた後、600℃で1時間焼成した。このようにしてハニカム触媒体を作製した。   Next, 1 kg of water was added to 200 g of β-zeolite having an average particle size of 5 μm, and wet pulverized by a ball mill. 20 g of alumina sol as a binder was added to the obtained crushed particles to obtain a catalyst slurry. The viscosity of this catalyst slurry is 5 mPa.s. s. Then, the honeycomb structure was immersed in the catalyst slurry, and the catalyst slurry layer was formed on the surfaces of the partition walls and the pores of the honeycomb structure. Thereafter, this honeycomb structure was dried at 120 ° C. for 20 minutes and then fired at 600 ° C. for 1 hour. In this way, a honeycomb catalyst body was produced.

Figure 0005937381
Figure 0005937381

作製したハニカム触媒体について、[浄化効率]、[圧力損失]、及び[アイソスタティック強度]の各測定を行った。測定方法を以下に示す。   With respect to the manufactured honeycomb catalyst body, measurements of [purification efficiency], [pressure loss], and [isostatic strength] were performed. The measuring method is shown below.

[浄化効率(NO浄化効率)]
まず、本参考例のハニカム触媒体に、NOを含む試験用ガスを流す。その後、このハニカム触媒体から排出された排出ガスのNO量をガス分析計で分析する。
[Purification efficiency (NO X purification efficiency)
First, the honeycomb catalyst body of the present embodiment, flow the test gas containing NO X. Thereafter, the NO x amount of the exhaust gas discharged from the honeycomb catalyst body is analyzed with a gas analyzer.

ここで、ハニカム触媒体に流入させる試験用ガスの温度200℃とする。なお、ハニカム触媒体及び試験用ガスは、ヒーターにより温度調整することができる。ヒーターは、赤外線イメージ炉を用いる。試験用ガスは、窒素に、二酸化炭素5体積%、酸素14体積%、一酸化窒素350ppm(体積基準)、アンモニア350ppm(体積基準)及び水10体積%が混合されたガスを用いる。この試験用ガスは、水と、その他のガスを混合した混合ガスとを別々に準備しておく。そして、試験を行う際に、配管中においてこれらを混合させて試験用ガスを得る。ガス分析計は、「HORIBA社製、MEXA9100EGR」を用いる。また、試験用ガスがハニカム触媒体に流入するときの空間速度は、50000(時間−1)とする。 Here, the temperature of the test gas flowing into the honeycomb catalyst body is set to 200 ° C. The temperature of the honeycomb catalyst body and the test gas can be adjusted by a heater. An infrared image furnace is used as the heater. As the test gas, a gas in which nitrogen is mixed with 5% by volume of carbon dioxide, 14% by volume of oxygen, 350 ppm of nitrogen monoxide (volume basis), 350 ppm of ammonia (volume basis) and 10% by volume of water is used. As the test gas, water and a mixed gas obtained by mixing other gases are prepared separately. And when performing a test, these are mixed in piping and the gas for a test is obtained. As the gas analyzer, “MEXA9100EGR manufactured by HORIBA” is used. The space velocity when the test gas flows into the honeycomb catalyst body is set to 50000 (time- 1 ).

表1中の「NO浄化率」は、試験用ガスのNO量から、ハニカム触媒体からの排出ガスのNO量を差し引いた値を、試験用ガスのNO量で除算し、100倍した値である。ここで、NO浄化率が70%以上である場合、浄化効率の評価は「良好」とする。そして、NO浄化率が70%未満である場合、浄化効率の評価は「不良」とする。 Table "NO X purification rate" in 1, the amount of NO X in the test gas, the value obtained by subtracting the amount of NO X in the exhaust gas from the honeycomb catalyst body, divided by the amount of NO X in the test gas, 100 It is a doubled value. Here, if NO X purification rate is 70% or more, the evaluation of the purification efficiency is "good". When NO X purification rate is less than 70%, the evaluation of the purification efficiency is "bad."

[圧力損失]
室温条件下において0.5m/分の流速でエアーをハニカム触媒体に流通させる。この状態で、エアー流入側の圧力とエアー流出側の圧力との差を測定する。この圧力の差を圧力損失として算出する。算出した圧力損失に基づいて圧力損失比を算出し、この圧力損失比について評価を行う。圧力損失の評価基準は、圧力損失比が1.15以上である場合は「不良」とする。圧力損失比が1.15未満である場合は「良好」とする。なお、「圧力損失比」は、参考例6のハニカム触媒体の圧力損失を「1.00」とした場合におけるハニカム触媒体の圧力損失の比の値をいう。
[Pressure loss]
Air is circulated through the honeycomb catalyst body at a flow rate of 0.5 m 3 / min at room temperature. In this state, the difference between the pressure on the air inflow side and the pressure on the air outflow side is measured. This pressure difference is calculated as a pressure loss. A pressure loss ratio is calculated based on the calculated pressure loss, and the pressure loss ratio is evaluated. The evaluation criteria for the pressure loss is “bad” when the pressure loss ratio is 1.15 or more. When the pressure loss ratio is less than 1.15, “good” is set. The “pressure loss ratio” refers to the value of the pressure loss ratio of the honeycomb catalyst body when the pressure loss of the honeycomb catalyst body of Reference Example 6 is “1.00”.

[アイソスタティック強度]
社団法人自動車技術会発行の自動車規格(JASO規格)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測定する。アイソスタティック強度は、ハニカム構造体が破壊されたときの加圧圧力値(MPa)で示される。本明細書においてアイソスタティック強度は、1.00MPa以上が「良好」である。1.00MPa未満は「不良」である。なお、アイソスタティック破壊強度試験は、ハニカム構造体を自動車に搭載する際に、ハニカム構造体が、外周面を把持された状態で缶体内に収納される場合の、圧縮負荷加重を模擬した試験である。
[Isostatic strength]
It is measured based on an isostatic fracture strength test specified in the automobile standard (JASO standard) M505-87 issued by the Japan Society for Automotive Engineers. The isostatic strength is indicated by a pressurized pressure value (MPa) when the honeycomb structure is broken. In this specification, the isostatic strength is “good” at 1.00 MPa or more. Less than 1.00 MPa is “bad”. The isostatic fracture strength test is a test that simulates the compressive load load when the honeycomb structure is housed in a can with the outer peripheral surface being gripped when the honeycomb structure is mounted on an automobile. is there.

参考例のハニカム触媒体は、NO浄化率が72%であった。即ち、浄化効率の評価は「良好」であった。圧力損失比が1.13であった。即ち、圧力損失の評価は「良好」であった。更に、アイソスタティック強度が2.50MPaであった。即ち、アイソスタティック強度の評価は「良好」であった。結果を表2に示す。 The honeycomb catalyst body of the present reference example, NO X purification rate was 72%. That is, the evaluation of the purification efficiency was “good”. The pressure loss ratio was 1.13. That is, the evaluation of the pressure loss was “good”. Furthermore, the isostatic strength was 2.50 MPa. That is, the evaluation of isostatic strength was “good”. The results are shown in Table 2.

Figure 0005937381
Figure 0005937381

(実施例2〜5、参考例6、比較例1〜5)
表1に示す、直径、中心軸方向の長さ、隔壁の厚さ、セル密度、平均細孔径、交点部の気孔率、及び、隔壁部の気孔率を満たすハニカム構造体を作製した。その後、作製したハニカム構造体を用いて、参考例1と同様にして、表1に示す触媒担持量を満たすハニカム触媒体を作製した。作製したハニカム触媒体について、参考例1と同様にして、[浄化効率]、[圧力損失]、及び[アイソスタティック強度]の各測定を行った。結果を表2に示す。
(Examples 2 to 5, Reference Example 6, Comparative Examples 1 to 5)
A honeycomb structure satisfying the diameter, the length in the central axis direction, the partition wall thickness, the cell density, the average pore diameter, the porosity at the intersection, and the porosity of the partition wall shown in Table 1 was produced. Thereafter, using the manufactured honeycomb structure, a honeycomb catalyst body satisfying the catalyst loading shown in Table 1 was manufactured in the same manner as in Reference Example 1. With respect to the manufactured honeycomb catalyst body, in the same manner as in Reference Example 1, each of [Purification Efficiency], [Pressure Loss], and [Isostatic Strength] were measured. The results are shown in Table 2.

比較例1では、交点部の気孔率が、隔壁部の気孔率よりも小さいため、浄化効率の評価が「不良」であった。比較例2、4では、交点部の気孔率または隔壁部の気孔率が下限値未満であるため、圧力損失比が高すぎ、圧力損失の評価は「不良」である。ここで、比較例2、4のハニカム触媒体において、圧力損失比を下げるには、触媒の担持量を低減させる必要がある。しかしながら、触媒の担持量を低減させると、NO浄化率が70%未満になり浄化効率の評価が「不良」になる。比較例3、5では、交点部の気孔率または隔壁部の気孔率が上限値超であるため、十分な強度のハニカム触媒体が得られなかった。 In Comparative Example 1, since the porosity of the intersection was smaller than the porosity of the partition wall, the purification efficiency was evaluated as “bad”. In Comparative Examples 2 and 4, since the porosity of the intersection or the porosity of the partition wall is less than the lower limit, the pressure loss ratio is too high, and the evaluation of the pressure loss is “bad”. Here, in the honeycomb catalyst bodies of Comparative Examples 2 and 4, in order to reduce the pressure loss ratio, it is necessary to reduce the amount of catalyst supported. However, when reducing the amount of catalyst supported, NO X purification rate becomes less than 70% Evaluation of the purification efficiency is "bad". In Comparative Examples 3 and 5, since the porosity of the intersection part or the porosity of the partition wall part exceeded the upper limit value, a honeycomb catalyst body having sufficient strength could not be obtained.

本発明のハニカム構造体は、エンジンから排出される排ガスの浄化に好適に用いることができる。   The honeycomb structure of the present invention can be suitably used for purifying exhaust gas discharged from an engine.

2:一方の端面、3:他方の端面、4:セル、5:隔壁、7:外周壁、10:交点部、11:隔壁部、12:細孔、14:大細孔、20:口金、21:交点部用の裏孔、22:隔壁部用の裏孔、100:ハニカム構造体。 2: one end face, 3: other end face, 4: cell, 5: partition wall, 7: outer peripheral wall, 10: intersection part, 11: partition part, 12: pore, 14: large pore, 20: base, 21: Back hole for intersection part, 22: Back hole for partition part, 100: Honeycomb structure.

Claims (3)

流体の流路となる複数のセルを区画形成し、複数の細孔が形成された多孔質の隔壁を複数備え、
前記隔壁は、前記隔壁同士が交差する交点部と、前記交点部以外の隔壁部とを有し、
前記交点部の気孔率が、40〜70%であり、前記隔壁部の気孔率が、30〜60%であり、
前記交点部の気孔率が、前記隔壁部の気孔率よりも大きく、
前記交点部の気孔率の値と前記隔壁部の気孔率の値との合計に対する、前記交点部の気孔率の値の割合が、60〜80%であるハニカム構造体。
Comprising a plurality of cells serving as fluid flow paths, comprising a plurality of porous partition walls formed with a plurality of pores,
The partition wall has an intersection point where the partition walls intersect with each other, and a partition wall part other than the intersection point part,
The porosity of the intersection part is 40 to 70%, the porosity of the partition wall part is 30 to 60%,
Porosity of the intersection portion is much larger than the porosity of the partition wall portion,
A honeycomb structure , wherein a ratio of a porosity value of the intersection portion to a sum of a porosity value of the intersection portion and a porosity value of the partition wall portion is 60 to 80% .
最も大きい径が10μm超の前記細孔である大細孔の面積の合計が、全ての前記細孔の面積の合計の50%以上である請求項1に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to claim 1, wherein the total area of large pores, which are the pores having the largest diameter exceeding 10 µm, is 50% or more of the total area of all the pores. セルの延びる方向に直交する断面において、前記隔壁における前記細孔の外周形状が、円形及び楕円形の少なくとも一方である請求項1または2に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein an outer peripheral shape of the pores in the partition walls is at least one of a circle and an ellipse in a cross section perpendicular to a cell extending direction.
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