JP2003033664A - 排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体 - Google Patents
排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体Info
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 長期的な使用が可能な排ガス浄化用ハニカム
構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体の提供。 【解決手段】 下記式（１１）に示す関係を満たすこと
を特徴とする排ガス浄化用ハニカム構造体。 σ／Ｅ≧０．０１６１・α・（ＧＳＡ）／｛ＨD・（ρC
・Ｃ・λC）0.5｝ …（１１） （式（１１）中、σ［ＭＰａ］は材料強度（リブ１枚曲
げ）、Ｅ［ＭＰａ］は材料ヤング率（リブ１枚曲げ）、
α［１／Ｋ］は貫流方向に対して垂直な方向のハニカム
熱膨張係数：ただし、α≧１、ＧＳＡ［ｍ2／ｍ3］はハ
ニカム体積当たり幾何学的表面積、ＨD［ｍ］はハニカ
ムセル水力直径、ρC［ｋｇ／ｍ3］はハニカム構造かさ
密度、Ｃ［Ｊ／ｋｇＫ］は材料比熱、λC［Ｗ／ｍＫ］
はハニカムセル熱伝導率＝λ・ｂ／ｐ（ここで、λは材
料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］、ｂはリブ厚［ｍ］、ｐはセル
ピッチ（リブの間隔）［ｍ］）をそれぞれ示す。）。
構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体の提供。 【解決手段】 下記式（１１）に示す関係を満たすこと
を特徴とする排ガス浄化用ハニカム構造体。 σ／Ｅ≧０．０１６１・α・（ＧＳＡ）／｛ＨD・（ρC
・Ｃ・λC）0.5｝ …（１１） （式（１１）中、σ［ＭＰａ］は材料強度（リブ１枚曲
げ）、Ｅ［ＭＰａ］は材料ヤング率（リブ１枚曲げ）、
α［１／Ｋ］は貫流方向に対して垂直な方向のハニカム
熱膨張係数：ただし、α≧１、ＧＳＡ［ｍ2／ｍ3］はハ
ニカム体積当たり幾何学的表面積、ＨD［ｍ］はハニカ
ムセル水力直径、ρC［ｋｇ／ｍ3］はハニカム構造かさ
密度、Ｃ［Ｊ／ｋｇＫ］は材料比熱、λC［Ｗ／ｍＫ］
はハニカムセル熱伝導率＝λ・ｂ／ｐ（ここで、λは材
料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］、ｂはリブ厚［ｍ］、ｐはセル
ピッチ（リブの間隔）［ｍ］）をそれぞれ示す。）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、排ガス浄化用ハ
ニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体に関す
る。さらに詳しくは、従来から自動車排ガス浄化用途に
広く普及されているコージェライトに比較して、熱膨張
率の高い（α≧１、ここで、α［１／Ｋ］は貫流方向に
対して垂直な方向のハニカム熱膨張係数である）、すな
わち耐熱衝撃性の低い構造体（担体）材料を用いた場合
であっても、構造体としては十分な耐熱衝撃性を有し、
長期的な使用が可能な排ガス浄化用ハニカム構造体及び
排ガス浄化用ハニカム触媒体に関する。
ニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体に関す
る。さらに詳しくは、従来から自動車排ガス浄化用途に
広く普及されているコージェライトに比較して、熱膨張
率の高い（α≧１、ここで、α［１／Ｋ］は貫流方向に
対して垂直な方向のハニカム熱膨張係数である）、すな
わち耐熱衝撃性の低い構造体（担体）材料を用いた場合
であっても、構造体としては十分な耐熱衝撃性を有し、
長期的な使用が可能な排ガス浄化用ハニカム構造体及び
排ガス浄化用ハニカム触媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】 近年、排ガス規制が強化されたことと
相俟って、リーンバーンエンジンや直噴エンジン等が普
及したことに伴い、リーン雰囲気下で、排ガス中のＮＯ
xを効果的に浄化することのできるＮＯx吸蔵触媒が実用
化された。このようなＮＯx吸蔵触媒に用いられるＮＯx
吸蔵成分としては、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃｓ等のアルカリ
金属、Ｂａ、Ｃａ等のアルカリ土類金属、Ｌａ、Ｙ等の
希土類等が知られているが、最近では、Ｋが、高温度域
におけるＮＯx吸蔵能に優れることから、特に注目され
ている。
相俟って、リーンバーンエンジンや直噴エンジン等が普
及したことに伴い、リーン雰囲気下で、排ガス中のＮＯ
xを効果的に浄化することのできるＮＯx吸蔵触媒が実用
化された。このようなＮＯx吸蔵触媒に用いられるＮＯx
吸蔵成分としては、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃｓ等のアルカリ
金属、Ｂａ、Ｃａ等のアルカリ土類金属、Ｌａ、Ｙ等の
希土類等が知られているが、最近では、Ｋが、高温度域
におけるＮＯx吸蔵能に優れることから、特に注目され
ている。
【０００３】 このようなＮＯx吸蔵触媒は、通常、前
述のＮＯx吸蔵成分を含む触媒層を、コージェライトの
ような酸化物系セラミックス材料やＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合
金のような金属材料からなる担体に担持して構成される
が、これらの担体には、排ガスの高温下で活性化された
アルカリ金属や一部のアルカリ土類金属、とりわけ、
Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃａに腐食され、劣化しやすいという
問題がある。特に、酸化物系セラミックス材料で構成さ
れるコージェライト担体には、前述のアルカリ金属等と
反応してクラックが発生する等、問題が深刻である。
述のＮＯx吸蔵成分を含む触媒層を、コージェライトの
ような酸化物系セラミックス材料やＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合
金のような金属材料からなる担体に担持して構成される
が、これらの担体には、排ガスの高温下で活性化された
アルカリ金属や一部のアルカリ土類金属、とりわけ、
Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃａに腐食され、劣化しやすいという
問題がある。特に、酸化物系セラミックス材料で構成さ
れるコージェライト担体には、前述のアルカリ金属等と
反応してクラックが発生する等、問題が深刻である。
【０００４】 このような担体劣化を抑制するための対
策として、触媒層を構成する多孔質酸化物粒子中に、ア
ルカリ金属と反応しやすいケイ素を含ませ、触媒層中で
担体との界面付近に存在するアルカリ金属が担体に移行
する前に、ケイ素と反応させ、担体への移行を防止する
技術が開示されている（特開２０００−２７９８１０公
報）。また、この公報には、担体と触媒層との間にジル
コニア層を形成し、このジルコニア層によって、触媒層
中のアルカリ金属が担体へ移行するのを防止する技術も
開示されている。また、ＮＯx吸蔵触媒担体にアルミナ
やジルコニアを用いた技術も開示されている（特開平１
０−１６５８１７号公報）。
策として、触媒層を構成する多孔質酸化物粒子中に、ア
ルカリ金属と反応しやすいケイ素を含ませ、触媒層中で
担体との界面付近に存在するアルカリ金属が担体に移行
する前に、ケイ素と反応させ、担体への移行を防止する
技術が開示されている（特開２０００−２７９８１０公
報）。また、この公報には、担体と触媒層との間にジル
コニア層を形成し、このジルコニア層によって、触媒層
中のアルカリ金属が担体へ移行するのを防止する技術も
開示されている。また、ＮＯx吸蔵触媒担体にアルミナ
やジルコニアを用いた技術も開示されている（特開平１
０−１６５８１７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、前述
の特開２０００−２７９８１０公報に開示された技術の
うち、多孔質酸化物粒子中にケイ素を含ませる手法の場
合、アルカリ金属の担体内への移行は抑制することがで
きるものの、アルカリ金属がケイ素と反応することによ
って、そのＮＯx吸蔵能を失活させてしまうという問題
があった。また、担体と触媒層との間に耐食材料である
ジルコニアの層を形成する手法の場合、多孔質な担体上
に緻密なジルコニア層を、クラック、ピンホール、露出
部等を発生させることなく形成することは極めて困難で
あるという問題があった。また、前述の特開平１０−１
６５８１７号公報の場合、アルカリ金属による担体の腐
食は抑制することができるものの、担体の熱膨張率が大
きいため、耐熱衝撃性の面で実用化し得るものではなか
った。
の特開２０００−２７９８１０公報に開示された技術の
うち、多孔質酸化物粒子中にケイ素を含ませる手法の場
合、アルカリ金属の担体内への移行は抑制することがで
きるものの、アルカリ金属がケイ素と反応することによ
って、そのＮＯx吸蔵能を失活させてしまうという問題
があった。また、担体と触媒層との間に耐食材料である
ジルコニアの層を形成する手法の場合、多孔質な担体上
に緻密なジルコニア層を、クラック、ピンホール、露出
部等を発生させることなく形成することは極めて困難で
あるという問題があった。また、前述の特開平１０−１
６５８１７号公報の場合、アルカリ金属による担体の腐
食は抑制することができるものの、担体の熱膨張率が大
きいため、耐熱衝撃性の面で実用化し得るものではなか
った。
【０００６】 一方、ディーゼル排気ガス用ＳＣＲ触媒
（例えば、触媒を含有した材料で担体を形成するソリッ
ドタイプ）の分野においても、ＴｉＯ2、ゼオライト、
Ａｌ2Ｏ3及びこれらの複合酸化物等、熱膨張率の高い材
料を担体の主成分としてハニカム型に成形するため、耐
熱衝撃性が十分ではないという問題があり、その解決が
望まれていた。
（例えば、触媒を含有した材料で担体を形成するソリッ
ドタイプ）の分野においても、ＴｉＯ2、ゼオライト、
Ａｌ2Ｏ3及びこれらの複合酸化物等、熱膨張率の高い材
料を担体の主成分としてハニカム型に成形するため、耐
熱衝撃性が十分ではないという問題があり、その解決が
望まれていた。
【０００７】 本発明は、上述の問題に鑑みてなされた
ものであり、従来から自動車排ガス浄化用途に広く普及
されているコージェライトに比較して、熱膨張率の高い
（α≧１）、すなわち耐熱衝撃性の低い構造体（担体）
材料を用いた場合であっても、構造体としては十分な耐
熱衝撃性を有し、長期的な使用が可能な排ガス浄化用ハ
ニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体を提供す
ることを目的とする。
ものであり、従来から自動車排ガス浄化用途に広く普及
されているコージェライトに比較して、熱膨張率の高い
（α≧１）、すなわち耐熱衝撃性の低い構造体（担体）
材料を用いた場合であっても、構造体としては十分な耐
熱衝撃性を有し、長期的な使用が可能な排ガス浄化用ハ
ニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 本発明者等は、上述の
目的を達成するため鋭意研究した結果、構造体（担体）
及び触媒体を構成するセル隔壁が、その材料特性及びセ
ル構造に関し、特定の式に示される関係を満たすことに
よって、熱膨張率の高い（α≧１）、すなわち耐熱衝撃
性の低い構造体（担体）材料を用いた場合であっても、
耐熱衝撃性に優れ、長期的な使用が可能な構造体（担
体）及び触媒体を提供することができることを見出し、
本発明を完成させた。すなわち、本発明によって、以下
の排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカ
ム触媒体が提供される。
目的を達成するため鋭意研究した結果、構造体（担体）
及び触媒体を構成するセル隔壁が、その材料特性及びセ
ル構造に関し、特定の式に示される関係を満たすことに
よって、熱膨張率の高い（α≧１）、すなわち耐熱衝撃
性の低い構造体（担体）材料を用いた場合であっても、
耐熱衝撃性に優れ、長期的な使用が可能な構造体（担
体）及び触媒体を提供することができることを見出し、
本発明を完成させた。すなわち、本発明によって、以下
の排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカ
ム触媒体が提供される。
【０００９】［１］ 複数のそれぞれ隣接したセルの複
合体を形成するセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体
を囲繞して保持するハニカム外壁とから構成され、前記
セル隔壁上に担持される触媒層又は前記セル隔壁中に含
有される触媒によってセル内を貫流する排ガスを浄化す
る排ガス浄化用ハニカム構造体であって、前記セル隔壁
が、材料特性及びセル構造に関し、下記式（６）に示す
関係を満たすことを特徴とする排ガス浄化用ハニカム構
造体。
合体を形成するセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体
を囲繞して保持するハニカム外壁とから構成され、前記
セル隔壁上に担持される触媒層又は前記セル隔壁中に含
有される触媒によってセル内を貫流する排ガスを浄化す
る排ガス浄化用ハニカム構造体であって、前記セル隔壁
が、材料特性及びセル構造に関し、下記式（６）に示す
関係を満たすことを特徴とする排ガス浄化用ハニカム構
造体。
【００１０】
【数６】
σ／Ｅ≧０．０１６１・α・（ＧＳＡ）／｛ＨD・（ρC・Ｃ・λC）0.5｝ …（
６）
【００１１】 （式（６）中、σ［ＭＰａ］は材料強度
（リブ１枚の曲げ強度を意味し、具体的には、梁の高さ
を除き、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠した方法にて、４点
曲げにより測定された材料強度、又は、他の方法での試
験結果を有効体積により本方法に換算した材料強度を意
味する）、Ｅ［ＭＰａ］は材料ヤング率（リブ１枚曲
げ）、α［１／Ｋ］は貫流方向に対して垂直な方向のハ
ニカム熱膨張係数：ただし、α≧１、ＧＳＡ［ｍ2／
ｍ3］はハニカム体積当たり幾何学的表面積、ＨD［ｍ］
はハニカムセル水力直径、ρC［ｋｇ／ｍ3］はハニカム
構造かさ密度、Ｃ［Ｊ／ｋｇＫ］は材料比熱、λC［Ｗ
／ｍＫ］はハニカムセル熱伝導率＝λ・ｂ／ｐ（ここ
で、λは材料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］、ｂはリブ厚
［ｍ］、ｐはセルピッチ（リブの間隔）［ｍ］をそれぞ
れ示す。）
（リブ１枚の曲げ強度を意味し、具体的には、梁の高さ
を除き、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠した方法にて、４点
曲げにより測定された材料強度、又は、他の方法での試
験結果を有効体積により本方法に換算した材料強度を意
味する）、Ｅ［ＭＰａ］は材料ヤング率（リブ１枚曲
げ）、α［１／Ｋ］は貫流方向に対して垂直な方向のハ
ニカム熱膨張係数：ただし、α≧１、ＧＳＡ［ｍ2／
ｍ3］はハニカム体積当たり幾何学的表面積、ＨD［ｍ］
はハニカムセル水力直径、ρC［ｋｇ／ｍ3］はハニカム
構造かさ密度、Ｃ［Ｊ／ｋｇＫ］は材料比熱、λC［Ｗ
／ｍＫ］はハニカムセル熱伝導率＝λ・ｂ／ｐ（ここ
で、λは材料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］、ｂはリブ厚
［ｍ］、ｐはセルピッチ（リブの間隔）［ｍ］をそれぞ
れ示す。）
【００１２】［２］ 複数のそれぞれ隣接したセルの複
合体を形成するセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体
を囲繞して保持するハニカム外壁とから構成され、前記
セル隔壁上に担持される触媒層又は前記セル隔壁中に含
有される触媒によってセル内を貫流する排ガスを浄化す
る排ガス浄化用ハニカム構造体であって、排ガスを浄化
する際に前記セル隔壁及び前記ハニカム外壁に加えられ
る熱応力を緩和するための熱応力緩和手段を備えてなる
ことを特徴とする排ガス浄化用ハニカム構造体。
合体を形成するセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体
を囲繞して保持するハニカム外壁とから構成され、前記
セル隔壁上に担持される触媒層又は前記セル隔壁中に含
有される触媒によってセル内を貫流する排ガスを浄化す
る排ガス浄化用ハニカム構造体であって、排ガスを浄化
する際に前記セル隔壁及び前記ハニカム外壁に加えられ
る熱応力を緩和するための熱応力緩和手段を備えてなる
ことを特徴とする排ガス浄化用ハニカム構造体。
【００１３】［３］ 前記熱応力緩和手段が、前記ハニ
カム外壁の表面から中心軸の方向に向かって形成した、
前記ハニカム外壁の表面で少なくともその一部が開口し
た一以上のスリットを備えるように構成してなるもので
ある前記［２］に記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
カム外壁の表面から中心軸の方向に向かって形成した、
前記ハニカム外壁の表面で少なくともその一部が開口し
た一以上のスリットを備えるように構成してなるもので
ある前記［２］に記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
【００１４】［４］ 前記熱応力緩和手段が、前記セル
の複合体を前記中心軸に対して平行な平面で二以上の第
１のハニカムセグメントに分割した構成を有するととも
に、必要に応じて接合層によって接合するように構成し
てなるものであり、かつ前記第１のハニカムセグメント
の、前記排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ
１）（この長さ（Ｌ１）は前記セルの複合体の排ガスの
貫流方向の長さに等しい）と直径（一辺）（Ｐ１）との
アスペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］を、下記式（７）
に示す関係を満たすように構成してなるものである前記
［２］又は［３］に記載の排ガス浄化用ハニカム構造
体。
の複合体を前記中心軸に対して平行な平面で二以上の第
１のハニカムセグメントに分割した構成を有するととも
に、必要に応じて接合層によって接合するように構成し
てなるものであり、かつ前記第１のハニカムセグメント
の、前記排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ
１）（この長さ（Ｌ１）は前記セルの複合体の排ガスの
貫流方向の長さに等しい）と直径（一辺）（Ｐ１）との
アスペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］を、下記式（７）
に示す関係を満たすように構成してなるものである前記
［２］又は［３］に記載の排ガス浄化用ハニカム構造
体。
【００１５】
【数７】
２≦［（Ｌ１）／（Ｐ１）］≦１０ …（７）
【００１６】［５］ 前記熱応力緩和手段が、前記セル
の複合体を前記中心軸に対して垂直な平面で二以上の第
２のハニカムセグメントに分割した多段形状の構成を有
してなるものであり、かつ前記第２のハニカムセグメン
トの、直径（一辺）（Ｐ２）（この直径（一辺）（Ｐ
２）は前記セルの複合体の直径（一辺）に等しい）と排
ガスの貫流方向の長さ（Ｌ２）とのアスペクト比［（Ｐ
２）／（Ｌ２）］を、下記式（８）に示す関係を満たす
ように構成してなるものである前記［２］〜［４］のい
ずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
の複合体を前記中心軸に対して垂直な平面で二以上の第
２のハニカムセグメントに分割した多段形状の構成を有
してなるものであり、かつ前記第２のハニカムセグメン
トの、直径（一辺）（Ｐ２）（この直径（一辺）（Ｐ
２）は前記セルの複合体の直径（一辺）に等しい）と排
ガスの貫流方向の長さ（Ｌ２）とのアスペクト比［（Ｐ
２）／（Ｌ２）］を、下記式（８）に示す関係を満たす
ように構成してなるものである前記［２］〜［４］のい
ずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
【００１７】
【数８】
０．５≦［（Ｐ２）／（Ｌ２）］≦５ …（８）
【００１８】［６］ 前記熱応力緩和手段が、前記セル
の複合体を構成する前記セル隔壁の、排ガスの貫流方向
（中心軸方向）に配設した一以上の切り欠き部を備える
ように構成してなるものである前記［２］〜［５］のい
ずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
の複合体を構成する前記セル隔壁の、排ガスの貫流方向
（中心軸方向）に配設した一以上の切り欠き部を備える
ように構成してなるものである前記［２］〜［５］のい
ずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
【００１９】［７］ 前記熱応力緩和手段が、前記セル
の複合体を構成する前記セルの断面形状を、三角形以上
の多角形状に構成してなるものである前記［２］〜
［６］のいずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造
体。
の複合体を構成する前記セルの断面形状を、三角形以上
の多角形状に構成してなるものである前記［２］〜
［６］のいずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造
体。
【００２０】［８］ 前記熱応力緩和手段が、中心軸か
ら半径（一辺の半分）の少なくとも１０％以内の領域に
存在するセルの隔壁厚さ（Ｔ10）を、基本セル隔壁厚さ
（Ｔc）との間に下記式（９）に示す関係を満たすよう
に構成してなるものである前記［２］〜［７］のいずれ
かに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
ら半径（一辺の半分）の少なくとも１０％以内の領域に
存在するセルの隔壁厚さ（Ｔ10）を、基本セル隔壁厚さ
（Ｔc）との間に下記式（９）に示す関係を満たすよう
に構成してなるものである前記［２］〜［７］のいずれ
かに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
【００２１】
【数９】１．２≦Ｔ10／Ｔc …（９）
【００２２】［９］ 前記熱応力緩和手段が、前記セル
の複合体全体の、前記排ガスの貫流方向（中心軸方向）
の長さ（Ｌ３）と、直径（一辺）（Ｐ３）とのアスペク
ト比［（Ｌ３）／（Ｐ３）］を、下記式（１０）に示す
関係を満たすように構成してなるものである前記［２］
〜［８］のいずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造
体。
の複合体全体の、前記排ガスの貫流方向（中心軸方向）
の長さ（Ｌ３）と、直径（一辺）（Ｐ３）とのアスペク
ト比［（Ｌ３）／（Ｐ３）］を、下記式（１０）に示す
関係を満たすように構成してなるものである前記［２］
〜［８］のいずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造
体。
【００２３】
【数１０】
０．５≦［（Ｌ３）／（Ｐ３）］≦２ …（１０）
【００２４】［１０］ 前記［２］〜［９］のいずれか
に記載の前記熱応力緩和手段を備えてなることを特徴と
する前記［１］に記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
に記載の前記熱応力緩和手段を備えてなることを特徴と
する前記［１］に記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。
【００２５】［１１］ 前記［１］〜［１０］のいずれ
かに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体の、前記セル隔
壁上に触媒層が担持されてなる又は前記セル隔壁中に触
媒が含有されてなることを特徴とする排ガス浄化用ハニ
カム触媒体。
かに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体の、前記セル隔
壁上に触媒層が担持されてなる又は前記セル隔壁中に触
媒が含有されてなることを特徴とする排ガス浄化用ハニ
カム触媒体。
【００２６】［１２］ 前記触媒層又は触媒が、アルカ
リ金属及び／又はアルカリ土類金属を含有するものであ
る前記［１１］に記載の排ガス浄化用ハニカム触媒体。
リ金属及び／又はアルカリ土類金属を含有するものであ
る前記［１１］に記載の排ガス浄化用ハニカム触媒体。
【００２７】［１３］ 前記排ガス浄化用ハニカム構造
体の前記セル隔壁の主要構成材料が、アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライ
ト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン
酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無
配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物からな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有するものである
前記［１１］〜［１２］に記載の排ガス浄化用ハニカム
触媒体。
体の前記セル隔壁の主要構成材料が、アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライ
ト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン
酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無
配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物からな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有するものである
前記［１１］〜［１２］に記載の排ガス浄化用ハニカム
触媒体。
【００２８】［１４］ 前記触媒層又は触媒が、ＳＣＲ
（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕ
ｃｔｉｏｎ）反応の主触媒及び助触媒又はそのいずれか
の作用を有するＳＣＲ触媒材料である前記［１１］に記
載の排ガス浄化用ハニカム触媒体。
（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕ
ｃｔｉｏｎ）反応の主触媒及び助触媒又はそのいずれか
の作用を有するＳＣＲ触媒材料である前記［１１］に記
載の排ガス浄化用ハニカム触媒体。
【００２９】［１５］ 前記ＳＣＲ触媒材料が、貴金
属；Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ族遷移金属；ＣｅＯ2
又はＬａ2Ｏ3等の希土類酸化物；これらの二種以上の複
合酸化物又はこれらの少なくとも一種とＺｒとの複合酸
化物；Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属酸化物；及びＢａ、Ｓ
ｒ等のアルカリ土類酸化物からなる群から選ばれる少な
くとも一種を含有するものである前記［１４］に記載の
排ガス浄化用ハニカム触媒体。
属；Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ族遷移金属；ＣｅＯ2
又はＬａ2Ｏ3等の希土類酸化物；これらの二種以上の複
合酸化物又はこれらの少なくとも一種とＺｒとの複合酸
化物；Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属酸化物；及びＢａ、Ｓ
ｒ等のアルカリ土類酸化物からなる群から選ばれる少な
くとも一種を含有するものである前記［１４］に記載の
排ガス浄化用ハニカム触媒体。
【００３０】［１６］ 前記排ガス浄化用ハニカム構造
体の前記セル隔壁の主要構成材料が、アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライ
ト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン
酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無
配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物からな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有するものである
前記［１４］又は［１５］に記載の排ガス浄化用ハニカ
ム触媒体。
体の前記セル隔壁の主要構成材料が、アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライ
ト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン
酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無
配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物からな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有するものである
前記［１４］又は［１５］に記載の排ガス浄化用ハニカ
ム触媒体。
【００３１】［１７］ 前記排ガス浄化用ハニカム構造
体の前記セル隔壁の主要構成材料が、ＴｉＯ2、ゼオラ
イト、Ａｌ2Ｏ3及びこれらの二種以上の複合酸化物から
なる群から選ばれる少なくとも一種を含有するものであ
る前記［１４］〜［１６］のいずれかに記載の排ガス浄
化用ハニカム触媒体。
体の前記セル隔壁の主要構成材料が、ＴｉＯ2、ゼオラ
イト、Ａｌ2Ｏ3及びこれらの二種以上の複合酸化物から
なる群から選ばれる少なくとも一種を含有するものであ
る前記［１４］〜［１６］のいずれかに記載の排ガス浄
化用ハニカム触媒体。
【００３２】
【発明の実施の形態】 図１（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体１０は、複数
のそれぞれ隣接したセル１の複合体を形成するセル隔壁
（リブ）２と、このセル１の複合体を囲繞して保持する
ハニカム外壁３とから構成され、セル隔壁２上に担持さ
れる触媒層（図示せず）又はセル隔壁２中に含有される
触媒（図示せず）によってセル１内を貫流する排ガスを
浄化する排ガス浄化用ハニカム構造体１０であって、セ
ル隔壁２及びハニカム外壁３が、材料特性及びセル構造
に関し、下記式（１１）に示す関係を満たすことを特徴
とする（以下、「第１の発明」ということがある）。
に、本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体１０は、複数
のそれぞれ隣接したセル１の複合体を形成するセル隔壁
（リブ）２と、このセル１の複合体を囲繞して保持する
ハニカム外壁３とから構成され、セル隔壁２上に担持さ
れる触媒層（図示せず）又はセル隔壁２中に含有される
触媒（図示せず）によってセル１内を貫流する排ガスを
浄化する排ガス浄化用ハニカム構造体１０であって、セ
ル隔壁２及びハニカム外壁３が、材料特性及びセル構造
に関し、下記式（１１）に示す関係を満たすことを特徴
とする（以下、「第１の発明」ということがある）。
【００３３】
【数１１】
σ／Ｅ≧０．０１６１・α・（ＧＳＡ）／｛ＨD・（ρC・Ｃ・λC）0.5｝ …（
１１）
（式（１１）中、σ［ＭＰａ］は材料強度（リブ１枚の
曲げ強度を意味し、具体的には、梁の高さを除き、ＪＩ
Ｓ Ｒ１６０１に準拠した方法にて、４点曲げにより測
定された材料強度、又は他の方法での試験結果を有効体
積により本方法に換算した材料強度を意味する）、Ｅ
［ＭＰａ］は材料ヤング率（リブ１枚曲げ）、α［１／
Ｋ］は貫流方向に対して垂直な方向のハニカム熱膨張係
数、ＧＳＡ［ｍ2／ｍ3］はハニカム体積当たり幾何学的
表面積、ＨD［ｍ］はハニカムセル水力直径、ρC［ｋｇ
／ｍ3］はハニカム構造かさ密度、Ｃ［Ｊ／ｋｇＫ］は
材料比熱、λC［Ｗ／ｍＫ］はハニカムセル熱伝導率＝
λ・ｂ／ｐ（ここで、λは材料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］、
ｂはリブ厚［ｍ］、ｐはセルピッチ（リブの間隔）
［ｍ］）をそれぞれ示す。）
曲げ強度を意味し、具体的には、梁の高さを除き、ＪＩ
Ｓ Ｒ１６０１に準拠した方法にて、４点曲げにより測
定された材料強度、又は他の方法での試験結果を有効体
積により本方法に換算した材料強度を意味する）、Ｅ
［ＭＰａ］は材料ヤング率（リブ１枚曲げ）、α［１／
Ｋ］は貫流方向に対して垂直な方向のハニカム熱膨張係
数、ＧＳＡ［ｍ2／ｍ3］はハニカム体積当たり幾何学的
表面積、ＨD［ｍ］はハニカムセル水力直径、ρC［ｋｇ
／ｍ3］はハニカム構造かさ密度、Ｃ［Ｊ／ｋｇＫ］は
材料比熱、λC［Ｗ／ｍＫ］はハニカムセル熱伝導率＝
λ・ｂ／ｐ（ここで、λは材料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］、
ｂはリブ厚［ｍ］、ｐはセルピッチ（リブの間隔）
［ｍ］）をそれぞれ示す。）
【００３４】 以下、上記式（１１）について具体的に
説明する。
説明する。
【００３５】 ハニカム内の熱応力発生原因である温度
勾配の生成は、ガスによる加熱、冷却時に、ガス／ハニ
カム間の熱伝達量がハニカム内の場所により異なること
に起因する。また、固体内熱伝導が十分であれば、高受
熱部から低受熱部へ固体内を熱が流れることにより、又
は固体内を低熱損部から高熱損部へ熱が流れることによ
り、温度勾配の発生程度は軽減される。このような、過
渡的、局所的な、固体への外部からの熱伝達により温度
勾配が生じる程度の大きさは、理論的に、下記式（１
２）に比例することが知られている。
勾配の生成は、ガスによる加熱、冷却時に、ガス／ハニ
カム間の熱伝達量がハニカム内の場所により異なること
に起因する。また、固体内熱伝導が十分であれば、高受
熱部から低受熱部へ固体内を熱が流れることにより、又
は固体内を低熱損部から高熱損部へ熱が流れることによ
り、温度勾配の発生程度は軽減される。このような、過
渡的、局所的な、固体への外部からの熱伝達により温度
勾配が生じる程度の大きさは、理論的に、下記式（１
２）に比例することが知られている。
【００３６】
【数１２】Ｂｉ・Ｆ0 1/2 …（１２）
【００３７】 式（１２）中、Ｂｉ（ビオー数）は下記
式（１３）、Ｆ0（フーリエ数）は下記式（１４）でそ
れぞれ示される。
式（１３）、Ｆ0（フーリエ数）は下記式（１４）でそ
れぞれ示される。
【００３８】
【数１３】Ｂｉ＝（ｈ・ｌ）／λ …（１３）
【００３９】
【数１４】
Ｆ0＝（λ・ｔ0）／（ρ・ｃ・ｌ2） …（１４）
【００４０】 式（１３）及び式（１４）中、ｈは熱伝
達係数（固体とガスの間）、ｌは代表長さ、λは熱伝導
率（固体）、ρは密度（固体）、ｃは単位体積当たり熱
容量（固体）、ｔ0は代表時間をそれぞれ示す。
達係数（固体とガスの間）、ｌは代表長さ、λは熱伝導
率（固体）、ρは密度（固体）、ｃは単位体積当たり熱
容量（固体）、ｔ0は代表時間をそれぞれ示す。
【００４１】 温度勾配の程度は、ガス、固体間の代表
温度差ΔＴと前記式（１２）との積に比例し、これに前
記式（１３）、（１４）を代入すると、下記式（１５）
が得られる。
温度差ΔＴと前記式（１２）との積に比例し、これに前
記式（１３）、（１４）を代入すると、下記式（１５）
が得られる。
【００４２】
【数１５】
ΔＴ・Ｂｉ・Ｆ0 1/2＝ΔＴ・ｈ・ｔ0 1/2／（ρ・ｃ・λ）1/2 …（１５）
【００４３】 また、ハニカム流路内層流熱伝達につい
ては、下記式（１６）が成立する。
ては、下記式（１６）が成立する。
【００４４】
【数１６】ｈ＝Ｎｕ・λg／ＨD …（１６）
【００４５】 式（１６）中、ｈは熱伝達係数（セル隔
壁と流入ガスの間）、Ｎｕ（ヌッセルト数）は３．７
７、ＨDは流路水力直径、λgはガスの熱伝導率をそれぞ
れ示す。
壁と流入ガスの間）、Ｎｕ（ヌッセルト数）は３．７
７、ＨDは流路水力直径、λgはガスの熱伝導率をそれぞ
れ示す。
【００４６】 式（１６）を代入することによって、前
記式（１５）は下記式（１７）に書き換えられる。
記式（１５）は下記式（１７）に書き換えられる。
【００４７】
【数１７】
ΔＴ・ｔ0 1/2・Ｎｕ・λg／［（ρ・ｃ・λ）1/2・ＨD］ …（１７）
【００４８】 さらに、ここでは、温度勾配の程度と、
局所的な加熱、冷却領域の代表長さＬを想定した伝熱面
積ＧＳＡ・Ｌ3との積で固体内温度差パラメータを下記
式（１８）で表した。
局所的な加熱、冷却領域の代表長さＬを想定した伝熱面
積ＧＳＡ・Ｌ3との積で固体内温度差パラメータを下記
式（１８）で表した。
【００４９】
【数１８】
（固体内温度差パラメータ）＝Ｃ１・ＧＳＡ／［（ρ・ｃ・λ）1/2・ＨD］ …
（１８）
【００５０】 式（１８）中、Ｃ１はΔＴ・ｔ0 1/2・Ｎ
ｕ・λg・Ｌ3である。
ｕ・λg・Ｌ3である。
【００５１】 また、熱応力パラメータを、固体内温度
差パラメータと、熱膨張係数α、ヤング率Ｅとの積とし
て下記式（１９）で定義した。
差パラメータと、熱膨張係数α、ヤング率Ｅとの積とし
て下記式（１９）で定義した。
【００５２】
【数１９】
（熱応力パラメータ）＝（固体内温度差パラメータ）・α・Ｅ …（１９）
【００５３】 このようにして導いた熱応力パラメータ
は材料物性、セル構造の関数となっており、その材料物
性、セル構造を採用した場合に想定される推定発生熱応
力に相当する。実際の材料強度がその熱応力パラメータ
値以上であれば、破壊が生じないと考えられる。
は材料物性、セル構造の関数となっており、その材料物
性、セル構造を採用した場合に想定される推定発生熱応
力に相当する。実際の材料強度がその熱応力パラメータ
値以上であれば、破壊が生じないと考えられる。
【００５４】 これは、下記式（２０）、すなわち前記
式（１１）と等価である。
式（１１）と等価である。
【００５５】
【数２０】
（材料の強度）／Ｅ≧（熱応力パラメータ）／Ｅ …（２０）
【００５６】 ここで、Ｃ１を決定するための代表時間
ｔ0及び、代表長さＬについては、純粋に理論的な選択
を行なうことは不可能であり、試作実験結果との対比に
よる試行錯誤の結果、λg＝０．０６１Ｗ／ｍＫ、Ｎｕ
＝３．７７を想定し、Ｌ＝０．０４ｍ、ｔ0＝５ｓｅ
ｃ、ΔＴ＝５００Ｋを選択して得られるＣ１＝１．６１
×１０-2を採用することにより、本発明で想定する使用
条件、材料、構造の広範囲において、前記式（２０）す
なわち前記式（１１）の成否と熱応力破壊発生とに良い
相関があることを見出した。
ｔ0及び、代表長さＬについては、純粋に理論的な選択
を行なうことは不可能であり、試作実験結果との対比に
よる試行錯誤の結果、λg＝０．０６１Ｗ／ｍＫ、Ｎｕ
＝３．７７を想定し、Ｌ＝０．０４ｍ、ｔ0＝５ｓｅ
ｃ、ΔＴ＝５００Ｋを選択して得られるＣ１＝１．６１
×１０-2を採用することにより、本発明で想定する使用
条件、材料、構造の広範囲において、前記式（２０）す
なわち前記式（１１）の成否と熱応力破壊発生とに良い
相関があることを見出した。
【００５７】 また、本発明の排ガス浄化用ハニカム構
造体は、複数のそれぞれ隣接したセルの複合体を形成す
るセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体を囲繞して保
持するハニカム外壁とから構成され、セル隔壁上に担持
される触媒層又はセル隔壁中に含有される触媒によって
セル内を貫流する排ガスを浄化する排ガス浄化用ハニカ
ム構造体であって、排ガスを浄化する際にセル隔壁及び
ハニカム外壁に加えられる熱応力を緩和するための熱応
力緩和手段を備えてなることを特徴とする（以下、「第
２の発明」ということがある）。
造体は、複数のそれぞれ隣接したセルの複合体を形成す
るセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体を囲繞して保
持するハニカム外壁とから構成され、セル隔壁上に担持
される触媒層又はセル隔壁中に含有される触媒によって
セル内を貫流する排ガスを浄化する排ガス浄化用ハニカ
ム構造体であって、排ガスを浄化する際にセル隔壁及び
ハニカム外壁に加えられる熱応力を緩和するための熱応
力緩和手段を備えてなることを特徴とする（以下、「第
２の発明」ということがある）。
【００５８】 以下、第２の発明に用いられる熱応力緩
和手段の具体例について説明する。
和手段の具体例について説明する。
【００５９】 第２の発明の排ガス浄化用ハニカム構造
体１０に用いられる熱応力緩和手段の第１の例として
は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、ハニカム外壁３
の表面から中心軸（図示せず）の方向に向かって形成し
た、ハニカム外壁３の表面で少なくともその一部が開口
した、一以上のスリット４を備えるように構成してなる
ものを挙げることができる。また、スリットは、図２
（ａ）〜（ｄ）のように排ガスの貫流方向（中心軸方
向）に形成すること以外に、特に図示しないが、排ガス
の貫流方向（中心軸方向）に対して垂直な方向に形成し
てもよい。さらに、構造体としての強度に差し支えない
範囲で、両方向に形成することも可能である。
体１０に用いられる熱応力緩和手段の第１の例として
は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、ハニカム外壁３
の表面から中心軸（図示せず）の方向に向かって形成し
た、ハニカム外壁３の表面で少なくともその一部が開口
した、一以上のスリット４を備えるように構成してなる
ものを挙げることができる。また、スリットは、図２
（ａ）〜（ｄ）のように排ガスの貫流方向（中心軸方
向）に形成すること以外に、特に図示しないが、排ガス
の貫流方向（中心軸方向）に対して垂直な方向に形成し
てもよい。さらに、構造体としての強度に差し支えない
範囲で、両方向に形成することも可能である。
【００６０】 上記の熱応力緩和手段を用いた排ガス浄
化用ハニカム構造体１０においては、スリット４が少な
くとも一つの端面５において、少なくとも端面エッジ部
６に形成されていることが好ましい。
化用ハニカム構造体１０においては、スリット４が少な
くとも一つの端面５において、少なくとも端面エッジ部
６に形成されていることが好ましい。
【００６１】 この場合、端面エッジ部６に形成された
スリット４の、ハニカム外壁３の表面で開口した部分の
排ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわち図２（ａ）に
おけるＸ方向）に平行な方向の長さは、排ガス浄化用ハ
ニカム構造体１０の全長の１０％以上であることが好ま
しく、かつ端面５で開口した長さは、排ガス浄化用ハニ
カム構造体１０の直径の１０％以上であることが好まし
い。
スリット４の、ハニカム外壁３の表面で開口した部分の
排ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわち図２（ａ）に
おけるＸ方向）に平行な方向の長さは、排ガス浄化用ハ
ニカム構造体１０の全長の１０％以上であることが好ま
しく、かつ端面５で開口した長さは、排ガス浄化用ハニ
カム構造体１０の直径の１０％以上であることが好まし
い。
【００６２】 また、温度の不均一が排ガス浄化用ハニ
カム構造体１０の全体（全長）に及ぶような使用環境に
おいては、スリット４を、ハニカム外壁３の表面の排気
ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方向）全長に
わたって開口させるように形成することが好ましい。
カム構造体１０の全体（全長）に及ぶような使用環境に
おいては、スリット４を、ハニカム外壁３の表面の排気
ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方向）全長に
わたって開口させるように形成することが好ましい。
【００６３】 図２（ａ）に示す排ガス浄化用ハニカム
構造体１０は、スリット４を端面５のエッジ部６におい
て、径方向の深さを変えて三角形状となるように４本形
成し、図２（ｂ）に示す排ガス浄化用ハニカム構造体１
０は、スリット４を径方向の深さを変えずに長方形状と
なるように４本形成し、図２（ｃ）に示す排ガス浄化用
ハニカム構造体１０は、スリット４をハニカム外壁３の
表面の排気ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方
向）に沿った全長にわたって開口させ、かつスリット４
の径方向の深さを変えて三角形状となるように４本形成
し、図２（ｄ）に示す排ガス浄化用ハニカム構造体１０
は、スリット４をハニカム外壁３の表面の排気ガスの貫
流方向（中心軸方向、すなわちＸ方向）に沿った全長に
わたって開口させ、かつスリット４の径方向の深さを変
えずに四角形状となるように４本形成している。
構造体１０は、スリット４を端面５のエッジ部６におい
て、径方向の深さを変えて三角形状となるように４本形
成し、図２（ｂ）に示す排ガス浄化用ハニカム構造体１
０は、スリット４を径方向の深さを変えずに長方形状と
なるように４本形成し、図２（ｃ）に示す排ガス浄化用
ハニカム構造体１０は、スリット４をハニカム外壁３の
表面の排気ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方
向）に沿った全長にわたって開口させ、かつスリット４
の径方向の深さを変えて三角形状となるように４本形成
し、図２（ｄ）に示す排ガス浄化用ハニカム構造体１０
は、スリット４をハニカム外壁３の表面の排気ガスの貫
流方向（中心軸方向、すなわちＸ方向）に沿った全長に
わたって開口させ、かつスリット４の径方向の深さを変
えずに四角形状となるように４本形成している。
【００６４】 図２（ａ）〜（ｄ）に示すようにスリッ
ト４を形成することにより、排ガス浄化用ハニカム構造
体１０において、局所的な高温又は低温のような温度分
布の不均一が生じた場合であっても、ハニカム構造体の
各部が互いに拘束されずに自由に変形することができ、
熱応力が低減され、熱衝撃によるクラックの発生を極力
防止することができる。
ト４を形成することにより、排ガス浄化用ハニカム構造
体１０において、局所的な高温又は低温のような温度分
布の不均一が生じた場合であっても、ハニカム構造体の
各部が互いに拘束されずに自由に変形することができ、
熱応力が低減され、熱衝撃によるクラックの発生を極力
防止することができる。
【００６５】 図３（ａ）は、図２（ｃ）と同様に、ス
リット４をハニカム外壁３の表面の排気ガスの貫流方向
（中心軸方向、すなわちＸ方向）に沿った全長にわたっ
て開口させ、かつスリット４の径方向の深さを変えて三
角形状となるように３本形成している。図３（ｂ）は、
図２（ｄ）と同様に、スリット４をハニカム外壁３の表
面の排気ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方
向）に沿った全長にわたって開口させ、かつスリット４
の径方向の深さを変えずに四角形状となるように３本形
成している。これらの場合には、温度の不均一がハニカ
ム構造体全体（全長）に及ぶような使用環境において特
に有効である。
リット４をハニカム外壁３の表面の排気ガスの貫流方向
（中心軸方向、すなわちＸ方向）に沿った全長にわたっ
て開口させ、かつスリット４の径方向の深さを変えて三
角形状となるように３本形成している。図３（ｂ）は、
図２（ｄ）と同様に、スリット４をハニカム外壁３の表
面の排気ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方
向）に沿った全長にわたって開口させ、かつスリット４
の径方向の深さを変えずに四角形状となるように３本形
成している。これらの場合には、温度の不均一がハニカ
ム構造体全体（全長）に及ぶような使用環境において特
に有効である。
【００６６】 図４（ａ）は、スリット４を、ハニカム
外壁３の表面のうちの一つの端面５ａにおいて、端面エ
ッジ部６ａの２点（Ａ及びＢ）、並びに（Ｃ及びＤ）を
連続的につなぐように開口させて形成した場合を示す。
図３（ｂ）は、スリット４を、ハニカム外壁３の表面の
うちの二つの端面５ｂ、５ｃにおいて、端面エッジ部６
ｂ、６ｃの２点（Ａ及びＢ）、並びに（Ｃ及びＤ）等を
連続的につなぐように開口させて形成した場合を示す。
外壁３の表面のうちの一つの端面５ａにおいて、端面エ
ッジ部６ａの２点（Ａ及びＢ）、並びに（Ｃ及びＤ）を
連続的につなぐように開口させて形成した場合を示す。
図３（ｂ）は、スリット４を、ハニカム外壁３の表面の
うちの二つの端面５ｂ、５ｃにおいて、端面エッジ部６
ｂ、６ｃの２点（Ａ及びＢ）、並びに（Ｃ及びＤ）等を
連続的につなぐように開口させて形成した場合を示す。
【００６７】 このように構成することによって、さら
に排ガス浄化用ハニカム構造体１０の端面５の近傍の変
形の自由度が増し、熱応力の低減、熱衝撃によるクラッ
クの発生を有効に防止することができる。この場合、ス
リット４の、ハニカム外壁３の表面で開口した部分の排
ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方向）に平行
な方向の長さは、排ガス浄化用ハニカム構造体１０の全
長の１０％以上であることが好ましく、スリット４の端
面５に開口した長さは排ガス浄化用ハニカム構造体１０
の直径の１０％以上であることが好ましい。
に排ガス浄化用ハニカム構造体１０の端面５の近傍の変
形の自由度が増し、熱応力の低減、熱衝撃によるクラッ
クの発生を有効に防止することができる。この場合、ス
リット４の、ハニカム外壁３の表面で開口した部分の排
ガスの貫流方向（中心軸方向、すなわちＸ方向）に平行
な方向の長さは、排ガス浄化用ハニカム構造体１０の全
長の１０％以上であることが好ましく、スリット４の端
面５に開口した長さは排ガス浄化用ハニカム構造体１０
の直径の１０％以上であることが好ましい。
【００６８】 図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、スリ
ット４が相互に交叉する部分において、スリット４を形
成しない部分（連結部）７を排ガス浄化用ハニカム構造
体１０の中心部に位置するように形成し、連結部７をハ
ニカム外壁３の表面、上端面５ｄ及び下端面５ｅに開口
させないように構成してもよい。
ット４が相互に交叉する部分において、スリット４を形
成しない部分（連結部）７を排ガス浄化用ハニカム構造
体１０の中心部に位置するように形成し、連結部７をハ
ニカム外壁３の表面、上端面５ｄ及び下端面５ｅに開口
させないように構成してもよい。
【００６９】 このように構成することによって、極め
て大きい温度の不均一が排ガス浄化用ハニカム構造体１
０の全体（全長）に及ぶような使用環境においても、熱
衝撃によるクラック等の発生を有効に防止することがで
きる。
て大きい温度の不均一が排ガス浄化用ハニカム構造体１
０の全体（全長）に及ぶような使用環境においても、熱
衝撃によるクラック等の発生を有効に防止することがで
きる。
【００７０】 なお、図５（ａ）は、連結部７のスリッ
トを含む平面で切断した断面形状が長方形の場合、図５
（ｂ）は、円形の場合、図５（ｃ）は、レーストラック
形形状の場合、図５（ｄ）は、菱形の場合をそれぞれ示
す。このような構成にすることによって、局所的に高温
又は低温が散在するような温度の不均一が大きく、その
不均一がハニカム構造体の全体にわたって分布するよう
な場合においても、熱衝撃によるクラック等の発生を有
効に防止することができる。
トを含む平面で切断した断面形状が長方形の場合、図５
（ｂ）は、円形の場合、図５（ｃ）は、レーストラック
形形状の場合、図５（ｄ）は、菱形の場合をそれぞれ示
す。このような構成にすることによって、局所的に高温
又は低温が散在するような温度の不均一が大きく、その
不均一がハニカム構造体の全体にわたって分布するよう
な場合においても、熱衝撃によるクラック等の発生を有
効に防止することができる。
【００７１】 一方、図６（ａ）〜（ｄ）は、それぞ
れ、連結部７の一部がハニカム外壁３の表面のうちの下
端面５ｆに開口した場合を示している。
れ、連結部７の一部がハニカム外壁３の表面のうちの下
端面５ｆに開口した場合を示している。
【００７２】 図７及び図８は、それぞれ連結部７がハ
ニカム外壁３の表面に開口しないように構成された別の
場合を示している。
ニカム外壁３の表面に開口しないように構成された別の
場合を示している。
【００７３】 図７は、図５（ａ）と同様に、連結部７
のスリットを含む平面で切断した断面形状が長方形の場
合を示す。この場合には、スリット４の数を図５（ａ）
に示す場合より多く形成している。
のスリットを含む平面で切断した断面形状が長方形の場
合を示す。この場合には、スリット４の数を図５（ａ）
に示す場合より多く形成している。
【００７４】 図８は、連結部７のスリット４を含む平
面で切断した断面形状が円又は楕円形の場合を示してい
る。
面で切断した断面形状が円又は楕円形の場合を示してい
る。
【００７５】 スリット４には、充填材を充填すること
が好ましい。このような充填材としては、例えば、耐熱
性を有するセラミックスファイバー、セラミックス粉、
セメント等を挙げることができる。これらは、１種単独
で又は２種以上を組合わせて用いることができる。ま
た、必要に応じて、有機バインダ、無機バインダ等を混
合して用いてもよい。
が好ましい。このような充填材としては、例えば、耐熱
性を有するセラミックスファイバー、セラミックス粉、
セメント等を挙げることができる。これらは、１種単独
で又は２種以上を組合わせて用いることができる。ま
た、必要に応じて、有機バインダ、無機バインダ等を混
合して用いてもよい。
【００７６】 本発明のハニカム構造体においては、貫
流方向（中心軸）に対して垂直な断面で切断したときに
径方向のスリットの長さが最も長くなるようなセル断面
において、その径方向のスリットの長さは、ハニカム外
壁から中心軸までの距離（半径）の１０％以上であるこ
とが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。
流方向（中心軸）に対して垂直な断面で切断したときに
径方向のスリットの長さが最も長くなるようなセル断面
において、その径方向のスリットの長さは、ハニカム外
壁から中心軸までの距離（半径）の１０％以上であるこ
とが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。
【００７７】 また、本発明のハニカム構造体におい
て、スリットは、排ガスの貫流方向（中心軸方向、すな
わちＸ方向）に垂直な断面において点対称に配置されて
いることが、全体の変形に偏りを生じにくく好ましい
が、これに限定されることはない。例えば、図９（ａ）
〜（ｄ）に示すようにスリット４を配置してもよい。
て、スリットは、排ガスの貫流方向（中心軸方向、すな
わちＸ方向）に垂直な断面において点対称に配置されて
いることが、全体の変形に偏りを生じにくく好ましい
が、これに限定されることはない。例えば、図９（ａ）
〜（ｄ）に示すようにスリット４を配置してもよい。
【００７８】 スリット４は、図１０（ｂ）に示すよう
に、セル隔壁２に平行でなくセル隔壁２を斜めに切断す
るように形成してもよいが、図１０（ａ）に示すよう
に、セル隔壁２に平行に形成する方が、スリット４先端
の応力集中が小さいため、より好ましい。
に、セル隔壁２に平行でなくセル隔壁２を斜めに切断す
るように形成してもよいが、図１０（ａ）に示すよう
に、セル隔壁２に平行に形成する方が、スリット４先端
の応力集中が小さいため、より好ましい。
【００７９】 また、ハニカム構造体１０のセル１の形
状が３角の場合には、スリット４は、６０°方向、また
は１２０°方向とするのが上記と同じ理由でより好まし
い。
状が３角の場合には、スリット４は、６０°方向、また
は１２０°方向とするのが上記と同じ理由でより好まし
い。
【００８０】 スリット４の幅としては特に制限はない
が、広すぎると充填材を充填する場合の充填工数、充填
材量が増加し、また、ガス等流体の清浄化に使用できる
セル数が減少するため、セル１個分の幅より狭いことが
好ましい。
が、広すぎると充填材を充填する場合の充填工数、充填
材量が増加し、また、ガス等流体の清浄化に使用できる
セル数が減少するため、セル１個分の幅より狭いことが
好ましい。
【００８１】 さらに、図１１（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、スリット４の先端部において、スリット４を分岐
させた分岐部４ａを設けるか（図１１ｂ）参照）、又は
曲率を有する応力緩和部４ｂを設けること（図１１
（ａ）参照）が、熱応力の緩和の観点からより好まし
い。
うに、スリット４の先端部において、スリット４を分岐
させた分岐部４ａを設けるか（図１１ｂ）参照）、又は
曲率を有する応力緩和部４ｂを設けること（図１１
（ａ）参照）が、熱応力の緩和の観点からより好まし
い。
【００８２】 なお、スリット４の形態としては、図１
２（ａ）に示すように、ハニカム構造体１０のセル隔壁
２を部分的に切断するようにしてもよいし、図１２
（ｂ）に示すように、セル隔壁２を部分的に除去するよ
うにしてもよい。
２（ａ）に示すように、ハニカム構造体１０のセル隔壁
２を部分的に切断するようにしてもよいし、図１２
（ｂ）に示すように、セル隔壁２を部分的に除去するよ
うにしてもよい。
【００８３】 また、第２の発明の排ガス浄化用ハニカ
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第２の例と
しては、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、セルの複
合体を、中心軸に対して平行な平面で二以上の第１のハ
ニカムセグメント１３に分割した構成を有する（ハニカ
ム製造後に切断して分割してもよく、最初から各セグメ
ントに相当する形のものを作製してもよい）とともに、
必要に応じて接合層１４によって接合するように構成し
てなるものであり、かつ第１のハニカムセグメント１３
の、排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ１）と
セルの複合体の端部側における直径（一辺）（偏りのあ
る断面形状の場合には長径（長辺））（Ｐ１）とのアス
ペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］を、下記式（２１）に
示す関係を満たすように構成してなるものを挙げること
ができる。この場合、図１４に示すように、第１のハニ
カムセグメント１３の、排ガスの貫流方向（中心軸方
向）の長さ（Ｌ１）と、直径（一辺）（Ｐ１）とのアス
ペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］が、下記式（２１）に
示す関係を満たすものであることが好ましい。
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第２の例と
しては、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、セルの複
合体を、中心軸に対して平行な平面で二以上の第１のハ
ニカムセグメント１３に分割した構成を有する（ハニカ
ム製造後に切断して分割してもよく、最初から各セグメ
ントに相当する形のものを作製してもよい）とともに、
必要に応じて接合層１４によって接合するように構成し
てなるものであり、かつ第１のハニカムセグメント１３
の、排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ１）と
セルの複合体の端部側における直径（一辺）（偏りのあ
る断面形状の場合には長径（長辺））（Ｐ１）とのアス
ペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］を、下記式（２１）に
示す関係を満たすように構成してなるものを挙げること
ができる。この場合、図１４に示すように、第１のハニ
カムセグメント１３の、排ガスの貫流方向（中心軸方
向）の長さ（Ｌ１）と、直径（一辺）（Ｐ１）とのアス
ペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］が、下記式（２１）に
示す関係を満たすものであることが好ましい。
【００８４】
【数２１】
２≦［（Ｌ１）／（Ｐ１）］≦１０ …（２１）
【００８５】 セグメント自体の強度・耐熱衝撃性の観
点からは、アスペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］は、１
０以下とすることが好ましい。一方、２未満であると、
セグメントを集合させた時に、全体としてのアスペクト
比が径方向に著しく偏るため、上述の範囲とすることが
好ましい。３≦［（Ｌ１）／（Ｐ１）］≦６の範囲とす
ることがさらに好ましい。一体のハニカム構造体の中に
複数の形状の第１のハニカムセグメントが共存する場合
には、その全てが前記式（２１）を満たすことが最も好
ましいが、少なくとも、最も熱衝撃の大きい中心軸周り
の（中心軸を含む、又は中心軸に接する）第１のハニカ
ムセグメントは前記式（２１）を満たすことが必要であ
る。集合させるセグメント数は、２４以下であることが
好ましく、１６以下であることが、集合体全体としての
強度及び製造コストの点でさらに好ましい。
点からは、アスペクト比［（Ｌ１）／（Ｐ１）］は、１
０以下とすることが好ましい。一方、２未満であると、
セグメントを集合させた時に、全体としてのアスペクト
比が径方向に著しく偏るため、上述の範囲とすることが
好ましい。３≦［（Ｌ１）／（Ｐ１）］≦６の範囲とす
ることがさらに好ましい。一体のハニカム構造体の中に
複数の形状の第１のハニカムセグメントが共存する場合
には、その全てが前記式（２１）を満たすことが最も好
ましいが、少なくとも、最も熱衝撃の大きい中心軸周り
の（中心軸を含む、又は中心軸に接する）第１のハニカ
ムセグメントは前記式（２１）を満たすことが必要であ
る。集合させるセグメント数は、２４以下であることが
好ましく、１６以下であることが、集合体全体としての
強度及び製造コストの点でさらに好ましい。
【００８６】 以下、ハニカムセグメントの接合につい
てさらに具体的に説明する。
てさらに具体的に説明する。
【００８７】 図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、本
発明の排ガス浄化用ハニカム構造体１０は、各種分割パ
ターンの第１のハニカムセグメント１３に分割されるこ
とが好ましい。
発明の排ガス浄化用ハニカム構造体１０は、各種分割パ
ターンの第１のハニカムセグメント１３に分割されるこ
とが好ましい。
【００８８】 これらのハニカムセグメントを接合する
場合、接合層１４のヤング率を、第１のハニカムセグメ
ント１３のヤング率の２０％以下にすることが好まし
く、１％以下とすることがさらに好ましい。また、接合
層１４の材料強度を、第１のハニカムセグメント１３の
材料強度より小さくすることが好ましい。このように、
接合層１４と第１のハニカムセグメント１３とのヤング
率を特定することにより、使用時における熱応力の発生
を小さく抑えて、熱衝撃によるクラックの発生を有効に
防止し、耐久性に優れた構造体とすることができる。ま
た、接合層１４のヤング率が第１のハニカムセグメント
１３のヤング率の２０％を超える場合であっても、接合
層１４の材料強度が第１のハニカムセグメント１３の材
料強度より小さい場合には、接合層１４のみにクラック
が生じ、第１のハニカムセグメント１３には損傷を受け
ることがない。
場合、接合層１４のヤング率を、第１のハニカムセグメ
ント１３のヤング率の２０％以下にすることが好まし
く、１％以下とすることがさらに好ましい。また、接合
層１４の材料強度を、第１のハニカムセグメント１３の
材料強度より小さくすることが好ましい。このように、
接合層１４と第１のハニカムセグメント１３とのヤング
率を特定することにより、使用時における熱応力の発生
を小さく抑えて、熱衝撃によるクラックの発生を有効に
防止し、耐久性に優れた構造体とすることができる。ま
た、接合層１４のヤング率が第１のハニカムセグメント
１３のヤング率の２０％を超える場合であっても、接合
層１４の材料強度が第１のハニカムセグメント１３の材
料強度より小さい場合には、接合層１４のみにクラック
が生じ、第１のハニカムセグメント１３には損傷を受け
ることがない。
【００８９】 ここで、接合層１４のヤング率、第１の
ハニカムセグメント１３のヤング率とは、それぞれ材料
自体のヤング率を意味し、材料固有の物性を示すもので
ある。
ハニカムセグメント１３のヤング率とは、それぞれ材料
自体のヤング率を意味し、材料固有の物性を示すもので
ある。
【００９０】 また、「接合層の材料強度が第１のハニ
カムセグメントの材料強度より小さい」ことの定義につ
いて、図１５及び図１６を用いて説明する。
カムセグメントの材料強度より小さい」ことの定義につ
いて、図１５及び図１６を用いて説明する。
【００９１】 すなわち、図１５に示すような、本発明
の排ガス浄化用ハニカム構造体から切り出したテストピ
ース２０を準備する。なお、テストピース２０は径方向
の長さが４０ｍｍ以上で、その中央部に接合層１４が位
置するように切断する。
の排ガス浄化用ハニカム構造体から切り出したテストピ
ース２０を準備する。なお、テストピース２０は径方向
の長さが４０ｍｍ以上で、その中央部に接合層１４が位
置するように切断する。
【００９２】 第２の発明では、このテストピース２０
を、図１６に示す４点曲げ試験（ＪＩＳ Ｒ１６０１に
準拠する）において、接合層１４内部、又は接合層１４
と第１のハニカムセグメント１３との界面で破壊する確
率が５０％以上であることを、上記の「接合層の材料強
度がハニカムセグメントの材料強度より小さい」と定義
する。
を、図１６に示す４点曲げ試験（ＪＩＳ Ｒ１６０１に
準拠する）において、接合層１４内部、又は接合層１４
と第１のハニカムセグメント１３との界面で破壊する確
率が５０％以上であることを、上記の「接合層の材料強
度がハニカムセグメントの材料強度より小さい」と定義
する。
【００９３】 また、接合層１４に接する第１のハニカ
ムセグメント１３の表面の内で少なくとも３０％以上の
面積を占める部分の平均的な表面粗さ（Ｒａ）は、０．
４ミクロンを超えることが好ましく、０．８ミクロン以
上がさらに好ましい。このように構成することにより、
２個以上の第１のハニカムセグメント１３間の接合がよ
り強固になり、使用時における剥離を有効に防止するこ
とをできる。また、セグメント同士を接合しない場合に
も、相互のずれを防止することができる。
ムセグメント１３の表面の内で少なくとも３０％以上の
面積を占める部分の平均的な表面粗さ（Ｒａ）は、０．
４ミクロンを超えることが好ましく、０．８ミクロン以
上がさらに好ましい。このように構成することにより、
２個以上の第１のハニカムセグメント１３間の接合がよ
り強固になり、使用時における剥離を有効に防止するこ
とをできる。また、セグメント同士を接合しない場合に
も、相互のずれを防止することができる。
【００９４】 また、第２の発明の排ガス浄化用ハニカ
ム構造体１０を構成する全ての第１のハニカムセグメン
ト１３の総熱容量に対する、排ガス浄化用ハニカム構造
体１０内の全ての接合層１４の総熱容量の比率は、３０
％以下であることが好ましく、１５％以下であることが
さらに好ましい。
ム構造体１０を構成する全ての第１のハニカムセグメン
ト１３の総熱容量に対する、排ガス浄化用ハニカム構造
体１０内の全ての接合層１４の総熱容量の比率は、３０
％以下であることが好ましく、１５％以下であることが
さらに好ましい。
【００９５】 このように構成することにより、昇温に
かかる時間を許容範囲内に小さく抑え、触媒成分を早期
活性化させることができる。
かかる時間を許容範囲内に小さく抑え、触媒成分を早期
活性化させることができる。
【００９６】 また、径方向に切断した断面における第
１のハニカムセグメント１３の断面形状の角部は、曲率
半径０．２ｍｍ以上に丸められているか、又は０．３ｍ
ｍ以上の面取りがされていることが、使用時における熱
応力の発生を小さくし、クラックの発生を防止して耐久
性を付与することができるために好ましい。
１のハニカムセグメント１３の断面形状の角部は、曲率
半径０．２ｍｍ以上に丸められているか、又は０．３ｍ
ｍ以上の面取りがされていることが、使用時における熱
応力の発生を小さくし、クラックの発生を防止して耐久
性を付与することができるために好ましい。
【００９７】 また、径方向に切断した断面における排
気ガス浄化用ハニカム構造体の断面積（ＳH）に占める
接合層１４の総断面積（ＳS）の比率（ＳS／ＳH）が１
７％以下であることが流体の圧力損失低減の観点から好
ましく、８％以下であることがさらに好ましい。
気ガス浄化用ハニカム構造体の断面積（ＳH）に占める
接合層１４の総断面積（ＳS）の比率（ＳS／ＳH）が１
７％以下であることが流体の圧力損失低減の観点から好
ましく、８％以下であることがさらに好ましい。
【００９８】 また、第２の発明においては、排気ガス
浄化用ハニカム構造体１０の径方向に切断した断面にお
けるセルの複合体の隔壁断面積の総和（ＳC）に対する
接合層断面積の総和（ＳS）の比率（ＳS／ＳC）が５０
％以下であることが流体の圧力損失低減の観点から好ま
しく、２４％以下であることがさらに好ましい。
浄化用ハニカム構造体１０の径方向に切断した断面にお
けるセルの複合体の隔壁断面積の総和（ＳC）に対する
接合層断面積の総和（ＳS）の比率（ＳS／ＳC）が５０
％以下であることが流体の圧力損失低減の観点から好ま
しく、２４％以下であることがさらに好ましい。
【００９９】 さらに、排気ガス浄化用ハニカム構造体
の径方向に切断した排気ガス浄化用ハニカム構造体の断
面内において、セルの複合体の断面積に対する接合層の
断面積の比率が中央部で大きく、ハニカム外壁側で小さ
くなっていることが好ましい。このような構成にするこ
とによって、中央部に集中する排気ガス流を、外壁近傍
に適度に分散させることができる。その結果、中央部と
ハニカム外壁側の温度差を低減することができ、排気ガ
ス浄化用ハニカム構造体における熱応力を低減すること
ができる。
の径方向に切断した排気ガス浄化用ハニカム構造体の断
面内において、セルの複合体の断面積に対する接合層の
断面積の比率が中央部で大きく、ハニカム外壁側で小さ
くなっていることが好ましい。このような構成にするこ
とによって、中央部に集中する排気ガス流を、外壁近傍
に適度に分散させることができる。その結果、中央部と
ハニカム外壁側の温度差を低減することができ、排気ガ
ス浄化用ハニカム構造体における熱応力を低減すること
ができる。
【０１００】 排気ガス浄化用ハニカム構造体の、排ガ
スの貫流方向に垂直な面で径方向に切断した断面の形状
（ハニカム外壁の断面形状）は、円、楕円、レーストラ
ック等のいずれであってもよい。
スの貫流方向に垂直な面で径方向に切断した断面の形状
（ハニカム外壁の断面形状）は、円、楕円、レーストラ
ック等のいずれであってもよい。
【０１０１】 ここで、第１のハニカムセグメント間を
接合する接合層の材料としては、例えば、耐熱性を有す
るセラミックスファイバー、セラミックス粉、セメント
等を挙げることができる。これらは１種単独で又は２種
以上を組合わせて用いることができる。また、必要に応
じて有機バインダ、無機バインダ等を混合して用いても
よい。
接合する接合層の材料としては、例えば、耐熱性を有す
るセラミックスファイバー、セラミックス粉、セメント
等を挙げることができる。これらは１種単独で又は２種
以上を組合わせて用いることができる。また、必要に応
じて有機バインダ、無機バインダ等を混合して用いても
よい。
【０１０２】 ハニカムセグメントの強度が十分に高い
場合には、必要に応じてセラミックスファイバー、セラ
ミックス粉、マット等を介して集合させ、周囲から圧力
をかけてキャニングする、又は少なくとも排ガス出口側
に押さえを配して留める等して接合を省略することもで
きる。
場合には、必要に応じてセラミックスファイバー、セラ
ミックス粉、マット等を介して集合させ、周囲から圧力
をかけてキャニングする、又は少なくとも排ガス出口側
に押さえを配して留める等して接合を省略することもで
きる。
【０１０３】 また、第２の発明の排ガス浄化用ハニカ
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第３の例と
しては、図１７に示すように、セル１の複合体を、中心
軸に対して垂直な平面で二以上の第２のハニカムセグメ
ント１５に分割して多段形状に構成してなるものであり
（図１７においては、排ガスの貫流方向（中心軸方向）
の長さが、（Ｌ２）、（Ｌ２’）及び（Ｌ２”）の３段
形状の例を示す）、かつ第２のハニカムセグメント１５
の、セル１の複合体の端部側における直径（一辺）（偏
りのある断面形状の場合には長径（長辺））（Ｐ２）と
排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ２）とのア
スペクト比［（Ｐ２）／（Ｌ２）］を、下記式（２２）
に示す関係を満たすように構成してなるものを挙げるこ
とができる。なお、第２のハニカムセグメント１５のＬ
２が、Ｌ２'、Ｌ２”の場合も同様である。
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第３の例と
しては、図１７に示すように、セル１の複合体を、中心
軸に対して垂直な平面で二以上の第２のハニカムセグメ
ント１５に分割して多段形状に構成してなるものであり
（図１７においては、排ガスの貫流方向（中心軸方向）
の長さが、（Ｌ２）、（Ｌ２’）及び（Ｌ２”）の３段
形状の例を示す）、かつ第２のハニカムセグメント１５
の、セル１の複合体の端部側における直径（一辺）（偏
りのある断面形状の場合には長径（長辺））（Ｐ２）と
排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ２）とのア
スペクト比［（Ｐ２）／（Ｌ２）］を、下記式（２２）
に示す関係を満たすように構成してなるものを挙げるこ
とができる。なお、第２のハニカムセグメント１５のＬ
２が、Ｌ２'、Ｌ２”の場合も同様である。
【０１０４】
【数２２】
０．５≦［（Ｐ２）／（Ｌ２）］≦５ …（２２）
【０１０５】 多段に配された第２のハニカムセグメン
トの中で、少なくとも一つの第２のハニカムセグメント
が前記式（２２）を満たす場合には、本願発明の効果が
得られるが、少なくとも、最も熱衝撃の大きい最上流側
に配された第２のハニカムセグメントが前記式（２２）
を満たすことが好ましく、さらに、第２のハニカムセグ
メントの全てが前記式（２２）を満たすことが最も好ま
しい。
トの中で、少なくとも一つの第２のハニカムセグメント
が前記式（２２）を満たす場合には、本願発明の効果が
得られるが、少なくとも、最も熱衝撃の大きい最上流側
に配された第２のハニカムセグメントが前記式（２２）
を満たすことが好ましく、さらに、第２のハニカムセグ
メントの全てが前記式（２２）を満たすことが最も好ま
しい。
【０１０６】 第２のハニカムセグメント１５自体の強
度・耐熱衝撃性の観点からは、アスペクト比［（Ｐ２）
／（Ｌ２）］は、５以下とすることが好ましいが、０．
５未満であると、第２のハニカムセグメント１５を集合
させた時に、全体としてのアスペクト比が排ガスの貫流
方向に著しく偏り圧力損失が増大するため、上記の範囲
とすることが好ましく、１．０≦［（Ｐ２）／（Ｌ
２）］≦３の範囲とすることがさらに好ましい。また、
段数については、同じく圧力損失の観点から、５段以下
とすることが好ましく、３段以下であればさらに好まし
い。このように構成することにより、熱応力を低減する
ことができるとともに、分割された第２のハニカムセグ
メント１５は、互いに端面同士が接するように、又はあ
る程度の距離を介して、又は別の缶体内に、等の種々の
配設の仕方を自在に採用することができ、また、接合を
不要とすることができる。
度・耐熱衝撃性の観点からは、アスペクト比［（Ｐ２）
／（Ｌ２）］は、５以下とすることが好ましいが、０．
５未満であると、第２のハニカムセグメント１５を集合
させた時に、全体としてのアスペクト比が排ガスの貫流
方向に著しく偏り圧力損失が増大するため、上記の範囲
とすることが好ましく、１．０≦［（Ｐ２）／（Ｌ
２）］≦３の範囲とすることがさらに好ましい。また、
段数については、同じく圧力損失の観点から、５段以下
とすることが好ましく、３段以下であればさらに好まし
い。このように構成することにより、熱応力を低減する
ことができるとともに、分割された第２のハニカムセグ
メント１５は、互いに端面同士が接するように、又はあ
る程度の距離を介して、又は別の缶体内に、等の種々の
配設の仕方を自在に採用することができ、また、接合を
不要とすることができる。
【０１０７】 また、第２の発明の排ガス浄化用ハニカ
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第４の例と
しては、図１８に示すように、セル１の複合体を構成す
るセル隔壁２の、排ガスの貫流方向（中心軸方向）に配
設した一以上の切り欠き部１６を備えるように構成して
なるものを挙げることができる。
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第４の例と
しては、図１８に示すように、セル１の複合体を構成す
るセル隔壁２の、排ガスの貫流方向（中心軸方向）に配
設した一以上の切り欠き部１６を備えるように構成して
なるものを挙げることができる。
【０１０８】 このような切り欠き部１６の配設例を図
１８〜図２３に示す。
１８〜図２３に示す。
【０１０９】 第２の発明のハニカム構造体における切
り欠き部１６は、ハニカム外壁３から径方向にハニカム
構造体を切断して配設した前述の外部に開口するスリッ
トとは異なるものであり、セルの排ガスの貫流方向（中
心軸方向）の所定部分を切り欠いて実質的に均一に配設
されるものである。
り欠き部１６は、ハニカム外壁３から径方向にハニカム
構造体を切断して配設した前述の外部に開口するスリッ
トとは異なるものであり、セルの排ガスの貫流方向（中
心軸方向）の所定部分を切り欠いて実質的に均一に配設
されるものである。
【０１１０】 切り欠き部１６の配設箇所は、断面で見
た場合、互いに離れていてもよく、複数セル連続してい
てもよい。この切り欠き部１６が、熱応力を緩和する。
前述のスリットの場合とは異なり、切り欠き部１６は必
ずしもハニカム外壁に開口している必要はない。基本的
には、同方向の連続を避けるように配設することが好ま
しいが、敢えて同方向に連続して設ける場合には、連続
数は１０セル以下とすることが好ましい。同方向に１０
セルを超えて連続すると、ハニカム構造体全体としての
強度が著しく低下することがある。また、連続でなくて
も、選択的に同方向に配設すると、熱応力開放方向が偏
ることがある。
た場合、互いに離れていてもよく、複数セル連続してい
てもよい。この切り欠き部１６が、熱応力を緩和する。
前述のスリットの場合とは異なり、切り欠き部１６は必
ずしもハニカム外壁に開口している必要はない。基本的
には、同方向の連続を避けるように配設することが好ま
しいが、敢えて同方向に連続して設ける場合には、連続
数は１０セル以下とすることが好ましい。同方向に１０
セルを超えて連続すると、ハニカム構造体全体としての
強度が著しく低下することがある。また、連続でなくて
も、選択的に同方向に配設すると、熱応力開放方向が偏
ることがある。
【０１１１】 強度の観点からは、切り欠き部１６数を
総セル壁数（交点から次の交点までを１枚と数える）の
４０％以下に抑えることが好ましい。また、切り欠き部
１６の排ガスの貫流方向深さについては、基本的には、
少なくともある断面で不連続となっていればよいが、実
使用において熱衝撃の大きい（排ガスの貫流方向（中心
軸方向））入口側に露出していることが好ましく、セル
の排ガスの貫流方向（中心軸方向）の全体に耐熱衝撃性
が要求される場合は、図２０に示すように、セルの排ガ
スの貫流方向の全長にわたっていることが好ましい。
総セル壁数（交点から次の交点までを１枚と数える）の
４０％以下に抑えることが好ましい。また、切り欠き部
１６の排ガスの貫流方向深さについては、基本的には、
少なくともある断面で不連続となっていればよいが、実
使用において熱衝撃の大きい（排ガスの貫流方向（中心
軸方向））入口側に露出していることが好ましく、セル
の排ガスの貫流方向（中心軸方向）の全体に耐熱衝撃性
が要求される場合は、図２０に示すように、セルの排ガ
スの貫流方向の全長にわたっていることが好ましい。
【０１１２】 切り欠き部１６の幅は、セル隔壁の厚
さ、セルピッチ（リブの間隔）の如何に関係なく、１０
μｍｍ以上で、１セルの幅以下であることが好ましい。
１０μｍｍ未満であると、熱応力緩和効果が不十分とな
ることがあり、１セル分を超えると、ハニカム構造体全
体として著しい強度低下に至ることがある。
さ、セルピッチ（リブの間隔）の如何に関係なく、１０
μｍｍ以上で、１セルの幅以下であることが好ましい。
１０μｍｍ未満であると、熱応力緩和効果が不十分とな
ることがあり、１セル分を超えると、ハニカム構造体全
体として著しい強度低下に至ることがある。
【０１１３】 径方向や排ガスの貫流方向に切り欠き部
１６密度を変化させて配設してもよい。変化させるにあ
たっては、１個体のままでもよく、前述の分割方式を活
用してもよい。変化のさせ方としては、例えば、実使用
において熱衝撃の大きい径方向の中央部や排ガスの貫流
方向入口側に集中して切り欠き部１６を形成することを
好適例として挙げることができる。
１６密度を変化させて配設してもよい。変化させるにあ
たっては、１個体のままでもよく、前述の分割方式を活
用してもよい。変化のさせ方としては、例えば、実使用
において熱衝撃の大きい径方向の中央部や排ガスの貫流
方向入口側に集中して切り欠き部１６を形成することを
好適例として挙げることができる。
【０１１４】 また、第２の発明の排ガス浄化用ハニカ
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第５の例と
しては、セルの複合体を構成するセルの断面形状を、三
角形以上の多角形状に構成してなるものを挙げることが
できる。
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第５の例と
しては、セルの複合体を構成するセルの断面形状を、三
角形以上の多角形状に構成してなるものを挙げることが
できる。
【０１１５】 中でも、角数が多い多角形状が熱応力が
低減されることから好ましい。具体的には、４角形以上
であることが好ましく、６角形がさらに好ましい。同じ
理由で、４角形の中でも、正方形より長方形の方が好ま
しい。また、径方向や排ガスの流れ方向（多段式の場合
にのみ可能）にセル形状を変化させてもよい。径方向に
変化させるにあたっては、１個体のままでも可能である
が、前述の分割方式を活用してもよい。変化のさせ方と
しては、例えば、実使用において熱衝撃の大きい径方向
中央部や排ガスの流れ方向入口側を集中して多角化する
ことが好ましい。
低減されることから好ましい。具体的には、４角形以上
であることが好ましく、６角形がさらに好ましい。同じ
理由で、４角形の中でも、正方形より長方形の方が好ま
しい。また、径方向や排ガスの流れ方向（多段式の場合
にのみ可能）にセル形状を変化させてもよい。径方向に
変化させるにあたっては、１個体のままでも可能である
が、前述の分割方式を活用してもよい。変化のさせ方と
しては、例えば、実使用において熱衝撃の大きい径方向
中央部や排ガスの流れ方向入口側を集中して多角化する
ことが好ましい。
【０１１６】 第２の発明においては、実使用における
熱衝撃の大きさの分布を考慮して、径方向及び／又は排
ガスの流れ方向（多段式の場合にのみ可能）にセル隔壁
の厚さを変化させることが好ましい。径方向に変化させ
るにあたっては、１個体のままでも可能であるが、上述
の分割方式を活用することもできる。ここで、セル隔壁
の厚さの変化のさせ方としては、一般的に昇温・冷却速
度が速い、径方向中央部や排ガス流れ方向入口近傍を厚
くすることが、熱衝撃によるクラックの防止に有効であ
る。
熱衝撃の大きさの分布を考慮して、径方向及び／又は排
ガスの流れ方向（多段式の場合にのみ可能）にセル隔壁
の厚さを変化させることが好ましい。径方向に変化させ
るにあたっては、１個体のままでも可能であるが、上述
の分割方式を活用することもできる。ここで、セル隔壁
の厚さの変化のさせ方としては、一般的に昇温・冷却速
度が速い、径方向中央部や排ガス流れ方向入口近傍を厚
くすることが、熱衝撃によるクラックの防止に有効であ
る。
【０１１７】 具体的には、第２の発明の排ガス浄化用
ハニカム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第６
の例として、中心軸から半径（一辺の半分）の少なくと
も１０％以内の領域に存在するセルの隔壁厚さ（Ｔ10）
を、基本セル隔壁厚さ（Ｔc）との間に下記式（２３）
に示す関係を満たすように構成してなるものを挙げるこ
とができる。
ハニカム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第６
の例として、中心軸から半径（一辺の半分）の少なくと
も１０％以内の領域に存在するセルの隔壁厚さ（Ｔ10）
を、基本セル隔壁厚さ（Ｔc）との間に下記式（２３）
に示す関係を満たすように構成してなるものを挙げるこ
とができる。
【０１１８】
【数２３】１．２≦Ｔ10／Ｔc …（２３）
【０１１９】 また、径方向中央部や排ガス流れ方向
（中心軸方向）入口近傍のセル隔壁を厚くすることは、
その部分の昇温・冷却速度を緩めるのみならず、外周部
や出口近傍との温度差を小さくすることにもなり、二重
に熱衝撃を緩和することができる。
（中心軸方向）入口近傍のセル隔壁を厚くすることは、
その部分の昇温・冷却速度を緩めるのみならず、外周部
や出口近傍との温度差を小さくすることにもなり、二重
に熱衝撃を緩和することができる。
【０１２０】 図２４に示すように、第２の発明の排ガ
ス浄化用ハニカム構造体において、中心軸に対して垂直
の面で切断した断面内にセル隔壁２の厚さの異なる領域
が共存する場合には、境界部分のセル隔壁２の厚さを、
それぞれのセル隔壁２の断面が、逆台形状（図２４
（ａ））、糸巻き状（図２４（ｂ））、又は長方形状
（図２４（ｃ））で、リブ厚が厚い領域から薄い領域に
向かって順次薄くなるように変化させることが好まし
い。このように構成することによって、圧力損失や耐熱
衝撃性比の向上を図ることができる。
ス浄化用ハニカム構造体において、中心軸に対して垂直
の面で切断した断面内にセル隔壁２の厚さの異なる領域
が共存する場合には、境界部分のセル隔壁２の厚さを、
それぞれのセル隔壁２の断面が、逆台形状（図２４
（ａ））、糸巻き状（図２４（ｂ））、又は長方形状
（図２４（ｃ））で、リブ厚が厚い領域から薄い領域に
向かって順次薄くなるように変化させることが好まし
い。このように構成することによって、圧力損失や耐熱
衝撃性比の向上を図ることができる。
【０１２１】 また、第２の発明の排ガス浄化用ハニカ
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第７の例と
して、図２５に示すように、セルの複合体全体の、排ガ
スの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ３）と、、直径
（一辺）（偏りのある断面形状の場合には長径（長
辺））（Ｐ３）とのアスペクト比［（Ｌ３）／（Ｐ
３）］を、下記式（２４）に示す関係を満たすように構
成してなるものを挙げることができる。このように構成
することによって、強度、耐熱衝撃性を向上させること
ができる。図２５においては、構造体が、第１のハニカ
ムセグメント１３に分割された接合層１４を有するもの
の場合を示す。
ム構造体１０に用いられる熱応力緩和手段の第７の例と
して、図２５に示すように、セルの複合体全体の、排ガ
スの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ３）と、、直径
（一辺）（偏りのある断面形状の場合には長径（長
辺））（Ｐ３）とのアスペクト比［（Ｌ３）／（Ｐ
３）］を、下記式（２４）に示す関係を満たすように構
成してなるものを挙げることができる。このように構成
することによって、強度、耐熱衝撃性を向上させること
ができる。図２５においては、構造体が、第１のハニカ
ムセグメント１３に分割された接合層１４を有するもの
の場合を示す。
【０１２２】
【数２４】
０．５≦［（Ｌ３）／（Ｐ３）］≦２ …（２４）
【０１２３】 第２の発明の排ガス浄化用ハニカム構造
体は、その重量が、１５００ｇ以下であるもので、その
体積が、１５００ｃｍ3以下であるものが好ましい。
体は、その重量が、１５００ｇ以下であるもので、その
体積が、１５００ｃｍ3以下であるものが好ましい。
【０１２４】 ハニカム構造体１個の重量（１個体の場
合はその重量、分割型の場合には１セグメントの重量）
は、その材質（熱膨張率，比重）や気孔率にもよるが、
耐熱衝撃性の観点から、少なくとも１５００ｇ以下であ
ることが好ましい。１５００ｇを超えると、実使用の
際、通常運転モードの比較的緩い熱衝撃にても、クラッ
クの発生、割れ等、損傷することがある。さらに好まし
くは１２００ｇ以下であり、１０００ｇ以下であれば、
急峻な温度変化による厳しい熱衝撃にも耐えることがで
きるため特に好ましい。
合はその重量、分割型の場合には１セグメントの重量）
は、その材質（熱膨張率，比重）や気孔率にもよるが、
耐熱衝撃性の観点から、少なくとも１５００ｇ以下であ
ることが好ましい。１５００ｇを超えると、実使用の
際、通常運転モードの比較的緩い熱衝撃にても、クラッ
クの発生、割れ等、損傷することがある。さらに好まし
くは１２００ｇ以下であり、１０００ｇ以下であれば、
急峻な温度変化による厳しい熱衝撃にも耐えることがで
きるため特に好ましい。
【０１２５】 ハニカム構造体１個の体積（１個体の場
合はその体積、分割型の場合には１セグメントの体積）
は、耐熱衝撃性の観点から、少なくとも１５００ｃｍ3
以下であることが好ましい。１５００ｃｍ3を超える
と、実使用の際、通常運転モードの比較的緩い熱衝撃に
ても、損傷することがある。さらに好ましくは１０００
ｃｍ3以下であり、８００ｃｍ3以下であれば、急峻な温
度変化による厳しい熱衝撃にも耐えることができるため
特に好ましい。
合はその体積、分割型の場合には１セグメントの体積）
は、耐熱衝撃性の観点から、少なくとも１５００ｃｍ3
以下であることが好ましい。１５００ｃｍ3を超える
と、実使用の際、通常運転モードの比較的緩い熱衝撃に
ても、損傷することがある。さらに好ましくは１０００
ｃｍ3以下であり、８００ｃｍ3以下であれば、急峻な温
度変化による厳しい熱衝撃にも耐えることができるため
特に好ましい。
【０１２６】 第２の発明においては、上述の種々の方
策を任意に組み合わせて適用することにより、より一層
熱応力緩和効果を高めた排ガス浄化用ハニカム構造体と
することができる。
策を任意に組み合わせて適用することにより、より一層
熱応力緩和効果を高めた排ガス浄化用ハニカム構造体と
することができる。
【０１２７】 第１の発明及び第２の発明のハニカム構
造体のセル隔壁の主要構成材料としては、ハニカム構造
体をＮＯx吸蔵触媒用担体として用いる場合、耐アルカ
リ性に優れ、かつ自動車の排気ガスに適用し得る強度・
耐熱性を併せもつ材質を主成分とすることが好ましい。
具体的には、アルミナ（アルミナの中では、α−アルミ
ナが最も耐アルカリ性が高いという点で好ましい）、ジ
ルコニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ム
ライト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、
リン酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモッ
ト、無配向コージェライト（結晶が配向していないコー
ジェライトを意味する。この無配向コージェライトは結
晶が配向していないため、従来より自動車排気ガス触媒
用担体に汎用されている配向コージェライトに比較して
熱膨張率が高い）及びこれらの混合物・複合物からなる
群から選ばれる少なくとも１種を含有するものであるこ
とが好ましい。特に、アルミナ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムラ
イト、無配向コージェライト等が耐アルカリ特性上好適
に用いられるが、中でも酸化物系は、コストの点でも好
ましい材料である。セル隔壁がこれ等を主要構成材料と
して含有するものであることが好ましいが、さらに、ハ
ニカム外壁も、セル隔壁と同じ材料で構成されることが
好ましい。
造体のセル隔壁の主要構成材料としては、ハニカム構造
体をＮＯx吸蔵触媒用担体として用いる場合、耐アルカ
リ性に優れ、かつ自動車の排気ガスに適用し得る強度・
耐熱性を併せもつ材質を主成分とすることが好ましい。
具体的には、アルミナ（アルミナの中では、α−アルミ
ナが最も耐アルカリ性が高いという点で好ましい）、ジ
ルコニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ム
ライト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、
リン酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモッ
ト、無配向コージェライト（結晶が配向していないコー
ジェライトを意味する。この無配向コージェライトは結
晶が配向していないため、従来より自動車排気ガス触媒
用担体に汎用されている配向コージェライトに比較して
熱膨張率が高い）及びこれらの混合物・複合物からなる
群から選ばれる少なくとも１種を含有するものであるこ
とが好ましい。特に、アルミナ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムラ
イト、無配向コージェライト等が耐アルカリ特性上好適
に用いられるが、中でも酸化物系は、コストの点でも好
ましい材料である。セル隔壁がこれ等を主要構成材料と
して含有するものであることが好ましいが、さらに、ハ
ニカム外壁も、セル隔壁と同じ材料で構成されることが
好ましい。
【０１２８】 ハニカム構造体の材質が、高熱膨張率を
必要とする自動車の排気ガスに用いられる場合で、排ガ
スの貫流方向に対して垂直な方向の熱膨張係数が１．０
×１０-6／℃以上の場合に、本発明のハニカム構造体
は、有効にその効果を発揮する。特に、３．０×１０-6
／℃以上の高熱膨張材料になると、排ガス温度変化の大
きいマニホールド直下搭載の場合には本発明が必須とな
り、更に、５．０×１０-6／℃以上になると排ガス温度
変化が比較的小さい床下搭載の場合でさえ本発明が必要
となる。逆に、１．０×１０-6／℃未満の低熱膨張材料
にも、本願発明を適用することはできるが、元々材料と
して熱膨張率が低い（耐熱衝撃性が高い）ため、得られ
る耐熱衝撃性向上効果は小さい。
必要とする自動車の排気ガスに用いられる場合で、排ガ
スの貫流方向に対して垂直な方向の熱膨張係数が１．０
×１０-6／℃以上の場合に、本発明のハニカム構造体
は、有効にその効果を発揮する。特に、３．０×１０-6
／℃以上の高熱膨張材料になると、排ガス温度変化の大
きいマニホールド直下搭載の場合には本発明が必須とな
り、更に、５．０×１０-6／℃以上になると排ガス温度
変化が比較的小さい床下搭載の場合でさえ本発明が必要
となる。逆に、１．０×１０-6／℃未満の低熱膨張材料
にも、本願発明を適用することはできるが、元々材料と
して熱膨張率が低い（耐熱衝撃性が高い）ため、得られ
る耐熱衝撃性向上効果は小さい。
【０１２９】 また、第１の発明及び第２の発明に用い
られるハニカム外壁の断面形状としては、設置する排気
系の内形状に適した形状であれば特に制限はないが、例
えば、円、楕円、長円、台形、三角形、四角形、六角形
又は左右非対称な異形形状を挙げることができる。中で
も、円、楕円、長円が好ましい。
られるハニカム外壁の断面形状としては、設置する排気
系の内形状に適した形状であれば特に制限はないが、例
えば、円、楕円、長円、台形、三角形、四角形、六角形
又は左右非対称な異形形状を挙げることができる。中で
も、円、楕円、長円が好ましい。
【０１３０】 第１の発明及び第２の発明のハニカム構
造体のセル構造としては、セル密度が、通常６〜１５０
０ｃｐｓｉ（１平方インチ当たりのセル数）で、３００
〜１２００ｃｐｓｉが好ましく、４００〜９００ｃｐｓ
ｉがさらに好ましい。本発明のハニカム構造体は自動車
の排ガス用途に用いる場合、１２００ｃｐｓｉを超える
と圧力損失が顕著となることがある一方、３００ｃｐｓ
ｉ未満であると限られた搭載スペース内で高ＧＳＡを得
ることができなくなって、排ガスとの接触効率が不足す
ることがある。
造体のセル構造としては、セル密度が、通常６〜１５０
０ｃｐｓｉ（１平方インチ当たりのセル数）で、３００
〜１２００ｃｐｓｉが好ましく、４００〜９００ｃｐｓ
ｉがさらに好ましい。本発明のハニカム構造体は自動車
の排ガス用途に用いる場合、１２００ｃｐｓｉを超える
と圧力損失が顕著となることがある一方、３００ｃｐｓ
ｉ未満であると限られた搭載スペース内で高ＧＳＡを得
ることができなくなって、排ガスとの接触効率が不足す
ることがある。
【０１３１】 また、隔壁の厚さが、通常２０〜２００
０μｍで、２〜１０ｍｉｌ（１０００分の１インチ）が
好ましく、２．５〜８ｍｉｌがさらに好ましい。第１の
発明及び第２の発明のハニカム構造体は自動車の排ガス
用途に用いる場合、１０ｍｉｌを超えると圧力損失及び
暖気特性低下が顕著となることがある一方、２ｍｉｌ未
満であると強度が不足することがある。さらに、２０μ
ｍ未満であると、著しい強度不足により、耐熱衝撃性が
低下することがある。
０μｍで、２〜１０ｍｉｌ（１０００分の１インチ）が
好ましく、２．５〜８ｍｉｌがさらに好ましい。第１の
発明及び第２の発明のハニカム構造体は自動車の排ガス
用途に用いる場合、１０ｍｉｌを超えると圧力損失及び
暖気特性低下が顕著となることがある一方、２ｍｉｌ未
満であると強度が不足することがある。さらに、２０μ
ｍ未満であると、著しい強度不足により、耐熱衝撃性が
低下することがある。
【０１３２】 また、本発明は、第１の発明と第２の発
明とを組み合わせたものであってもよい。すなわち、第
１の発明に、前述の熱応力緩和手段（第１の例〜第７の
例）を備えさせてなるものであってもよい。このように
構成することによって、第１の発明及び第２の発明によ
る効果を併せて発揮させることができる。
明とを組み合わせたものであってもよい。すなわち、第
１の発明に、前述の熱応力緩和手段（第１の例〜第７の
例）を備えさせてなるものであってもよい。このように
構成することによって、第１の発明及び第２の発明によ
る効果を併せて発揮させることができる。
【０１３３】 本発明の排ガス浄化用触媒体は、上述の
排ガス浄化用ハニカム構造体の、セル隔壁上に触媒層が
担持されてなる又はセル隔壁中に触媒が含有されてなる
ことを特徴とする。
排ガス浄化用ハニカム構造体の、セル隔壁上に触媒層が
担持されてなる又はセル隔壁中に触媒が含有されてなる
ことを特徴とする。
【０１３４】 例えば、触媒層又は触媒がアルカリ金属
及び／又はアルカリ土類金属を含有するＮＯｘ吸蔵触媒
体等に、好適に用いられる。特に、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃ
ａを合計５ｇ／Ｌ（ハニカム体積当り）以上含有するＮ
Ｏｘ吸蔵触媒体に好適に用いられる。
及び／又はアルカリ土類金属を含有するＮＯｘ吸蔵触媒
体等に、好適に用いられる。特に、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃ
ａを合計５ｇ／Ｌ（ハニカム体積当り）以上含有するＮ
Ｏｘ吸蔵触媒体に好適に用いられる。
【０１３５】 この場合、排ガス浄化用ハニカム構造体
のセル隔壁の主要構成材料としては、例えば、アルミ
ナ、ジルコニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、Ｓｉ
Ｎ、ムライト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡ
Ｓ）、リン酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャ
モット、無配向コージェライト及びこれらの混合物・複
合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含有する
ものを挙げることができる。
のセル隔壁の主要構成材料としては、例えば、アルミ
ナ、ジルコニア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、Ｓｉ
Ｎ、ムライト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡ
Ｓ）、リン酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャ
モット、無配向コージェライト及びこれらの混合物・複
合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含有する
ものを挙げることができる。
【０１３６】 中でも、アルミナ、ＳｉＣ、ムライト、
無配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物など
が、耐アルカリ性がより高く、好適に用いられる。
無配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物など
が、耐アルカリ性がより高く、好適に用いられる。
【０１３７】 本発明の排ガス浄化用触媒体の応用例と
しては、例えば、触媒層又は触媒がアルカリ金属及び／
又はアルカリ土類金属を含有するものである場合、より
確実に担体とアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属
との反応を抑える目的で、排ガス浄化用ハニカム構造体
のセル隔壁の主要構成材料よりもアルカリ金属及び／又
はアルカリ土類金属と優先的に反応する物質（以下、
「アンカー物質」ということがある）をセル隔壁上及び
／又はセル隔壁中に有するものを挙げることができる。
しては、例えば、触媒層又は触媒がアルカリ金属及び／
又はアルカリ土類金属を含有するものである場合、より
確実に担体とアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属
との反応を抑える目的で、排ガス浄化用ハニカム構造体
のセル隔壁の主要構成材料よりもアルカリ金属及び／又
はアルカリ土類金属と優先的に反応する物質（以下、
「アンカー物質」ということがある）をセル隔壁上及び
／又はセル隔壁中に有するものを挙げることができる。
【０１３８】 アンカー物質としては、例えば、Ｂ、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓ
ｂ、Ｉ及びＷよりなる群から選ばれる少なくとも一種の
元素を含有する物質を挙げることができる。
ｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓ
ｂ、Ｉ及びＷよりなる群から選ばれる少なくとも一種の
元素を含有する物質を挙げることができる。
【０１３９】 具体的には、触媒成分として用いるアル
カリ金属及び／又はアルカリ土類金属と反応しやすく、
ハニカム構造体の主要構成材料よりもこれらと優先的に
反応する物質を、予め共存させておくことが好ましい。
このようにしておくことにより、触媒体が使用中に高温
に晒されても、触媒層中のアルカリ金属やアルカリ土類
金属は優先的にアンカー物質と反応し、ハニカム構造体
（担体）との反応が抑えられるため、結果的に担体の劣
化をより確実に抑止することができる。例えば、担体に
触媒を担持する前に、予めアンカー物質を含浸又はコー
ティング等の手法によって担持しておき、その後に触媒
を担持することにより、担体と触媒層との間にアンカー
物質を介在させることができ、最も効果的に担体と触媒
層中のアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属との反
応を抑止することができる。
カリ金属及び／又はアルカリ土類金属と反応しやすく、
ハニカム構造体の主要構成材料よりもこれらと優先的に
反応する物質を、予め共存させておくことが好ましい。
このようにしておくことにより、触媒体が使用中に高温
に晒されても、触媒層中のアルカリ金属やアルカリ土類
金属は優先的にアンカー物質と反応し、ハニカム構造体
（担体）との反応が抑えられるため、結果的に担体の劣
化をより確実に抑止することができる。例えば、担体に
触媒を担持する前に、予めアンカー物質を含浸又はコー
ティング等の手法によって担持しておき、その後に触媒
を担持することにより、担体と触媒層との間にアンカー
物質を介在させることができ、最も効果的に担体と触媒
層中のアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属との反
応を抑止することができる。
【０１４０】 また、本発明の排ガス浄化用ハニカム触
媒体の他の例としては、触媒層又は触媒が、ＳＣＲ（Ｓ
ｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔ
ｉｏｎ）反応の主触媒及び助触媒又はそのいずれかの作
用を有するＳＣＲ触媒材料である、ディーゼル排ガス浄
化用の触媒体を挙げることができる。
媒体の他の例としては、触媒層又は触媒が、ＳＣＲ（Ｓ
ｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔ
ｉｏｎ）反応の主触媒及び助触媒又はそのいずれかの作
用を有するＳＣＲ触媒材料である、ディーゼル排ガス浄
化用の触媒体を挙げることができる。
【０１４１】 この場合、ＳＣＲ触媒材料としては、例
えば、貴金属；Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ族遷移金
属；ＣｅＯ2又はＬａ2Ｏ3等の希土類酸化物；これらの
二種以上の複合酸化物又はこれらの少なくとも一種とＺ
ｒとの複合酸化物；Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属酸化物；
及びＢａ、Ｓｒ等のアルカリ土類酸化物からなる群から
選ばれる少なくとも一種を含有するものを挙げることが
できる。
えば、貴金属；Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ族遷移金
属；ＣｅＯ2又はＬａ2Ｏ3等の希土類酸化物；これらの
二種以上の複合酸化物又はこれらの少なくとも一種とＺ
ｒとの複合酸化物；Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属酸化物；
及びＢａ、Ｓｒ等のアルカリ土類酸化物からなる群から
選ばれる少なくとも一種を含有するものを挙げることが
できる。
【０１４２】 本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体の
セル隔壁の主要構成材料としては、アルミナ、ジルコニ
ア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライ
ト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン
酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無
配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物からな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有するものを挙げ
ることができる。中でも酸化物系は、コストの点でも好
ましい材料である。
セル隔壁の主要構成材料としては、アルミナ、ジルコニ
ア、チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライ
ト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン
酸チタン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無
配向コージェライト及びこれらの混合物・複合物からな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有するものを挙げ
ることができる。中でも酸化物系は、コストの点でも好
ましい材料である。
【０１４３】 さらに、本発明の排ガス浄化用ハニカム
構造体のセル隔壁の主要構成材料は、例えば、Ｔｉ
Ｏ2、ゼオライト、Ａｌ2Ｏ3及びこれらの二種以上の複
合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含有
するものであることが、好ましい。
構造体のセル隔壁の主要構成材料は、例えば、Ｔｉ
Ｏ2、ゼオライト、Ａｌ2Ｏ3及びこれらの二種以上の複
合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含有
するものであることが、好ましい。
【０１４４】 さらに、ハニカム外壁も、セル隔壁と同
じ材料で構成されることが好ましい。
じ材料で構成されることが好ましい。
【０１４５】 排ガス中成分にＳＯ3が存在する場合、
担体の硫酸塩化を防ぐ目的でＴｉＯ2が好ましいが、Ｓ
Ｏ3が低濃度（５０ＰＰＭ以下）の場合は特に制限はな
い。
担体の硫酸塩化を防ぐ目的でＴｉＯ2が好ましいが、Ｓ
Ｏ3が低濃度（５０ＰＰＭ以下）の場合は特に制限はな
い。
【０１４６】 ＴｉＯ2は、通常、アナターゼ（Ａｎａ
ｔａｓｅ）型が用いられる。ルチル型は比表面積が小さ
く、触媒活性への寄与が期待できない。
ｔａｓｅ）型が用いられる。ルチル型は比表面積が小さ
く、触媒活性への寄与が期待できない。
【０１４７】 ゼオライトとしてはＸ型、Ｙ型、ＺＳＭ
−５型、β型等のものを用いることができるが、耐熱性
の観点から、アルカリ成分の含有量は極力押さえること
が重要である。耐熱性の観点からＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3比
を２５以上とすることが好ましい。また、ＡｌＰＯやＳ
ＡＰＯ、メタロシリケート、層状化合物も好適に用いる
ことができる。前述の触媒活性成分をイオン交換担持し
たものも、好適に用いられる。
−５型、β型等のものを用いることができるが、耐熱性
の観点から、アルカリ成分の含有量は極力押さえること
が重要である。耐熱性の観点からＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3比
を２５以上とすることが好ましい。また、ＡｌＰＯやＳ
ＡＰＯ、メタロシリケート、層状化合物も好適に用いる
ことができる。前述の触媒活性成分をイオン交換担持し
たものも、好適に用いられる。
【０１４８】 ソリッドタイプの場合には、Ａｌ2Ｏ3と
しては、ガンマ型、イータ型等アルファ型以外の高表面
積のものが好ましい。
しては、ガンマ型、イータ型等アルファ型以外の高表面
積のものが好ましい。
【０１４９】 ハニカム構造体（担体）の比表面積は、
１０〜５００ｍ2／ｇのものを用いることができるが、
担体の強度や耐熱性を考慮すると、１５０ｍ2／ｇ以下
のものが好ましい。
１０〜５００ｍ2／ｇのものを用いることができるが、
担体の強度や耐熱性を考慮すると、１５０ｍ2／ｇ以下
のものが好ましい。
【０１５０】 貴金属の種類としては、例えば、Ｐｔ、
ＰｄやＲｈ等の成分を挙げることができる。貴金属とし
ての含有量は０．１７〜７．０７ｇ／Ｌ（ハニカム体積
当り）用いることが好ましい。
ＰｄやＲｈ等の成分を挙げることができる。貴金属とし
ての含有量は０．１７〜７．０７ｇ／Ｌ（ハニカム体積
当り）用いることが好ましい。
【０１５１】 卑金属としては、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、Ｖ
ＩＩＩ族の遷移金属を挙げることができる。
ＩＩＩ族の遷移金属を挙げることができる。
【０１５２】 本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体に
用いられる触媒組成の好ましい例としては、Ｐｔ等貴金
属担持ＴｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3、Ｐｔ等貴金属担持ゼオラ
イト、ＣｕやＦｅ、Ａｇ等担持ゼオライト、ＣｕＣｒ系
等非金属担持ＴｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3、Ｖ−Ｗ担持ＴｉＯ2
等を挙げることができる。しかしながら、Ｖ−Ｗ−Ｔｉ
Ｏ2系の触媒は、耐ＳＯX性に優れる反面、損耗や毒性の
Ｖが高温で揮発しやすいので、ディーゼル車輛用には使
い難いことがある。さらに、助触媒として、ＣｅＯ2や
Ｌａ2Ｏ3等の希土類酸化物、及びこれらの複合酸化物、
さらに、Ｚｒ等との複合酸化物を用いることができる。
別の助触媒として、ＮａやＫ等のアルカリ金属酸化物、
Ｂａ、Ｓｒ等のアルカリ土類酸化物も好適に用いること
ができる。
用いられる触媒組成の好ましい例としては、Ｐｔ等貴金
属担持ＴｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3、Ｐｔ等貴金属担持ゼオラ
イト、ＣｕやＦｅ、Ａｇ等担持ゼオライト、ＣｕＣｒ系
等非金属担持ＴｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3、Ｖ−Ｗ担持ＴｉＯ2
等を挙げることができる。しかしながら、Ｖ−Ｗ−Ｔｉ
Ｏ2系の触媒は、耐ＳＯX性に優れる反面、損耗や毒性の
Ｖが高温で揮発しやすいので、ディーゼル車輛用には使
い難いことがある。さらに、助触媒として、ＣｅＯ2や
Ｌａ2Ｏ3等の希土類酸化物、及びこれらの複合酸化物、
さらに、Ｚｒ等との複合酸化物を用いることができる。
別の助触媒として、ＮａやＫ等のアルカリ金属酸化物、
Ｂａ、Ｓｒ等のアルカリ土類酸化物も好適に用いること
ができる。
【０１５３】 また、尿素等を含むＳＣＲに用いるため
には、各セル隔壁が、貴金属又は遷移金属を担持または
含有してなるものであることが好ましい。貴金属は、デ
ィーゼル燃料中のＳＯｘ濃度が低い（例えば、５０ＰＰ
Ｍ以下）場合に高い活性を示す。
には、各セル隔壁が、貴金属又は遷移金属を担持または
含有してなるものであることが好ましい。貴金属は、デ
ィーゼル燃料中のＳＯｘ濃度が低い（例えば、５０ＰＰ
Ｍ以下）場合に高い活性を示す。
【０１５４】 本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体の
製造法としては、担体はＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ゼオライ
ト等の担体酸化物をハニカム担体に成形して、触媒活性
成分や助触媒成分を担体に担持してよく、また別の方法
で、担体と触媒及び助触媒とを一緒に混ぜ込んだ酸化物
をハニカム担体に成形してもよい。
製造法としては、担体はＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ゼオライ
ト等の担体酸化物をハニカム担体に成形して、触媒活性
成分や助触媒成分を担体に担持してよく、また別の方法
で、担体と触媒及び助触媒とを一緒に混ぜ込んだ酸化物
をハニカム担体に成形してもよい。
【０１５５】 ディーゼル排ガス浄化用には、ＮＯｘ還
元剤として尿素を車載するケースが多く、この場合、尿
素を加水分解してＮＨ3を発生するハニカム触媒やＳＣ
Ｒ触媒の後流側に配置するＮＨ3スリップ分解触媒に本
発明を適用してもよい。
元剤として尿素を車載するケースが多く、この場合、尿
素を加水分解してＮＨ3を発生するハニカム触媒やＳＣ
Ｒ触媒の後流側に配置するＮＨ3スリップ分解触媒に本
発明を適用してもよい。
【０１５６】 なお、ＳＣＲ触媒用に用いられるハニカ
ム構造体のセル形状としては、例えば、１インチ平方当
り５０〜６００セル（５０〜６００ｃｐｓｉ）のものを
挙げることができる。ＳＣＲ反応は、ハニカム触媒の幾
何学的表面積に影響を受けるため、５０セル未満である
と、所望の反応活性を得ることができず、また６００セ
ルを超えると熱衝撃が弱く破壊しやすくなることがあ
る。本発明におけるような格別な対応をしないハニカム
構造体にあっては１００〜２００セルが耐熱衝撃性の点
から車載上限界であるが、本発明においては３００セル
以上のハニカム構造体が車載可能となり、従ってコンパ
クトな触媒装置を提供することができる。
ム構造体のセル形状としては、例えば、１インチ平方当
り５０〜６００セル（５０〜６００ｃｐｓｉ）のものを
挙げることができる。ＳＣＲ反応は、ハニカム触媒の幾
何学的表面積に影響を受けるため、５０セル未満である
と、所望の反応活性を得ることができず、また６００セ
ルを超えると熱衝撃が弱く破壊しやすくなることがあ
る。本発明におけるような格別な対応をしないハニカム
構造体にあっては１００〜２００セルが耐熱衝撃性の点
から車載上限界であるが、本発明においては３００セル
以上のハニカム構造体が車載可能となり、従ってコンパ
クトな触媒装置を提供することができる。
【０１５７】 セル隔壁の厚さは、３〜５０ミル（ｍｉ
ｌ）の広範な範囲で使用可能であるが、コンパクトで低
圧損の反応装置を提供するためには、３〜１０ミルの範
囲が好ましい。
ｌ）の広範な範囲で使用可能であるが、コンパクトで低
圧損の反応装置を提供するためには、３〜１０ミルの範
囲が好ましい。
【０１５８】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいてさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってい
かなる制限を受けるものではない。
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってい
かなる制限を受けるものではない。
【０１５９】 以下、第１の発明の実施例１〜９及び比
較例１〜１５として、表１に示すような互いに異なる材
料特性を有する、チタニア及びアルミナの各３種（チタ
ニアＡ、Ｂ、Ｃ、及びアルミナＡ、Ｂ、Ｃ）を材料に用
いた構造体１〜２４を作製した。
較例１〜１５として、表１に示すような互いに異なる材
料特性を有する、チタニア及びアルミナの各３種（チタ
ニアＡ、Ｂ、Ｃ、及びアルミナＡ、Ｂ、Ｃ）を材料に用
いた構造体１〜２４を作製した。
【０１６０】実施例１
セル隔壁の材料として、アルミナＢ原料粉、水、バイン
ダーの混練原料を用い、押出成形してから焼成して、四
角セル構造で、直径が４０ｍｍ、長さが４０ｍｍ、セル
隔壁（リブ）厚さが４ｍｉｌ（０．１０２ｍｍ）、セル
密度が６００ｃｐｓｉ、セルピッチが１．０３７ｍｍの
ハニカム構造体（構造体１）を作製した。アルミナＢ
は、材料特性として、貫流方向に対して垂直な方向のハ
ニカム熱膨張係数（α）：８．４０×１０-6［１／
Ｋ］、材料比熱（Ｃ）：８２０［Ｊ／ｋｇＫ］、材料密
度（ρ）：１９００［ｋｇ／ｍ3］、材料熱伝導率
（λ）：１４［Ｗ／ｍＫ］、材料ヤング率（リブ１枚曲
げ）（Ｅ）：４０×１０3［ＭＰａ］、を有するもので
ある。以上の材料特性及びセル構造データをまとめて表
１に示す。
ダーの混練原料を用い、押出成形してから焼成して、四
角セル構造で、直径が４０ｍｍ、長さが４０ｍｍ、セル
隔壁（リブ）厚さが４ｍｉｌ（０．１０２ｍｍ）、セル
密度が６００ｃｐｓｉ、セルピッチが１．０３７ｍｍの
ハニカム構造体（構造体１）を作製した。アルミナＢ
は、材料特性として、貫流方向に対して垂直な方向のハ
ニカム熱膨張係数（α）：８．４０×１０-6［１／
Ｋ］、材料比熱（Ｃ）：８２０［Ｊ／ｋｇＫ］、材料密
度（ρ）：１９００［ｋｇ／ｍ3］、材料熱伝導率
（λ）：１４［Ｗ／ｍＫ］、材料ヤング率（リブ１枚曲
げ）（Ｅ）：４０×１０3［ＭＰａ］、を有するもので
ある。以上の材料特性及びセル構造データをまとめて表
１に示す。
【０１６１】
【表１】
【０１６２】 表１に示すデータを用い、構造体１につ
いて前記式（１１）の右辺の各変数を算出した結果、ハ
ニカム体積当たり幾何学的表面積（ＧＳＡ）は、３．４
８×１０3［ｍ2／ｍ3］、ハニカムセル水力直径（ＨD）
は、０．０００９３５［ｍ］、セル熱容量（ｃ）は、２
９０３４７．６［Ｊ／ｍ3Ｋ］、ハニカムセル熱伝導率
（λC）は、１．３７１７１４［Ｗ／ｍＫ］であった。
計算式を下記式（２５）〜（２９）に示す。
いて前記式（１１）の右辺の各変数を算出した結果、ハ
ニカム体積当たり幾何学的表面積（ＧＳＡ）は、３．４
８×１０3［ｍ2／ｍ3］、ハニカムセル水力直径（ＨD）
は、０．０００９３５［ｍ］、セル熱容量（ｃ）は、２
９０３４７．６［Ｊ／ｍ3Ｋ］、ハニカムセル熱伝導率
（λC）は、１．３７１７１４［Ｗ／ｍＫ］であった。
計算式を下記式（２５）〜（２９）に示す。
【０１６３】
【数２５】
ＧＳＡ［ｍ2／ｍ3］＝４×（セルピッチ［ｍ］−リブ厚［ｍ］）／（０．０２５
４）2×セル密度［ｃｐｓｉ］ …（２５）
【０１６４】
【数２６】
ＨD［ｍ］＝セルピッチ［ｍ］−リブ厚［ｍ］ …（２６）
【０１６５】
【数２７】
ρC［ｋｇ／ｍ3］＝材料密度［ｋｇ／ｍ3］×｛１−（セルピッチ［ｍ］−リブ
厚［ｍ］）2／（セルピッチ［ｍ］）2｝ …（２７）
【０１６６】
【数２８】
セル熱容量［Ｊ／ｍ3Ｋ］＝材料比熱［Ｊ／ｋｇＫ］×ハニカム構造かさ密度［
ｋｇ／ｍ3］ …（２８）
【０１６７】
【数２９】
ハニカムセル熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］＝材料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］×リブ厚［ｍ］
／セルピッチ［ｍ］ …（２９）
【０１６８】 なお、前述のように、Ｃ１を決定するた
めの代表時間ｔ0及び、代表長さＬについては、λg＝
０．０６１Ｗ／ｍＫ、Ｎｕ＝３．７７を想定し、Ｌ＝
０．０４ｍ、ｔ0＝５ｓｅｃ、ΔＴ＝５００Ｋを選択し
て得られるＣ１＝１．６１×１０-2を採用した。以上の
前記式（１１）の右辺の変数の計算結果をまとめて表２
に示す。
めの代表時間ｔ0及び、代表長さＬについては、λg＝
０．０６１Ｗ／ｍＫ、Ｎｕ＝３．７７を想定し、Ｌ＝
０．０４ｍ、ｔ0＝５ｓｅｃ、ΔＴ＝５００Ｋを選択し
て得られるＣ１＝１．６１×１０-2を採用した。以上の
前記式（１１）の右辺の変数の計算結果をまとめて表２
に示す。
【０１６９】
【表２】
【０１７０】 さらに、表２の数値を用いて前記式（１
１）の右辺を計算した結果、右辺：８．００×１０-4が
得られた。一方、作製した構造体１からリブ１枚を切り
出して実測した材料の強度は、３５［ＭＰａ］であった
ので、これを材料ヤング率（リブ１枚曲げ）で割って、
左辺：８．７５×１０-4を得た。従って、この構造体１
は、前記式（１１）を満たすことがわかる。以上の結果
をまとめて表３に示す。なお、表３においては、構造体
が前記式（１１）を満たす場合には〇、満たさない場合
には×として示した。
１）の右辺を計算した結果、右辺：８．００×１０-4が
得られた。一方、作製した構造体１からリブ１枚を切り
出して実測した材料の強度は、３５［ＭＰａ］であった
ので、これを材料ヤング率（リブ１枚曲げ）で割って、
左辺：８．７５×１０-4を得た。従って、この構造体１
は、前記式（１１）を満たすことがわかる。以上の結果
をまとめて表３に示す。なお、表３においては、構造体
が前記式（１１）を満たす場合には〇、満たさない場合
には×として示した。
【０１７１】 また、得られた構造体１の耐熱性の評価
のため、下記のガスバーナーを用いた熱サイクル試験を
行った。すなわち、構造体１から、直径が４０ｍｍで、
長さが４０ｍｍのサンプルを切り出し、ガスバーナーに
よる熱風と冷風を三方弁で切り替えながら、サンプルに
交互に通じ、加熱（サンプルの入口側のガス温度９００
℃で１０分間）と冷却（サンプルの入口側のガス温度２
００℃で１０分間）を１０サイクル繰り返した後に、サ
ンプルのクラックや割れの発生の有無を目視により観察
した。この結果を表３に示す。なお、表３においては、
構造体にクラックや割れの発生が認められなかった場合
には〇、認められた場合には×として示した。
のため、下記のガスバーナーを用いた熱サイクル試験を
行った。すなわち、構造体１から、直径が４０ｍｍで、
長さが４０ｍｍのサンプルを切り出し、ガスバーナーに
よる熱風と冷風を三方弁で切り替えながら、サンプルに
交互に通じ、加熱（サンプルの入口側のガス温度９００
℃で１０分間）と冷却（サンプルの入口側のガス温度２
００℃で１０分間）を１０サイクル繰り返した後に、サ
ンプルのクラックや割れの発生の有無を目視により観察
した。この結果を表３に示す。なお、表３においては、
構造体にクラックや割れの発生が認められなかった場合
には〇、認められた場合には×として示した。
【０１７２】実施例２〜９、及び比較例１〜１５
セル隔壁の材料及びセル構造を表１に示すものに変えた
こと以外は実施例１と同様にして、構造体２〜２４を作
製した。得られた構造体２〜２４の、表１に示すデータ
を用い構造体２〜２４について前記式（１１）の右辺の
各変数の算出結果を表２に示す。さらに、表２の数値を
用いて前記式（１１）の右辺を計算した結果、材料強度
の実測値、材料強度の実測値を材料ヤング率（リブ１枚
曲げ）で割った左辺の値、左辺の値が前記式（１１）を
満たすか否か及びガスバーナーの熱サイクル試験におけ
るサンプルのクラックや割れの発生の有無の観察結果を
まとめて表３に示す。
こと以外は実施例１と同様にして、構造体２〜２４を作
製した。得られた構造体２〜２４の、表１に示すデータ
を用い構造体２〜２４について前記式（１１）の右辺の
各変数の算出結果を表２に示す。さらに、表２の数値を
用いて前記式（１１）の右辺を計算した結果、材料強度
の実測値、材料強度の実測値を材料ヤング率（リブ１枚
曲げ）で割った左辺の値、左辺の値が前記式（１１）を
満たすか否か及びガスバーナーの熱サイクル試験におけ
るサンプルのクラックや割れの発生の有無の観察結果を
まとめて表３に示す。
【０１７３】
【表３】
【０１７４】 図２６は、本発明の実施例で得られた構
造体（前記式（１１）を満たす構造体）は、クラックや
割れの発生が認められず、比較例で得られた構造体（式
（１１）を満たさない構造体）はクラックや割れの発生
が認められることを示すグラフである。図２６に示すよ
うに、前記式（１１）を満たす構造体（実施例１〜９）
と満たさない構造体（比較例１〜１５）とは、前記式
（１１）の等号の場合の直線グラフを境界として、２つ
の領域に区分けされるが、これらの２つの領域は、クラ
ックや割れの発生が認められない領域とクラックや割れ
の発生が認められる領域とにそれぞれ合致することがわ
かる。
造体（前記式（１１）を満たす構造体）は、クラックや
割れの発生が認められず、比較例で得られた構造体（式
（１１）を満たさない構造体）はクラックや割れの発生
が認められることを示すグラフである。図２６に示すよ
うに、前記式（１１）を満たす構造体（実施例１〜９）
と満たさない構造体（比較例１〜１５）とは、前記式
（１１）の等号の場合の直線グラフを境界として、２つ
の領域に区分けされるが、これらの２つの領域は、クラ
ックや割れの発生が認められない領域とクラックや割れ
の発生が認められる領域とにそれぞれ合致することがわ
かる。
【０１７５】 以下、第２の発明の実施例１０〜２１及
び比較例１６〜１９として、表４〜表８に示すようなア
ルミナＣ、チタニアＡ、チタニアＢを材料に用いた構造
体２５〜４０を作製した。
び比較例１６〜１９として、表４〜表８に示すようなア
ルミナＣ、チタニアＡ、チタニアＢを材料に用いた構造
体２５〜４０を作製した。
【０１７６】実施例１０
セル外形（直径が１００ｍｍ、長さが１００ｍｍ、隔壁
の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が４００（ｃｐｓ
ｉ）の、アルミナＣを用いた構造体２５を、実施例１と
同様にして作製した。この構造体２５には、図２（ｄ）
に示すような形状でスリット４を入れた構造のものとし
た。なお、図２（ｄ）におけるスリット４の形状は、ハ
ニカム構造体１０の上端面１４に露出するスリット４の
長さをハニカム構造体１０の直径の３／１０（具体的に
は３０ｍｍ）、また、スリット４のハニカム外壁上に露
出した中心軸方向の長さを、ハニカム外壁の全長に亘る
１００ｍｍとした。得られた構造体２５の体積は７８５
ｃｍ3、重量は、２７０ｇであった。また、この構造体
２５を、電気炉による耐熱衝撃性試験を行ったところ、
破壊温度は、８００℃（７５０℃まではクラック発生が
認められなかった）と極めて良好であった。以上の結果
をまとめて表４に示す。
の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が４００（ｃｐｓ
ｉ）の、アルミナＣを用いた構造体２５を、実施例１と
同様にして作製した。この構造体２５には、図２（ｄ）
に示すような形状でスリット４を入れた構造のものとし
た。なお、図２（ｄ）におけるスリット４の形状は、ハ
ニカム構造体１０の上端面１４に露出するスリット４の
長さをハニカム構造体１０の直径の３／１０（具体的に
は３０ｍｍ）、また、スリット４のハニカム外壁上に露
出した中心軸方向の長さを、ハニカム外壁の全長に亘る
１００ｍｍとした。得られた構造体２５の体積は７８５
ｃｍ3、重量は、２７０ｇであった。また、この構造体
２５を、電気炉による耐熱衝撃性試験を行ったところ、
破壊温度は、８００℃（７５０℃まではクラック発生が
認められなかった）と極めて良好であった。以上の結果
をまとめて表４に示す。
【０１７７】電気炉による耐熱衝撃性試験
室温の試料を４００℃に保持された電気炉に入れ、２０
分間経過後、試料を取り出して室温まで冷却した後、ク
ラックの発生の有無を目視で確認した。クラックの発生
がなければ、電気炉の温度を５０℃ずつ上昇させ、同様
な試験を繰り返した。最終的に、クラックが発生した温
度を「破壊温度」とした。
分間経過後、試料を取り出して室温まで冷却した後、ク
ラックの発生の有無を目視で確認した。クラックの発生
がなければ、電気炉の温度を５０℃ずつ上昇させ、同様
な試験を繰り返した。最終的に、クラックが発生した温
度を「破壊温度」とした。
【０１７８】実施例１１〜１３
実施例１０において、セル外形、セル密度、スリットの
形状を表４に示すように変えたこと以外は実施例１０と
同様にして構造体２６〜２８を作製した。その結果及び
耐熱衝撃性試験の結果をまとめて表４に示す。
形状を表４に示すように変えたこと以外は実施例１０と
同様にして構造体２６〜２８を作製した。その結果及び
耐熱衝撃性試験の結果をまとめて表４に示す。
【０１７９】
【表４】
【０１８０】実施例１４
セル外形（直径が１００ｍｍ、長さが１００ｍｍ、隔壁
の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が４００（ｃｐｓ
ｉ）の、アルミナＣを用いた構造体２９を、実施例１と
同様にして作製した。この構造体２９は、図１３（ｃ）
に示すような形状で一辺の長さが３５ｍｍの正方形で、
長さが１００ｍｍの第１のセグメント１３を４個と周囲
の異形（断面の長辺が３５ｍｍ、長さが１００ｍｍ）の
第１のセグメント８個とを抱き合わせてセメントで接合
した構造のものとした。得られた構造体２９の体積は７
８５ｃｍ3、重量は、２７０ｇ（セメント分は除く）で
あった。また、第１のセグメント１３のアスペクト比
（（Ｌ１）／（Ｐ１））は、１００／３５＝２．８６で
あった。この構造体２９を、電気炉による耐熱衝撃性試
験を行ったところ、破壊温度は、８００℃と極めて良好
であった。以上の結果をまとめて表５に示す。
の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が４００（ｃｐｓ
ｉ）の、アルミナＣを用いた構造体２９を、実施例１と
同様にして作製した。この構造体２９は、図１３（ｃ）
に示すような形状で一辺の長さが３５ｍｍの正方形で、
長さが１００ｍｍの第１のセグメント１３を４個と周囲
の異形（断面の長辺が３５ｍｍ、長さが１００ｍｍ）の
第１のセグメント８個とを抱き合わせてセメントで接合
した構造のものとした。得られた構造体２９の体積は７
８５ｃｍ3、重量は、２７０ｇ（セメント分は除く）で
あった。また、第１のセグメント１３のアスペクト比
（（Ｌ１）／（Ｐ１））は、１００／３５＝２．８６で
あった。この構造体２９を、電気炉による耐熱衝撃性試
験を行ったところ、破壊温度は、８００℃と極めて良好
であった。以上の結果をまとめて表５に示す。
【０１８１】実施例１５〜１６
実施例１４において、材料、セル外形、セル密度、第１
のセグメントの構造を表５に示すように変えたこと以外
は実施例１４と同様にして構造体３０〜３１を作製し
た。その結果及び耐熱衝撃性試験の結果をまとめて表５
に示す。
のセグメントの構造を表５に示すように変えたこと以外
は実施例１４と同様にして構造体３０〜３１を作製し
た。その結果及び耐熱衝撃性試験の結果をまとめて表５
に示す。
【０１８２】
【表５】
【０１８３】実施例１７
セル外形（直径が１００ｍｍ、長さが１２０ｍｍ（間隔
も含む）、隔壁の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が
４００（ｃｐｓｉ）の、アルミナＣを用いた第２のハニ
カムセグメントを三段に分割した形状に構成してなる構
造体３２を、実施例１と同様にして作製した。この構造
体３２は、図１７に示すような形状で長さが３３．３ｍ
ｍの第２のセグメント１５を３段に積層した構造のもの
とした。得られた構造体３２の体積は７８５ｃｍ3、重
量は、２７０ｇであった。また、第２のセグメント１５
のアスペクト比［（Ｐ２）／（Ｌ２）］は、１００／３
３．３＝３．０であった。この構造体３２を、電気炉に
よる耐熱衝撃性試験を行ったところ、破壊温度は、８０
０℃と極めて良好であった。以上の結果をまとめて表６
に示す。
も含む）、隔壁の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が
４００（ｃｐｓｉ）の、アルミナＣを用いた第２のハニ
カムセグメントを三段に分割した形状に構成してなる構
造体３２を、実施例１と同様にして作製した。この構造
体３２は、図１７に示すような形状で長さが３３．３ｍ
ｍの第２のセグメント１５を３段に積層した構造のもの
とした。得られた構造体３２の体積は７８５ｃｍ3、重
量は、２７０ｇであった。また、第２のセグメント１５
のアスペクト比［（Ｐ２）／（Ｌ２）］は、１００／３
３．３＝３．０であった。この構造体３２を、電気炉に
よる耐熱衝撃性試験を行ったところ、破壊温度は、８０
０℃と極めて良好であった。以上の結果をまとめて表６
に示す。
【０１８４】実施例１８〜１９
実施例１７において、材料、セル外形、セル密度、第２
のセグメントの構造を表６に示すように変えたこと以外
は実施例１７と同様にして構造体３３〜３４を作製し
た。その結果及び耐熱衝撃性試験の結果をまとめて表６
に示す。
のセグメントの構造を表６に示すように変えたこと以外
は実施例１７と同様にして構造体３３〜３４を作製し
た。その結果及び耐熱衝撃性試験の結果をまとめて表６
に示す。
【０１８５】
【表６】
【０１８６】実施例２０
セル外形（直径が１００ｍｍ、長さが１００ｍｍ、隔壁
の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が４００（ｃｐｓ
ｉ）の、アルミナＣを用いたセル隔壁の、排ガスの貫流
方向（中心軸方向）に配設した一以上の切り欠き部を備
えた構造体３５を、実施例１と同様にして作製した。こ
の構造体３５は、図１８に示すような形状で一以上の切
り欠き部１６を備えた構造のものとした。得られた構造
体３５の体積は７８５ｃｍ3、重量は、２７０ｇであっ
た。この構造体３５を、電気炉による耐熱衝撃性試験を
行ったところ、破壊温度は、７５０℃と極めて良好であ
った。以上の結果をまとめて表７に示す。
の厚さが１０１．６μｍ）、セル密度が４００（ｃｐｓ
ｉ）の、アルミナＣを用いたセル隔壁の、排ガスの貫流
方向（中心軸方向）に配設した一以上の切り欠き部を備
えた構造体３５を、実施例１と同様にして作製した。こ
の構造体３５は、図１８に示すような形状で一以上の切
り欠き部１６を備えた構造のものとした。得られた構造
体３５の体積は７８５ｃｍ3、重量は、２７０ｇであっ
た。この構造体３５を、電気炉による耐熱衝撃性試験を
行ったところ、破壊温度は、７５０℃と極めて良好であ
った。以上の結果をまとめて表７に示す。
【０１８７】実施例２１
実施例２０において、材料、セル外形、セル密度を表７
に示すように変えたこと以外は実施例２０と同様にして
構造体３６を作製した。その結果及び耐熱衝撃性試験の
結果をまとめて表７に示す。
に示すように変えたこと以外は実施例２０と同様にして
構造体３６を作製した。その結果及び耐熱衝撃性試験の
結果をまとめて表７に示す。
【０１８８】
【表７】
【０１８９】比較例１６〜１９
熱応力緩和手段（実施例１０におけるスリットの形成、
実施例１４における第１のセグメントへの分割、実施例
１７における第２のセグメント構造の形成及び実施例２
０における切り欠き部の形成）を施さなかったこと、並
びに材料、セル外形、セル密度、体積、重量を表８に示
すように変えたこと以外は実施例１と同様にして構造体
３７〜４０を作製した。その結果及び耐熱衝撃性試験の
結果をまとめて表８に示す。
実施例１４における第１のセグメントへの分割、実施例
１７における第２のセグメント構造の形成及び実施例２
０における切り欠き部の形成）を施さなかったこと、並
びに材料、セル外形、セル密度、体積、重量を表８に示
すように変えたこと以外は実施例１と同様にして構造体
３７〜４０を作製した。その結果及び耐熱衝撃性試験の
結果をまとめて表８に示す。
【０１９０】
【表８】
【０１９１】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によっ
て、従来から自動車排ガス浄化用途に広く普及されてい
るコージェライトに比較して、熱膨張率の高い（α≧
１）、すなわち耐熱衝撃性の低い構造体（担体）材料を
用いた場合であっても、構造体としては十分な耐熱衝撃
性を有し、長期的な使用が可能な排ガス浄化用ハニカム
構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体を提供すること
ができる。
て、従来から自動車排ガス浄化用途に広く普及されてい
るコージェライトに比較して、熱膨張率の高い（α≧
１）、すなわち耐熱衝撃性の低い構造体（担体）材料を
用いた場合であっても、構造体としては十分な耐熱衝撃
性を有し、長期的な使用が可能な排ガス浄化用ハニカム
構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体を提供すること
ができる。
【図１】 本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体の一例
を模式的に示す説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平
面図をそれぞれ示す。
を模式的に示す説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平
面図をそれぞれ示す。
【図２】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
カム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図４】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図５】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図６】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図７】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図８】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
カム構造体の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図９】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハニ
カム構造体のスリットの配置例を模式的に示す説明図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は
その側面図、（ｄ）はその底面図である。
カム構造体のスリットの配置例を模式的に示す説明図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は
その側面図、（ｄ）はその底面図である。
【図１０】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハ
ニカム構造体のスリットの形成方法を示す説明図であ
り、（ａ）はセル隔壁に平行に形成した例、（ｂ）はセ
ル隔壁を斜めに切断するように形成した例をそれぞれ示
す。
ニカム構造体のスリットの形成方法を示す説明図であ
り、（ａ）はセル隔壁に平行に形成した例、（ｂ）はセ
ル隔壁を斜めに切断するように形成した例をそれぞれ示
す。
【図１１】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハ
ニカム構造体のスリット先端の応力緩和構造を模式的に
示す説明図であり、（ａ）は先端が曲率をもった応力緩
和部を有する例、（ｂ）は先端が分岐した例をそれぞれ
示す。
ニカム構造体のスリット先端の応力緩和構造を模式的に
示す説明図であり、（ａ）は先端が曲率をもった応力緩
和部を有する例、（ｂ）は先端が分岐した例をそれぞれ
示す。
【図１２】 スリットを有する本発明の排ガス浄化用ハ
ニカム構造体のスリットの形態を模式的に示す説明図で
あり、（ａ）はセル隔壁を部分的に切断した例、（ｂ）
はセル隔壁を部分的に除去した例をそれぞれ示す。
ニカム構造体のスリットの形態を模式的に示す説明図で
あり、（ａ）はセル隔壁を部分的に切断した例、（ｂ）
はセル隔壁を部分的に除去した例をそれぞれ示す。
【図１３】 径方向に分割された二以上の第１のハニカ
ムセグメントの各種の例を模式的に示す説明図である。
ムセグメントの各種の例を模式的に示す説明図である。
【図１４】 径方向に分割された二以上の第１のハニカ
ムセグメントのアスペクト比を模式的に示す斜視図であ
る。
ムセグメントのアスペクト比を模式的に示す斜視図であ
る。
【図１５】 本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体から
切り出されたテストピースの一例を模式的に示す斜視図
である。
切り出されたテストピースの一例を模式的に示す斜視図
である。
【図１６】 ４点曲げ試験の例を模式的に示す説明図で
ある。
ある。
【図１７】 中心軸に対して垂直な平面で分割された二
以上の第２のハニカムセグメントの一例を模式的に示す
斜視図である。
以上の第２のハニカムセグメントの一例を模式的に示す
斜視図である。
【図１８】 排ガスの貫流方向に配設された一以上の切
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の一例を模式的に示す説明図である。
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の一例を模式的に示す説明図である。
【図１９】 排ガスの貫流方向に配設された一以上の切
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
【図２０】 排ガスの貫流方向に配設された一以上の切
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
【図２１】 排ガスの貫流方向に配設された一以上の切
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
【図２２】 排ガスの貫流方向に配設された一以上の切
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
【図２３】 排ガスの貫流方向に配設された一以上の切
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
り欠き部を有する本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の他の例を模式的に示す説明図である。
【図２４】 本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体にお
いて、セル隔壁厚さを、そのセル隔壁の断面が、逆台形
状、糸巻き状又は長方形状に変化させた例を模式的に示
す断面図である。
いて、セル隔壁厚さを、そのセル隔壁の断面が、逆台形
状、糸巻き状又は長方形状に変化させた例を模式的に示
す断面図である。
【図２５】 本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体の全
体のアスペクト比［（Ｌ３）／（Ｐ３）］を模式的に示
す斜視図である。
体のアスペクト比［（Ｌ３）／（Ｐ３）］を模式的に示
す斜視図である。
【図２６】 本発明の実施例で得られた構造体（式（１
１）を満たす）は、クラックや割れの発生が認められ
ず、比較例で得られた構造体（式（１１）を満たさな
い）はクラックや割れの発生が認められることを示すグ
ラフである。
１）を満たす）は、クラックや割れの発生が認められ
ず、比較例で得られた構造体（式（１１）を満たさな
い）はクラックや割れの発生が認められることを示すグ
ラフである。
１…セル、２…セル隔壁、３…ハニカム外壁、４…スリ
ット、４ａ…分岐部、４ｂ…応力緩和部、５、５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ…ハニカム外壁の端面、
６、６ａ、６ｂ、６ｃ…端面エッジ部、７…連結部、１
０…排ガス浄化用ハニカム構造体、１３…第１のハニカ
ムセグメント、１４…接合層、１５…第２のハニカムセ
グメント、１６…切り欠き部、２０…テストピース。
ット、４ａ…分岐部、４ｂ…応力緩和部、５、５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ…ハニカム外壁の端面、
６、６ａ、６ｂ、６ｃ…端面エッジ部、７…連結部、１
０…排ガス浄化用ハニカム構造体、１３…第１のハニカ
ムセグメント、１４…接合層、１５…第２のハニカムセ
グメント、１６…切り欠き部、２０…テストピース。
フロントページの続き
(72)発明者 高木 茂和
愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日
本碍子株式会社内
(72)発明者 宮入 由紀夫
愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日
本碍子株式会社内
Ｆターム(参考） 3G091 AB01 BA10 GA11 GB02W
GB03W GB04W GB05W GB09X
GB10X GB13X GB15X GB16X
GB17X
4D048 AA06 AB02 BA03X BA07X
BA41X BB02
4G069 AA01 AA03 AA08 BA01B
BA04B BC01A BC08A BC42A
BC43A BC69A CA03 DA06
EA19 ED03 ED06 FB71
Claims (17)
- 【請求項１】 複数のそれぞれ隣接したセルの複合体を
形成するセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体を囲繞
して保持するハニカム外壁とから構成され、前記セル隔
壁上に担持される触媒層又は前記セル隔壁中に含有され
る触媒によってセル内を貫流する排ガスを浄化する排ガ
ス浄化用ハニカム構造体であって、 前記セル隔壁が、材料特性及びセル構造に関し、下記式
（１）に示す関係を満たすことを特徴とする排ガス浄化
用ハニカム構造体。 【数１】 σ／Ｅ≧０．０１６１・α・（ＧＳＡ）／｛ＨD・（ρC・Ｃ・λC）0.5｝ …（ １） （式（１）中、σ［ＭＰａ］は材料強度（リブ１枚曲
げ）、Ｅ［ＭＰａ］は材料ヤング率（リブ１枚曲げ）、
α［１／Ｋ］は貫流方向に対して垂直な方向のハニカム
熱膨張係数：ただし、α≧１、ＧＳＡ［ｍ2／ｍ3］はハ
ニカム体積当たり幾何学的表面積、ＨD［ｍ］はハニカ
ムセル水力直径、ρC［ｋｇ／ｍ3］はハニカム構造かさ
密度、Ｃ［Ｊ／ｋｇＫ］は材料比熱、λC［Ｗ／ｍＫ］
はハニカムセル熱伝導率＝λ・ｂ／ｐ（ここで、λは材
料熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］、ｂはリブ厚［ｍ］、ｐはセル
ピッチ（リブの間隔）［ｍ］）をそれぞれ示す。） - 【請求項２】 複数のそれぞれ隣接したセルの複合体を
形成するセル隔壁（リブ）と、このセルの複合体を囲繞
して保持するハニカム外壁とから構成され、前記セル隔
壁上に担持される触媒層又は前記セル隔壁中に含有され
る触媒によってセル内を貫流する排ガスを浄化する排ガ
ス浄化用ハニカム構造体であって、 排ガスを浄化する際に前記セル隔壁及び前記ハニカム外
壁に加えられる熱応力を緩和するための熱応力緩和手段
を備えてなることを特徴とする排ガス浄化用ハニカム構
造体。 - 【請求項３】 前記熱応力緩和手段が、前記ハニカム外
壁の表面から中心軸の方向に向かって形成した、前記ハ
ニカム外壁の表面で少なくともその一部が開口した一以
上のスリットを備えるように構成してなるものである請
求項２に記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。 - 【請求項４】 前記熱応力緩和手段が、前記セルの複合
体を、前記中心軸に対して平行な平面で二以上の第１の
ハニカムセグメントに分割した構成を有するとともに、
必要に応じて接合層によって接合するように構成してな
るものであり、かつ前記第１のハニカムセグメントの、
前記排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ（Ｌ１）
と、直径（一辺）（Ｐ１）とのアスペクト比［（Ｌ１）
／（Ｐ１）］を、下記式（２）に示す関係を満たすよう
に構成してなるものである請求項２又は３に記載の排ガ
ス浄化用ハニカム構造体。 【数２】 ２≦［（Ｌ１）／（Ｐ１）］≦１０ …（２） - 【請求項５】 前記熱応力緩和手段が、前記セルの複合
体を前記中心軸に対して垂直な平面で二以上の第２のハ
ニカムセグメントに分割した多段形状の構成を有してな
るものであり、かつ前記第２のハニカムセグメントの直
径（一辺）（Ｐ２）と、排ガスの貫流方向の長さ（Ｌ
２）とのアスペクト比［（Ｐ２）／（Ｌ２）］を、下記
式（３）に示す関係を満たすように構成してなるもので
ある請求項２〜４のいずれかに記載の排ガス浄化用ハニ
カム構造体。 【数３】 ０．５≦［（Ｐ２）／（Ｌ２）］≦５ …（３） - 【請求項６】 前記熱応力緩和手段が、前記セルの複合
体を構成する前記セル隔壁の、排ガスの貫流方向（中心
軸方向）に配設した一以上の切り欠き部を備えるように
構成してなるものである請求項２〜５のいずれかに記載
の排ガス浄化用ハニカム構造体。 - 【請求項７】 前記熱応力緩和手段が、前記セルの複合
体を構成する前記セルの断面形状を、三角形以上の多角
形状に構成してなるものである請求項２〜６のいずれか
に記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。 - 【請求項８】 前記熱応力緩和手段が、中心軸から半径
（一辺の半分）の少なくとも１０％以内の領域に存在す
るセルの隔壁厚さ（Ｔ10）を、基本セル隔壁厚さ
（Ｔc）との間に下記式（４）に示す関係を満たすよう
に構成してなるものである請求項２〜７のいずれかに記
載の排ガス浄化用ハニカム構造体。 【数４】１．２≦Ｔ10／Ｔc …（４） - 【請求項９】 前記熱応力緩和手段が、前記セルの複合
体全体の、前記排ガスの貫流方向（中心軸方向）の長さ
（Ｌ３）と、直径（一辺）（Ｐ３）とのアスペクト比
［（Ｌ３）／（Ｐ３）］を、下記式（５）に示す関係を
満たすように構成してなるものである請求項２〜８のい
ずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。 【数５】 ０．５≦［（Ｌ３）／（Ｐ３）］≦２ …（５） - 【請求項１０】 請求項２〜９のいずれかに記載の前記
熱応力緩和手段を備えてなることを特徴とする請求項１
に記載の排ガス浄化用ハニカム構造体。 - 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の排
ガス浄化用ハニカム構造体の、前記セル隔壁上に触媒層
が担持されてなる又は前記セル隔壁中に触媒が含有され
てなることを特徴とする排ガス浄化用ハニカム触媒体。 - 【請求項１２】 前記触媒層又は触媒が、アルカリ金属
及び／又はアルカリ土類金属を含有するものである請求
項１１に記載の排ガス浄化用ハニカム触媒体。 - 【請求項１３】 前記排ガス浄化用ハニカム構造体の前
記セル隔壁の主要構成材料が、アルミナ、ジルコニア、
チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライト、リ
チウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン酸チタ
ン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無配向コ
ージェライト及びこれらの混合物・複合物からなる群か
ら選ばれる少なくとも一種を含有するものである請求項
１１又は１２に記載の排ガス浄化用ハニカム触媒体。 - 【請求項１４】 前記触媒層又は触媒が、ＳＣＲ（Ｓｅ
ｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉ
ｏｎ）反応の主触媒及び助触媒又はそのいずれかの作用
を有するＳＣＲ触媒材料である請求項１１に記載の排ガ
ス浄化用ハニカム触媒体。 - 【請求項１５】 前記ＳＣＲ触媒材料が、貴金属；Ｖ、
ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ族遷移金属；ＣｅＯ2又はＬａ2
Ｏ3等の希土類酸化物；これらの二種以上の複合酸化物
又はこれらの少なくとも一種とＺｒとの複合酸化物；Ｎ
ａ、Ｋ等のアルカリ金属酸化物；及びＢａ、Ｓｒ等のア
ルカリ土類酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一
種を含有するものである請求項１４に記載の排ガス浄化
用ハニカム触媒体。 - 【請求項１６】 前記排ガス浄化用ハニカム構造体の前
記セル隔壁の主要構成材料が、アルミナ、ジルコニア、
チタニア、ゼオライト、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ムライト、リ
チウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、リン酸チタ
ン、ペロブスカイト、スピネル、シャモット、無配向コ
ージェライト及びこれらの混合物・複合物からなる群か
ら選ばれる少なくとも一種を含有するものである請求項
１４又は１５に記載の排ガス浄化用ハニカム触媒体。 - 【請求項１７】 前記排ガス浄化用ハニカム構造体の前
記セル隔壁の主要構成材料が、ＴｉＯ2、ゼオライト、
Ａｌ2Ｏ3及びこれらの二種以上の複合酸化物からなる群
から選ばれる少なくとも一種を含有するものである請求
項１４〜１６のいずれかに記載の排ガス浄化用ハニカム
触媒体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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