JP2005144250A

JP2005144250A - Honeycomb structure body

Info

Publication number: JP2005144250A
Application number: JP2003382075A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamaguchi; 慎治山口; Takumi Narahara; 卓美楢原
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a honeycomb structure body with excellent heat impact-resistance. <P>SOLUTION: The honeycomb structure body 1 is provided with a plurality of honeycomb segments having partition walls 2 arranged so as to form a plurality of axially extending cells 3; and a joining layer 10 arranged between the plurality of honeycomb segments 12 and integrating the plurality of honeycomb segments 12. The honeycomb structure body 1 is provided with the honeycomb segment in which an outline of a cross section perpendicular to an axial direction of the honeycomb segment includes a first linear side line part 6a; a second linear or curved side line part 6b; and a corner part 9 flanked by two side line parts and the corner part 9 is a shape formed by cutting off an apex part formed by prolonging the two side line parts 6a, 6b to the linear or curved shape. Alternatively, it is provided with an outer peripheral coat layer having the minimum thickness of 0.1 mm or larger. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ハニカム構造体に関し、特に耐熱衝撃性に優れ、自動車、トラック、バス等のエンジンからの排ガス浄化用、或いは燃焼装置の排ガス処理用の触媒担体又はフィルターとして好適に用いることができるハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure, and is particularly excellent in thermal shock resistance and can be suitably used as a catalyst carrier or filter for purifying exhaust gas from engines such as automobiles, trucks, buses, etc., or for exhaust gas treatment of combustion devices. Concerning the structure.

ハニカム構造体は、フィルター、触媒担体等に広く用いられており、特にガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関や燃焼装置の排ガス浄化用又は排ガス処理用の触媒担体やフィルター等として広く用いられている。 Honeycomb structures are widely used for filters, catalyst carriers, and the like, and in particular, are widely used as catalyst carriers and filters for exhaust gas purification or exhaust gas treatment of internal combustion engines and combustion devices such as gasoline engines and diesel engines. .

この様な目的で使用されるハニカム構造体には高温の排ガスが流れ込むため、排気ガスの急激な温度変化や局所的な発熱によってハニカム構造体内の温度分布が不均一となり、ハニカム構造体にクラックを生ずる等の問題があった。特にディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルター（以下ＤＰＦという）として用いられる場合には、溜まったカーボン微粒子を燃焼させて除去し再生することが必要であり、この際に局所的な高温化がおこり、再生温度の不均一化による再生効率の低下及び大きな熱応力によるクラックが発生しやすいという問題があった。 Because high-temperature exhaust gas flows into the honeycomb structure used for such purposes, the temperature distribution in the honeycomb structure becomes non-uniform due to a sudden temperature change of the exhaust gas and local heat generation, and cracks are generated in the honeycomb structure. There was a problem that occurred. In particular, when used as a filter (hereinafter referred to as DPF) for collecting particulate matter in diesel engine exhaust, it is necessary to burn off, remove, and regenerate the accumulated carbon fine particles. However, there has been a problem that regenerative temperature is lowered and regenerative efficiency is lowered due to non-uniform regenerative temperature, and cracks due to large thermal stress are likely to occur.

このため、ハニカム構造体を複数に分割したセグメントを接合材により接合する方法が提案され、セグメントの外周部の単位体積当りの熱容量が、中央部の単位体積当りの熱容量よりも大きいハニカム構造体が提案されている（特許文献１参照）。このようなハニカム構造体は外周部と中心部の温度差を少なくすることができる点で有効であるが、耐熱衝撃性の更なる向上が求められている。
特開２００３−１０６１６号公報 For this reason, a method of joining a segment obtained by dividing a honeycomb structure into a plurality of parts with a joining material has been proposed, and a honeycomb structure in which the heat capacity per unit volume of the outer peripheral part of the segment is larger than the heat capacity per unit volume of the central part is obtained. It has been proposed (see Patent Document 1). Such a honeycomb structure is effective in that the temperature difference between the outer peripheral portion and the central portion can be reduced, but further improvement in thermal shock resistance is required.
JP 2003-10616 A

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その特徴は、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a feature thereof is to provide a honeycomb structure excellent in thermal shock resistance.

従来のハニカム構造体２０は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、セル３を形成するように配置された隔壁２を有するハニカムセグメント１２が接合層１０により一体化されている。この例においては、ハニカム構造体は更に外周コート層３０を備えている。従来のハニカム構造体２０が高温となる際の応力の分布を詳細に解析した結果、図１２（ｂ）に示す、Ａ、Ｂ及びＣの位置に大きな応力が発生することが判明した。更に応力の分布を詳細に解析した結果、隔壁２の交叉部に応力が集中することが判明し、更にＡ部分の模式的な拡大図である図１３に示すように、ハニカムセグメント１２の外周近傍の隔壁の交叉部５ａ及び隔壁２が外周壁７に当接する当接部１４の付近により大きな応力が発生することが判明した。更にＢ部分の模式的な拡大図である図１４に示すように、ハニカムセグメント１２の外周壁７の角部２１の付近にも大きな応力が発生することが判明した。更に、Ｃ部分の模式的な拡大図である図１５に示すように、外周コート層３０の厚さが薄い部分３０ａの付近にも大きな応力が発生することが判明した。本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、上述の大きな応力が発生する部分の応力を緩和することにより、ハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させるものである。 In the conventional honeycomb structure 20, as shown in FIGS. 12A and 12B, honeycomb segments 12 having partition walls 2 arranged so as to form cells 3 are integrated by a bonding layer 10. In this example, the honeycomb structure further includes an outer peripheral coat layer 30. As a result of detailed analysis of the stress distribution when the conventional honeycomb structure 20 becomes high temperature, it has been found that large stresses are generated at positions A, B, and C shown in FIG. As a result of further detailed analysis of the stress distribution, it was found that the stress was concentrated at the intersection of the partition walls 2, and further, in the vicinity of the outer periphery of the honeycomb segment 12, as shown in FIG. It has been found that a large stress is generated in the vicinity of the abutting portion 14 where the intersecting portion 5a of the partition wall and the partition wall 2 abut on the outer peripheral wall 7. Furthermore, as shown in FIG. 14 which is a schematic enlarged view of the portion B, it has been found that a large stress is also generated in the vicinity of the corner portion 21 of the outer peripheral wall 7 of the honeycomb segment 12. Furthermore, as shown in FIG. 15 which is a schematic enlarged view of the portion C, it has been found that a large stress is also generated in the vicinity of the portion 30a where the outer peripheral coat layer 30 is thin. The present invention has been made based on such knowledge, and improves the thermal shock resistance of the honeycomb structure by relaxing the stress at the portion where the above-described large stress is generated.

即ち、本発明は、軸方向に延びる複数のセルを形成するように配置された隔壁を有する複数のハニカムセグメント、及び前記複数のハニカムセグメントの間に配置され前記複数のハニカムセグメントを一体化する接合層を備えるハニカム構造体であって、ハニカムセグメントの軸方向に垂直な断面の輪郭が、直線状の第１の側線部と、直線又は曲線状の第２の側線部と、前記２つの側線部に挟まれたコーナー部とを含み、前記コーナー部が、前記２つの側線部の線を延長することにより形成される頂点部分を直線状又は曲線状に切り取ることにより形成される形状であるハニカムセグメントを備えるハニカム構造体を提供する。 That is, the present invention provides a plurality of honeycomb segments having partition walls arranged so as to form a plurality of cells extending in the axial direction, and a joint that is arranged between the plurality of honeycomb segments and integrates the plurality of honeycomb segments. A honeycomb structure including a layer, wherein the outline of a cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb segment is a linear first side line part, a straight or curved second side line part, and the two side line parts A honeycomb segment having a shape formed by cutting a vertex portion formed by extending a line of the two side line portions into a linear shape or a curved shape. A honeycomb structure comprising:

本発明において、前記第１の側線部の線に沿った方向におけるコーナー部の長さが、第１の側線部の長さの２〜３３％であることが好ましく、４〜１５％であることが更に好ましく、５〜１０％であることが特に好ましい。また、前記コーナー部の形状が、曲率半径３〜２０ｍｍ、更には４〜１５ｍｍ、特に５〜１０ｍｍの円弧状に前記頂点部分が切り取られた形状又は前記円弧の弦に沿って直線状に切り取られた形状であることが好ましい。また、隔壁の最外周を囲む外周壁を有するハニカムセグメントを備えることが好ましい。 In the present invention, the length of the corner portion in the direction along the line of the first side line portion is preferably 2 to 33% of the length of the first side line portion, and preferably 4 to 15%. Is more preferable, and 5 to 10% is particularly preferable. Further, the shape of the corner portion is a shape in which the apex portion is cut out in an arc shape with a curvature radius of 3 to 20 mm, further 4 to 15 mm, particularly 5 to 10 mm, or a straight line cut along the chord of the arc. It is preferable that the shape is different. Moreover, it is preferable to provide the honeycomb segment which has the outer peripheral wall surrounding the outermost periphery of a partition.

更に、本発明において、隔壁が外周壁に当接する当接部の少なくとも１つが、その隔壁から外周壁に向かって連続的に厚くなる厚肉部を有するハニカムセグメントを備えることが好ましい。また、一の隔壁が他の隔壁と交叉する交叉部の少なくとも１つが、一の隔壁から他の隔壁に向かって連続的に厚くなる厚肉部を有するハニカムセグメントを備えることも好ましい。 Furthermore, in the present invention, it is preferable that at least one of the contact portions where the partition wall contacts the outer peripheral wall includes a honeycomb segment having a thick portion that continuously increases from the partition wall toward the outer peripheral wall. It is also preferable that at least one of the crossing portions where one partition wall intersects with another partition wall includes a honeycomb segment having a thick portion that continuously increases from one partition wall toward the other partition wall.

更に、ハニカムセグメントの軸方向に垂直な断面において、隔壁の長手方向における前記厚肉部の長さが、セル幅の３〜４０％であることが好ましく、５〜３０％であることが更に好ましく、８〜２０％であることが特に好ましい。また、前記厚肉部が、曲率半径４０〜５４０μｍ、更には７０〜４１０μｍ、特に１１０〜２７０μｍの円弧又は前記円弧の弦に沿って厚くなる形状であることが好ましい。また、本発明において、一体化された複数のハニカムセグメントの最外周を囲む外周コート層を備えることが好ましい。 Furthermore, in the cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb segment, the length of the thick portion in the longitudinal direction of the partition walls is preferably 3 to 40%, more preferably 5 to 30% of the cell width. 8 to 20% is particularly preferable. Moreover, it is preferable that the said thick part is a shape which becomes thick along the circular arc of a curvature radius 40-540 micrometers, 70-410 micrometers, especially 110-270 micrometers, or the said circular arc. Moreover, in this invention, it is preferable to provide the outer periphery coating layer surrounding the outermost periphery of the some integrated honeycomb segment.

本発明はまた、軸方向に延びる複数のセルを形成するように交叉して配置された隔壁を有する複数のハニカムセグメント、及び前記複数のハニカムセグメントの間に配置され前記複数のハニカムセグメントを一体化する接合層を備えるハニカム構造体であって、前記外周コート層の最小厚みが０．１ｍｍ以上であるハニカム構造体を提供する。この際、前期外周コート層の最小厚みが０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることが特に好ましい。 The present invention also provides a plurality of honeycomb segments having partition walls arranged so as to form a plurality of cells extending in the axial direction, and the plurality of honeycomb segments arranged between the plurality of honeycomb segments. There is provided a honeycomb structure provided with a bonding layer that has a minimum thickness of the outer peripheral coat layer of 0.1 mm or more. Under the present circumstances, it is preferable that the minimum thickness of an outer periphery outer periphery coating layer is 0.3 mm or more, and it is especially preferable that it is 0.5 mm or more.

本発明によれば、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体を提供することができる。 According to the present invention, a honeycomb structure excellent in thermal shock resistance can be provided.

以下、本発明の、ハニカム構造体を具体的な実施形態に基づき詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下において、特に断りのない限り、「垂直断面」とは、軸方向に垂直な断面を意味し、「平行断面」とは、軸方向に平行な断面を意味する。 Hereinafter, the honeycomb structure of the present invention will be described in detail based on specific embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, unless otherwise specified, “vertical cross section” means a cross section perpendicular to the axial direction, and “parallel cross section” means a cross section parallel to the axial direction.

図１（ａ）は本発明のハニカム構造体の一形態を示す模式的な斜視図、図１（ｂ）はその模式的な垂直断面図である。図２及び３は各々本発明に係るハニカムセグメントの垂直断面図における輪郭の一形態を示す模式図である。本発明のハニカム構造体１は、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように、軸方向に延びる複数のセル３を形成するように配置された隔壁２を有する複数のハニカムセグメント１２、及び複数のハニカムセグメント１２の間に配置され、複数のハニカムセグメントを一体化する接合層１０を備える。更に、垂直断面におけるハニカムセグメントの輪郭が、例えば図２に示すように、直線状の第１の側線部６ａと、直線状の第２の側線部６ｂと、２つの側線部６ａ、６ｂに挟まれたコーナー部９とを備える。或いは、図３に示すように、直線状の第１の側線部６ａと、曲線状の第２の側線部６ｂと、２つの側線部６ａ、６ｂに挟まれたコーナー部９とを備える。そして、コーナー部９は、２つの側線部６ａ、６ｂの線を延長することにより形成される頂点部分ｖｐが、図２に示すように直線状に切り取られた形状、或いは図３に示すように曲線状に切り取られた形状である。このような構成とすることにより、ハニカム構造体が高温となった場合のハニカムセグメントのコーナー部９の応力集中を緩和することができるため、図１２（ｂ）におけるＡ、Ｂ、Ｃの部分の応力を低下させることができる。従って、優れた耐熱衝撃性のハニカム構造体とすることができる。 Fig. 1 (a) is a schematic perspective view showing an embodiment of the honeycomb structure of the present invention, and Fig. 1 (b) is a schematic vertical sectional view thereof. 2 and 3 are schematic views each showing one form of the contour in the vertical sectional view of the honeycomb segment according to the present invention. A honeycomb structure 1 of the present invention includes, for example, a plurality of honeycomb segments 12 having partition walls 2 arranged so as to form a plurality of cells 3 extending in the axial direction, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). And a bonding layer 10 disposed between the plurality of honeycomb segments 12 to integrate the plurality of honeycomb segments. Further, the outline of the honeycomb segment in the vertical cross section is sandwiched between the linear first side line portion 6a, the linear second side line portion 6b, and the two side line portions 6a and 6b, for example, as shown in FIG. The corner portion 9 is provided. Alternatively, as shown in FIG. 3, a linear first side line portion 6a, a curved second side line portion 6b, and a corner portion 9 sandwiched between the two side line portions 6a and 6b are provided. The corner portion 9 has a shape in which the apex portion vp formed by extending the lines of the two side line portions 6a and 6b is cut out linearly as shown in FIG. 2, or as shown in FIG. It is a shape cut into a curved line. By adopting such a configuration, stress concentration at the corner portion 9 of the honeycomb segment when the honeycomb structure becomes high temperature can be alleviated. Therefore, the portions A, B, and C in FIG. Stress can be reduced. Therefore, an excellent thermal shock resistant honeycomb structure can be obtained.

コーナー部９は、１つのハニカムセグメントに１つ存在すればその部分の耐熱衝撃性を向上させることができる。このようなコーナー部９は、１つのハニカムセグメントの垂直断面の輪郭に直角又は鋭角な頂点が無くなるように存在することが好ましく、総てのハニカムセグメントの垂直断面の輪郭に直角又は鋭角な部分が無くなるように存在することが好ましい。 If one corner portion 9 exists in one honeycomb segment, the thermal shock resistance of that portion can be improved. Such a corner portion 9 is preferably present so that there is no right-angle or sharp apex in the outline of the vertical section of one honeycomb segment, and there is a right-angle or acute-angle portion in the outline of the vertical section of all honeycomb segments. It is preferable that it exists so that it may disappear.

ここで、ハニカムセグメントの輪郭形状とは、ハニカムセグメントが、図４（ａ）に示すように外周壁７を備える場合には、外周壁７の外周に沿って描かれる形状を意味し、ハニカムセグメントが外周壁を備えていない場合には、各隔壁２の最外周地点を結んで描かれる線（例えば、図４（ｂ）に示す破線）の形状となる。 Here, the outline shape of the honeycomb segment means a shape drawn along the outer periphery of the outer peripheral wall 7 when the honeycomb segment includes the outer peripheral wall 7 as shown in FIG. Is not provided with an outer peripheral wall, it has a shape of a line drawn by connecting the outermost peripheral points of each partition wall 2 (for example, a broken line shown in FIG. 4B).

このコーナー部の大きさに特に制限はないが、コーナー部が小さすぎると本発明の効果が小さくなりすぎる。一方、コーナー部が大きすぎると接合層の垂直断面積が大きくなりすぎ、圧力損失の増加等の不都合が生じやすくなる。コーナー部の大きさは、例えば図２における第１の側線部６ａの線に沿った方向におけるコーナー部の長さＬ２が、第１の側線部の長さＬ１の２〜３３％、更には４〜１５％、特に５〜１０％となる大きさであることが好ましい。ここで、コーナー部の長さＬ２は、コーナー部９の始点、即ち、第１の側線部６ａの終点ｅａから、第１の側線部の線を延長した線と第２の側線部６ｂの線を延長した線が交叉することにより形成される頂点ｖまでの距離を意味する。 Although there is no restriction | limiting in particular in the magnitude | size of this corner part, if a corner part is too small, the effect of this invention will become too small. On the other hand, if the corner portion is too large, the vertical cross-sectional area of the bonding layer becomes too large, and disadvantages such as an increase in pressure loss are likely to occur. The size of the corner portion is such that, for example, the length L2 of the corner portion in the direction along the first side line portion 6a in FIG. 2 is 2 to 33% of the length L1 of the first side line portion, and further 4 The size is preferably 15%, particularly 5-10%. Here, the length L2 of the corner portion is defined by a line obtained by extending the line of the first side line portion from the start point of the corner portion 9, that is, the end point ea of the first side line portion 6a, and the line of the second side line portion 6b. Means the distance to the apex v formed by the intersection of the lines extending.

また、同様の理由から、第１の側線部６ａに対する垂直方向のコーナー部９の長さＬ３は、第１の側線部の長さＬ１の２〜３３％、更には４〜１５％、特に５〜１０％となる大きさであることが好ましい。ここで、コーナー部の長さＬ３は、コーナー部９の終点、即ち、第２の側線部６ｂの終点ｅｂから、第１の側線部の線を延長した線と第２の側線部６ｂの線を延長した線が交叉することにより形成される頂点ｖまでの距離を意味する。 For the same reason, the length L3 of the corner portion 9 in the direction perpendicular to the first side line portion 6a is 2 to 33%, further 4 to 15%, particularly 5% of the length L1 of the first side line portion. It is preferable that the size is 10%. Here, the length L3 of the corner portion is defined by the line extending from the end point eb of the corner portion 9, that is, the end point eb of the second side line portion 6b, and the line of the second side line portion 6b. Means the distance to the apex v formed by the intersection of the lines extending.

また、コーナー部９の形状が、図５（ａ）に示すように、曲率半径ｒ₁が、３〜２０ｍｍ、更には４〜１５ｍｍ、特に５〜１０ｍｍの円弧状に頂点部分ｖｐが切り取られた形状又は図５（ｂ）に示すように、上記曲率半径の円弧の弦に沿って切り取られた形状であることが好ましい。このようなコーナー部とすることにより、応力集中を効果的に抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 5A, the corner portion 9 has a vertex radius vp cut out in an arc shape with a radius of curvature r _{1 of 3} to 20 mm, further 4 to 15 mm, particularly 5 to 10 mm. As shown in FIG. 5 (b), it is preferable that the shape is cut along a chord of an arc having the radius of curvature. By setting it as such a corner part, stress concentration can be suppressed effectively.

なお、ハニカムセグメントと接合層との関係において、図６（ａ）に示すようにハニカムセグメント１２ａ、１２ｂが外周壁７ａ、７ｂを備える場合には、接合層１０は、一のハニカムセグメントの外周壁７ａと他のハニカムセグメントの外周壁７ｂとの間に配置され、外周壁同士を接合することによって、ハニカムセグメントを接合することができる。図６（ｂ）に示すように、ハニカムセグメント１２ｃ、１２ｄが、外周壁を備えない場合には、接合層１０は、外周部分の隔壁同士を接合することにより、ハニカムセグメントを接合することができる。 In the relationship between the honeycomb segment and the bonding layer, when the honeycomb segments 12a and 12b include the outer peripheral walls 7a and 7b as shown in FIG. 6A, the bonding layer 10 has the outer peripheral wall of one honeycomb segment. The honeycomb segments can be joined by being arranged between 7a and the outer peripheral wall 7b of another honeycomb segment and joining the outer peripheral walls together. As shown in FIG. 6B, when the honeycomb segments 12c and 12d do not include the outer peripheral wall, the bonding layer 10 can bond the honeycomb segments by bonding the partition walls of the outer peripheral portion. .

本発明における別の形態のハニカム構造体は、図７に示すように、ハニカムセグメントが外周壁７を有し、一の隔壁２が外周壁７に当接する当接部１４が、その隔壁２から外周壁７に向かって連続的に厚くなる厚肉部１６を有するハニカムセグメントを備える。このような構成とすることにより、ハニカム構造体が高温となった場合の当接部１４の応力集中を緩和することができ、ハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させることができる。この厚肉部は、１ヶ所でもあればその部分の応力集中を緩和する効果を奏する。そして、より応力集中が生じやすいところに厚肉部を有する当接部を配置することが好ましい。従って、接合層に隣接する外周壁の当接部が厚肉部を有することが好ましい。また、ハニカムセグメントのコーナー部、例えば図１２に示すＡ、Ｂ及び／又はＣの部分に厚肉部を有する当接部が存在することが好ましい。 In another embodiment of the honeycomb structure of the present invention, as shown in FIG. 7, the honeycomb segment has the outer peripheral wall 7, and the contact portion 14 where one partition wall 2 contacts the outer peripheral wall 7 is separated from the partition wall 2. A honeycomb segment having a thick portion 16 that continuously increases toward the outer peripheral wall 7 is provided. By adopting such a configuration, the stress concentration of the contact portion 14 when the honeycomb structure becomes high temperature can be relaxed, and the thermal shock resistance of the honeycomb structure can be improved. If there is even one thick portion, this thick portion has an effect of relieving stress concentration in that portion. And it is preferable to arrange | position the contact part which has a thick part in the place where stress concentration tends to arise. Therefore, it is preferable that the contact portion of the outer peripheral wall adjacent to the bonding layer has a thick portion. Moreover, it is preferable that the contact part which has a thick part exists in the corner part of a honeycomb segment, for example, the part of A, B, and / or C shown in FIG.

本発明における更に別の形態ハニカム構造体は、図８に示すように、一の隔壁２ａが、他の隔壁２ｂと交叉する交叉部５が、一の隔壁２ａから他の隔壁２ｂに向かって連続的に厚くなる厚肉部１６を有するハニカムセグメントを備える。このような構成とすることにより、ハニカム構造体が高温となった場合の隔壁の交叉部５の応力集中を緩和することができ、ハニカム構造体の耐熱衝撃性を向上させることができる。このような交叉部は、ハニカムセグメントの任意の箇所に、１つでもあればその部分の応力集中を緩和する効果を奏する。そして、より応力集中が生じやすいところに厚肉部を有する交叉部を配置することが好ましい。従って、ハニカムセグメントの最外周のセルを構成する隔壁の交叉部が厚肉部を有することが好ましい。また、最外周のセルから内側に２０番目までの範囲のセルを構成する隔壁の交叉部が厚肉部を有することも好ましい。図７又は図８に示すような形態において、厚肉部は、隔壁の厚さが曲線的に厚くなるものの他、直線的に厚くなるものでもよい。 In another embodiment of the honeycomb structure of the present invention, as shown in FIG. 8, a cross section 5 where one partition wall 2a crosses another partition wall 2b is continuous from one partition wall 2a toward the other partition wall 2b. A honeycomb segment having a thick portion 16 that is thicker is provided. By adopting such a configuration, it is possible to alleviate the stress concentration at the intersections 5 of the partition walls when the honeycomb structure becomes high temperature, and it is possible to improve the thermal shock resistance of the honeycomb structure. If there is at least one such crossing portion at an arbitrary position of the honeycomb segment, there is an effect of relieving stress concentration at that portion. And it is preferable to arrange the crossing part which has a thick part in the place where stress concentration tends to occur. Therefore, it is preferable that the intersecting portion of the partition walls constituting the outermost peripheral cell of the honeycomb segment has a thick portion. Moreover, it is also preferable that the crossing portion of the partition walls constituting cells in the range from the outermost peripheral cell to the 20th inside has a thick portion. In the form as shown in FIG. 7 or FIG. 8, the thick portion may be linearly thick in addition to the thickness of the partition wall being curved.

図７又は図８に示すような形態において、厚肉部の大きさに特に制限はないが、厚肉部が小さすぎると応力集中を抑制する効果が小さくなりすぎる。一方、厚肉部が大きすぎると交叉部の断面積が大きくなりすぎ、圧力損失の増加等の不都合が生じやすくなる。従って、厚肉部１６の大きさは、図７又は図８に示すように、一の隔壁２の長手方向における厚肉部１６の長さＷ２が、セル幅Ｗ１の３〜４０％、更には５〜３０％、特に８〜２０％となる大きさであることが好ましい。ここで、厚肉部１６の長さＷ２とは、図７に示す形態においては、一の隔壁２及び外周壁７の厚さが一定である場合、即ち厚肉部１６が無い場合に一の隔壁２が外周壁７に当接する地点ｔｂから、厚肉部１６の始点ｔａまでの距離を意味する。そして、セル幅Ｗ１は、厚肉部１６が無い場合の一の隔壁２の長手方向のセル３ａの最大の幅を意味する。また、図８に示す形態において、厚肉部１６の長さＷ２とは、一の隔壁２ａ及び他の隔壁２ｂの厚さが一定である場合、即ち厚肉部１６が無い場合に一の隔壁２ａが他の隔壁２ｂに当接する地点ｔｂから、厚肉部１６の始点ｔａまでの距離を意味する。そして、セル幅Ｗ１は、厚肉部１６が無い場合の一の隔壁２の長手方向の最大のセルの幅を意味する。上述と同様の理由より、ｔｂから厚肉部の終点ｔｃまでの距離は、セル幅Ｗ１の３〜４０％、更には５〜３０％、特に８〜２０％であることが好ましい。 In the form as shown in FIG. 7 or FIG. 8, the size of the thick portion is not particularly limited, but if the thick portion is too small, the effect of suppressing stress concentration is too small. On the other hand, if the thick portion is too large, the cross-sectional area of the crossing portion becomes too large, and inconveniences such as an increase in pressure loss are likely to occur. Therefore, as shown in FIG. 7 or FIG. 8, the thickness W2 of the thick portion 16 in the longitudinal direction of one partition wall 2 is 3 to 40% of the cell width W1, The size is preferably 5 to 30%, particularly 8 to 20%. Here, in the form shown in FIG. 7, the length W2 of the thick portion 16 is one when the thickness of the one partition wall 2 and the outer peripheral wall 7 is constant, that is, when the thick portion 16 is not present. It means the distance from the point tb where the partition wall 2 contacts the outer peripheral wall 7 to the starting point ta of the thick portion 16. The cell width W1 means the maximum width of the cell 3a in the longitudinal direction of one partition wall 2 when the thick portion 16 is not present. In the form shown in FIG. 8, the length W2 of the thick part 16 is the same as that of the one partition 2a and the other partition 2b, that is, when the thick part 16 is not present. It means the distance from the point tb where 2a abuts against the other partition wall 2b to the starting point ta of the thick portion 16. The cell width W1 means the maximum cell width in the longitudinal direction of one partition wall 2 when there is no thick portion 16. For the same reason as described above, the distance from tb to the end point tc of the thick portion is preferably 3 to 40%, more preferably 5 to 30%, and particularly preferably 8 to 20% of the cell width W1.

また、厚肉部１６の形状が、図９（ａ）に示すように、曲率半径ｒ₂が、４０〜５４０μｍ、更には７０〜４１０μｍ、特に１１０〜２７０μｍの円弧状に厚みが厚くなる形状又は図９（ｂ）に示すように、上記曲率半径の円弧の弦に沿って厚みが厚くなる形状であることが好ましい。このような厚肉部を有することにより、応力集中をより効果的に抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 9A, the shape of the thick portion 16 is a shape in which the radius of curvature r ₂ is 40 to 540 μm, further 70 to 410 μm, particularly 110 to 270 μm, and the thickness is increased. As shown in FIG. 9B, it is preferable that the thickness increases along the arc of the radius of curvature. By having such a thick portion, stress concentration can be more effectively suppressed.

本発明における更に別の形態のハニカム構造体は、図１０に示すように、ハニカム構造体１全体の外周を囲む、外周コート層３０を備える。このような外周コート層３０を備えることはハニカム構造体の強度及び寸法精度を向上させる観点から好ましい。この場合に、外周コート層３０の最小厚みｄが所定の厚さ以上となることで、図１２（ｂ）におけるＣ部分の応力集中を緩和することができる。従って、外周コート層３０の最小厚みｄが０．１ｍｍ以上、更に０．３ｍｍ以上、特に０．５ｍｍ以上であることが好ましい。また、外周コート層の最大厚みが厚すぎると、圧力損失の上昇等の不都合が生じやすくなる。従って、外周コート層の最大厚みは、５ｍｍ以下、更に３ｍｍ以下、特に２ｍｍ以下であることが好ましい。このように、外周コート層を特定の厚みとすることにより、応力集中を緩和することができる。従って、外周コート層の最小厚みが上述の特定の厚み以上であれば、他の実施形態における特徴を備えていなくとも、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体となりうる。 As shown in FIG. 10, the honeycomb structure of still another embodiment according to the present invention includes an outer peripheral coat layer 30 that surrounds the outer periphery of the entire honeycomb structure 1. Providing such an outer peripheral coat layer 30 is preferable from the viewpoint of improving the strength and dimensional accuracy of the honeycomb structure. In this case, when the minimum thickness d of the outer peripheral coat layer 30 is equal to or greater than a predetermined thickness, the stress concentration at the portion C in FIG. 12B can be alleviated. Accordingly, the minimum thickness d of the outer peripheral coat layer 30 is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.3 mm or more, and particularly preferably 0.5 mm or more. Moreover, when the maximum thickness of the outer peripheral coat layer is too thick, inconveniences such as an increase in pressure loss tend to occur. Therefore, the maximum thickness of the outer peripheral coat layer is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, and particularly preferably 2 mm or less. Thus, stress concentration can be relieved by setting the outer peripheral coat layer to a specific thickness. Therefore, if the minimum thickness of the outer peripheral coat layer is equal to or greater than the above-described specific thickness, a honeycomb structure having excellent thermal shock resistance can be obtained without having the characteristics of the other embodiments.

また、図１０に示すように、外周コート層３０の内周面が隔壁２の面と接するように外周コート層３０が形成されている形態も好ましい。この形態は、ハニカム構造体の外形精度を向上させるのに適しており、ハニカム構造体のアイソスタティック強度等の強度を向上させることができる。 In addition, as shown in FIG. 10, a form in which the outer peripheral coat layer 30 is formed so that the inner peripheral surface of the outer peripheral coat layer 30 is in contact with the surface of the partition wall 2 is also preferable. This form is suitable for improving the external accuracy of the honeycomb structure, and can improve the strength such as isostatic strength of the honeycomb structure.

本発明のハニカム構造体において、隔壁の厚さや気孔率に特に制限はなく、気孔のない緻密体であってもよいが、隔壁の厚さが薄すぎる場合や隔壁の気孔率が高すぎる場合には、ハニカム構造体の強度が低くなりすぎるとともにハニカム構造体に本来求められる機能が低下する場合もあり好ましくない。一方、隔壁の厚さが厚すぎる場合や隔壁の気孔率が低すぎる場合には、圧力損失の上昇等を招きあまり好ましくない。例えば本発明のハニカム構造体を触媒担体として用いる場合には、隔壁の厚さは３０〜７５０μｍ、更に７０〜２５０μｍ、特に１００〜２３０μｍの範囲が好ましく、気孔率は２０〜６０％、更に２５〜５０％、特に３０〜４０％の範囲が好ましい。本発明のハニカム構造体をフィルターとして用いる場合には、隔壁の厚さは２５０〜７５０μｍ、更に２６０〜６４０μｍ、特に２８０〜４００μｍの範囲が好ましく、気孔率は３０〜８０％、更に４０〜７５％、特に５０〜７０％の範囲が好ましい。 In the honeycomb structure of the present invention, the thickness and porosity of the partition walls are not particularly limited and may be a dense body without pores, but when the partition wall thickness is too thin or the partition wall porosity is too high. This is not preferable because the strength of the honeycomb structure becomes too low and the function originally required for the honeycomb structure may be lowered. On the other hand, when the partition wall thickness is too thick or the partition wall porosity is too low, an increase in pressure loss is caused, which is not preferable. For example, when the honeycomb structure of the present invention is used as a catalyst carrier, the partition wall thickness is preferably 30 to 750 μm, more preferably 70 to 250 μm, particularly preferably 100 to 230 μm, and the porosity is 20 to 60%, and further 25 to 25%. A range of 50%, especially 30-40% is preferred. When the honeycomb structure of the present invention is used as a filter, the partition wall thickness is 250 to 750 μm, more preferably 260 to 640 μm, particularly preferably 280 to 400 μm, and the porosity is 30 to 80%, further 40 to 75%. In particular, the range of 50 to 70% is preferable.

本発明のハニカム構造体におけるハニカムセグメントの外周壁の厚さ及び気孔率にも特に制限はないが、上記隔壁と同様の理由から、外周壁の厚さは１００〜５０００μｍ、更に３００〜３０００μｍ、特に５００〜２０００μｍの範囲が好ましく、気孔率は３０〜８０％、更に４０〜７５％、特に５０〜７０％の範囲が好ましい。また、接合層の厚さも同様の理由から１００〜５０００μｍ、更に３００〜３０００μｍ、特に５００〜２０００μｍの範囲が好ましい。 The thickness and porosity of the outer peripheral wall of the honeycomb segment in the honeycomb structure of the present invention are not particularly limited, but for the same reason as the partition wall, the outer peripheral wall has a thickness of 100 to 5000 μm, more preferably 300 to 3000 μm. The range of 500 to 2000 μm is preferable, and the porosity is preferably 30 to 80%, more preferably 40 to 75%, and particularly preferably 50 to 70%. Further, the thickness of the bonding layer is preferably 100 to 5000 μm, more preferably 300 to 3000 μm, and particularly preferably 500 to 2000 μm for the same reason.

本発明のハニカム構造体におけるセル３の断面形状に特に制限はなくあらゆる形状をとることができるが、正方形、長方形、三角形又は六角形であることが、作成上の観点から好ましい。また、セル３の断面形状は総て同形状でなくてもよく、１つのハニカム構造体中に異なる形状が２以上存在してもよい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the cross-sectional shape of the cell 3 in the honeycomb structure of this invention, Although it can take all shapes, A square, a rectangle, a triangle, or a hexagon is preferable from a viewpoint on preparation. In addition, the cross-sectional shapes of the cells 3 do not have to be the same, and two or more different shapes may exist in one honeycomb structure.

本発明のハニカム構造体において、セル密度（単位断面積当りのセルの数）に特に制限はないが、セル密度が高すぎる場合は、圧力損失が増大し、低すぎる場合は強度が低下するとともに排ガス等の被処理流体との接触面積やろ過面積が減少し好ましくない。セル密度は、０．９〜２３３セル／ｃｍ²（６〜１５００セル／平方インチ）、更に１６〜１５５セル／ｃｍ²（１００〜１０００セル／平方インチ）、特に３１〜９３セル／ｃｍ²（２００〜６００セル／平方インチ）の範囲であることが好ましい。 In the honeycomb structure of the present invention, the cell density (the number of cells per unit cross-sectional area) is not particularly limited, but if the cell density is too high, the pressure loss increases, and if it is too low, the strength decreases. The contact area with the fluid to be treated such as exhaust gas and the filtration area are not preferable. The cell density is 0.9 to 233 cells / cm ² (6 to 1500 cells / in ² ), more preferably 16 to 155 cells / cm ² (100 to 1000 cells / in ² ), particularly 31 to 93 cells / cm ² ( The range is preferably 200 to 600 cells / in 2.

本発明のハニカム構造体の垂直断面形状としては、例えば、円形の他、楕円形、長円形（レーストラック形）、多角形、多角形の頂点にアールがとられている略多角形とすることができる。中でも、円形、楕円形、長円形が本発明を適用する形状として好ましく、特に円形が好ましい。本発明に係るハニカムセグメントの垂直断面形状にも特に制限はなく、三角形、四角形、六角形、扇形等のあらゆる形状をとることができるが、製作上の観点からは、四角形を基本形状とし、外周部に配置されるハニカムセグメントの形状をハニカム構造体の形状に合わせて、調整することが好ましい。 The vertical cross-sectional shape of the honeycomb structure of the present invention may be, for example, a circle, an ellipse, an oval (race track shape), a polygon, or a substantially polygon with a rounded corner at the vertex of the polygon. Can do. Among these, a circle, an ellipse, and an oval are preferable as a shape to which the present invention is applied, and a circle is particularly preferable. The vertical cross-sectional shape of the honeycomb segment according to the present invention is not particularly limited, and can take any shape such as a triangle, a quadrangle, a hexagon, and a fan shape. It is preferable to adjust the shape of the honeycomb segment arranged in the portion according to the shape of the honeycomb structure.

図１１（ａ）は、本発明に係るハニカムセグメントの一形態を示す模式的な斜視図であり、図１１（ｂ）はその模式的な平行断面図である。本発明のハニカム構造体をディーゼルエンジンの排ガス浄化用フィルター等のフィルターとして用いる場合には、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、所定のセル３の開口端部が、端面４２及び４４の何れかにおいて目封じ部４により目封じされている形態とするが、この場合には、端面４２及び４４が市松模様状を呈するように、セル３が交互に目封じされていることが好ましい。なお、ＤＰＦ等のフィルターにおいて、圧力損失をより重視する場合には総ての流通孔が目封じされていなくてもよいが、捕集効率をより重視する場合には、総ての流通孔が、何れかの端部で目封じされていることが好ましい。また、ハニカム構造体を触媒担体に用いる場合等、目封じが必要とはされない場合もあり、目封じは本発明において必須ではない。 Fig.11 (a) is a typical perspective view which shows one form of the honeycomb segment which concerns on this invention, FIG.11 (b) is the typical parallel sectional drawing. When the honeycomb structure of the present invention is used as a filter such as a filter for exhaust gas purification of a diesel engine, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the opening end portion of a predetermined cell 3 has an end face 42 and In any of 44, the cells 3 are sealed by the plugged portion 4. In this case, the cells 3 may be alternately sealed so that the end faces 42 and 44 have a checkered pattern. preferable. In addition, in a filter such as a DPF, when the pressure loss is more important, all the flow holes may not be sealed, but when the collection efficiency is more important, all the flow holes are not sealed. These are preferably sealed at either end. In some cases, such as when a honeycomb structure is used as a catalyst carrier, sealing is not necessary, and sealing is not essential in the present invention.

本発明のハニカム構造体の隔壁の材質は、例えば、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、窒化珪素、リチウムアルミニウムシリケート、アルミニウムチタネート、ジルコニア及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる１種又は２種以上のセラミックスであることが好ましい。ここで、炭化珪素には、金属珪素と炭化珪素とを含むもの（珪素−炭化珪素複合材料）も含まれる。この中で特にコージェライトは熱膨張係数が小さく好ましい。また、炭化珪素や珪素−炭化珪素複合材料は、熱伝導率が高く耐熱性も高いため好ましい。目封じすることにより形成される目封じ部の材質にも特に制限はないが、上述の隔壁に好ましいセラミックスであることが好ましく、隔壁と同一の材質であることが更に好ましい。 The partition wall material of the honeycomb structure of the present invention is, for example, one type selected from the group consisting of cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide, silicon nitride, lithium aluminum silicate, aluminum titanate, zirconia, and combinations thereof. Two or more kinds of ceramics are preferable. Here, the silicon carbide includes those containing metal silicon and silicon carbide (silicon-silicon carbide composite material). Of these, cordierite is particularly preferable because of its low thermal expansion coefficient. Silicon carbide or a silicon-silicon carbide composite material is preferable because of its high thermal conductivity and high heat resistance. The material of the sealing part formed by sealing is not particularly limited, but is preferably a ceramic that is preferable for the partition wall, and more preferably the same material as the partition wall.

接合層の材質もハニカムセグメントを接合できるものであれば特に制限はないが、上述の隔壁に好ましいセラミックスを含むことが好ましく、隔壁と同一の材質を含むことが更に好ましい。更に、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、セラミックス繊維及びセラミックス粒子からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む原料から形成されていることが好ましい。外周コート層の材質も特に制限はないが、接合層と同様、隔壁に好ましいセラミックスを含むことが好ましく、隔壁と同一の材質を含むことが更に好ましい。更に、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、セラミックス繊維及びセラミックス粒子からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む原料から形成されていることが好ましい。 The material of the bonding layer is not particularly limited as long as it can bond the honeycomb segments, but it is preferable that the above-described partition walls include a preferable ceramic, and more preferably include the same material as the partition walls. Furthermore, it is preferably formed from a raw material containing at least one selected from the group consisting of colloidal silica, colloidal alumina, ceramic fibers and ceramic particles. The material of the outer peripheral coat layer is not particularly limited, but it is preferable that the partition wall contains a ceramic preferable for the partition layer, and more preferably includes the same material as the partition wall. Furthermore, it is preferably formed from a raw material containing at least one selected from the group consisting of colloidal silica, colloidal alumina, ceramic fibers and ceramic particles.

本発明のハニカム構造体に触媒、例えば触媒能を有する金属を担持させることも好ましい。例えば、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）に用いる場合に燃焼開始温度を低下させるための触媒を担持させることが好ましい。触媒能を有する金属の代表的なものとしては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈが挙げられ、これらのうちの少なくとも１種をハニカム構造体に担持させることが好ましい。 It is also preferable to support a catalyst, for example, a metal having catalytic ability, on the honeycomb structure of the present invention. For example, when used in a DPF (diesel particulate filter), it is preferable to support a catalyst for lowering the combustion start temperature. Typical examples of the metal having catalytic ability include Pt, Pd, and Rh, and it is preferable to support at least one of these on the honeycomb structure.

本発明のハニカム構造体の製造方法に特に制限はないが、例えばセラミックスの粉体にバインダー等を混合し、射出成形、押出成形等によって一定形状に成形した後、乾燥、焼成することにより製造することができる。この中でも押出成形により成形することが好適である。 There is no particular limitation on the method for manufacturing the honeycomb structure of the present invention. For example, the honeycomb structure is manufactured by mixing a ceramic powder with a binder, etc., and forming into a fixed shape by injection molding, extrusion molding, etc., and then drying and firing. be able to. Among these, it is preferable to form by extrusion.

製造方法の好ましい具体例は、例えば以下のような方法である。まず、成形原料を坏土化する。坏土化は、例えば、コージェライト化原料や炭化珪素−金属珪素複合相を形成するための炭化珪素粉及び金属珪素粉等に、バインダー、例えばメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを添加し、更に界面活性剤及び水を添加し、これを混練することにより行うことができる。ここで、コージェライト化原料とは、焼成によりコージェライトとなる原料であり、例えば、タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカの中から、調合されたコージェライト原料中の化学組成がＳｉＯ₂が４２〜５６質量％、Ａｌ₂Ｏ₃が３０〜４５質量％、ＭｇＯが１２〜１６質量％の範囲に入るように所定の割合に調合されたもの等である。 A preferred specific example of the production method is, for example, the following method. First, the forming raw material is made into clay. For example, the clay is formed by adding a binder such as methyl cellulose and hydroxypropoxyl methyl cellulose to a cordierite forming raw material, silicon carbide powder and metal silicon powder for forming a silicon carbide-metal silicon composite phase, and further surface activity. An agent and water can be added and kneaded. Here, the cordierite-forming raw material is a raw material that becomes cordierite by firing. For example, from among talc, kaolin, calcined kaolin, alumina, aluminum hydroxide, silica, the chemical in the prepared cordierite raw material The composition is such that SiO ₂ is 42 to 56 mass%, Al ₂ O ₃ is 30 to 45 mass%, and MgO is mixed in a predetermined ratio so as to fall within the range of 12 to 16 mass%.

次に、この坏土を押出成形することにより、軸方向に貫通する複数のセルを形成するように配置された隔壁を備えるハニカム形状の成形体を成形する。押出成形にはプランジャ型の押出機や二軸スクリュー型の連続押出機等を用いることができる。二軸スクリュー型の連続押出機を用いると、坏土化と成形を連続的に行うことができる。押出成形の際に、ハニカムセグメントの垂直断面における輪郭形状が上述のコーナー部を含むように成形することができる形状の口金、或いは、隔壁の当接部及び／又は交叉部が厚肉部を有するように成形することができる形状の口金を用いることにより、本発明に係るハニカムセグメントの形状を有する成形体を成形することができる。 Next, by extruding this clay, a honeycomb-shaped formed body having partition walls arranged so as to form a plurality of cells penetrating in the axial direction is formed. For extrusion molding, a plunger type extruder, a twin screw type continuous extruder, or the like can be used. When a twin screw type continuous extruder is used, the clay and the molding can be continuously performed. In extrusion molding, a die having a shape that can be formed so that the contour shape in the vertical cross section of the honeycomb segment includes the above-described corner portion, or the contact portion and / or the crossing portion of the partition wall has a thick portion. By using a die having a shape that can be formed as described above, a formed body having the shape of the honeycomb segment according to the present invention can be formed.

次に、得られた成形体を、例えばマイクロ波、誘電及び／又は熱風等で乾燥後、焼成することによりセル構造体を得ることができる。焼成温度及び雰囲気は、用いる原料によって適宜変更することができ、当業者であれば、用いる原料に最適の焼成温度及び雰囲気を選択することができる。例えばコージェライト化原料を用いる場合には、大気中で加熱脱脂した後、大気中で最高温度１４００〜１４５０℃程度の温度で焼成を行い、炭化珪素粉及び金属珪素粉を原料とした場合には、大気又はＮ₂雰囲気中で加熱脱脂した後、Ａｒ雰囲気中で１５５０℃程度で焼成を行うことができる。焼成には、通常、単窯又はトンネル等の連続炉を用い、ここで脱脂・焼成を同時又は連続的に行うことができる。このようにしてハニカムセグメントを形成する工程を行うことができる。なお、ハニカムセグメントの外周を削ることによっても、垂直断面の輪郭がコーナー部を含むハニカムセグメントとすることができる。ハニカムセグメントの外周を削る際は、成形後であればどの時点で削ってもよい。 Next, the obtained molded body is dried by, for example, microwave, dielectric and / or hot air and then baked to obtain a cell structure. The firing temperature and atmosphere can be appropriately changed depending on the raw materials used, and those skilled in the art can select the optimum firing temperature and atmosphere for the raw materials used. For example, in the case of using a cordierite-forming raw material, after heating and degreasing in the air, firing is performed at a maximum temperature of about 1400 to 1450 ° C. in the air, and silicon carbide powder and metal silicon powder are used as raw materials. After degreasing by heating in the air or N ₂ atmosphere, firing can be performed at about 1550 ° C. in an Ar atmosphere. For firing, a single furnace or a continuous furnace such as a tunnel is usually used, and here, degreasing and firing can be performed simultaneously or continuously. Thus, the process of forming a honeycomb segment can be performed. In addition, by cutting the outer periphery of the honeycomb segment, it is possible to obtain a honeycomb segment in which the outline of the vertical cross section includes a corner portion. When the outer periphery of the honeycomb segment is shaved, it may be shaved at any point after molding.

次に、ハニカムセグメントを接合材により接合する。接合材は、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、セラミックス繊維及びセラミックス粒子の中の少なくとも１種を含むことが好ましい。また更に、接合材が、繊維を含むことが好ましい。繊維を用いることにより、形成される接合層のクラックを防止できる。このような繊維は、セラミックス繊維であることが好ましい。 Next, the honeycomb segments are bonded with a bonding material. The bonding material preferably contains at least one of colloidal silica, colloidal alumina, ceramic fibers, and ceramic particles. Furthermore, it is preferable that the bonding material includes a fiber. By using a fiber, the crack of the joining layer formed can be prevented. Such fibers are preferably ceramic fibers.

接合材に含まれるセラミックス粒子は、上述の隔壁の材質として好適なセラミックスから選ばれるセラミックス粒子が好ましく、隔壁の材質と同じ種類のセラミックス粒子とすることが更に好ましい。 The ceramic particles contained in the bonding material are preferably ceramic particles selected from ceramics suitable as the material of the above-mentioned partition walls, and more preferably ceramic particles of the same type as the material of the partition walls.

接合材には、セラミックス粒子に加えて、コロイダルシリカ及び／又はコロイダルアルミナを含むことが好ましく、更にセラミックス繊維を含むことがより好ましく、更に無機バインダーを含むことがより好ましく、更に有機バインダーを含むことがより好ましい。これらの原料に、水等の液体成分を加えてスラリー状とし、ハニカムセグメントの外周壁又は最外周に露出している隔壁の一部又は全部にコートし、ハニカムセグメント同士を接合する。また、ハニカムセグメントを接合した後、加熱して乾燥することが、液体成分を早期に蒸発させて接合を強固のものとすることができるため好ましい。特に１５０℃以上の温度で乾燥することにより、接合層の強度を高めることができる。 In addition to the ceramic particles, the bonding material preferably contains colloidal silica and / or colloidal alumina, more preferably contains ceramic fibers, more preferably contains an inorganic binder, and further contains an organic binder. Is more preferable. A liquid component such as water is added to these raw materials to form a slurry, which is coated on part or all of the partition walls exposed on the outer peripheral wall or outermost periphery of the honeycomb segment, and the honeycomb segments are joined together. Moreover, it is preferable to heat and dry the honeycomb segments after joining, since the liquid component can be evaporated at an early stage to strengthen the joining. In particular, the strength of the bonding layer can be increased by drying at a temperature of 150 ° C. or higher.

次に、必要に応じて任意的に、セル構造体の外周の一部を除去する。最外周近傍のセルは、ここまでの工程中において変形している場合も多いため、この変形したセルを除去することが好ましい。具体的には、例えば最外周から２セル分以上のセルを除去することが好ましく、２〜４セル分のセルを除去することが更に好ましい。除去は、例えばセル構造体を外周から研削することにより行うことができる。 Next, a part of the outer periphery of the cell structure is optionally removed as necessary. Since the cells in the vicinity of the outermost periphery are often deformed during the steps so far, it is preferable to remove the deformed cells. Specifically, for example, it is preferable to remove 2 or more cells from the outermost periphery, and it is more preferable to remove 2 to 4 cells. The removal can be performed, for example, by grinding the cell structure from the outer periphery.

次に、必要に応じて任意的にセル構造体の外周の少なくとも一部にコート材をコートして外周壁を形成する。コート材は、上述の接合材と同様のものを用いることが好ましい。また、上述と同様、コート材をコートした後、加熱して乾燥することが好ましく、特に１５０℃以上の温度で乾燥することが好ましい。 Next, a coating material is optionally coated on at least a part of the outer periphery of the cell structure as necessary to form an outer peripheral wall. It is preferable to use the same coating material as the above-described bonding material. Moreover, it is preferable to heat and dry after coating a coating material like the above-mentioned, and it is preferable to dry at the temperature of 150 degreeC or more especially.

本発明において、ハニカム構造体をフィルター、特に、ＤＰＦ等に用いる場合には、一部のセルの開口部の端面を目封じ材により目封じすることが好ましく、隣接するセルが互いに反対側となる端面において交互に目封じすることが好ましい。目封じは、目封じをしないセルをマスキングし、目封じ材をスラリー状として、セグメントの開口端面に塗布し、乾燥後焼成することにより行うことができる。目封じは、成形工程の後、焼成工程前に行うと、焼成工程が一回で済むため好ましいが、焼成後に目封じしてもよく、成形後であればどの時点で行ってもよい。目封じ材に特に制限はないが、成形原料と同様のものを用いることができる。 In the present invention, when the honeycomb structure is used for a filter, particularly a DPF or the like, it is preferable to seal the end faces of the openings of some cells with a plugging material, and adjacent cells are opposite to each other. It is preferable to seal alternately at the end face. Sealing can be performed by masking the cells that are not sealed, applying the plugging material in the form of a slurry to the opening end face of the segment, and baking after drying. Sealing is preferably performed after the molding step and before the firing step because the firing step is only once, but it may be sealed after firing, and may be performed at any time after molding. Although there is no restriction | limiting in particular in a plugging material, The thing similar to a shaping | molding raw material can be used.

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、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 further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

（実施例１）
コージェライト化原料、即ちタルク、カオリン、アルミナ及びシリカを上述の所定割合となるように混合したものに、造孔材としてグラファイト及び発泡樹脂を加え、バインダーを加えた成形原料を混練して坏土化した。これを押出成形してハニカム成形体を得た。次に、両端面が市松模様状となるように、交互にセルを目封じした後、１４２０℃で焼成して、セル密度が３００セル／平方インチ（４７セル／ｃｍ²）、隔壁厚さが１２ｍｉｌ（３０５μｍ）、気孔率が６０％であって、セグメントのＬ１＝９０ｍｍ、Ｌ２＝５ｍｍ、Ｌ２／Ｌ１（％）＝５．６％のハニカムセグメントを得た。 (Example 1)
Cordierite-forming raw materials, that is, talc, kaolin, alumina and silica mixed in the above-mentioned predetermined ratio, graphite and foamed resin are added as a pore former, and a molding raw material to which a binder is added is kneaded and kneaded. Turned into. This was extruded to obtain a honeycomb formed body. Next, the cells are alternately plugged so that both end faces have a checkered pattern, and then fired at 1420 ° C., the cell density is 300 cells / square inch (47 cells / cm ² ), and the partition wall thickness is A honeycomb segment having 12 mil (305 μm), a porosity of 60%, and a segment L1 = 90 mm, L2 = 5 mm, and L2 / L1 (%) = 5.6% was obtained.

コージェライト粒子４５質量部、コロイダルシリカ２０質量部、平均繊維長２０μｍのセラミックス繊維３５質量部及び少量の無機バインダー及び有機バインダーを含むスラリーを調製して接合材とし、これをハニカムセグメントの外周壁に塗布して、合計９個のハニカムセグメントを接合し、２００℃で乾燥してハニカム構造体を得た。 A slurry containing 45 parts by weight of cordierite particles, 20 parts by weight of colloidal silica, 35 parts by weight of ceramic fibers having an average fiber length of 20 μm, and a small amount of inorganic binder and organic binder is prepared as a bonding material, and this is used as the outer peripheral wall of the honeycomb segment. This was applied to bond a total of nine honeycomb segments and dried at 200 ° C. to obtain a honeycomb structure.

（実施例２）
ハニカムセグメントの垂直断面における輪郭形状がコーナー部を含まず、隔壁の当接部が外周壁に向かって３００μｍから４００μｍに連続的に厚肉部となるように成形した以外は、実施例１と同様の方法で、ハニカム構造体を得た。 (Example 2)
The same as in Example 1 except that the contour shape in the vertical cross section of the honeycomb segment does not include a corner portion and the abutting portion of the partition wall is continuously thickened from 300 μm to 400 μm toward the outer peripheral wall. By this method, a honeycomb structure was obtained.

（実施例３）
ハニカムセグメントの垂直断面における輪郭形状がコーナー部を含まず、隔壁の交叉部が２００μｍの厚肉部を含むように成形した以外は、実施例１と同様の方法で、Ｗ１＝１１６５μｍ、Ｗ２＝２００μｍ、Ｗ２／Ｗ１（％）＝１７．２％のハニカムセグメントを得た。 (Example 3)
W1 = 1165 μm, W2 = 200 μm in the same manner as in Example 1 except that the contour shape in the vertical cross section of the honeycomb segment does not include a corner portion and the crossing portion of the partition includes a thick portion having a thickness of 200 μm. , W2 / W1 (%) = 17.2% honeycomb segment was obtained.

（比較例１）
ハニカムセグメントの垂直断面における輪郭形状がコーナー部を含まず、かつ厚肉部も含まないように、従来の口金を用いて成形した以外は、実施例１と同様の方法でハニカム構造体を得た。 (Comparative Example 1)
A honeycomb structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the honeycomb segment was formed using a conventional die so that the contour shape in the vertical cross section of the honeycomb segment did not include the corner portion and did not include the thick portion. .

（電気炉スポーリング試験による評価）
実施例１〜３及び比較例１で得られたハニカム構造体を、室温より所定温度高い温度に保った電気炉に室温のハニカム構造体を入れて２０分間保持後、耐火レンガ上へハニカム構造体を取り出し１５分間以上自然放置した後、室温になるまで冷却した。外観を観察して金属棒でハニカム構造体外周部を軽く叩くことにより耐熱衝撃性を評価した。ハニカム構造体にクラックが観察されず、かつ打音が鈍い音でなく、金属音であれば合格とし、電気炉内温度を５０℃ステップで順次上げていく毎に同様の検査を７００℃になるまで繰り返した。比較例１のハニカム構造体について、５５０℃でクラックが観察されたが、実施例１〜３のハニカム構造体については、７００℃でもクラックが観察されなかった。 (Evaluation by electric furnace spalling test)
The honeycomb structure obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was placed in an electric furnace maintained at a predetermined temperature higher than room temperature and kept at room temperature for 20 minutes, and then the honeycomb structure was placed on a refractory brick. The product was taken out and allowed to stand for 15 minutes or more, and then cooled to room temperature. The thermal shock resistance was evaluated by observing the appearance and tapping the outer periphery of the honeycomb structure with a metal rod. No cracks are observed in the honeycomb structure, and the hitting sound is not dull, but if it is a metallic sound, it is accepted. Repeat until. Although cracks were observed at 550 ° C. for the honeycomb structure of Comparative Example 1, no cracks were observed at 700 ° C. for the honeycomb structures of Examples 1 to 3.

（バーナースポーリング試験による評価）
実施例１〜３及び比較例１の構造体を、ＬＰＧを燃料とするバーナースポーリング試験機に取り付けて、加熱流量を７Ｎｍ³／ｍｉｎ、加熱時間を１０分、加熱温度を７００℃とした加熱条件での加熱、及び冷却流量を０．５Ｎｍ³／ｍｉｎ、冷却時間を５分とした冷却条件での冷却を１サイクルとして、３０サイクルの加熱冷却を行った。比較例１のハニカム構造体について７サイクルでクラックが観察されたが、実施例１〜３のハニカム構造体については、３０サイクル後にもクラックは観察されなかった。 (Evaluation by burner polling test)
The structures of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were attached to a burner spalling tester using LPG as fuel, the heating flow rate was 7 Nm ³ / min, the heating time was 10 minutes, and the heating temperature was 700 ° C. 30 cycles of heating and cooling were performed, with heating under the conditions and cooling under the cooling conditions with a cooling flow rate of 0.5 Nm ³ / min and a cooling time of 5 minutes. Although cracks were observed in 7 cycles for the honeycomb structure of Comparative Example 1, no cracks were observed after 30 cycles for the honeycomb structures of Examples 1 to 3.

以上説明してきたとおり、本発明のハニカム構造体は、優れた耐熱衝撃性を示し、自動車、トラック、バス等のエンジンからの排ガス浄化用、或いは燃焼装置の排ガス処理用の触媒担体又はフィルター等として好適に用いることができる。 As described above, the honeycomb structure of the present invention exhibits excellent thermal shock resistance, and is used as a catalyst carrier or filter for purifying exhaust gas from engines such as automobiles, trucks, and buses, or for exhaust gas treatment of combustion devices. It can be used suitably.

（ａ）は、本発明のハニカム構造体の一形態を示す模式的な垂直断面図である。（ｂ）は、図１（ａ）の模式的な垂直断面図である。(A) is a typical vertical sectional view showing one embodiment of a honeycomb structure of the present invention. FIG. 2B is a schematic vertical sectional view of FIG. 本発明に係るハニカムセグメントの垂直断面図における輪郭の一形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one form of the outline in the vertical sectional view of the honeycomb segment which concerns on this invention. 本発明に係るハニカムセグメントの垂直断面図における輪郭の他の一形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another form of the outline in the vertical sectional view of the honeycomb segment which concerns on this invention. （ａ）は、本発明に係るハニカムセグメントの他の一形態を示す模式的な垂直断面図である。（ｂ）は、本発明に係るハニカムセグメントの他の一形態を示す模式的な垂直断面図である。(A) is a typical vertical sectional view showing another embodiment of a honeycomb segment according to the present invention. (B) is a schematic vertical sectional view showing another embodiment of the honeycomb segment according to the present invention. （ａ）は、本発明に係るコーナー部の一形態を示す模式図である。（ｂ）は、本発明に係るコーナー部の他の一形態を示す模式図である。(A) is a schematic diagram which shows one form of the corner part which concerns on this invention. (B) is a schematic diagram which shows another form of the corner part which concerns on this invention. （ａ）は、本発明のハニカム構造体の他の一形態を示す模式的な垂直断面一部拡大図である。（ｂ）は、本発明のハニカム構造体の他の一形態を示す模式的な垂直断面一部拡大図である。(A) is a schematic partially enlarged view of a vertical cross section showing another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. (B) is a schematic vertical cross-section partially enlarged view showing another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. 本発明に係るハニカムセグメントの他の一形態を示す模式的な垂直断面一部拡大図である。It is a typical vertical cross-section partially enlarged view showing another embodiment of the honeycomb segment according to the present invention. 本発明に係るハニカムセグメントの他の一形態を示す模式的な垂直断面一部拡大図である。It is a typical vertical cross-section partially enlarged view showing another embodiment of the honeycomb segment according to the present invention. （ａ）は、本発明に係る厚肉部の一形態を模式的に示す図である。（ｂ）は、本発明に係る厚肉部の他の一形態を模式的に示す図である。(A) is a figure which shows typically one form of the thick part which concerns on this invention. (B) is a figure which shows typically another form of the thick part which concerns on this invention. 本発明のハニカム構造体の他の一形態を示す模式的な平面一部拡大図である。Fig. 3 is a partially enlarged plan view schematically showing another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. （ａ）は、本発明のハニカム構造体の他の一形態を示す模式的な斜視図である。（ｂ）は、図１１（ａ）の模式的な平行断面図である。(A) is a schematic perspective view showing another embodiment of the honeycomb structure of the present invention. FIG. 11B is a schematic parallel sectional view of FIG. （ａ）は、従来のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。（ｂ）は、図１２（ａ）の一部拡大図である。(A) is a perspective view schematically showing a conventional honeycomb structure. FIG. 12B is a partially enlarged view of FIG. 図１２（ｂ）のＡ部分の模式的な拡大図である。It is a typical enlarged view of A part of Drawing 12 (b). 図１２（ｂ）のＢ部分の模式的な拡大図である。It is a typical enlarged view of B part of Drawing 12 (b). 図１２（ｂ）のＣ部分の模式的な拡大図である。It is a typical enlarged view of C part of Drawing 12 (b).

Explanation of symbols

１…ハニカム構造体、２、２ａ、２ｂ…隔壁、３…セル、４…目封じ部、５、５ａ…隔壁の交叉部、６ａ…第１の側線部、６ｂ…第２の側線部、７、７ａ、７ｂ…外周壁、９…コーナー部、１０…接合層、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…ハニカムセグメント、１４…当接部、１６…厚肉部、２０…従来のハニカム構造体、２１…角部、３０、３０ａ…外周コート層、４２、４４…端面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Honeycomb structure 2, 2a, 2b ... Partition, 3 ... Cell, 4 ... Sealing part, 5, 5a ... Crossing part of partition, 6a ... 1st side line part, 6b ... 2nd side line part, 7 7a, 7b ... outer peripheral wall, 9 ... corner part, 10 ... bonding layer, 12, 12a, 12b, 12c, 12d ... honeycomb segment, 14 ... contact part, 16 ... thick part, 20 ... conventional honeycomb structure , 21 ... corner, 30, 30a ... outer peripheral coat layer, 42, 44 ... end face.

Claims

Honeycomb structure provided with a plurality of honeycomb segments having partition walls arranged so as to form a plurality of cells extending in the axial direction, and a bonding layer arranged between the plurality of honeycomb segments and integrating the plurality of honeycomb segments The section of the honeycomb segment perpendicular to the axial direction has a straight first side line portion, a straight or curved second side line portion, and a corner portion sandwiched between the two side line portions. A honeycomb structure comprising a honeycomb segment, wherein the corner portion is formed by cutting a vertex portion formed by extending a line of the two side line portions into a straight line or a curved line.

The honeycomb structure according to claim 1, wherein the length of the corner portion in the direction along the line of the first side line portion is 2 to 33% of the length of the first side line portion.

The honeycomb according to claim 1 or 2, wherein the shape of the corner portion is a shape in which the apex portion is cut out in an arc shape with a curvature radius of 3 to 20 mm or a shape cut out linearly along a chord of the arc. Structure.

The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 3, further comprising a honeycomb segment having an outer peripheral wall surrounding an outermost periphery of the partition wall.

The honeycomb structure according to claim 4, wherein at least one of the abutting portions where the partition wall abuts on the outer peripheral wall includes a honeycomb segment having a thick portion that continuously increases from the partition wall toward the outer peripheral wall.

6. At least one of the crossing portions at which one partition wall intersects with another partition wall includes a honeycomb segment having a thick portion that continuously increases from one partition wall toward the other partition wall. The honeycomb structure according to item.

The honeycomb structure according to claim 5 or 6, wherein, in a cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb segment, a length of the thick portion in a longitudinal direction of the partition wall is 3 to 40% of a cell width.

The honeycomb structure according to any one of claims 5 to 7, wherein the thick portion has a shape that becomes thicker along an arc having a radius of curvature of 40 to 540 µm or a chord of the arc.

The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 8, further comprising an outer peripheral coat layer surrounding an outermost periphery of the plurality of integrated honeycomb segments.

A plurality of honeycomb segments having partition walls arranged so as to form a plurality of cells extending in the axial direction, and a bonding layer arranged between the plurality of honeycomb segments and integrating the plurality of honeycomb segments. A honeycomb structure comprising an outer peripheral coat layer surrounding an outermost periphery of a plurality of honeycomb segments, wherein the minimum thickness of the outer peripheral coat layer is 0.1 mm or more.