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JP2012188346A - Method for firing honeycomb mold, honeycomb structure obtained by using the same and gas treating apparatus with the same - Google Patents

Method for firing honeycomb mold, honeycomb structure obtained by using the same and gas treating apparatus with the same Download PDF

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JP2012188346A
JP2012188346A JP2012040249A JP2012040249A JP2012188346A JP 2012188346 A JP2012188346 A JP 2012188346A JP 2012040249 A JP2012040249 A JP 2012040249A JP 2012040249 A JP2012040249 A JP 2012040249A JP 2012188346 A JP2012188346 A JP 2012188346A
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JP
Japan
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honeycomb
firing
sealing material
honeycomb structure
mass
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Application number
JP2012040249A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yamaguchi
新一 山口
Osamu Tokutome
修 徳留
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for firing a honeycomb mold where cracks are difficult to generate on a partition part, a sealing material and a cylindrical part.SOLUTION: In the method for firing the honeycomb mold, the honeycomb mold is fired with an inflow port (IF) inderside, the honeycomb mold having a cylindrical part 2 where a fluid flows inside and a plurality of flow holes 5 which are formed by the partition part 3 being arranged in a lattice state at the inside of the cylindrical part 2 and having air permeability and whose inflow port (IF) and outflow port (OF) of the fluid are alternately sealed with the sealing material 4a, 4b, and whose inflow port (IF) has a larger area than that of the outflow port (OF). An auxiliary agent for molding contained in the sealing material 4a is easily defatted because the volume of the sealing material 4a located at the underside becomes smaller than a case that firing is performed in a state that the outflow port (OF) is located at the underside and then the cracks hardly generate on the cylindrical part 2, the partition part 3 and the sealing material 4a located at the underside.

Description

本発明は、自動車,発電機,油圧ショベル,ホイールローダ,ラフテレンクレーン,トラクタ,鉄道車両等の動力源である内燃機関,焼却炉およびボイラー等から発生する排気ガス中に含まれる微粒子等を捕集するフィルタ、有害な物質等を分解して除去するフィルタ等に用いられるハニカム構造体を得るためのハニカム成形体の焼成方法およびこれを用いて得られるハニカム構造体ならびにこれを備えたガス処理装置に関する。   The present invention captures particulates contained in exhaust gas generated from internal combustion engines, incinerators, boilers, and the like that are power sources for automobiles, generators, hydraulic excavators, wheel loaders, rough terrain cranes, tractors, railway vehicles, and the like. Method of firing honeycomb formed body for obtaining honeycomb structure used for filter for collecting, filter for decomposing and removing harmful substances and the like, honeycomb structure obtained using the same, and gas processing apparatus equipped with the same About.

従来、内燃機関、焼却炉およびボイラー等から発生する排気ガス中に含まれる微粒子等を捕集するのにフィルタが用いられている。   Conventionally, a filter has been used to collect fine particles contained in exhaust gas generated from an internal combustion engine, an incinerator, a boiler, and the like.

そして、このようなフィルタとしては、内部を流体が流れる筒状部と、筒状部の内側に格子状に配置された通気性を有する隔壁部により形成された、排気ガスの流入口および流出口が封止材により交互に封止された複数の流通孔とを備えたハニカム構造体が用いられており、排気ガス中の微粒子の捕集に伴って生じる隔壁の圧力損失を抑制するために隔壁を薄くするとともに、微粒子の捕集量を上げるために、排気ガスの流入口が流出口より面積が広い構成のハニカム構造体が知られている。   As such a filter, an exhaust gas inlet and an outlet formed by a cylindrical portion through which a fluid flows and a partition wall portion having air permeability arranged in a lattice shape inside the cylindrical portion. In order to suppress the pressure loss of the partition wall that occurs due to the collection of fine particles in the exhaust gas, a honeycomb structure having a plurality of flow holes alternately sealed with a sealing material is used. In order to reduce the thickness and increase the amount of collected fine particles, a honeycomb structure having a structure in which the exhaust gas inlet has a larger area than the outlet is known.

このようなハニカム構造体を得るための製造方法として、特許文献1には、焼成工程で生じるクラックを抑制するために、セラミック原料粉末、成形助剤および添加剤を混合、混練、押出成形、乾燥して作製した生素地のセラミックハニカム構造体の開口端面を耐熱性無機粉末により構成される焼成台の上に載せて焼成することが開示されている。   As a manufacturing method for obtaining such a honeycomb structure, Patent Document 1 describes mixing, kneading, extrusion molding, and drying of ceramic raw material powder, a molding aid, and an additive in order to suppress cracks generated in the firing process. It is disclosed that the open end face of the green ceramic honeycomb structure produced in this way is placed on a firing table made of heat-resistant inorganic powder and fired.

特開2004−59353号公報JP 2004-59353 A

しかしながら、特許文献1で提案されているセラミックハニカム構造体の焼成方法では、セラミックハニカム構造体の流出口を下側に向けて焼成台の上に載せて焼成した場合に、流入口と反対側の部分が封止材で封止されていることから、下側の封止材は、上側の封止材よりも体積量が多くなる。その結果封止材にクラックが生じやすくなり、生じたクラックが進展して隔壁部や筒状部にもクラックが生じやすくなるという課題があった。   However, in the firing method of the ceramic honeycomb structure proposed in Patent Document 1, when the ceramic honeycomb structure is fired by placing it on the firing table with the outlet of the ceramic honeycomb facing downward, the opposite side of the inlet is provided. Since the portion is sealed with the sealing material, the lower sealing material has a larger volume than the upper sealing material. As a result, there is a problem that cracks are likely to occur in the sealing material, and the generated cracks progress and cracks are likely to occur in the partition wall and the cylindrical portion.

本発明はこのような課題に鑑み、クラックの発生を抑制することが可能なハニカム成形体の焼成方法およびこれを用いて得られるハニカム構造体ならびにこれを備えた排ガス処理装置を提供するものである。   In view of such problems, the present invention provides a method for firing a honeycomb formed body capable of suppressing the occurrence of cracks, a honeycomb structure obtained using the method, and an exhaust gas treatment apparatus including the honeycomb structure. .

本発明のハニカム成形体の焼成方法は、内部を流体が流れる筒状部と、該筒状部の内側に格子状に配置された通気性とを有する隔壁部により形成され、流体の流入口および流出口が封止材により交互に封止された複数の流通孔を備えるとともに、前記流入口が前記流出口よりも面積が広い構成のハニカム成形体を、前記流入口を下側にして焼成することを特徴とする。   A method for firing a honeycomb formed body of the present invention is formed by a cylindrical portion in which a fluid flows inside and a partition wall portion having air permeability arranged in a lattice shape inside the cylindrical portion. A honeycomb molded body having a structure in which the outlet has a plurality of flow holes alternately sealed with a sealing material and the inlet has a larger area than the outlet is fired with the inlet facing downward. It is characterized by that.

また、本発明のハニカム構造体は、上記いずれかの構成において、前記ハニカム成形体の焼成方法を用いて得られることを特徴とするものである。   In addition, the honeycomb structure of the present invention is obtained by using the method for firing the honeycomb formed body in any one of the above-described configurations.

また、本発明の排気ガス処理装置は、上記構成のハニカム構造体を備えてなることを特徴とするものである。   In addition, an exhaust gas treatment device of the present invention is characterized by including the honeycomb structure having the above-described configuration.

本発明のハニカム成形体の焼成方法によれば、内部を流体が流れる筒状部と、筒状部の内側に格子状に配置された通気性を有する隔壁部とにより形成され、流体の流入口および流出口が封止材により交互に封止された複数の流通孔を備えるとともに、流入口が流出口よりも面積が広い構成のハニカム成形体を、流入口を下側にして焼成することから、流出口を下側にして焼成する場合よりも、下側に位置する封止材の体積量が少なくなるので、焼成台に接していてもこの封止材に含まれる成形助剤が脱脂されやすくなることから、封止材にクラックが生じにくく、そのクラックが進展することによって発生する隔壁部および筒状部のクラックも生じにくくなる。   According to the method for firing a honeycomb formed body of the present invention, a fluid inlet is formed by a cylindrical portion through which a fluid flows and a partition wall portion having air permeability arranged in a lattice shape inside the cylindrical portion. And a honeycomb molded body having a configuration in which the outlet has a plurality of flow holes alternately sealed with a sealing material and the inlet has a larger area than the outlet, and is fired with the inlet facing downward. Since the volume of the sealing material located on the lower side is smaller than when firing with the outflow port on the lower side, the molding aid contained in this sealing material is degreased even if it is in contact with the firing table. Since it becomes easy, it is hard to produce a crack in a sealing material, and it becomes difficult to produce the crack of the partition part and cylindrical part which generate | occur | produce when the crack progresses.

また、本発明のハニカム構造体によれば、本発明のハニカム成形体の焼成方法を用いて得られることから、封止材,筒状部および隔壁部にクラックが生じにくくなっているので、長期間に亘って信頼性を維持することができる。   Further, according to the honeycomb structure of the present invention, since it is obtained by using the method for firing a honeycomb formed body of the present invention, cracks are unlikely to occur in the sealing material, the cylindrical portion, and the partition wall portion. Reliability can be maintained over a period of time.

また、本発明のガス処理装置によれば、本発明のハニカム構造体を備えているときには、長期間に亘って信頼性を維持することができるガス処理装置として使用できる。   Moreover, according to the gas processing apparatus of the present invention, when the honeycomb structure of the present invention is provided, the gas processing apparatus can be used as a gas processing apparatus that can maintain reliability over a long period of time.

本実施形態のハニカム成形体の焼成方法を用いて得られるハニカム構造体の一例を模式的に示す、(a)は斜視図であり、(b)は(a)におけるB−B’線での断面図である。An example of the honeycomb structure obtained by using the method for firing a honeycomb formed body of the present embodiment is schematically shown. (A) is a perspective view, and (b) is a line BB ′ in (a). It is sectional drawing. 図1に示す例のハニカム構造体を示す、(a)は流入側の端面の一部を示す側面図であり、(b)は流出側の端面の一部を示す側面図である。1A is a side view showing a part of an end face on the inflow side, and FIG. 2B is a side view showing a part of the end face on the outflow side. 本実施形態のハニカム成形体の焼成方法を用いて得られるハニカム構造体の他の例を模式的に示す、(a)は流入側の端面の一部を示す側面図であり、(b)は流出側の端面の一部を示す側面図である。FIG. 5 schematically shows another example of a honeycomb structure obtained by using the method for firing a honeycomb formed body of the present embodiment, (a) is a side view showing a part of an end face on the inflow side, and (b) is a side view. It is a side view which shows a part of end surface by the side of an outflow. 本実施形態の一例を模式的に示すガス処理装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the gas treatment apparatus which shows an example of this embodiment typically.

以下、本実施形態のハニカム成形体の焼成方法およびこれを用いて得られるハニカム構造体ならびにこれを備えたガス処理装置の例について説明する。   Hereinafter, an example of a method for firing a honeycomb formed body of the present embodiment, a honeycomb structure obtained by using the method, and a gas processing apparatus including the honeycomb structure will be described.

図1は、本実施形態のハニカム成形体の焼成方法を用いて得られるハニカム構造体の一例を示す、(a)は斜視図であり、(b)は(a)におけるB−B’線での断面図である。   FIG. 1 shows an example of a honeycomb structure obtained by using the method for firing a honeycomb formed body of the present embodiment, (a) is a perspective view, and (b) is a BB ′ line in (a). FIG.

図1に示す例のハニカム構造体1は、内部を流体が流れる筒状部2と、この筒状部2の内側に格子状に配置された通気性を有する隔壁部3とにより形成され、流体の流入口(IF)および流出口(OF)がそれぞれ封止材4a,4bにより交互に封止された複数の流通孔5を備えている。なおハニカム構造体1の筒状部2の軸方向を→A(以下、軸方向Aという)で示している。   A honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 1 is formed by a cylindrical portion 2 through which a fluid flows, and a partition wall portion 3 having air permeability arranged in a lattice shape inside the cylindrical portion 2. The inflow port (IF) and the outflow port (OF) have a plurality of flow holes 5 that are alternately sealed by the sealing materials 4a and 4b, respectively. The axial direction of the cylindrical portion 2 of the honeycomb structure 1 is indicated by → A (hereinafter referred to as the axial direction A).

そして、図1に示す例のハニカム構造体1は、例えば、外径が140〜270mm、軸方向Aに対して垂直な断面における流通孔5の個数は、100mm当たり5〜124個(32〜800C
PSI)である。なお、CPSIとはCells Per Square Inchesのことである。
Then, the honeycomb structure 1 of the embodiment shown in FIG. 1, for example, an outer diameter of 140~270Mm, the number of circulation holes 5 in the cross section perpendicular to the axial direction A is 5 to 124 per 100 mm 2 (. 32 to 800C
PSI). CPSI stands for Cells Per Square Inches.

この、ハニカム構造体1は、例えば、軸方向Aの長さが100〜250mmで、円筒度が2.5
mm以下である円柱形状であって、隔壁部3の厚さは、0.14mm以上0.3mm以下である
。なお、封止材4a,4bの軸方向Aの厚さは、1mm以上5mm以下であることが好ま
しい。
The honeycomb structure 1 has, for example, a length in the axial direction A of 100 to 250 mm and a cylindricity of 2.5.
It is a cylindrical shape which is not more than mm, and the thickness of the partition wall portion 3 is not less than 0.14 mm and not more than 0.3 mm. In addition, it is preferable that the thickness of the sealing materials 4a and 4b in the axial direction A is 1 mm or more and 5 mm or less.

図2は、図1に示す例のハニカム構造体を示す、(a)は流入側の端面の一部を示す側面図であり、(b)は流出側の端面の一部を示す側面図である。   Fig. 2 shows the honeycomb structure of the example shown in Fig. 1, (a) is a side view showing a part of the end face on the inflow side, and (b) is a side view showing a part of the end face on the outflow side. is there.

図2に示す例のハニカム構造体1は、(a)に示すように流入側が封止されている流通孔5a,開口されている流通孔5bをそれぞれ4角形状,8角形状とし、流入口(IF)が流出口(OF)よりも面積が広い構成としたものである。   The honeycomb structure 1 of the example shown in FIG. 2 has a quadrangular shape and an octagonal shape as shown in FIG. (IF) is configured to have a larger area than the outlet (OF).

図3は、本実施形態のハニカム成形体の焼成方法を用いて得られるハニカム構造体の他の例を示す、(a)は流入側の端面の一部を示す側面図であり、(b)は流出側の端面の一部を示す側面図である。   FIG. 3 shows another example of a honeycomb structure obtained by using the method for firing a honeycomb formed body of the present embodiment, (a) is a side view showing a part of the end face on the inflow side, and (b) FIG. 4 is a side view showing a part of the end face on the outflow side.

また、図3に示す例のハニカム構造体1’は、(a)に示すように流入側が封止されている流通孔5a,開口されている流通孔5bとも四角形状であるが、流通孔5bの角部を円弧状にした形状となっている。なお、図2で示すハニカム構造体1と同様に、流入口(IF)が流出口(OF)よりも面積が広い構成となっている。一方、流出側では図2,3に示す例のハニカム構造体1,1’とも(b)に示すように流入側が封止されている流通孔5aは開口され、流入側が開口されている流通孔5bは封止されている。   Further, as shown in FIG. 3A, the honeycomb structure 1 ′ shown in FIG. 3 has a square shape in which both the flow hole 5a sealed on the inflow side and the open flow hole 5b are square. The corners are arc-shaped. As in the honeycomb structure 1 shown in FIG. 2, the inflow port (IF) has a larger area than the outflow port (OF). On the other hand, on the outflow side, as shown in FIG. 2B, the honeycomb structures 1 and 1 ′ shown in FIGS. 2 and 3 are each provided with the inflow side sealed through hole 5a and the inflow side open through hole. 5b is sealed.

特に、図3に示す例のハニカム構造体1’では、流通孔5bの角部が円弧状であることから、この角部に生じやすいクラックを低減することができるので、より好適である。   In particular, in the honeycomb structure 1 ′ of the example shown in FIG. 3, the corners of the flow holes 5 b are arcuate, so that cracks that are likely to occur at the corners can be reduced, which is more preferable.

また、図2および図3に示す例のハニカム構造体1,1’では、流通孔5bの直径は、流通孔5aの直径に対して、1.30倍以上1.95倍以下であることが好適である。このように、直径の比を1.30倍以上とすることで、微粒子を吸着することのできる隔壁部3および封止材4bのそれぞれの表面積が大きくなるので、微粒子の捕集量を増大させることができるとともに、直径の比を1.95倍以下とすることで、隔壁部3が極端に薄くならないので、機械的強度がほとんど損なわれない。ここで、流通孔5a,5bのそれぞれの直径とは、流入側の端面,流出側の端面における開口部の隔壁部3に接する内接円の直径をいい、光学顕微鏡を用いて測定することができる。   Further, in the honeycomb structures 1 and 1 ′ shown in FIGS. 2 and 3, the diameter of the flow hole 5 b is preferably 1.30 times or more and 1.95 times or less than the diameter of the flow hole 5 a. Thus, by setting the ratio of the diameters to 1.30 times or more, the respective surface areas of the partition wall 3 and the sealing material 4b that can adsorb the fine particles are increased, so that the amount of collected fine particles can be increased. In addition, since the partition wall portion 3 is not extremely thinned by setting the diameter ratio to 1.95 times or less, the mechanical strength is hardly impaired. Here, the diameters of the flow holes 5a and 5b are the diameters of the inscribed circles in contact with the partition walls 3 of the openings at the end face on the inflow side and the end face on the outflow side, and can be measured using an optical microscope. it can.

また、本実施形態のハニカム成形体の焼成方法を用いて得られるハニカム構造体1,1’の隔壁部3は、気孔率が35体積%以上60体積%以下であって、平均気孔径が5μm以上26μm以下である多孔質のセラミック焼結体からなることが好適である。このような隔壁部3を形成するセラミック焼結体の気孔率および平均気孔径がこの範囲であると、ハニカム構造体1の機械的強度を維持しながら、圧力損失の上昇を抑制することができるからであり、この平均気孔径および気孔率は水銀圧入法に準拠して求めればよい。   Further, the partition walls 3 of the honeycomb structures 1 and 1 ′ obtained by using the method for firing a honeycomb formed body of the present embodiment have a porosity of 35% by volume to 60% by volume and an average pore diameter of 5 μm. The porous ceramic sintered body preferably has a thickness of 26 μm or less. When the porosity and average pore diameter of the ceramic sintered body forming such partition walls 3 are within this range, an increase in pressure loss can be suppressed while maintaining the mechanical strength of the honeycomb structure 1. Therefore, the average pore diameter and porosity may be obtained in accordance with the mercury intrusion method.

具体的には、まず、隔壁部3から質量が0.6g以上0.8g以下となるように平均気孔径および気孔率を測定するための試料を切り出す。   Specifically, first, a sample for measuring the average pore diameter and the porosity is cut out from the partition wall 3 so that the mass becomes 0.6 g or more and 0.8 g or less.

次に、水銀圧入型ポロシメータを用いて、試料の気孔に水銀を圧入し、水銀に加えられた圧力と、気孔内に浸入した水銀の体積を測定する。   Next, using a mercury intrusion porosimeter, mercury is injected into the pores of the sample, and the pressure applied to the mercury and the volume of mercury that has entered the pores are measured.

この水銀の体積は気孔の体積に等しく、水銀に加えられた圧力と気孔径には以下の式(1)(Washburnの関係式)が成り立つ。   The volume of mercury is equal to the volume of pores, and the following formula (1) (Washburn's relational expression) is established for the pressure applied to mercury and the pore diameter.

d=−4σcosθ/P・・・(1)
但し、d:気孔径(m)
P:水銀に加えられた圧力(Pa)
σ:水銀の表面張力(0.485N/m)
θ:水銀と気孔の表面との接触角(130°)
式(1)から各圧力Pに対する各気孔径dが求められ、各気孔径dの分布および累積気孔体積を導くことができる。そして、累積気孔体積の百分率が50体積%に相当する気孔径(D50)を平均気孔径とし、試料の体積に対する累積気孔体積の百分率を気孔率とすればよい。
d = −4σcos θ / P (1)
Where d: pore diameter (m)
P: Pressure applied to mercury (Pa)
σ: Surface tension of mercury (0.485N / m)
θ: Contact angle between mercury and pore surface (130 °)
From the equation (1), each pore diameter d for each pressure P is obtained, and distribution of each pore diameter d and cumulative pore volume can be derived. Then, the pore diameter (D50) corresponding to 50% by volume of the cumulative pore volume may be set as the average pore diameter, and the percentage of the cumulative pore volume with respect to the volume of the sample may be used as the porosity.

また、本実施形態のハニカム成形体の焼成方法を用いて得られるハニカム構造体1,1’を構成する筒状部2,隔壁部3および封止材4は、熱膨張係数が小さい成分、例えば、コージェライト(2MgO・2Al・5SiO),β−ユークリプトタイト(LiO・Al・2SiO),β−スポジュメン(LiO・Al・4SiO),炭化珪素(SiC),窒化珪素(Si),サイアロン(Si6−ZAl8−Z,但しzは固溶量で0.1以上1以下である。),ムライト(3Al
2SiO),燐酸ジルコニウムカリウム(KZr(PO)またはチタン酸アルミニウム(AlTiO)を主成分とする焼結体からなることが好適であるが、特に、筒状部2,隔壁部3および封止材4がチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体からなることが好適である。このようなチタン酸アルミニウムを主成分とする焼結体は耐熱衝撃性が高いので、筒状部2の内周側の壁面,隔壁部3の壁面に捕集した微粒子および封止材4に堆積した微粒子を燃焼して、ハニカム構造体1,1’を再生するために、バーナー,ヒーター等で加熱して急激な温度変化を与えても、筒状部2,隔壁部3および封止材4におけるクラックの発生を抑制することができる。
Further, the tubular part 2, the partition part 3 and the sealing material 4 constituting the honeycomb structure 1, 1 ′ obtained by using the method for firing the honeycomb formed body of the present embodiment are components having a small thermal expansion coefficient, for example, , cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2), β- user crypto tight (Li 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2), β- spodumene (Li 2 O · Al 2 O 3 · 4SiO 2) , silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4), sialon (Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z, where z is 0.1 or more and 1 or less in amount of solid solution.), mullite (3Al 2 O 3.
2SiO 2 ), potassium zirconium phosphate (KZr 2 (PO 4 ) 3 ) or aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) as a main component. It is preferable that the partition wall 3 and the sealing material 4 are made of a sintered body mainly composed of aluminum titanate. Since such a sintered body mainly composed of aluminum titanate has high thermal shock resistance, it is deposited on the inner wall surface of the cylindrical portion 2 and the fine particles collected on the wall surface of the partition wall portion 3 and the sealing material 4. In order to regenerate the honeycomb structure 1, 1 ′ by burning the fine particles, the cylindrical portion 2, the partition wall portion 3, and the sealing material 4 can be heated by a burner, a heater or the like to give a sudden temperature change. The occurrence of cracks in can be suppressed.

特に、筒状部2,隔壁部3および封止材4がいずれもチタン酸アルミニウム(AlTiO)を主成分とする場合、チタン酸マグネシウム(MgTi)およびチタン酸鉄(FeTiO)をそれぞれ16質量%以上24質量%以下含んでいることが好適である。この比率は、耐熱性に優れたチタン酸アルミニウム(AlTiO)、耐食性に優れたチタン酸マグネシウム(MgTi)および耐熱劣化性に優れたチタン酸鉄(FeTiO)の最適比率であり、前記各部材の耐熱性,耐食性および耐熱劣化性が良くなるからである。 In particular, when both the cylindrical portion 2, the partition wall portion 3 and the sealing material 4 are mainly composed of aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ), magnesium titanate (MgTi 2 O 5 ) and iron titanate (Fe 2). It is preferable that TiO 5 ) is contained in an amount of 16% by mass or more and 24% by mass or less, respectively. This ratio is optimal for aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) with excellent heat resistance, magnesium titanate (MgTi 2 O 5 ) with excellent corrosion resistance and iron titanate (Fe 2 TiO 5 ) with excellent heat resistance This is because the heat resistance, corrosion resistance and heat deterioration resistance of each member are improved.

また、筒状部2,隔壁部3および封止材4がいずれもチタン酸アルミニウム(AlTiO)を主成分とする場合、筒状部2,隔壁部3および封止材4のそれぞれの粒界相の少なくともいずれかは、珪素酸化物を主成分とすることが好適である。これら粒界相の少なくともいずれかは、珪素酸化物を主成分とするときには、その粒界相と隣接する結晶粒子同士を強く結合するとともに、結晶粒子の異常な粒成長を抑制するため、機械的強度を高くすることができる。 Further, the cylindrical portion 2, if none partition wall 3 and the sealing member 4 is composed mainly of aluminum titanate (Al 2 TiO 5), the tubular portion 2, each of the partition wall 3 and the sealing member 4 At least one of the grain boundary phases is preferably composed mainly of silicon oxide. When at least one of these grain boundary phases contains silicon oxide as a main component, the crystal grains adjacent to the grain boundary phase are strongly bonded to each other, and abnormal grain growth of the crystal grains is suppressed. Strength can be increased.

特に、この珪素酸化物は、粒界相を構成するそれぞれの酸化物の合計100質量%に対し
て90質量%以上であることが好適である。
In particular, the silicon oxide is preferably 90% by mass or more with respect to 100% by mass in total of each oxide constituting the grain boundary phase.

なお、この珪素酸化物は、組成式がSiOで示される二酸化珪素が安定性が高いため好適であるが、組成式がSiO2−x(ただし、xは0<x<2である。)示される不定比の酸化珪素であってもかまわない。 This silicon oxide is suitable because silicon dioxide whose composition formula is represented by SiO 2 has high stability, but the composition formula is SiO 2-x (where x is 0 <x <2). The non-stoichiometric silicon oxide shown may be used.

また、各粒界相は、アルカリ金属の酸化物を含んでいてもよいが、アルカリ金属の酸化物はエンジンオイルに含まれる硫酸ナトリウム,硫酸カルシウム等の硫酸塩に対する耐食性が低いので、その含有量は少ない方が好ましい。   Further, each grain boundary phase may contain an alkali metal oxide, but the alkali metal oxide has low corrosion resistance against sulfates such as sodium sulfate and calcium sulfate contained in engine oil. Is preferably less.

特に、酸化リチウムおよび酸化ナトリウムは、粒界相をそれぞれ構成する酸化物の合計100質量%に対して、それぞれ2質量%以下であることがより好適である。   In particular, lithium oxide and sodium oxide are more preferably 2% by mass or less with respect to a total of 100% by mass of the oxides constituting the grain boundary phase.

また、酸化アルミニウムも硫酸塩に対する耐食性が低いので、粒界相をそれぞれ構成する酸化物の合計100質量%に対して、15質量%以下であることが好適である。   Moreover, since aluminum oxide also has low corrosion resistance to sulfate, it is preferable that the content be 15% by mass or less with respect to 100% by mass in total of the oxides constituting the grain boundary phase.

なお、本実施形態のハニカム構造体における主成分とは、筒状部2,隔壁部3および封止材4をそれぞれ構成する焼結体の全成分100質量%に対して50質量%以上を占める成分
のことをいう。筒状部2,隔壁部3および封止材4をそれぞれ構成する成分の含有量は、蛍光X線分析法またはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合高周波プラズマ)発光分析法により求めることができる。具体的には、主成分がチタン酸アルミニウムの場合には、酸化チタンおよび酸化アルミニウムについては、各元素Ti,Alの含有量を測定して酸化物に換算した含有量の合計をチタン酸アルミニウムの含有量とすればよい。
The main component in the honeycomb structure of the present embodiment occupies 50% by mass or more with respect to 100% by mass of all components of the sintered body constituting the cylindrical part 2, the partition wall part 3 and the sealing material 4, respectively. It refers to ingredients. The contents of the components constituting the cylindrical portion 2, the partition wall portion 3 and the sealing material 4 can be determined by fluorescent X-ray analysis or ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis. Specifically, in the case where the main component is aluminum titanate, for titanium oxide and aluminum oxide, the content of each element Ti and Al is measured and the total content converted to oxide is the total content of aluminum titanate. What is necessary is just to set it as content.

次に、ハニカム構造体の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a honeycomb structure will be described.

まず、酸化アルミニウムの粉末を27〜33質量%,酸化第二鉄の粉末を13〜17質量%,酸化マグネシウムの粉末を7〜13質量%および残部を酸化チタンの粉末とし、これら粉末を調合した調合原料を水,アセトンまたは2−プロパノールとともに混合したスラリーを噴霧乾燥法等で乾燥し、例えば、平均粒径が50μm以上300μm以下の顆粒を得る。ここで
、用いる前記各粉末は、いずれも純度が高い粉末を用いることが好ましく、その純度は99.0質量%以上、特に99.5質量以上であることがさらに好適である。
First, 27 to 33% by mass of aluminum oxide powder, 13 to 17% by mass of ferric oxide powder, 7 to 13% by mass of magnesium oxide powder, and the remainder of titanium oxide powder were prepared. A slurry obtained by mixing the preparation raw material with water, acetone or 2-propanol is dried by a spray drying method or the like, and for example, granules having an average particle size of 50 μm or more and 300 μm or less are obtained. Here, it is preferable to use a high-purity powder for each of the powders used, and the purity is more preferably 99.0% by mass or more, particularly 99.5% by mass or more.

次に、得られた顆粒を大気雰囲気中、温度を1400℃以上1500℃以下として、1時間以上5時間以下で仮焼することにより、元素Ti,Al,MgおよびFeが互いに固溶した擬ブルッカイト型の結晶からなる仮焼粉末を得ることができる。   Next, the obtained granules are calcined in an air atmosphere at a temperature of 1400 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower for 1 hour or more and 5 hours or less, so that pseudo brookite in which elements Ti, Al, Mg and Fe are dissolved in each other are dissolved. A calcined powder made of a type crystal can be obtained.

この仮焼粉末をASTM E 11−61に記載されている粒度番号が230のメッシュの篩い
に通すことによって、例えば、粒径が25μm以下61μm以下に分級された仮焼粉末を得る。そして、この分級された仮焼粉末に、例えば、平均粒径が1μm以上3μm以下であって、添加量が仮焼粉末100質量部に対して、0.4質量部以上4.6質量部以下である酸化珪素
の粉末と、添加量が仮焼粉末100質量部に対して、1質量部以上13質量部以下であるグラ
ファイト,澱粉またはポリエチレン樹脂等の造孔剤とを添加した後、さらに可塑剤,増粘剤,水および成形助剤として、例えば、メチルセルロース,カルボキシルメチルセルロース,ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類、ポリビニルアルコールなどのアルコール類、リグニンスルホン酸塩などの塩、パラフィンワックス,マイクロクリスタリンワックス等のワックスおよびエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA),ポリエチレン,ポリスチレン,液晶ポリマー,エンジニアリングプラスチックなどの熱可塑性樹脂等を加えて混合体とし、この混合体を万能攪拌機,回転ミルまたはV型攪拌機等に投入して混練物を作製する。そして、この混練物を三本ロールミルや混練機等を用いて混練し、可塑化した坏土を得る。また、前述した混合体の一部にさらに水を加えて封止材4を設けるためのスラリーを作製する。
By passing this calcined powder through a mesh sieve having a particle size number of 230 described in ASTM E 11-61, for example, a calcined powder classified into a particle size of 25 μm or less and 61 μm or less is obtained. The classified calcined powder has, for example, silicon oxide having an average particle diameter of 1 μm or more and 3 μm or less and an addition amount of 0.4 parts by mass or more and 4.6 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the calcined powder. And a pore-forming agent such as graphite, starch or polyethylene resin whose addition amount is 1 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the calcined powder, and further plasticizer and thickening agent Agents, water and molding aids include, for example, celluloses such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, alcohols such as polyvinyl alcohol, salts such as lignin sulfonate, waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax, and ethylene -Vinyl acetate copolymer resin (EVA), polyethylene, polystyrene, liquid crystal poly Chromatography, in addition to thermoplastic resins such as engineering plastics and mixture, this mixture a universal stirrer, was put into a tumbling mill or V-type mixer or the like to prepare a kneaded product. And this kneaded material is knead | mixed using a three roll mill, a kneader, etc., and the plasticized clay is obtained. Moreover, the slurry for providing the sealing material 4 by adding water further to a part of mixture mentioned above is produced.

次に、押出成形機を用いて成形する。この押出成形機には成形型が装着され、ハニカム成形体の外径を決定する内径が例えば155mm以上300mm以下であり、ハニカム成形体の隔壁部を形成するためのスリットを有しており、ハニカム成形体の流入口が流出口よりも
面積が広い構成となるようにスリットの間隔は設定されている。この成形型が装着された押出成形機に坏土を投入し、圧力を加えて、ハニカム状の成形体を作製し、得られた成形体を乾燥して所定長さに切断する。
Next, it shape | molds using an extrusion molding machine. This extrusion molding machine is equipped with a molding die, the inner diameter that determines the outer diameter of the honeycomb molded body is, for example, 155 mm to 300 mm, and has a slit for forming the partition wall portion of the honeycomb molded body. The interval between the slits is set so that the inlet of the molded body has a larger area than the outlet. A clay is put into an extrusion molding machine equipped with this mold, pressure is applied to produce a honeycomb-shaped molded body, and the obtained molded body is dried and cut into a predetermined length.

次に、得られたハニカム成形体を焼成する。具体的には、電気炉またはガス炉等の焼成炉の中でハニカム成形体を、焼成台の上に流入口を下側にして焼成することが重要である。これは、例えば、このように流出口よりも面積の広い流入口を下側にして焼成することによって、体積量が多い封止材が上側になり、この封止材に含まれる成形助剤は、何もない上側の方にも、また、下側に延びる流通孔5の方にも脱脂し易くなる。   Next, the obtained honeycomb formed body is fired. Specifically, it is important to fire the honeycomb formed body in a firing furnace such as an electric furnace or a gas furnace with the inlet facing down on the firing table. This is because, for example, by firing the inlet having a larger area than the outlet in this way, the sealing material with a large volume is on the upper side, and the molding aid contained in this sealing material is Also, it becomes easy to degrease both the upper side of nothing and the flow hole 5 extending downward.

このように本実施形態の焼成方法を用いて焼成すると、内部を流体が流れる筒状部2と、この筒状部2の内側に格子状に配置された通気性を有する隔壁部3により形成され、流体の流入口(IF)および流出口(OF)がそれぞれ封止材4a,4bにより交互に封止された複数の流通孔5を備えるとともに、流入口(IF)が流出口(OF)よりも面積が広い構成のハニカム構造体1,1’を得ることができる。このような焼成方法を用いることによって、流出口(OF)を下側にして焼成する場合よりも、下側に位置する封止材4aの体積量が少なくなるので、焼成台に接していてもこの封止材4aに含まれる成形助剤が脱脂されやすくなり、下側に位置する封止材4aにクラックが生じにくくなり、そのクラックが進展することが抑制され、筒状部2および隔壁部3にクラックが生じにくくなる。   Thus, when fired using the firing method of the present embodiment, it is formed by a cylindrical portion 2 through which a fluid flows and a partition wall portion 3 having air permeability arranged in a lattice shape inside the cylindrical portion 2. The fluid inflow port (IF) and the outflow port (OF) are provided with a plurality of flow holes 5 alternately sealed by the sealing materials 4a and 4b, respectively, and the inflow port (IF) is from the outflow port (OF). In addition, a honeycomb structure 1, 1 ′ having a large area can be obtained. By using such a firing method, the volume of the sealing material 4a located on the lower side is smaller than when firing with the outlet (OF) on the lower side. The molding aid contained in this sealing material 4a is easily degreased, cracks are less likely to occur in the sealing material 4a located on the lower side, and the cracks are prevented from progressing. 3 is less likely to crack.

なお、上記調合原料を含むハニカム成形体を焼成する場合には、温度を1300℃〜1500℃以下、好適には1400℃〜1450℃として、2時間〜10時間保持すればよい。   In the case of firing the honeycomb formed body containing the blended raw material, the temperature is set to 1300 ° C. to 1500 ° C. or lower, preferably 1400 ° C. to 1450 ° C., and held for 2 hours to 10 hours.

次に、筒状部2,隔壁部3および封止材4の各主成分がいずれもコージェライトであるセラミック焼結体からなるハニカム構造体1,1’を得る場合には、焼結体におけるコージェライトの組成がSiOが40〜56質量%、Alが30〜46質量%、MgOが12〜16質量%となるように、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、タルクまたは焼タルクなどのコージェライト化する原料を調合して調合原料を得る。これ以降、ハニカム構造体1,1’を得るまでの工程は、焼成の温度を1300℃〜1500℃から1350℃〜1450℃に変更する以外は、主成分がチタン酸アルミニウムの場合と同様である。 Next, in the case of obtaining the honeycomb structure 1, 1 ′ composed of a ceramic sintered body in which the main components of the tubular portion 2, the partition wall portion 3 and the sealing material 4 are all cordierite, The cordierite composition is kaolin, calcined kaolin, alumina, aluminum hydroxide, silica so that the composition of SiO 2 is 40 to 56 mass%, Al 2 O 3 is 30 to 46 mass%, and MgO is 12 to 16 mass%. A raw material to be converted into cordierite such as talc or baked talc is prepared to obtain a mixed raw material. Thereafter, the steps until obtaining the honeycomb structures 1, 1 ′ are the same as the case where the main component is aluminum titanate except that the firing temperature is changed from 1300 ° C. to 1500 ° C. to 1350 ° C. to 1450 ° C. .

特に、ハニカム成形体は、ハニカム成形体を構成する主成分と同じ成分を主成分とするとともに、揮発性物質を6質量%以下で含んでなる板状部材を介して焼成台に載置して焼成することが好適である。   In particular, the honeycomb formed body is mounted on a firing table via a plate-shaped member having the same component as the main component constituting the honeycomb formed body and containing a volatile substance at 6% by mass or less. Baking is preferred.

ハニカム成形体を構成する主成分と同じ成分を主成分とするとともに、揮発性物質を6質量%以下で含んでなる板状部材は、焼成工程でハニカム成形体の収縮挙動と同様の収縮挙動を示すので、円筒度の高いハニカム構造体1,1’を得ることができ、ガス処理装置10への装着を容易にすることができる。   A plate-like member having the same component as the main component constituting the honeycomb molded body and containing a volatile substance at 6% by mass or less exhibits the same shrinkage behavior as that of the honeycomb molded body in the firing step. As shown, the honeycomb structures 1 and 1 ′ having high cylindricity can be obtained, and the mounting to the gas processing apparatus 10 can be facilitated.

また、ハニカム成形体を焼成して得られた焼結体の内側に色むらが発生することがあり、その色むらが発生した場所にクラックが発生している場合がある。本実施形態においては、理由は明らかではないが、ハニカム成形体を焼成する際に用いる板状体が、揮発性物質を6質量%以下で含んでなる場合には、ハニカム焼結体の内側に生じる色むらを少なくでき、内側のクラックの発生を抑制することができる。   Further, color unevenness may occur inside the sintered body obtained by firing the honeycomb formed body, and cracks may be generated at the location where the color unevenness occurs. In the present embodiment, although the reason is not clear, when the plate-like body used when firing the honeycomb formed body contains a volatile substance at 6% by mass or less, the honeycomb sintered body is placed inside the honeycomb sintered body. The resulting color unevenness can be reduced, and the occurrence of inner cracks can be suppressed.

なお、板状部材に含まれる揮発性物質の含有量は0.5質量%以上であることが好適であ
る。板状部材に含まれる揮発性物質の含有量がこの範囲であると、板状部材を形成する粉
末同士を強く結合するので、板状部材の保形性が高くなり、取り扱いが容易になる。
In addition, it is suitable that content of the volatile substance contained in a plate-shaped member is 0.5 mass% or more. When the content of the volatile substance contained in the plate-shaped member is within this range, the powders forming the plate-shaped member are strongly bonded to each other, so that the shape retention of the plate-shaped member is increased and the handling is facilitated.

ここで、揮発性物質とは、板状部材に含まれる有機成分(例えば、グラファイト,澱粉またはポリエチレン樹脂等の造孔剤,メチルセルロース,カルボキシルメチルセルロース,ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類、ポリビニルアルコールなどのアルコール類、リグニンスルホン酸塩などの塩、パラフィンワックス,マイクロクリスタリンワックス等のワックスおよびエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA),ポリエチレン,ポリスチレン,液晶ポリマー,エンジニアリングプラスチックなどの熱可塑性樹脂等の成形助剤,グリセリン等のアルコール類,カプリル酸,ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸,ステアリン酸アルミニウム等のステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等の潤滑性を与える可塑剤兼,セルロース,キチン,キタンサンガム等の増粘剤等)および吸湿している水分等であり、揮発性物質は、GC/MS分析法(ガスクロマイトグラフィー質量分析法)で同定および定量すればよい。   Here, the volatile substance means an organic component contained in the plate-like member (for example, pore-forming agent such as graphite, starch or polyethylene resin, celluloses such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, alcohol such as polyvinyl alcohol). , Salts such as lignin sulfonate, waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax, and molding aids such as thermoplastic resins such as ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA), polyethylene, polystyrene, liquid crystal polymer, engineering plastics, etc. , Alcohols such as glycerin, caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, higher fatty acids such as alginic acid, oleic acid and stearic acid, stearic acid metal salts such as aluminum stearate, Oxyalkylene alkyl ethers and other plasticizers that give lubricity, and thickeners such as cellulose, chitin, and chitansan gum) and moisture that absorbs moisture. Volatile substances are GC / MS analysis methods (gas chromatography) Identification and quantification by mass spectrometry).

また、揮発性物質の含有量は、以下の式(1)を用いて求めることができる。   Moreover, content of a volatile substance can be calculated | required using the following formula | equation (1).

揮発性物質の含有量=(W−W)/W×100 (%)
(W:成形した後の板状部材の質量(g) W:窒素雰囲気中、温度および保持時
間をそれぞれ500℃,5.5時間として脱脂した後の板状部材の質量(g)
また、ハニカム成形体を構成する主成分とは、ハニカム成形体を構成する成分100質量
%に対して50質量%を超えて占める成分のことをいう。各成分の含有量は、蛍光X線分析法またはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合高周波プラズマ)発光分析法により求めることができる。具体的には、主成分がチタン酸アルミニウムの場合には、酸化チタンおよび酸化アルミニウムについては、各元素Ti,Alの含有量を測定して酸化物に換算した含有量の合計をチタン酸アルミニウムの含有量とすればよい。
Volatile content = (W 0 −W 1 ) / W 0 × 100 (%)
(W 0 : Mass of the plate-shaped member after molding (g) W 1 : Mass (g) of the plate-shaped member after degreasing in a nitrogen atmosphere at temperatures and holding times of 500 ° C. and 5.5 hours, respectively.
The main component constituting the honeycomb formed body refers to a component occupying more than 50% by mass with respect to 100% by mass of the component constituting the honeycomb formed body. The content of each component can be determined by fluorescent X-ray analysis or ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis. Specifically, in the case where the main component is aluminum titanate, for titanium oxide and aluminum oxide, the content of each element Ti and Al is measured and the total content converted to oxide is the total content of aluminum titanate. What is necessary is just to set it as content.

ここで、板状部材は、ハニカム成形体に対向する面から焼成台に対向する面まで連通する気孔を備えてなることが好適であり、特に、ハニカム状の成形体であることが好適である。板状部材がハニカム状であるときには、例えば、外径および厚さがそれぞれ147mm
以上284mm以下、10mm以上20mm以下であり、図1の軸方向Aに対して垂直な断面に
おける孔の個数が、100mm当たり5〜124個(32〜800CPSI)である。特に、板状
部材は、厚さが10mm以上であることで、ハニカム成形体の収縮挙動と板状部材の収縮挙動がより近くなり、厚さが20mm以下であることで、板状部材は、焼成後に廃棄するため、廃棄量を少なくすることができる。また、板状部材は、隔壁部の厚さが、例えば、0.147mm以上0.221mm以下である。なお、板状部材は複数個を組み合わせて形成することもでき、この場合、板状部材を上下に重ねて用いることが好適である。
Here, the plate-like member is preferably provided with pores communicating from the surface facing the honeycomb formed body to the surface facing the firing table, and particularly preferably a honeycomb-shaped formed body. . When the plate-like member has a honeycomb shape, for example, the outer diameter and the thickness are 147 mm each.
The number of holes in a cross section perpendicular to the axial direction A in FIG. 1 is 5 to 124 per 100 mm 2 (32 to 800 CPSI). In particular, the plate-like member has a thickness of 10 mm or more, so that the shrinkage behavior of the honeycomb formed body and the shrinkage behavior of the plate-like member are closer, and the thickness is 20 mm or less, the plate-like member is Since it is discarded after firing, the amount of waste can be reduced. The plate-like member has a partition wall thickness of, for example, not less than 0.147 mm and not more than 0.221 mm. In addition, a plate-shaped member can also be formed combining two or more, In this case, it is suitable to use a plate-shaped member piled up and down.

また、板状部材は、ナトリウムおよびカルシウムの各含有量が0.1質量%以下であるこ
とが好適である。これらの金属成分の各含有量がこの範囲であると、ハニカム成形体を焼成した際に、耐食性を低下させるナトリウムおよびカルシウムがハニカム成形体に拡散する量を少なく抑えることができるので、ハニカム構造体の板状部材側の端面における耐食性が低下することを抑制できる。なお、これらの金属成分の各含有量は、蛍光X線分析法またはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合高周波プラズマ)発光分析法により求めることができる。
The plate-like member preferably has a sodium and calcium content of 0.1% by mass or less. When the content of each of these metal components is within this range, when the honeycomb formed body is fired, it is possible to suppress the amount of sodium and calcium that lowers the corrosion resistance from diffusing into the honeycomb formed body. It can suppress that the corrosion resistance in the end surface by the side of the plate-shaped member falls. The contents of these metal components can be determined by fluorescent X-ray analysis or ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis.

また、ハニカム成形体は、酸化アルミニウム,窒化アルミニウム,酸化カルシウム,窒化硼素,酸化ジルコニウム,酸化マグネシウムまたはアルミン酸マグネシウムを主成分とする粉末が流入口(IF)の端面に接触した状態で載置されることが好適である。これらの成分は、融点が高いため、ハニカム成形体は、ハニカム状の板状部材が流入口(IF)
の端面に接触した状態で載置されるときよりもハニカム状の板状部材と反応が進まず、固着しにくくなるので、焼成後のハニカム構造体1,1’を容易に取り扱いやすくなる。なお、焼成台の上に直接ハニカム成形体を載置する場合でも、上述の粉体を流入口(IF)の端面に接触した状態で載置することで焼成後にハニカム構造体1,1’が焼成台に固着しにくくなるので、焼成後のハニカム構造体1,1’が取り扱いやすくなる。
Further, the honeycomb formed body is placed in a state in which a powder mainly composed of aluminum oxide, aluminum nitride, calcium oxide, boron nitride, zirconium oxide, magnesium oxide or magnesium aluminate is in contact with the end face of the inlet (IF). Is preferable. Since these components have a high melting point, the honeycomb formed body has a honeycomb-like plate-like member at the inlet (IF).
Since the reaction with the honeycomb-like plate-like member does not proceed and it becomes difficult to fix as compared with the case where it is placed in contact with the end face, the fired honeycomb structures 1 and 1 ′ can be easily handled. Even when the honeycomb formed body is placed directly on the firing table, the honeycomb structure 1, 1 ′ is fired after firing by placing the powder in contact with the end face of the inlet (IF). Since it becomes difficult to adhere to the firing table, the honeycomb structures 1, 1 ′ after firing become easy to handle.

なお、上記粉末における主成分とは、粉末を構成する全成分100質量%に対して98質量
%以上を占める成分をいい、特に、99質量%以上であることが好適である。粉末を構成する全成分100質量%に対して98質量%以上を占めるときには、粉末の融点が下がりにくく
なるので、固着抑制効果はさらに高くなる。上記粉末を構成する主成分の同定は、X線回折法により、また、主成分の含有量は、蛍光X線分析法またはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合高周波プラズマ)発光分析法により求めることができる。
In addition, the main component in the said powder means the component which occupies 98 mass% or more with respect to 100 mass% of all the components which comprise a powder, and it is especially suitable that it is 99 mass% or more. When occupying 98% by mass or more with respect to 100% by mass of all the components constituting the powder, the melting point of the powder is difficult to be lowered, so that the sticking suppression effect is further enhanced. The main component constituting the powder is identified by X-ray diffraction, and the content of the main component is determined by fluorescent X-ray analysis or ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis. it can.

また、板状部材は、形状が円板状であるとき、ハニカム成形体の外径に対する板状部材の外径の比率は85%以上115%以下であることが好適である。より好ましくは比率が85%
以上100%未満である。板状部材がこのような形状の範囲であると、ハニカム成形体を板
状部材に不安定な状態にならない範囲で載置することができるとともに、ハニカム成形体の焼成収縮に伴って板状部材に対して生じる摩擦抵抗が減少するので、ハニカム成形体にクラックが入りにくくなる。
Further, when the shape of the plate-shaped member is a disk shape, the ratio of the outer diameter of the plate-shaped member to the outer diameter of the honeycomb formed body is preferably 85% or more and 115% or less. More preferably the ratio is 85%
More than 100%. When the plate-shaped member is in such a shape range, the honeycomb molded body can be placed on the plate-shaped member in a range that does not become unstable, and the plate-shaped member is accompanied by firing shrinkage of the honeycomb molded body. As a result, the frictional resistance that occurs is reduced, making it difficult for cracks to form in the honeycomb formed body.

また、本実施形態のハニカム成形体の焼成方法は、筒状部の周囲に、該筒状部に接して断熱部材が配置されていることが好適である。   Further, in the method for firing the honeycomb formed body of the present embodiment, it is preferable that a heat insulating member is disposed around the tubular portion so as to be in contact with the tubular portion.

筒状部の周囲に、該筒状部に接して断熱部材が配置されていると、ハニカム成形体の筒状部側の昇温速度が抑制されるので、ハニカム成形体に含まれる造孔剤,可塑剤,増粘剤および成形助剤の急激な気化が抑制され、この急激な気化によって生じていたクラックが発生しにくくなる。   If the heat insulating member is disposed around the tubular portion so as to be in contact with the tubular portion, the rate of temperature increase on the tubular portion side of the honeycomb formed body is suppressed, so the pore forming agent contained in the honeycomb formed body , The rapid vaporization of the plasticizer, thickener and molding aid is suppressed, and cracks caused by this rapid vaporization are less likely to occur.

このような断熱部材としては、ハニカム成形体の形状に応じて、配置の自由度が高くなる点で、耐熱性無機繊維からなることが好適である。なお、耐熱性無機繊維は、例えば、シリカ繊維,アルミノシリケート繊維,アルミナ繊維,アルミノボロシリケート繊維,炭素繊維,ジルコニア繊維,窒化珪素繊維,炭化珪素繊維およびムライト繊維等である。   Such a heat insulating member is preferably made of a heat-resistant inorganic fiber from the viewpoint that the degree of freedom in arrangement becomes high according to the shape of the honeycomb formed body. Examples of the heat-resistant inorganic fiber include silica fiber, aluminosilicate fiber, alumina fiber, aluminoborosilicate fiber, carbon fiber, zirconia fiber, silicon nitride fiber, silicon carbide fiber, and mullite fiber.

このような製造方法を用いて作製されたハニカム構造体1,1’は、流出口を下側にして焼成する場合よりも、下側に位置する封止材4aの体積量が少なくなるので、この封止材4aに含まれる成形助剤が脱脂されやすくなることから封止材4aにクラックが生じにくく、そのクラックが進展することが抑制され隔壁部3および筒状部2にクラックも生じにくくなる。その結果、ハニカム構造体1,1’は、微粒子を捕集した後、再生時の熱が繰り返し与えられても、長期間に亘って信頼性を維持することができる。   Since the honeycomb structure 1, 1 ′ manufactured using such a manufacturing method has a smaller volume of the sealing material 4a located on the lower side than when firing with the outflow port on the lower side, Since the molding aid contained in the sealing material 4a is easily degreased, cracks are hardly generated in the sealing material 4a, and the cracks are prevented from progressing, and cracks are hardly generated in the partition wall portion 3 and the cylindrical portion 2. Become. As a result, the honeycomb structures 1 and 1 ′ can maintain reliability over a long period of time even when heat during regeneration is repeatedly applied after collecting the fine particles.

次に、本実施形態のハニカム構造体を備えたガス処理装置の例について説明する。   Next, an example of a gas processing apparatus provided with the honeycomb structure of the present embodiment will be described.

図4は、本実施形態の一例を模式的に示すガス処理装置の概略断面図である。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a gas processing apparatus schematically showing an example of this embodiment.

図4に示す例のガス処理装置10は、本実施形態のハニカム構造体1が、その外周を断熱材層6に保持された状態でケース7に収容され、排気ガス(EG)の導入口8aおよび排出口8bにそれぞれ排気管9a,9bが接続されている。また、断熱材層6は、例えばセラミックファイバー,ガラスファイバー,カーボンファイバーおよびセラミックウィスカーの少なくとも1種から形成されている。また、ケース7は、例えば、SUS303,SU
S304およびSUS316等のステンレスからなり、その中央部が円筒状に、両端部が円錐台
状にそれぞれ形成されている。
In the gas processing apparatus 10 of the example shown in FIG. 4, the honeycomb structure 1 of the present embodiment is accommodated in the case 7 with the outer periphery held by the heat insulating material layer 6, and the exhaust gas (EG) inlet 8a. And exhaust pipes 9a and 9b are connected to the discharge port 8b, respectively. The heat insulating material layer 6 is formed of at least one of ceramic fiber, glass fiber, carbon fiber, and ceramic whisker, for example. The case 7 is made of, for example, SUS303, SU
It is made of stainless steel such as S304 and SUS316, and has a central portion formed in a cylindrical shape and both end portions formed in a truncated cone shape.

このガス処理装置10の排気ガスの流入側には、ディーゼルエンジン,ガソリンエンジン等の内燃機関(図示しない)が排気管9aを介して接続される。そして、この内燃機関が作動して、排気ガスが排気管9aを通ってケース7に供給されると、ハニカム構造体1の流通孔5bの中に、排気ガスが導入され、封止材4bによってその流出が遮られる。流出が遮られた排気ガスは、通気性を有する隔壁部3を通過して、隣接する流通孔5aに導入される。排気ガスが隔壁部3を通過するとき、隔壁部3の壁面や隔壁部3の気孔の表面で排気ガス中の微粒子が捕集される。そして、微粒子が捕集された排気ガスは、浄化された状態で、流通孔5aから排出され、排気管9bを介して外部に排出される。   An internal combustion engine (not shown) such as a diesel engine or a gasoline engine is connected to the exhaust gas inflow side of the gas processing device 10 through an exhaust pipe 9a. When the internal combustion engine is operated and exhaust gas is supplied to the case 7 through the exhaust pipe 9a, the exhaust gas is introduced into the flow holes 5b of the honeycomb structure 1 and is sealed by the sealing material 4b. The outflow is blocked. The exhaust gas from which the outflow is blocked passes through the partition wall 3 having air permeability and is introduced into the adjacent flow hole 5a. When the exhaust gas passes through the partition wall 3, particulates in the exhaust gas are collected on the wall surfaces of the partition wall 3 and the pore surfaces of the partition wall 3. The exhaust gas in which the particulates are collected is discharged from the circulation hole 5a in a purified state, and is discharged to the outside through the exhaust pipe 9b.

なお、図4に示す例のガス処理装置10では、ハニカム構造体1の隔壁部3の壁面に触媒を担持してもよい。担持する触媒には、排気ガス中の微粒子を酸化して燃焼するための触媒と、排気ガス中の一酸化窒素(NO)を酸化して二酸化窒素(NO)を生じさせるための触媒があり、このいずれかの触媒を隔壁部3の壁面に担持すればよく、両方の触媒を担持するとさらによい。 In the gas processing apparatus 10 of the example shown in FIG. 4, a catalyst may be supported on the wall surface of the partition wall portion 3 of the honeycomb structure 1. The supported catalyst includes a catalyst for oxidizing and burning fine particles in exhaust gas and a catalyst for oxidizing nitrogen monoxide (NO) in exhaust gas to generate nitrogen dioxide (NO 2 ). Any one of these catalysts may be supported on the wall surface of the partition wall 3, and it is more preferable that both catalysts are supported.

排気ガス中の微粒子を酸化して燃焼するための触媒は、例えば、ルテニウム,ロジウム,パラジウム,オスミウム,イリジウム,白金等の白金族金属およびその酸化物,金,銀,銅等の周期表第11族金属および酸化バナジウムのうちの少なくともいずれか1種からなることが好適である。このような触媒を隔壁部3の壁面に担持すれば、触媒が排気ガス中の微粒子を酸化して燃焼するので、担持していないときよりも低い温度で微粒子を燃焼除去することができるので、隔壁部3に溶損やクラックが生じるのをさらに低減させることができる。   Catalysts for oxidizing and burning fine particles in the exhaust gas include, for example, platinum group metals such as ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum and their oxides, gold, silver, copper, etc. It is preferable to consist of at least one of group metals and vanadium oxide. If such a catalyst is supported on the wall surface of the partition wall 3, the catalyst oxidizes and burns the particulates in the exhaust gas, so the particulates can be burned and removed at a lower temperature than when not supported. The occurrence of melting damage and cracks in the partition wall 3 can be further reduced.

排気ガス中の窒素酸化物(NOx)の一例として、一酸化窒素(NO)を酸化するための触媒は、例えば、ZSM−5,ZSM−11,ZSM−12,ZSM−18,ZSM−23,MCMゼオライト,モルデナイト,ファージャサイト,フェリエライトおよびゼオライトベータの少なくとも1種からなることが好適である。このような触媒を隔壁部3の壁面に担持することにより、排気ガス中に含まれる一酸化窒素(NO)は二酸化窒素(NO)に酸化されて放出される。なお、放出された二酸化窒素(NO)はアンモニアによって、窒素に還元することができる。このように、排気ガス中の一酸化窒素(NO)を酸化するための触媒を隔壁部3の壁面に担持させることによって、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。 As an example of nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas, catalysts for oxidizing nitric oxide (NO) are, for example, ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-18, ZSM-23, It is preferable to comprise at least one of MCM zeolite, mordenite, faujasite, ferrierite and zeolite beta. By supporting such a catalyst on the wall surface of the partition wall portion 3, nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas is oxidized into nitrogen dioxide (NO 2 ) and released. Note that the released nitrogen dioxide (NO 2 ) can be reduced to nitrogen by ammonia. Thus, the exhaust gas purification performance can be improved by supporting the catalyst for oxidizing nitric oxide (NO) in the exhaust gas on the wall surface of the partition wall 3.

なお、これらの触媒は隔壁部3の壁面および隔壁部3の気孔の表面の少なくともいずれかに担持すればよい。   These catalysts may be supported on at least one of the wall surface of the partition wall 3 and the surface of the pores of the partition wall 3.

さらに、壁面に担持された触媒と排気ガスとの接触面積を大きくするために、支持体として、γアルミナ,δアルミナおよびθアルミナ等の比表面積が大きい粉体を隔壁部3の壁面に担持してから触媒を担持するとよい。   Further, in order to increase the contact area between the catalyst supported on the wall surface and the exhaust gas, a powder having a large specific surface area such as γ alumina, δ alumina, and θ alumina is supported on the wall surface of the partition wall 3 as a support. It is advisable to support the catalyst after that.

このような、隔壁部3の壁面に触媒を担持するハニカム構造体1,1’を得るには、上述した製造方法によって得られたハニカム構造体1,1’を、触媒となる、例えば、ルテニウム,ロジウム,パラジウム,オスミウム,イリジウムおよび白金等の白金族金属の可溶性の塩と、ポリビニルアルコール等のバインダーと水とからなるスラリーに浸漬させた後、温度を100℃以上150℃以下で1時間以上48時間以下保持することによって乾燥すればよい。そして、乾燥させた後、温度を600℃以上700℃以下で2時間以上4時間以下熱処理することにより、隔壁部3の壁面に触媒を担持したハニカム構造体1,1’を得ることができる。   In order to obtain such a honeycomb structure 1, 1 ′ carrying a catalyst on the wall surface of the partition wall portion 3, the honeycomb structure 1, 1 ′ obtained by the above-described manufacturing method is used as a catalyst, for example, ruthenium. , Rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum group metals such as soluble salts, polyvinyl alcohol and other binders and water, and then immersed in a slurry at a temperature of 100 ° C to 150 ° C for 1 hour or more. What is necessary is just to dry by hold | maintaining for 48 hours or less. And after making it dry, the honeycomb structure 1,1 'which carry | supported the catalyst on the wall surface of the partition part 3 can be obtained by heat-processing at the temperature of 600 degreeC or more and 700 degrees C or less for 2 hours or more and 4 hours or less.

ここで、可溶性の塩としては、例えば、硝酸パラジウム(Pd(NO),硝酸ロジウム(Rh(NO)),塩化ルテニウム(RuCl),塩化イリジウム酸(HIrCl・nHO),塩化白金酸(HPtCl・nHO)およびジニトロジアンミン白金(Pt(NO(NH)等があり、担持させようとする触媒に応じてこれら可溶性の塩から選べばよい。また、不純物の混入を防ぐため、水はイオン交換水であることが好適である。 Here, examples of the soluble salt include palladium nitrate (Pd (NO 3 ) 2 ), rhodium nitrate (Rh (NO) 3 ) 3 ), ruthenium chloride (RuCl 3 ), chlorinated iridium acid (H 2 IrCl 6. nH 2 O), chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 .nH 2 O), dinitrodiammine platinum (Pt (NO 2 ) 2 (NH 3 ) 2 ), etc., and these are soluble depending on the catalyst to be supported Choose from the salt. In order to prevent impurities from being mixed, the water is preferably ion-exchanged water.

また、窒素酸化物(NOx)を吸蔵して還元するための触媒であるZSM−5,ZSM−11,ZSM−12,ZSM−18,ZSM−23,MCMゼオライト,モルデナイト,ファージャサイト,フェリエライトおよびゼオライトベータの少なくとも1種を隔壁部3の壁面および隔壁部3の気孔の表面の少なくともいずれかに担持させる場合には、白金族金属に加え、アルカリ金属,アルカリ土類金属,希土類金属から選択される少なくともいずれかをスラリーに添加しておけばよい。   Further, ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-18, ZSM-23, MCM zeolite, mordenite, faujasite, ferrierite are catalysts for storing and reducing nitrogen oxides (NOx) And at least one of zeolite beta is supported on at least one of the wall surface of the partition wall 3 and the surface of the pores of the partition wall 3 in addition to the platinum group metal, selected from alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth metals What is necessary is just to add at least one of these to a slurry.

このような本実施形態のガス処理装置10は、例えば、本実施形態の例であるハニカム構造体1を備えているときには、捕集効率がより高く、また、ハニカム構造体1,1’にクラックが生じにくくなっているので、長期間に亘って効率よく使用することができるとともに、活性金属が担持された担体やNOx吸蔵材が担持された担体を不要にすることができるので、省スペース化を実現することもできる。   For example, when the gas processing apparatus 10 of the present embodiment includes the honeycomb structure 1 which is an example of the present embodiment, the collection efficiency is higher, and the honeycomb structures 1 and 1 ′ are cracked. Therefore, it can be used efficiently over a long period of time, and a carrier carrying an active metal or a carrier carrying a NOx occlusion material can be made unnecessary, thus saving space. Can also be realized.

また、本実施形態では流体が気体である排気ガスを用いた例について説明したが、流体として液体を用いることも可能である。例えば、流体として上水または下水を用いることが可能であり、本実施形態のガス処理装置を液体の濾過用としても適用することができる。   Further, in the present embodiment, the example using the exhaust gas in which the fluid is a gas has been described, but it is also possible to use a liquid as the fluid. For example, it is possible to use clean water or sewage as the fluid, and the gas treatment device of the present embodiment can also be applied for liquid filtration.

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following examples.

まず、酸化アルミニウムの粉末を30質量%,酸化第二鉄の粉末を14質量%,酸化マグネシウムの粉末を10質量%および酸化チタンの粉末を46質量%として、これら粉末を調合した調合原料を水とともに混合したスラリーを噴霧乾燥法によって乾燥し、平均粒径が175
μmである顆粒を得た。ここで、酸化アルミニウム,酸化第二鉄,酸化マグネシウムおよび酸化チタンの各粉末は、いずれも純度が99.5質量%の粉末を用いた。
First, the aluminum oxide powder is 30% by mass, the ferric oxide powder is 14% by mass, the magnesium oxide powder is 10% by mass, and the titanium oxide powder is 46% by mass. The slurry mixed together is dried by spray drying, and the average particle size is 175
Granules that were μm were obtained. Here, each powder of aluminum oxide, ferric oxide, magnesium oxide, and titanium oxide was a powder having a purity of 99.5% by mass.

次に、得られた顆粒を大気雰囲気中、温度を1450℃として、3時間で仮焼することにより、元素Ti,Al,MgおよびFeが互いに固溶した擬ブルッカイト型の結晶からなる仮焼粉末を得た。   Next, the obtained granule is calcined in an air atmosphere at a temperature of 1450 ° C. for 3 hours, thereby calcining powder composed of pseudo-brookite crystals in which elements Ti, Al, Mg and Fe are dissolved in each other. Got.

この仮焼粉末をASTM E 11−61に記載されている粒度番号が230のメッシュの篩い
に通すことによって、粒径が61μm以下に分級された仮焼粉末を得た。そして、この分級された仮焼粉末100質量部に対して、添加量が2.5質量部である、平均粒径が2μmの酸化珪素の粉末、添加量が7質量部である造孔剤であるポリエチレン樹脂を添加した後、さらに可塑剤,増粘剤および水および成形助剤であるメチルセルロースを加えて混合体とし、この混合体を万能攪拌機に投入して混練物を作製した。そして、この混練物を混練機を用いてさらに混練し、可塑化した坏土を得た。また、前述した混合体の一部にさらに水を加えて封止材4を設けるためのスラリーを作製した。
This calcined powder was passed through a mesh sieve having a particle size number of 230 described in ASTM E 11-61 to obtain a calcined powder classified to a particle size of 61 μm or less. Then, with respect to 100 parts by mass of the classified calcined powder, an addition amount is 2.5 parts by mass, a silicon oxide powder having an average particle diameter of 2 μm, and a polyethylene as a pore-forming agent having an addition amount of 7 parts by mass. After the resin was added, a plasticizer, a thickener, water, and methyl cellulose as a molding aid were further added to form a mixture, and this mixture was put into a universal stirrer to prepare a kneaded product. This kneaded product was further kneaded using a kneader to obtain a plasticized clay. Moreover, the slurry for providing the sealing material 4 by adding water further to a part of mixture mentioned above was produced.

次に、図2(a)および(b)に示されるハニカム構造体1となる成形体を得るための
成形型が装着された横型押出成形機に坏土を投入し、圧力を加えてハニカム状に成形し、乾燥させてから、所定長さに切断した。
Next, clay is put into a horizontal extrusion molding machine equipped with a mold for obtaining a molded body to be the honeycomb structure 1 shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), and pressure is applied to form a honeycomb. And then dried and then cut into a predetermined length.

次に、切断された成形体の複数の流通孔の流入側および流出側のそれぞれを交互に封止する封止材を作製した。具体的には、まず、流出側の端面を封止材が封止する部分ができるように市松模様にマスキングし、封止材を設けるためのスラリーに端面を浸漬した。なお、マスキングが施されていない流通孔には、流入側の端面側から撥水性の樹脂が被覆された先端部を備え、この先端部が平坦に形成されたピンを、予め挿入しておき、流通孔5bの流出側に浸入したスラリーを常温にて乾燥して、成形体の流出側の封止材を形成した。そして、前記ピンを抜き、上述の作業と同じ作業を成形体の流入側でも行ない、封止材を形成することによって、内部を流体が流れる筒状部と、筒状部の内側に格子状に配置された通気性を有する隔壁部とにより形成され、流体の流入口および流出口が封止材により交互に封止された複数の流通孔5を備えるとともに、流入口が流出口よりも面積が広い構成のハニカム成形体を得た。   Next, a sealing material for alternately sealing each of the inflow side and the outflow side of the plurality of flow holes of the cut molded body was produced. Specifically, first, the end surface on the outflow side was masked in a checkered pattern so that a portion sealed by the sealing material was formed, and the end surface was immersed in a slurry for providing the sealing material. In addition, the flow hole that is not masked is provided with a tip portion coated with water-repellent resin from the end surface side on the inflow side, and a pin with a flat tip portion is inserted in advance, The slurry that entered the outflow side of the flow hole 5b was dried at room temperature to form a sealing material on the outflow side of the molded body. Then, the pin is pulled out, the same operation as described above is performed on the inflow side of the molded body, and a sealing material is formed to form a cylindrical portion in which fluid flows inside, and a lattice shape inside the cylindrical portion. And a plurality of flow holes 5 in which the fluid inlet and outlet are alternately sealed with a sealing material, and the area of the inlet is larger than that of the outlet. A honeycomb formed body having a wide structure was obtained.

次に、電気炉の中で焼成台の上にハニカム成形体を試料毎にそれぞれ20個ずつ流入口を表1に示す方向にして、焼成することによって、外径,高さ,隔壁部3の厚さおよび軸方向Aに対する垂直な断面における流通孔5の個数がそれぞれ144mm,152mm,0.2mm
,300CPIであるハニカム構造体の試料No.1〜15を得た。なお、この時の流出口側で封止した流通孔5bの直径は、流通孔5aの直径に対して、1.4倍とし、隔壁部3の気孔率
および平均気孔径は、いずれの試料もそれぞれ44%,14μmとした。
Next, in the electric furnace, 20 honeycomb molded bodies are fired on the firing table for each sample with the inlets in the direction shown in Table 1 to fire the outer diameter, height, and partition wall 3. The number of flow holes 5 in the cross section perpendicular to the thickness and the axial direction A is 144 mm, 152 mm, and 0.2 mm, respectively.
, 300CPI of honeycomb structure sample No. 1-15 were obtained. At this time, the diameter of the flow hole 5b sealed on the outlet side is 1.4 times the diameter of the flow hole 5a, and the porosity and average pore diameter of the partition wall 3 are 44 for each sample. %, 14 μm.

なお、試料No.2〜14は、ハニカム成形体を構成する主成分と同じ成分を主成分とからなる、ハニカム状の板状部材を介して焼成台に載置し、板状部材に含まれる揮発性物質は、メーカー:(株)島津製作所 名称:ガスクロマトグラフ質量分析計規格:QP5000を
使用して、GC/MS分析法を用いて測定し、その含有量は、式(1)を用いて別途算出し、算出した値と、板状部材の個数を表1に示した。なお、板状部材を複数個用いる場合には、板状部材を上下に重ね、その上にハニカム成形体を載置して焼成した。
Sample No. 2 to 14 are composed of the same main component as the main component constituting the honeycomb molded body, and are placed on the firing table via the honeycomb plate member, and the volatile substance contained in the plate member is Manufacturer: Shimadzu Corporation Name: Gas Chromatograph Mass Spectrometer Standard: Measured using GC / MS analysis method using QP5000, and its content is calculated separately using Equation (1). The values obtained and the number of plate-like members are shown in Table 1. When a plurality of plate members were used, the plate members were stacked one above the other, and the honeycomb formed body was placed thereon and fired.

また、各板状部材の外径,高さ,隔壁部3の厚さおよび軸方向Aに対する垂直な断面における流通孔の個数は、それぞれ151mm,12mm,0.21mm,300CPIとした。   The outer diameter and height of each plate-like member, the thickness of the partition wall 3 and the number of flow holes in the cross section perpendicular to the axial direction A were 151 mm, 12 mm, 0.21 mm, and 300 CPI, respectively.

そして、試料毎に流入口側のクラックを目視で観察し、そのクラックが観察された個数の比率を百分率で表1に示した。   And the crack by the side of an inlet was observed visually for every sample, and the ratio of the number by which the crack was observed was shown in Table 1 in percentage.

また、試料No.1〜14から試料毎にそれぞれ1個抽出し、ノギスを用いて円筒度を測定した。具体的には、試料の図1におけるA軸方向の中央の位置における断面および両側の端面の各外径を、ノギスを用いて測定し、その最大値と最小値との差を円筒度として、表1に示した。   Sample No. One sample was extracted for each sample from 1 to 14, and the cylindricity was measured using calipers. Specifically, the outer diameter of the cross section at the center position in the A-axis direction of the sample in FIG. 1 and the outer diameters of the end faces on both sides are measured using calipers, and the difference between the maximum value and the minimum value is defined as cylindricity. It is shown in Table 1.

Figure 2012188346
Figure 2012188346

表1に示す結果から分かるように、試料No.1〜14は、内部を流体が流れる筒状部と、筒状部の内側に格子状に配置された通気性を有する隔壁部とにより形成され、流体の流入口および流出口が封止材により交互に封止された複数の流通孔を備えるとともに、流入口が流出口よりも面積が広い構成のハニカム成形体を、流入口を下側にして焼成して得られているので、流通孔の流入口側の封止材に含まれる成形助剤が容易に脱脂されているため、流入口を上側にして焼成して得られた試料No.15よりも封止材に発生するクラック
が抑制され、そのクラックが進展することも抑制され隔壁部および筒状部にクラックが生じにくくなっていることが分かる。
As can be seen from the results shown in Table 1, Sample No. 1 to 14 are formed by a cylindrical portion through which a fluid flows, and a partition wall portion having air permeability arranged in a lattice shape inside the cylindrical portion, and the fluid inlet and outlet are made of a sealing material. Since the honeycomb molded body having a plurality of flow holes sealed alternately and having an inflow port having a larger area than the outflow port is obtained by firing the inflow port on the lower side, Since the molding aid contained in the sealing material on the inlet side is easily degreased, cracks generated in the sealing material are suppressed more than the sample No. 15 obtained by firing with the inlet facing upward. It can be seen that the cracks are also prevented from progressing and cracks are less likely to occur in the partition wall portion and the cylindrical portion.

特に、試料No.2〜14、ハニカム成形体を構成する成分と同じ成分を主成分とするハニカム状の板状部材を介して焼成台に載置したため、ハニカム成形体を構成する成分と同じ成分を主成分とするハニカム状の板状部材は、焼成工程でハニカム成形体と同様の収縮挙動を示すことから、円筒度の高いハニカム構造体が得られていることが分かる。   In particular, sample no. 2-14, because the same component as the component constituting the honeycomb molded body is mounted on the firing table via the honeycomb-shaped plate-shaped member having the same component as the main component, the same component as the component constituting the honeycomb molded body is the main component. Since the honeycomb-like plate-like member exhibits the same shrinkage behavior as that of the honeycomb formed body in the firing step, it is understood that a honeycomb structure having a high cylindricity is obtained.

また、試料No.7〜13は、酸化アルミニウム,窒化アルミニウム,酸化カルシウム,窒化硼素,酸化ジルコニウム,酸化マグネシウムまたはアルミン酸マグネシウムを主成分とする粉末が流入口(IF)の端面に接触した状態で載置されているため、ハニカム状の板状部材と反応が進まず、固着しにくくなっていたので、焼成後のハニカム構造体を容易に取り扱うことができた。   Sample No. Nos. 7 to 13 are placed in a state where the powder mainly composed of aluminum oxide, aluminum nitride, calcium oxide, boron nitride, zirconium oxide, magnesium oxide or magnesium aluminate is in contact with the end face of the inlet (IF). Therefore, the reaction with the honeycomb-shaped plate-like member did not proceed and it was difficult to adhere, so that the fired honeycomb structure could be easily handled.

また、試料No.1〜4および6〜14は、板状部材に含まれる揮発性物質が6質量%以下で含んでなることから、揮発性物質が6質量%超えて含んでなる試料No.5に比べてクラックの観察された個数の比率を低く抑えることができることが分かった。   Sample No. Since 1-4 and 6-14 contain 6 mass% or less of the volatile substance contained in a plate-shaped member, sample No. which contains a volatile substance exceeding 6 mass%. Compared to 5, it was found that the ratio of the number of observed cracks could be kept low.

実施例1で作製した試料No.1〜14のうち、目視でクラックが発生していなかった試料をガス処理装置10に個別に設置し、エンジンの回転数およびトルクをそれぞれ3000min−1,50N・mとして、エンジンを所定時間運転させて排気ガスをガス処理装置10に導入し、微粒子を捕集した。次に、エンジンの回転数を4000min−1として、各試料の温度が700℃になったときに、エンジンの回転数を1050min−1,トルクを30N・mにそ
れぞれ変更して微粒子を燃焼させるという耐久性試験を実施した。この排気ガスの導入,微粒子の捕集および燃焼という操作を、微粒子の捕集量が0.1mg/cm増加する毎に
繰り返し、クラックが発生するまでの微粒子の捕集量を求め、その値を表2に示した。こ
の微粒子の捕集量の値が大きいほど、クラックが生じにくく、ハニカム構造体の耐久性が優れていることを意味する。なお、微粒子の燃焼は、ハニカム構造体の前側に酸化触媒を配置し、排気ガス中に軽油を噴霧して酸化触媒で燃焼させ、この燃焼によって加熱された排気ガスをハニカム構造体に導入するという方法を用いた。
Sample No. 1 prepared in Example 1 was used. Samples 1 to 14 that were not cracked visually were individually installed in the gas treatment device 10, and the engine speed was set to 3000 min −1 and 50 N · m, respectively, and the engine was operated for a predetermined time. Then, exhaust gas was introduced into the gas processing apparatus 10 to collect fine particles. Next, assuming that the engine speed is 4000 min −1 and the temperature of each sample reaches 700 ° C., the engine speed is changed to 1050 min −1 and the torque is changed to 30 N · m to burn the fine particles. A durability test was conducted. This exhaust gas introduction, particulate collection and combustion operations are repeated every time the particulate collection amount increases by 0.1 mg / cm 3 , and the amount of particulate collection until cracking occurs is determined. It is shown in Table 2. A larger value of the collected amount of fine particles means that cracks are less likely to occur and the durability of the honeycomb structure is excellent. The combustion of the fine particles is that an oxidation catalyst is arranged on the front side of the honeycomb structure, light oil is sprayed into the exhaust gas and burned with the oxidation catalyst, and the exhaust gas heated by this combustion is introduced into the honeycomb structure. The method was used.

Figure 2012188346
Figure 2012188346

表2に示す結果から分かるように、試料No.1〜14は、焼成後に、封止材4,隔壁部3および筒状部2にクラックが生じにくいハニカム構造体がガス処理装置に用いられているので、微粒子が効率よく捕集されており、長期間に亘って効率よく使用することができるといえる。   As can be seen from the results shown in Table 2, the sample No. 1 to 14, since the honeycomb structure is used in the gas treatment apparatus, after the firing, the sealing material 4, the partition wall part 3 and the cylindrical part 2 are less prone to crack, the fine particles are efficiently collected, It can be said that it can be used efficiently over a long period of time.

1:ハニカム構造体
2:筒状部
3:隔壁部
4:封止材
5:流通孔
6:断熱材層
7:ケース
8a:排気ガス(EG)の導入口
8b:排気ガス(EG)の排出口
9:排気管
10:排気ガス処理装置
1: Honeycomb structure 2: Cylindrical part 3: Partition part 4: Sealing material 5: Flow hole 6: Heat insulating material layer 7: Case 8a: Exhaust gas (EG) inlet 8b: Exhaust gas (EG) exhaust Outlet 9: exhaust pipe
10: Exhaust gas treatment equipment

Claims (5)

筒状部と、該筒状部の内側に格子状に配置された通気性を有する隔壁部により形成され、流体の流入口および流出口が封止材により交互に封止された複数の流通孔とを備えるとともに、前記流入口が前記流出口よりも面積が広い構成のハニカム成形体を、前記流入口を下側にして焼成することを特徴とするハニカム成形体の焼成方法。   A plurality of flow holes formed by a cylindrical portion and a partition wall portion having air permeability arranged inside the cylindrical portion in a lattice shape, and the fluid inlet and outlet are alternately sealed with a sealing material And firing the honeycomb molded body having a configuration in which the inlet has a larger area than the outlet, with the inlet facing downward. 前記ハニカム成形体を、該ハニカム成形体を構成する主成分と同じ成分を主成分とするとともに、揮発性物質を6質量%以下で含んでなる板状部材を介して、焼成台に載置して焼成することを特徴とする請求項1に記載のハニカム成形体の焼成方法。   The honeycomb formed body is placed on a firing table through a plate-shaped member having the same component as the main component constituting the honeycomb formed body as a main component and containing 6% by mass or less of a volatile substance. The method for firing a honeycomb formed body according to claim 1, wherein the firing is performed. 前記筒状部の周囲に、該筒状部に接して断熱部材が配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハニカム成形体の焼成方法。   The method for firing a honeycomb formed body according to claim 1 or 2, wherein a heat insulating member is disposed around the tubular portion so as to be in contact with the tubular portion. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の焼成方法を用いて得られることを特徴とするハニカム構造体。   A honeycomb structure obtained by using the firing method according to any one of claims 1 to 3. 請求項4に記載のハニカム構造体を備えていることを特徴とするガス処理装置。   A gas processing apparatus comprising the honeycomb structure according to claim 4.
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