CN108691606A - 蜂窝过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝过滤器，其维持等静压强度且压损低。该蜂窝过滤器包括：柱状的蜂窝基材(4)、以及配设于隔室(2)的任意一方开口端部的封孔部(5)，在与隔室(2)延伸的方向正交的截面内，流入隔室(2a)的形状为五边形或六边形，流出隔室(2b)的形状为正方形，多个隔室(2)构成为：多个流入隔室(2a)以流入隔室(2a)的一边与相邻的流出隔室(2b)的一边平行的方式将1个流出隔室(2b)的周围包围的结构，构成蜂窝基材(4)的隔壁(1)构成为：流入隔室(2a)与流出隔室(2b)之间所配设的第一隔壁(1a)的厚度T1比流入隔室(2a)彼此之间所配设的第二隔壁(1b)的厚度T2薄。

Description

蜂窝过滤器
技术领域
本发明涉及蜂窝过滤器。更详细而言，涉及维持等静压强度(Isostaticstrength)、且压损低的蜂窝过滤器。
背景技术
各种产业中，使用内燃机作为动力源。但是，内燃机于燃料燃烧时排出的废气中包含有氮氧化物等有毒气体、以及煤烟灰、灰分等粒子状物质。以下，有时将粒子状物质称为“PM”。“PM”是“Particulate Matter”的简称。近年来，有关除去由柴油发动机排出的PM的限制在整个世界范围内都变得严格，作为用于除去PM的过滤器，例如使用具有蜂窝结构的壁流(Wall flow)型的过滤器。
作为壁流型的过滤器，多篇文献中提出了如下蜂窝过滤器，其包括：通过多孔质的隔壁而区划形成构成流体流路的多个隔室的蜂窝基材、以及配设于多个隔室的任意一方开口部的封孔部(例如参见专利文献1～4)。该蜂窝过滤器中，例如，在流出端面侧配设有封孔部的流入隔室和在流入端面侧配设有封孔部的流出隔室隔着隔壁而交替配置，多孔质的隔壁成为除去PM的过滤体。
另外，作为壁流型的过滤器，提出了如下蜂窝过滤器，其具有与蜂窝结构部的中心轴方向正交的截面内的隔室的形状由六边形与正方形的组合构成的结构(例如、专利文献5)。该蜂窝过滤器的耐热强度优异，能够将压损抑制在较低水平。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－209842号公报
专利文献2：日本特开2012－081415号公报
专利文献3：日本特许第4279497号公报
专利文献4：日本特许第4567674号公报
专利文献5：日本特开2014－200741号公报
发明内容
专利文献5中记载的蜂窝过滤器的结构为：4个入口开口隔室(以下也称为“流入隔室”)将1个出口开口隔室(以下也称为“流出隔室”)的周围包围。因此，专利文献5中记载的蜂窝过滤器中存在“在流入隔室与流出隔室之间所配设的隔壁”和“在流入隔室彼此之间所配设的隔壁”这2种隔壁。
通常，如上所述的蜂窝过滤器中，“在流入隔室彼此之间所配设的隔壁”与“在流入隔室与流出隔室之间所配设的隔壁”相比较，存在废气不易流动的倾向。因此，像专利文献5中记载的那样的蜂窝过滤器存在如下问题：废气流在上述的2种隔壁中不均匀，导致蜂窝过滤器的压损上升。
本发明是鉴于像这样的现有技术所具有的问题而实施的。本发明提供一种维持等静压强度、且压损低的蜂窝过滤器。
根据本发明，提供以下示出的蜂窝过滤器。
[1]一种蜂窝过滤器，其包括：
柱状的蜂窝基材，该柱状的蜂窝基材具有配设成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从流入端面延伸至流出端面；以及
封孔部，该封孔部配设于所述隔室的所述流入端面侧或所述流出端面侧中的任意一方端部，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，流入隔室的形状为五边形或六边形，流出隔室的形状为正方形，其中，所述流入隔室为在所述流出端面侧的端部配设有所述封孔部的隔室，所述流出隔室为在所述流入端面侧的端部配设有所述封孔部的隔室，
多个所述隔室构成为：多个所述流入隔室以所述流入隔室的一边与相邻的所述流出隔室的一边平行的方式将1个所述流出隔室的周围包围的结构，
所述隔壁构成为：在所述流入隔室与所述流出隔室之间所配设的第一隔壁的厚度T1比在所述流入隔室彼此之间所配设的第二隔壁的厚度T2薄。
[2]根据所述[1]中记载的蜂窝过滤器，其中，所述第二隔壁的厚度T2相对于所述第一隔壁的厚度T1的比值(T2/T1)为1.05～2.95。
[3]根据所述[2]中记载的蜂窝过滤器，其中，所述第二隔壁的厚度T2相对于所述第一隔壁的厚度T1的比值(T2/T1)为1.1～2.15。
[4]根据所述[1]～[3]中的任意一项中记载的蜂窝过滤器，其中，所述第二隔壁具有厚度梯度部，所述厚度梯度部是指，所述第二隔壁的厚度T2随着朝向与所述第一隔壁的交点部而变薄或变厚的部分。
[5]根据所述[1]～[4]中的任意一项中记载的蜂窝过滤器，其中，所述第一隔壁的厚度T1为70～300μm。
[6]根据所述[1]～[5]中的任意一项中记载的蜂窝过滤器，其中，所述流入隔室的水力直径小于所述流出隔室的水力直径。
[7]根据所述[1]～[6]中的任意一项中记载的蜂窝过滤器，其中，所述流出隔室的一边的长度为0.6～3.0mm。
[8]根据所述[1]～[7]中的任意一项中记载的蜂窝过滤器，其中，所述隔壁的气孔率为35～70％。
[9]根据所述[8]中记载的蜂窝过滤器，其中，所述隔壁的气孔率为50～70％。
[10]根据所述[1]～[9]中的任意一项中记载的蜂窝过滤器，其中，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，
具有：4个六边形的所述流入隔室将1个所述流出隔室的周围包围的结构、或者、8个五边形的所述流入隔室将1个所述流出隔室的周围包围的结构。
本发明的蜂窝过滤器构成为：在流入隔室与流出隔室之间所配设的第一隔壁的厚度T1比在流入隔室彼此之间所配设的第二隔壁的厚度T2薄。即,本发明的蜂窝过滤器满足“T2＞T1”的关系。因此，与相同开口率的已知的蜂窝过滤器相比较，发挥出如下效果：能够维持同等的等静压强度，并且，实现低压损。
即，通过使第二隔壁的厚度T2相对变厚，使得第二隔壁内的细孔的总容积相对增大，废气容易在第二隔壁的细孔内流动。因此，即便煤烟灰等PM堆积于第一隔壁的表面而导致第一隔壁的渗透阻力增大的情况下，流入到流入隔室内的废气也容易经过第二隔壁的细孔内而向流出隔室内流动。由此，能够实现蜂窝过滤器的低压损。特别是，第一隔壁为从流入隔室向流出隔室流动的废气的主流路，因此，存在煤烟灰等PM容易堆积的倾向，随着PM的堆积，渗透阻力容易增大。本发明的蜂窝过滤器中，在第一隔壁的渗透阻力增大了的情况下，能够将第二隔壁非常有效地用作废气的流路。
另外，第二隔壁与第一隔壁相比，对使用初期状态下的压损上升的贡献度较低。因此，即便使第二隔壁的厚度T2相对变厚，也能够抑制使用初期状态下的蜂窝过滤器的压损上升。此外，通过使第二隔壁的厚度T2相对变厚，使得整个蜂窝过滤器的热容量增大，还能够期待耐热冲击性的提高。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的蜂窝过滤器的一实施方式的、从流入端面侧观察得到的立体图。
图2是示意性地表示图1所示的蜂窝过滤器的流入端面的俯视图。
图3是示意性地表示图1所示的蜂窝过滤器的流出端面的俯视图。
图4是将图2所示的流入端面的一部分放大得到的放大俯视图。
图5是将图3所示的流出端面的一部分放大得到的放大俯视图。
图6是示意性地表示图4的A－A’截面的截面图。
图7是用于说明图4所示的隔室的形状的示意图。
图8是用于说明图5所示的隔室的形状的示意图。
图9是用于说明本发明的蜂窝过滤器的另一实施方式中的隔室的形状的示意图。
图10是用于说明本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式中的隔室的形状的示意图。
图11是用于说明本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式中的隔室的形状的示意图。
符号说明
1、21、41：隔壁；1a、21a、41a：第一隔壁；1b、21b、41b：第二隔壁；2、22、42：隔室；2a、22a、42a：流入隔室；2b、22b、42b：流出隔室；3：外周壁；4、24、44：蜂窝基材；5、25、45：封孔部；46：厚度梯度部；11、31、51：流入端面；12：流出端面；100、200、300、400：蜂窝过滤器；T1：第一隔壁的厚度；T2、T2’：第二隔壁的厚度。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。因此，应当理解：可以在不脱离本发明的主旨的范围内基于本领域技术人员的通常知识对以下的实施方式加以适当变更、改良等。
(1)蜂窝过滤器：
本发明的蜂窝过滤器的一实施方式是图1～图8所示的蜂窝过滤器100。在此，图1是示意性地表示本发明的蜂窝过滤器的一实施方式的、从流入端面侧观察得到的立体图。图2是示意性地表示图1所示的蜂窝过滤器的流入端面的俯视图。图3是示意性地表示图1所示的蜂窝过滤器的流出端面的俯视图。图4是将图2所示的流入端面的一部分放大得到的放大俯视图。图5是将图3所示的流出端面的一部分放大得到的放大俯视图。图6是示意性地表示图4的A－A’截面的截面图。图7是用于说明图4所示的隔室的形状的示意图。图8是用于说明图5所示的隔室的形状的示意图。
蜂窝过滤器100包括蜂窝基材4和封孔部5。蜂窝基材4呈具有流入端面11以及流出端面12的柱状。蜂窝基材4具有配设成包围从流入端面11延伸至流出端面12的多个隔室2的多孔质的隔壁1。图1～图3所示的蜂窝基材4中，还具有配设成包围隔壁1的外周壁3。应予说明，本发明中，隔室2是指由隔壁1包围而得到的空间。
封孔部5配设于蜂窝基材4中所形成的隔室2的流入端面11侧或流出端面12侧中的任意一方的端部，将隔室2的开口部密封。以下，将在流出端面12侧的端部配设有封孔部5的隔室2称为“流入隔室2a”。另外，将在流入端面11侧的端部配设有封孔部5的隔室2称为“流出隔室2b”。
对于本实施方式的蜂窝过滤器100，流入隔室2a的形状和流出隔室2b的形状在与隔室2延伸的方向正交的截面内不同。流入隔室2a的形状为五边形或六边形。流出隔室2b的形状为正方形。以下，有时将与隔室2延伸的方向正交的截面内的“隔室的形状”称为“隔室的截面形状”，或者简称为“隔室的形状”。另外，本说明书中，上述的“五边形”、“六边形”、以及“正方形”分别是指后述的“大致五边形”、“大致六边形”、以及“大致正方形”。
多个隔室2构成为：多个流入隔室2a以流入隔室2a的一边与相邻的流出隔室2b的一边平行的方式将1个流出隔室2b的周围包围的结构。图1～图8所示的蜂窝过滤器100中，形成：4个六边形的流入隔室2a将1个流出隔室2b的周围包围的结构。本说明书中，上述的“平行”是指后述的“大致平行”。
蜂窝过滤器100中，将在流入隔室2a与流出隔室2b之间所配设的隔壁1作为“第一隔壁1a”。另外，将在流入隔室2a彼此之间所配设的隔壁1作为“第二隔壁1b”。本实施方式的蜂窝过滤器100的重要特征在于：构成为第一隔壁1a的厚度T1比第二隔壁1b的厚度T2薄。
本实施方式的蜂窝过滤器100与相同开口率的已知的蜂窝过滤器相比较，发挥出如下效果：能够维持同等的等静压强度，并且，实现低压损。即，通过使第二隔壁1b的厚度T2相对变厚，使得第二隔壁1b内的细孔的总容积相对增大，废气容易在第二隔壁1b的细孔内流动。因此，即便煤烟灰等PM堆积于第一隔壁1a的表面而导致第一隔壁1a的渗透阻力增大的情况下，流入到流入隔室2a内的废气也容易经过第二隔壁1b的细孔内而向流出隔室2b内流动。由此，能够实现蜂窝过滤器100的低压损。特别是，第一隔壁1a为从流入隔室2a向流出隔室2b流动的废气的主流路，因此，存在煤烟灰等PM容易堆积的倾向，随着PM的堆积，渗透阻力容易增大。本实施方式的蜂窝过滤器100中，在第一隔壁1a的渗透阻力增大了的情况下，能够将第二隔壁1b非常有效地用作废气的流路。
另外，第二隔壁1b与第一隔壁1a相比，对使用初期状态下的压损上升的贡献度较低。因此，即便使第二隔壁1b的厚度T2相对变厚，也能够抑制使用初期状态下的蜂窝过滤器100的压损上升。此外，通过使第二隔壁1b的厚度T2相对变厚，使得整个蜂窝过滤器100的热容量增大，还能够期待耐热冲击性的提高。
本说明书中，“大致五边形”是指五边形、五边形中的至少1个角部被形成为曲线状的形状、以及五边形中的至少1个角部被倒角为直线状的形状。另外，在流入隔室彼此之间所配设的第二隔壁具有后述的“厚度梯度部”的情况下，该流入隔室的形状为将构成“厚度梯度部”的两边看作平行的两边时的形状。“大致六边形”是指六边形、六边形中的至少1个角部被形成为曲线状的形状、以及六边形中的至少1个角部被倒角为直线状的形状。“大致正方形”是指正方形、正方形中的至少1个角部被形成为曲线状的形状、以及正方形中的至少1个角部被倒角为直线状的形状。“大致平行”是指平行、以及平行的两边中的一边在±15°的范围内倾斜的状态的两边的位置关系。
本实施方式的蜂窝过滤器中，只要如图7以及图8所示构成为第一隔壁1a的厚度T1比第二隔壁1b的厚度T2薄即可，对各个隔壁1的厚度没有特别限制。但是，第二隔壁1b的厚度T2相对于第一隔壁1a的厚度T1的比值、亦即“T2/T1”的值优选为1.05～2.95，更优选为1.10～2.15，进一步优选为1.15～2.15，特别优选为1.15～1.70。如果“T2/T1”的值低于1.05，则无法充分确保在第二隔壁1b的细孔内流动的废气的量，有时很难得到使压损降低的充分效果。另一方面，如果“T2/T1”的值超过2.95，则第二隔壁1b的厚度相对过厚，从而蜂窝过滤器100的开口率减少，有时很难得到使压损降低的充分效果。
第一隔壁1a的厚度T1优选为70～300μm，更优选为120～280μm，特别优选为170～260μm。通过像这样进行构成，能够制成维持等静压强度、且低压损的蜂窝过滤器100。
可以使用显微镜(microscope)来测定第一隔壁1a的厚度T1、以及第二隔壁1b的厚度T2。作为显微镜，例如可以使用Keyence公司制的VHK－1000(商品名)。具体而言，首先，以与隔室2延伸的方向正交的方式将蜂窝过滤器100切断。然后，通过显微镜来观察蜂窝过滤器100的切断面内的第一隔壁1a以及第二隔壁1b，测定其厚度。此时，“第一隔壁1a的厚度T1”为存在于流入隔室2a的一边与相邻的流出隔室2b的一边之间的第一隔壁1a的厚度中的厚度最薄的部分的厚度。同样地，“第二隔壁1b的厚度T2”为存在于2个流入隔室彼此之间的第二隔壁1b的厚度中的厚度最薄的部分的厚度。
本实施方式的蜂窝过滤器100中，优选流入隔室2a的水力直径小于流出隔室2b的水力直径。通过像这样进行构成，更容易表达出如下效果，即，维持等静压强度，并且，实现低压损。在此，水力直径是基于各隔室2的截面积以及周长、通过4×(截面积)/(周长)计算出的值。
流入隔室2a的水力直径优选为0.70～1.30mm，更优选为0.85～1.15mm，特别优选为0.90～1.10mm。另外，流入隔室2a的水力直径与流出隔室2b的水力直径相比，优选为0.50～1.30倍，更优选为0.75～0.95倍。
流出隔室2b的一边的长度优选为0.6～3.0mm，更优选为0.6～2.0mm，特别优选为0.7～1.5mm。通过像这样进行构成，容易表达出如下效果，即，使耐热冲击性得到提高，并且，实现低压损。
蜂窝基材4的隔壁1的气孔率优选为35～70％，更优选为50～70％。如果隔壁1的气孔率低于35％，则压损有时会增大。如果隔壁1的气孔率超过70％，则蜂窝基材4的强度不充分，在废气净化装置用的罐体内收纳蜂窝过滤器100时，很难以足够的把持力保持蜂窝过滤器100。隔壁1的气孔率为通过水银孔度计(Mercury porosimeter)测定的值。作为水银孔度计，例如可以举出Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)。
从强度、耐热性、耐久性等观点考虑，隔壁1的材料优选主成分为氧化物或非氧化物的各种陶瓷、金属等。具体而言，作为陶瓷，例如优选由包含从由堇青石、多铝红柱石、氧化铝、尖晶石、碳化硅、氮化硅、钛酸铝构成的材料组中选择的至少1种的材料形成。作为金属，考虑Fe－Cr－Al系金属以及金属硅等。优选将从这些材料中选择的1种或2种以上作为主成分。从高强度、高耐热性等观点考虑，特别优选将从由氧化铝、多铝红柱石、钛酸铝、堇青石、碳化硅、以及氮化硅构成的材料组中选择的1种或2种以上作为主成分。另外，作为陶瓷材料，例如可以为以堇青石为粘结剂而粘结碳化硅的粒子得到的复合材料。另外，从高热传导率、高耐热性等观点考虑，碳化硅或硅－碳化硅复合材料特别合适。在此，“主成分”是指在其成分中存在50质量％以上、优选为70质量％以上、更优选为80质量％以上的成分。
对封孔部5的材料没有特别限制，但是，可以优选使用上述的作为隔壁1的材料举出的材料。
对蜂窝过滤器的整体形状没有特别限制。对于本实施方式的蜂窝过滤器的整体形状，流入端面以及流出端面的形状优选为圆形或椭圆形，特别优选为圆形。另外，蜂窝过滤器的大小没有特别限定，但是，从流入端面至流出端面的长度优选为50～300mm。另外，蜂窝过滤器的整体形状为圆柱状的情况下，各个端面的直径优选为100～400mm。
本实施方式的蜂窝过滤器可以优选用作内燃机的废气净化用的部件。本实施方式的蜂窝过滤器可以为在蜂窝基材的隔壁的表面以及隔壁的细孔中的至少一方担载有废气净化用的催化剂的蜂窝过滤器。
接下来，参照图9～图11，对本发明的蜂窝过滤器的另一实施方式进行说明。图9是用于说明本发明的蜂窝过滤器的另一实施方式中的隔室的形状的示意图。图10是用于说明本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式中的隔室的形状的示意图。图11是用于说明本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式中的隔室的形状的示意图。
图9所示的蜂窝过滤器200包括蜂窝基材24和封孔部25。蜂窝基材24呈具有流入端面31以及流出端面(未图示)的柱状。蜂窝基材24具有配设成包围从流入端面31延伸至流出端面(未图示)的多个隔室22的多孔质的隔壁21。
对于图9所示的蜂窝过滤器200，在与隔室22延伸的方向正交的截面内，流入隔室22a的形状为五边形，流出隔室22b的形状为正方形。蜂窝过滤器200成为：8个五边形的流入隔室22a将1个流出隔室22b的周围包围的结构。
蜂窝过滤器200构成为：在流入隔室22a与流出隔室22b之间所配设的第一隔壁21a的厚度T1比在流入隔室22a彼此之间所配设的第二隔壁21b的厚度T2薄。
像这样构成的蜂窝过滤器200与相同开口率的已知的蜂窝过滤器相比较，也发挥出如下效果：能够维持同等的等静压强度，并且，实现低压损。另外，蜂窝过滤器200构成为8条第二隔壁21b分别与配置成包围流出隔室22b的第一隔壁21a相交，因此，在将第二隔壁21b活用作废气的流路的情况下，能够期待更大的效果。
对于蜂窝过滤器200，除了流入隔室22a的形状为五边形以外，优选与之前说明的图1～图8所示的蜂窝过滤器100同样地进行构成。
图10所示的蜂窝过滤器300包括蜂窝基材44和封孔部45。蜂窝基材44呈具有流入端面51以及流出端面(未图示)的柱状。蜂窝基材44具有配设成包围从流入端面51延伸至流出端面(未图示)的多个隔室42的多孔质的隔壁41。
对于图10所示的蜂窝过滤器300，在与隔室42延伸的方向正交的截面内，流入隔室42a的形状为五边形，流出隔室42b的形状为正方形。蜂窝过滤器300成为：8个五边形的流入隔室42a将1个流出隔室42b的周围包围的结构。
蜂窝过滤器300中，也构成为：在流入隔室42a与流出隔室42b之间所配设的第一隔壁41a的厚度T1比在流入隔室42a彼此之间所配设的第二隔壁41b的厚度T2、T2’薄。
蜂窝过滤器300中，第二隔壁41b具有第二隔壁41b的厚度T2随着朝向与第一隔壁41a相交的交点部而变薄的厚度梯度部46。通过具有该厚度梯度部46，能够使蜂窝过滤器300的耐热冲击性得到提高。即，第二隔壁41b彼此以十字状交叉的部分相对容易产生应力，因此，通过使第二隔壁41b彼此以十字状交叉的部分进一步相对变厚，能够使蜂窝过滤器的结构上的强度得到提高。由此，能够使将由蜂窝过滤器300捕集到的PM燃烧除去的再生工序时的耐热冲击性得到提高。
对于图11所示的蜂窝过滤器400，在与隔室42延伸的方向正交的截面内，流入隔室42a的形状为五边形，流出隔室42b的形状为正方形。蜂窝过滤器400成为：8个五边形的流入隔室42a将1个流出隔室42b的周围包围的结构。
蜂窝过滤器400中，也构成为：在流入隔室42a与流出隔室42b之间所配设的第一隔壁41a的厚度T1比在流入隔室42a彼此之间所配设的第二隔壁41b的厚度T2、T2’薄。
蜂窝过滤器400中，第二隔壁41b具有第二隔壁41b的厚度T2随着朝向与第一隔壁41a相交的交点部而变厚的厚度梯度部46。通过具有该厚度梯度部46，能够使蜂窝过滤器400为更低压损的蜂窝过滤器。此外，由于煤烟灰等PM不易堆积于第二隔壁41b彼此以十字状交叉的部分，所以，在将由蜂窝过滤器400捕集到的PM燃烧除去的再生工序时，能够抑制PM燃烧时的最高温度的上升，使耐热冲击性得到提高。
(2)蜂窝过滤器的制造方法：
接下来，对制造本发明的蜂窝过滤器的方法进行说明。
首先，制作用于制作蜂窝基材的可塑性的生坯。用于制作蜂窝基材的生坯可以如下制作：在作为原料粉末的、从前述的隔壁的优选材料组中选择的材料中适当添加粘合剂等添加剂、以及水，由此，制作生坯。
接下来，将制作的生坯挤压成型，由此，得到具有：区划形成多个隔室的隔壁、以及配设于最外周的外周壁的、柱状的蜂窝成型体。挤压成型中，作为挤压成型用的喷嘴，可以使用在生坯的挤压面形成有构成成型的蜂窝成型体的翻转形状的狭缝的喷嘴。可以利用例如微波以及热风对得到的蜂窝成型体进行干燥。
接下来，利用与蜂窝成型体制造用的材料同样的材料将隔室的开口部封孔，由此，形成封孔部。对于形成封孔部的方法，可以依据现有公知的蜂窝过滤器的制造方法来进行。
接下来，对得到的蜂窝成型体进行烧成，由此，得到蜂窝过滤器。烧成温度以及烧成气氛根据原料而有所不同，如果是本领域技术人员，则能够选择最适合所选择的材料的烧成温度以及烧成气氛。应予说明，制造本发明的蜂窝过滤器的方法不限定于之前说明的方法。
实施例
(实施例1)
首先，调制用于制作蜂窝基材的生坯。实施例1中，作为用于调制生坯的原料粉末，准备出将碳化硅(SiC)粉末和金属硅(Si)粉末按80：20的质量比例混合而得到的混合粉末。在该混合粉末中添加粘合剂、造孔材料、以及水，制成成型原料。接下来，对成型原料进行混炼，制作圆柱状的生坯。
接下来，使用蜂窝成型体制作用的喷嘴，将生坯挤压成型，得到整体形状为圆柱状的蜂窝成型体。
接下来，将蜂窝成型体用微波干燥机干燥，进而用热风干燥机使其完全干燥，然后，将蜂窝成型体的两端面切断，调整为规定的尺寸。
接下来，在干燥的蜂窝成型体形成封孔部。具体而言，首先，在蜂窝成型体的流入端面以将流入隔室覆盖的方式施加掩膜。然后，将施加有掩膜的蜂窝成型体的端部浸渍于封孔浆料，在未施加掩膜的流出隔室的开口部填充封孔浆料。然后，对于蜂窝成型体的流出端面，也利用与上述同样的方法在流入隔室的开口部填充封孔浆料。然后，将形成有封孔部的蜂窝成型体用热风干燥机进一步干燥。
接下来，对形成有封孔部的蜂窝成型体进行脱脂、烧成，得到蜂窝过滤器。
实施例1的蜂窝过滤器像图9所示的蜂窝过滤器200那样具有配置成8个五边形的流入隔室22a将正方形的流出隔室22b的周围包围的隔室结构。对于实施例1的蜂窝过滤器，隔壁的气孔率为63％。端面的直径为143.8mm，隔室延伸的方向上的长度为152.4mm。隔壁的气孔率是通过水银孔度计测定的值。另外，对于实施例1的蜂窝过滤器，图9所示的第一隔壁21a的厚度T1为248μm，第二隔壁21b的厚度T2为260μm。因此，实施例1的蜂窝过滤器的、第二隔壁的厚度T2相对于第一隔壁的厚度T1的比值(T2/T1)为1.05。表1中示出“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”的值。
表1
对于实施例1的蜂窝过滤器，利用以下的方法进行“压损性能评价”以及“耐热冲击性”的试验。将结果示于表1。
(压损性能评价)
压损性能评价中，将在同一条件下测定的“成为基准的蜂窝过滤器”的压损值作为基准值，进行各实施例的蜂窝过滤器的压损性能评价。具体而言，使用大型风洞装置，测定10m3/分钟的风量下的压损。然后，在使成为基准的蜂窝过滤器的压损值为P0、使各实施例的蜂窝过滤器的压损值为P1的情况下，将由(P1－P0)/P0×100计算出的值作为压损性能评价的结果。应予说明，实施例1～30中，将成为基准的蜂窝过滤器作为比较例1。另外，压损的测定中，对没有煤烟灰堆积于蜂窝过滤器的状态下的压损、4g/L的煤烟灰堆积于蜂窝过滤器的状态下的压损、或者8g/L的煤烟灰堆积于蜂窝过滤器的状态下的压损进行测定，进行3种评价。表1中，“煤烟灰堆积量”的“0g/L”栏中记载的结果是有关没有煤烟灰堆积于各蜂窝过滤器的状态下的压损的性能评价结果。表1中，“煤烟灰堆积量”的“4g/L”以及“8g/L”栏中记载的结果是有关4g/L或8g/L的煤烟灰堆积于各蜂窝过滤器的状态下的压损的性能评价结果。
(耐热冲击性)
首先，利用搭载有2.0L柴油发动机的发动机台架，在一定运转条件下，产生规定量的煤烟灰，并使产生的煤烟灰堆积于各实施例以及比较例的蜂窝过滤器的隔壁的表面。接下来，利用后喷射进行再生处理，使蜂窝过滤器的入口气体温度上升，在蜂窝过滤器的前后的压损开始降低时，切断后喷射，将发动机切换为空转状态。使再生处理前的规定量的煤烟灰的堆积量逐渐增加，并反复进行上述操作直至在蜂窝过滤器产生裂纹。将蜂窝过滤器产生裂纹的煤烟灰的堆积量作为各蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”。按照以下的评价基准，进行蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”的评价。应予说明，实施例1～30中，将成为基准的蜂窝过滤器作为比较例1。
评价“优”：在使成为基准的蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”为100％的情况下，将评价对象的蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”为110％以上的情形评价为“优”。
评价“良”：在使成为基准的蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”为100％的情况下，将评价对象的蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”为100％以上且低于110％的情形评价为“良”。
评价“不合格”：在使成为基准的蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”为100％的情况下，将评价对象的蜂窝过滤器的“煤烟灰的堆积极限量”低于100％的情形评价为“不合格”。
(实施例2～30)
按表1所示变更“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”，除此以外，利用与实施例1同样的方法制作蜂窝过滤器。对于实施例2～30的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法进行“压损性能评价”以及“耐热冲击性”的试验。将结果示于表1。
(比较例1)
按表1所示变更“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”，除此以外，利用与实施例1同样的方法制作蜂窝过滤器。即，比较例1中，制作第一隔壁的厚度T1和第二隔壁的厚度T2为相同值的蜂窝过滤器。
(实施例31～60)
实施例31～60中，在用于制作蜂窝基材的生坯的调制中，与实施例1中调制的生坯相比，增加造孔材料的量，制造隔壁的气孔率为41％的蜂窝过滤器。使用该生坯，按表2所示变更“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”，除此以外，利用与实施例1同样的方法制作蜂窝过滤器。对于实施例31～60的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，进行“压损性能评价”以及“耐热冲击性”的试验。将结果示于表2。应予说明，对于实施例31～60，将成为基准的蜂窝过滤器作为后述的比较例2。
(比较例2)
按表2所示变更“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”，除此以外，利用与实施例31同样的方法制作蜂窝过滤器。即，比较例2中，制作第一隔壁的厚度T1和第二隔壁的厚度T2为相同值的蜂窝过滤器。
表2
(实施例61～64)
实施例61～64中，制作像图7所示的蜂窝过滤器100那样具有配置成4个六边形的流入隔室2a将正方形的流出隔室2b的周围包围的隔室结构的蜂窝过滤器。对于制作蜂窝过滤器的原料，使用与实施例1同样的原料。实施例61～64的蜂窝过滤器的、隔壁的气孔率为63％。表3中示出实施例61～64的蜂窝过滤器的“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”的值。对于实施例61～64的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，进行“压损性能评价”以及“耐热冲击性”的试验。将结果示于表3。应予说明，对于实施例61～64，将成为基准的蜂窝过滤器作为后述的比较例3。
(比较例3)
按表3所示变更“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”，除此以外，利用与实施例61同样的方法制作蜂窝过滤器。即，比较例3中，制作第一隔壁的厚度T1和第二隔壁的厚度T2为相同值的蜂窝过滤器。
表3
(实施例65～68)
实施例65～68中，制作像图10所示的蜂窝过滤器300那样具有配置成8个五边形的流入隔室42a将正方形的流出隔室42b的周围包围的隔室结构的蜂窝过滤器。对于制作蜂窝过滤器的原料，使用与实施例1同样的原料。实施例65～68的蜂窝过滤器的、隔壁的气孔率为41％。实施例65～68的蜂窝过滤器具有第二隔壁的厚度随着朝向与第一隔壁相交的交点部而逐渐减小的厚度梯度部。表4中示出实施例65～68的蜂窝过滤器的“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”的值。对于实施例65～68的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，进行“压损性能评价”以及“耐热冲击性”的试验。将结果示于表4。应予说明，对于实施例65～68，将成为基准的蜂窝过滤器作为后述的比较例4。
(比较例4)
按表4所示变更“第一隔壁的厚度T1(μm)”、“第二隔壁的厚度T2(μm)”、以及“T2/T1”，除此以外，利用与实施例65同样的方法制作蜂窝过滤器。即，比较例4中，制作第一隔壁的厚度T1和第二隔壁的厚度T2为相同值的蜂窝过滤器。
表4
(结果)
实施例1～68的蜂窝过滤器相对于成为基准的比较例1～4的蜂窝过滤器而言为低压损的蜂窝过滤器。即，确认到：通过构成为第一隔壁的厚度T1比第二隔壁的厚度T2薄，能够实现低压损。另外，实施例1～68的蜂窝过滤器的耐热冲击性也优异。另外，实施例1～68的蜂窝过滤器与成为基准的比较例1～4的蜂窝过滤器相比较的情况下，具有相同程度的等静压强度。另外，由实施例4～13的蜂窝过滤器的压损性能评价的结果确认到：在“T2/T1”的值为1.2～1.65的范围的情况下，能够实现更低的压损。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝过滤器可以用作用于对废气进行净化的过滤器。

Claims (10)

1.一种蜂窝过滤器，其包括：
柱状的蜂窝基材，该柱状的蜂窝基材具有配设成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从流入端面延伸至流出端面；以及
封孔部，该封孔部配设于所述隔室的所述流入端面侧或所述流出端面侧中的任意一方的端部，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，流入隔室的形状为五边形或六边形，流出隔室的形状为正方形，其中，所述流入隔室为在所述流出端面侧的端部配设有所述封孔部的隔室，所述流出隔室为在所述流入端面侧的端部配设有所述封孔部的隔室，
多个所述隔室构成为：多个所述流入隔室以所述流入隔室的一边与相邻的所述流出隔室的一边平行的方式将1个所述流出隔室的周围包围的结构，
所述隔壁构成为：在所述流入隔室与所述流出隔室之间所配设的第一隔壁的厚度T1比在所述流入隔室彼此之间所配设的第二隔壁的厚度T2薄。
2.根据权利要求1所述的蜂窝过滤器，其中，
所述第二隔壁的厚度T2相对于所述第一隔壁的厚度T1的比值、亦即T2/T1为1.05～2.95。
3.根据权利要求2所述的蜂窝过滤器，其中，
所述第二隔壁的厚度T2相对于所述第一隔壁的厚度T1的比值、亦即T2/T1为1.1～2.15。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的蜂窝过滤器，其中，
所述第二隔壁具有厚度梯度部，所述厚度梯度部是指，所述第二隔壁的厚度T2随着朝向与所述第一隔壁的交点部而变薄或变厚的部分。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的蜂窝过滤器，其中，
所述第一隔壁的厚度T1为70～300μm。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的蜂窝过滤器，其中，
所述流入隔室的水力直径小于所述流出隔室的水力直径。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的蜂窝过滤器，其中，
所述流出隔室的一边的长度为0.6～3.0mm。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的蜂窝过滤器，其中，
所述隔壁的气孔率为35～70％。
9.根据权利要求8所述的蜂窝过滤器，其中，
所述隔壁的气孔率为50～70％。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的蜂窝过滤器，其中，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，
具有：4个六边形的所述流入隔室将1个所述流出隔室的周围包围的结构、或者、8个五边形的所述流入隔室将1个所述流出隔室的周围包围的结构。
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