CN113332810A - 蜂窝过滤器的制造方法 - Google Patents

蜂窝过滤器的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113332810A
CN113332810A CN202110086705.XA CN202110086705A CN113332810A CN 113332810 A CN113332810 A CN 113332810A CN 202110086705 A CN202110086705 A CN 202110086705A CN 113332810 A CN113332810 A CN 113332810A
Authority
CN
China
Prior art keywords
raw material
particle size
honeycomb filter
honeycomb
cordierite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110086705.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113332810B (zh
Inventor
仙藤皓一
鸟居悠
植田修司
永井隼悟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of CN113332810A publication Critical patent/CN113332810A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113332810B publication Critical patent/CN113332810B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2072—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular
    • B01D39/2075—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular sintered or bonded by inorganic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2072—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular
    • B01D39/2079—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular otherwise bonded, e.g. by resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/243—Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1208—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1216—Pore size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1241—Particle diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/125—Size distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1291—Other parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155—Wall flow filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/30—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for treatment of exhaust gases from IC Engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2498—The honeycomb filter being defined by mathematical relationships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B2003/203—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded for multi-channelled structures, e.g. honeycomb structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3218—Aluminium (oxy)hydroxides, e.g. boehmite, gibbsite, alumina sol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5409—Particle size related information expressed by specific surface values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

本发明提供一种蜂窝过滤器的制造方法，在担载催化剂后，能够使捕集效率提高且抑制压力损失上升。坯土制备工序中，堇青石化原料包含多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅中的至少一方，作为堇青石化原料及有机造孔材料，采用满足下式(1)及下式(2)的关系的堇青石化原料及有机造孔材料。D(a)10、D(a)50以及D(a)90分别表示堇青石化原料的累积粒度分布中的、自小径侧起算10体积％、50体积％、以及90体积％的粒径(μm)，D(b)50表示有机造孔材料的累积粒度分布中的、自小径侧起算50体积％的粒径(μm)。有机造孔材料的D(b)50设为40μm以下。式(1)：D(a)50/(D(a)90－D(a)10)≥0.30，式(2)：|log10D(a)50－log10D(b)50|≤0.60。

Description

蜂窝过滤器的制造方法
技术领域
本发明涉及蜂窝过滤器的制造方法。更详细而言，涉及在担载有尾气净化用的催化剂时能够使捕集效率提高且抑制压力损失上升的蜂窝过滤器的制造方法。
背景技术
以往，作为对从汽车的发动机等内燃机中排出的尾气中的粒子状物质进行捕集的过滤器，已知有使用了蜂窝结构体的蜂窝过滤器。蜂窝结构体具有由堇青石等构成的多孔质的隔壁，通过该隔壁而区划形成多个隔室。蜂窝过滤器是：针对上述的蜂窝结构体，按例如将多个隔室的流入端面侧的开口部和流出端面侧的开口部交替地封孔的方式配设封孔部得到的。蜂窝过滤器中，多孔质的隔壁发挥出对尾气中的粒子状物质进行捕集的过滤器的作用。
蜂窝结构体可以如下制造，即，在陶瓷的原料粉体中加入造孔材料、粘合剂等，制备可塑性的坯土，将得到的坯土成型为规定的形状，得到成型体，对得到的成型体进行烧成，由此制造蜂窝结构体(例如参照专利文献1及2)。作为陶瓷的原料粉体，已知有堇青石化原料等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－326879号公报
专利文献2：日本特开2003－238271号公报
发明内容
以往的蜂窝过滤器的制造方法中，在制作蜂窝结构体时，尝试了不对堇青石化原料的粒度进行控制、将发泡树脂等中空的树脂粒子或交联处理淀粉等水溶胀粒子用于造孔材料的方法。然而，像这样的以往的制造方法中，无法制作出满足现在的尾气限制的蜂窝过滤器。
本发明是鉴于上述现有技术所存在的问题而实施的。根据本发明，提供一种在担载有尾气净化用的催化剂时能够使捕集效率提高且抑制压力损失上升的蜂窝过滤器的制造方法。
根据本发明，提供以下示出的蜂窝过滤器的制造方法。
[1]一种蜂窝过滤器的制造方法，其中，包括以下工序：
在堇青石化原料中加入有机造孔材料及分散介质来制备可塑性的坯土的坯土制备工序；
将得到的所述坯土成型为蜂窝形状来制作蜂窝成型体的成型工序；以及
对得到的所述蜂窝成型体进行烧成来得到蜂窝过滤器的烧成工序，
所述堇青石化原料包含作为无机造孔材料的多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅中的至少一方，
所述堇青石化原料的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的10体积％的粒径(μm)设为D(a)10，将全部体积的50体积％的粒径(μm)设为D(a)50，将全部体积的90体积％的粒径(μm)设为D(a)90，并且，
所述有机造孔材料的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的50体积％的粒径(μm)设为D(b)50，
所述有机造孔材料的D(b)50为40μm以下，并且，
作为所述堇青石化原料及所述有机造孔材料，使用满足下式(1)及下式(2)的关系的堇青石化原料及有机造孔材料，
式(1)：D(a)50/(D(a)90－D(a)10)≥0.30
式(2)：|log10D(a)50－log10D(b)50|≤0.60。
[2]根据[1]所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述堇青石化原料在该堇青石化原料100质量份中，包含作为所述无机造孔材料的所述多孔质二氧化硅及所述熔融二氧化硅中的至少一方5～18质量份。
[3]根据[1]或[2]所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述坯土制备工序中，相对于所述堇青石化原料100质量份而言，加入所述有机造孔材料0.5～5质量份。
[4]根据[1]～[3]中的任一项所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述堇青石化原料的D(a)50为5～15μm。
[5]根据[1]～[4]中的任一项所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述多孔质二氧化硅及所述熔融二氧化硅的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的50体积％的粒径(μm)设为D(c)50，
所述多孔质二氧化硅及所述熔融二氧化硅的D(c)50为3～30μm。
[6]根据[1]～[5]中的任一项所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述多孔质二氧化硅的基于JIS－R1626测定的BET比表面积为200～400m2/g。
发明效果
根据本发明的蜂窝过滤器的制造方法，可以制造在担载有尾气净化用的催化剂时能够使捕集效率提高且抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。
附图说明
图1是示意性地表示通过本发明的蜂窝过滤器的制造方法的一个实施方式而制造的蜂窝过滤器的从流入端面侧观察的立体图。
图2是从图1所示的蜂窝过滤器的流入端面侧观察的俯视图。
图3是示意性地表示图2的A－A’截面的截面图。
符号说明
1：隔壁、2：隔室、2a：流入隔室、2b：流出隔室、3：外周壁、4：蜂窝结构部、5：封孔部、11：第一端面、12：第二端面、100：蜂窝过滤器。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，不过，本发明并不限定于以下的实施方式。因此，应当理解：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而对以下的实施方式加以适当变更、改良等得到的实施方式也落在本发明的范围内。
(1)蜂窝过滤器的制造方法：
本发明的蜂窝过滤器的制造方法的一个实施方式为制造图1～图3所示的蜂窝过滤器100的制造方法。图1～图3所示的蜂窝过滤器100具备蜂窝结构部4和封孔部5。蜂窝结构部4为具有配置成包围多个隔室2的多孔质的隔壁1的柱状蜂窝结构部，该多个隔室2从第一端面11延伸至第二端面12而形成流体的流路。蜂窝结构部4在其外周侧面还具有外周壁3，该外周壁3配设成围绕隔壁1。封孔部5配设于各隔室2的第一端面11侧或第二端面12侧的开口部。图1～图3中，符号2a表示流入隔室，符号2b表示流出隔室。
本实施方式的蜂窝过滤器的制造方法具备坯土制备工序、成型工序以及烧成工序。坯土制备工序是：在堇青石化原料中加入有机造孔材料及分散介质来制备可塑性的坯土的工序。成型工序是：将通过坯土制备工序得到的坯土成型为蜂窝形状来制作蜂窝成型体的工序。烧成工序是：对通过成型工序得到的蜂窝成型体进行烧成来得到蜂窝过滤器的工序。本实施方式的蜂窝过滤器的制造方法在坯土制备工序中具有特别主要的构成。以下，对蜂窝过滤器的制造方法中的各工序更详细地进行说明。
(1－1)坯土制备工序：
坯土制备工序中，首先，准备作为坯土原料的、堇青石化原料、有机造孔材料以及分散介质。此处，“堇青石化原料”为按二氧化硅落在42～56质量％的范围内、氧化铝落在30～45质量％的范围内、氧化镁落在12～16质量％的范围内的化学组成进行配合得到的陶瓷原料，经烧成而成为堇青石。
坯土制备工序中，作为堇青石化原料，使用包含多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅中的至少一方的堇青石化原料。多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅是在堇青石化原料中表现为二氧化硅组成的硅源，并且，还作为无机造孔材料发挥作用。对于多孔质二氧化硅，例如基于JIS－R1626测定的BET比表面积优选为100～500m2/g，更优选为200～400m2/g。以下，有时将堇青石化原料中包含的多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅简称为“无机造孔材料”。即，只要没有特别说明，堇青石化原料中包含的无机造孔材料是指：多孔质二氧化硅或熔融二氧化硅、或者多孔质二氧化硅与熔融二氧化硅这两者。
对于堇青石化原料，除了上述的多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅以外，可以按堇青石的化学组成，将作为镁源、硅源以及铝源的多种原料进行混合使用。例如，作为堇青石化原料，可以举出：滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、勃姆石(Boehmite)、结晶性二氧化硅、地开石(Dickite)等。
坯土制备工序中，作为堇青石化原料，使用将其粒度进行如下调整得到的堇青石化原料。此处，堇青石化原料的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的10体积％的粒径设为D(a)10，将全部体积的50体积％的粒径设为D(a)50，将全部体积的90体积％的粒径设为D(a)90。D(a)10、D(a)50、D(a)90各自的单位为“μm”。堇青石化原料的累积粒度分布为通过激光衍射散射式粒度分布测定法测定的值。坯土制备工序中，作为堇青石化原料，使用满足下式(1)的关系的堇青石化原料。
式(1)：D(a)50/(D(a)90－D(a)10)≥0.30
式(2)：|log10D(a)50－log10D(b)50|≤0.60
另外，坯土制备工序中，作为有机造孔材料，使用其粒度进行如下调整得到的有机造孔材料。此处，有机造孔材料的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的50体积％的粒径设为D(b)50。D(b)50的单位为“μm”。有机造孔材料的累积粒度分布也为通过激光衍射散射式粒度分布测定法测定的值。坯土制备工序中，作为有机造孔材料，使用其D(b)50为40μm以下的有机造孔材料。另外，坯土制备工序中，作为堇青石化原料及有机造孔材料，使用满足上式(2)的关系的堇青石化原料及有机造孔材料。应予说明，式(2)中，“log10D(a)50”及“log10D(b)50”为以10为底的对数。式(2)的左边表示“log10D(a)50”与“log10D(b)50”之差的绝对值。以下，只要没有特别说明，坯土制备工序中使用的原料的粒径的单位设为“μm”。另外，作为原料使用的各种原料中，仅称为“D50”的情形是指：其原料的累积粒度分布中，自小径侧起算全部体积的50体积％的粒径(μm)。即，“D50”是指中值粒径。
通过采用使用上述说明的堇青石化原料及有机造孔材料制备的坯土，能够制造在担载有尾气净化用的催化剂时能够使捕集效率提高且抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。
有机造孔材料为包含碳作为原料的造孔材料，具有在后述的烧成工序中因烧成而飞散消失的性质即可。有机造孔材料的粒度满足上式(2)的关系即可，对其材质没有特别限制，例如可以举出吸水性聚合物、淀粉、发泡树脂等高分子化合物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(Polymethyl methacrylate：PMMA)、焦炭(Coke)等。应予说明，有机造孔材料不仅包含以有机物为主原料的造孔材料，还包含像木炭、煤炭、焦炭这样的因烧成而飞散消失的造孔材料。
堇青石化原料的粒度可以如下求解，即，对作为堇青石化原料使用的各原料的累积粒度分布分别进行测定，采用各原料的累积粒度分布的测定结果，根据各原料的调合比例进行加权平均，由此求出堇青石化原料的粒度。即，在堇青石化原料包含滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、多孔质二氧化硅的情况下，首先，针对各原料测定D(a)10、D(a)50以及D(a)90。然后，根据各原料的调合比例，进行加权平均，由此可以求出作为堇青石化原料的D(a)10、D(a)50以及D(a)90。各原料的累积粒度分布采用利用激光衍射/散射法得到的测定值。例如，可以采用HORIBA公司制的激光衍射/散射式粒径分布测定装置(商品名：LA－960)来测定各原料的累积粒度分布。
有机造孔材料的粒度也可以采用上述的测定装置进行测定。在有机造孔材料为1种的情况下，可以根据所测定的累积粒度分布求出D(b)50。在有机造孔材料包含2种以上的情况下，可以利用与堇青石化原料同样的方法，根据其调合比例进行加权平均，由此求出D(b)50。
堇青石化原料的具体的D(a)50没有特别限制，例如优选为1～50μm，更优选为3～30μm，进一步优选为3～26μm，特别优选为5～15μm。如果堇青石化原料的D(a)50在上述数值范围内，则具有捕集效率提高的优点。
有机造孔材料的D(b)50为40μm以下即可，优选为1～40μm，更优选为5～35μm，特别优选为20～30μm。如果有机造孔材料的D(b)50在上述数值范围内，则具有捕集效率提高的优点。
式(1)中的左边的“D(a)50/(D(a)90－D(a)10)”的理论上限值小于1.00。作为式(1)中的左边的实质上限值，例如优选为0.90，更优选为0.80。
式(2)中的左边的“|log10D(a)50－log10D(b)50|”的下限值没有特别限制。在“log10D(a)50”和“log10D(b)50”表示相同值的情况下，式(2)中的左边的值为“0”。
多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅的粒径没有特别限制。在多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的50体积％的粒径(μm)设为D(c)50时，多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅各自的D(c)50优选为1～50μm，更优选为3～30μm。
对于堇青石化原料，在该堇青石化原料100质量份中，优选包含之前说明的作为无机造孔材料的多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅中的至少一方5～18质量份，更优选包含5～17质量份，特别优选包含8～15质量份。如果无机造孔材料的含有比率小于5质量份，则有时难以表现出造孔效果，不理想。如果无机造孔材料的含有比率超过17质量份，则堇青石的热膨胀系数增加，在耐热冲击性方面不理想。
有机造孔材料的添加量没有特别限制，可以根据待制作的蜂窝过滤器中的隔壁的气孔率等来适当确定。例如，关于有机造孔材料的添加量，相对于堇青石化原料100质量份而言，优选为0.5～5质量份，更优选为1～4质量份。
坯土制备工序中，在如之前所说明那样调整了粒度的堇青石化原料及有机造孔材料中加入分散介质，进行混合、混炼，制备可塑性的坯土。作为分散介质，例如可以举出水。另外，在制备坯土时，还可以加入粘合剂、表面活性剂等。
作为粘合剂，例如可以举出：羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。这些粘合剂可以单独使用一种，也可以组合使用二种以上。作为表面活性剂，例如可以使用聚醚多元醇、糊精、脂肪酸皂等。这些表面活性剂可以单独使用，也可以2种以上组合使用。
将堇青石化原料等混合、混炼而制备坯土的方法没有特别限制，例如可以举出利用捏合机、真空练泥机等进行混合、混炼的方法。
(1－2)成型工序：
成型工序中，将坯土制备工序中得到的坯土成型为蜂窝形状，制作蜂窝成型体。将坯土成型为蜂窝形状的成型方法没有特别限制，可以举出挤出成型、注射成型、加压成型等现有公知的成型方法。其中，可以举出采用与所期望的隔室形状、隔壁厚度、隔室密度相对应的口模将如上所述制备的坯土挤出成型的方法作为优选例。蜂窝成型体的隔壁厚度优选为例如按烧成后的厚度为152～305μm的方式进行成型得到的厚度。如果隔壁的厚度小于152μm，则在强度方面不理想。如果隔壁的厚度超过305μm，则在压力损失方面不理想。
通过成型工序得到的蜂窝成型体为具有配置成包围多个隔室的隔壁的柱状的成型体，该多个隔室从第一端面延伸至第二端面。对蜂窝成型体进行烧成，得到图1～图3所示的蜂窝过滤器100中的蜂窝结构部4。
可以使得到的蜂窝成型体干燥，得到使该蜂窝成型体干燥而成的蜂窝干燥体。干燥方法没有特别限制，例如可以举出热风干燥、微波干燥、介电干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等，其中，优选单独或组合进行介电干燥、微波干燥或热风干燥。
成型工序中，优选通过将蜂窝成型体的隔室的开口部封孔而形成封孔部。可以按照现有公知的蜂窝过滤器的制造方法进行封孔部的形成。例如，作为形成封孔部的方法，可以举出如下方法。首先，在陶瓷原料中加入水及粘合剂等，制备浆料状的封孔材料。陶瓷原料可以采用例如蜂窝成型体的制作中使用的堇青石化原料等。接下来，从蜂窝成型体的第一端面侧向规定隔室的开口部填充封孔材料。在向规定隔室的开口部填充封孔材料时，例如优选对蜂窝成型体的第一端面施加掩膜，以便将规定隔室以外的剩余隔室的开口部封堵，并选择性地向规定隔室的开口部填充封孔材料。此时，可以将浆料状的封孔材料贮存于贮存容器中，并将施加有掩膜的蜂窝成型体的第一端面侧浸渍于贮存容器中，填充封孔材料。接下来，从蜂窝成型体的第二端面侧向规定隔室以外的剩余隔室的开口部填充封孔材料。填充封孔材料的方法可以采用与上述规定隔室的情形同样的方法。封孔部的形成可以在使蜂窝成型体干燥之前进行，也可以在使蜂窝成型体干燥之后进行。
(1－3)烧成工序：
烧成工序是：对通过成型工序得到的蜂窝成型体进行烧成而得到蜂窝过滤器的工序。对蜂窝成型体进行烧成时的烧成气氛的温度例如优选为1300～1450℃，更优选为1400～1450℃。另外，烧成时间按最高温度下的保持时间计优选设为2～8小时左右。
对蜂窝成型体进行烧成的具体方法没有特别限制，可以应用现有公知的蜂窝过滤器的制造方法中的烧成方法。例如，可以采用在烧成路径的一端及另一端分别设置有投入口及排出口的、现有的连续烧成炉(例如、隧道窑等)、间歇烧成炉(例如、梭动窑等)来实施烧成。
(1－4)蜂窝过滤器：
接下来，参照图1～图3，对通过本实施方式的蜂窝过滤器的制造方法制造的蜂窝过滤器进行说明。图1～图3所示的蜂窝过滤器100具备蜂窝结构部4和封孔部5。蜂窝结构部4为具有配置成包围多个隔室2的多孔质的隔壁1的柱状蜂窝结构部，该多个隔室2从第一端面11延伸至第二端面12而形成流体的流路。封孔部5配设于各隔室2的第一端面11侧或第二端面12侧的开口部。
对于蜂窝过滤器100，隔壁1的厚度优选为152～305μm，更优选为203～254μm。如果隔壁1的厚度小于152μm，则在强度方面不理想。如果隔壁1的厚度超过305μm，则在压力损失方面不理想。
蜂窝结构部4的隔室密度例如优选为23～62个/cm2，更优选为27～47个/cm2。
蜂窝结构部4的隔壁1的气孔率例如优选为50～80％，更优选为55～70％。隔壁1的气孔率为通过水银压入法测定得到的值，例如可以采用Micromeritics公司制的AutoporeIV(商品名)来测定气孔率。在气孔率测定时，可以从蜂窝过滤器100中切出隔壁1的一部分作为试验片，采用得到的试验片来测定气孔率。
蜂窝结构部4的隔壁1的平均细孔径例如优选为10～40μm，更优选为15～30μm。隔壁1的平均细孔径是通过水银压入法而测定的值，例如，可以采用Micromeritics公司制的AutoporeIV(商品名)来测定隔壁1的平均细孔径。
蜂窝过滤器100优选在区划形成多个隔室2的隔壁1担载尾气净化用的催化剂进行使用。将催化剂担载于隔壁1是指：在隔壁1的表面及隔壁1中形成的细孔的内壁涂敷有催化剂。通过像这样进行构成，能够将尾气中的CO、NOx及HC等通过催化反应而变为无害的物质。另外，能够促进所捕集的烟灰等PM的氧化。本实施方式的蜂窝过滤器100在尾气净化用的催化剂的担载中能够实现催化剂的涂布性提高及改善。因此，通过担载尾气净化用的催化剂，捕集效率有效地提高，且能够有效地抑制压力损失上升。
担载于隔壁1的催化剂没有特别限制。例如，作为该催化剂，可以举出含有铂族元素的催化剂且是包含铝、锆以及铈中的至少一种元素的氧化物的催化剂。催化剂的担载量优选为100～150g/L，更优选为100～130g/L。应予说明，本说明书中的、催化剂的担载量(g/L)表示在蜂窝过滤器的每单位容积(L)所担载的催化剂的量(g)。
实施例
以下，利用实施例对本发明更具体地进行说明，本发明并不受这些实施例的任何限定。
(实施例1)
作为堇青石化原料，准备出滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、以及多孔质二氧化硅。然后，采用HORIBA公司制的激光衍射/散射式粒径分布测定装置(商品名：LA－960)测定各原料的累积粒度分布。实施例1中，按各原料的配合比率(质量份)为表1所示的值，将各原料配合来制备堇青石化原料。表1中，“粒度D50(μm)”的横向上的行示出各原料的50体积％的粒径(即、中值粒径)。多孔质二氧化硅采用按照JIS－R1626测定的BET比表面积为200～400m2/g的多孔质二氧化硅。表1中，“BET比表面积(m2/g)”栏示出作为无机造孔材料的多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅的BET比表面积。另外，多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅的“粒度D50(μm)”是指：作为无机造孔材料的多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅的50体积％的粒径(D(c)50)。
接下来，相对于堇青石化原料100质量份而言，加入作为有机造孔材料的吸水性聚合物3.0质量份、粘合剂6.0质量份、表面活性剂1质量份、以及水77质量份，制备坯土。吸水性聚合物采用50体积％的粒径为30μm的吸水性聚合物。表2中示出有机造孔材料及其他原料的配合比率(质量份)。表2中，“粒度D50(μm)”的横向上的行示出有机造孔材料的50体积％的粒径(即、中值粒径)。另外，表2中示出的配合比率(质量份)表示相对于堇青石化原料100质量份的比率。
根据作为堇青石化原料使用的各原料的累积粒度分布的测定结果，计算出作为堇青石化原料的D(a)10、D(a)50以及D(a)90。将结果示于表3。根据各原料的调合比例进行加权平均而计算出D(a)10、D(a)50以及D(a)90。另外，将有机造孔材料的D(b)50的值示于表3。根据表3所示的各值，计算出上述说明的式(1)及式(2)中的左边的值。将结果示于表3。表3中，“式(1)的值”栏示出“D(a)50/(D(a)90－D(a)10)”的值，“式(2)的值”栏示出“|log10D(a)50－log10D(b)50|”的值。
表1
Figure BDA0002910986630000111
表2
Figure BDA0002910986630000121
表3
Figure BDA0002910986630000122
＊1：式(1)的值表示“D(a)50/(D(a)90－D(a)10)”。
＊2：式(2)的值表示“|log10D(a)50－log10D(b)50|”。
表4
Figure BDA0002910986630000131
接下来，采用连续挤出成型机将得到的坯土成型，制作蜂窝成型体。接下来，在得到的蜂窝成型体形成封孔部。首先，对蜂窝成型体的第一端面施加掩膜，以便将规定隔室以外的剩余隔室的开口部封堵。接下来，将施加有掩膜的端部(第一端面侧的端部)浸渍于浆料状的封孔材料中，向未施加掩膜的规定隔室的开口部填充封孔材料。然后，对蜂窝成型体的第二端面施加掩膜，以便将规定隔室的开口部封堵，与上述方法同样地，向规定隔室以外的剩余隔室的开口部填充封孔材料。
接下来，按最高温度为1420℃的方式对形成有封孔部的蜂窝成型体进行烧成，制造蜂窝过滤器。
对于通过实施例1的制造方法而制造的蜂窝过滤器，端面的直径为132mm，隔室延伸的方向上的长度为102mm。与隔室延伸的方向正交的截面中的隔室形状为四边形。蜂窝过滤器的隔壁厚度为0.20mm，隔室密度为46.5个/cm2。表4中示出蜂窝过滤器的隔壁厚度(mm)及隔室密度(个/cm2)。以下，有时将通过实施例1的制造方法而制造的蜂窝过滤器简称为“实施例1的蜂窝过滤器”。
另外，针对实施例1的蜂窝过滤器，测定隔壁的气孔率及平均细孔径。将结果示于表4。采用Micromeritics公司制的AutoporeIV(商品名)来进行气孔率及平均细孔径的测定。从蜂窝过滤器中切出隔壁的一部分作为试验片，采用得到的试验片进行气孔率的测定。试验片呈纵、横、高度各自的长度为约10mm、约10mm、约20mm的长方体。试验片的获取部位设为蜂窝结构部的轴向上的中心附近。在求解气孔率及平均细孔径时，将堇青石的真密度设为2.52g/cm3。
针对实施例1的蜂窝过滤器，利用以下方法，进行捕集效率及压力损失的评价。应予说明，捕集效率、压力损失的各评价中，利用以下方法，相对于进行评价的各蜂窝过滤器担载含铂族元素催化剂，在催化剂担载前后分别进行测定。表5中，“催化剂担载前”栏为担载催化剂之前的蜂窝过滤器中的评价结果，“催化剂担载后”栏为担载催化剂之后的蜂窝过滤器中的评价结果。将各结果示于表5。
(催化剂的担载方法)
首先，制备包含平均粒径30μm的氧化铝的催化剂浆料。然后，采用所制备的催化剂浆料，将催化剂担载于蜂窝过滤器。具体而言，通过对蜂窝过滤器进行浸渍(Dipping)来进行催化剂的担载，然后，利用空气吹掉多余的催化剂浆料，由此将规定量的催化剂担载于蜂窝过滤器的隔壁。然后，将担载有催化剂的蜂窝过滤器于100℃的温度进行干燥，进而进行500℃、2小时的热处理，由此得到附带有催化剂的蜂窝过滤器。实施例1的蜂窝过滤器所担载的催化剂的担载量为100g/L。
(捕集效率)
首先，制作将各实施例及比较例的蜂窝过滤器(或附带有催化剂的蜂窝过滤器)作为尾气净化用过滤器的尾气净化装置。接下来，将所制作的尾气净化装置与1.2L直喷汽油发动机车辆的发动机排气歧管的出口侧连接，利用PN测定方法，对从尾气净化装置的流出口中排出的气体中包含的烟灰的个数进行测定。关于行驶模式，实施模拟了RDE行驶的最坏情况的行驶模式(RTS95)。将模式行驶后排出的烟灰的个数的累计设为作为判定对象的尾气净化装置的烟灰的个数，根据该烟灰的个数计算出捕集效率(％)。另外，表5的“捕集效率比”栏示出将使用了比较例1的附带有催化剂的蜂窝过滤器的尾气净化装置的捕集效率的值设为100％时的、使用了各实施例及比较例的附带有催化剂的蜂窝过滤器的尾气净化装置的捕集效率的值(％)。捕集效率评价中，基于下述评价基准，进行各实施例及比较例的蜂窝过滤器的评价。
评价“优”：捕集效率比(％)的值超过110％的情况下，将其评价设为“优”。
评价“良”：捕集效率比(％)的值超过105％且为110％以下的情况下，将其评价设为“良”。
评价“合格”：捕集效率比(％)的值超过100％且为105％以下的情况下，将其评价设为“合格”。
评价“不合格”：捕集效率比(％)的值为100％以下的情况下，将其评价设为“不合格”。
(压力损失)
使从1.2L直喷汽油发动机中排出的尾气以700℃、600m3/h的流量流入，对蜂窝过滤器(或附带有催化剂的蜂窝过滤器)的流入端面侧和流出端面侧的压力进行测定。然后，计算出流入端面侧与流出端面侧之间的压力差，由此求出蜂窝过滤器的压力损失(kPa)。表5的“压力损失比”栏示出将比较例1的附带有催化剂的蜂窝过滤器的压力损失的值设为100％时的、各实施例及比较例的附带有催化剂的蜂窝过滤器的压力损失的值(％)。压力损失评价中，基于下述评价基准，进行各实施例的蜂窝过滤器的评价。
评价“优”：压力损失比(％)的值为90％以下的情况下，将其评价设为“优”。
评价“良”：压力损失比(％)的值超过90％且为95％以下的情况下，将其评价设为“良”。
评价“合格”：压力损失比(％)的值超过95％且为100％以下的情况下，将其评价设为“合格”。
评价“不合格”：压力损失比(％)的值超过100％的情况下，将其评价设为“不合格”。
表5
Figure BDA0002910986630000161
(实施例2～7)
实施例2～7中，按表1所示那样变更堇青石化原料中使用的各原料的配合比率(质量份)。另外，按表2所示那样变更有机造孔材料及其他原料的配合比率(质量份)。除了使用上述原料制备坯土以外，利用与实施例1同样的方法制作蜂窝过滤器。应予说明，实施例2～7中使用的堇青石化原料满足上述说明的式(1)。
(比较例1、2)
比较例1、2中，按表1所示那样变更堇青石化原料中使用的各原料的配合比率(质量份)。另外，按表2所示那样变更有机造孔材料及其他原料的配合比率(质量份)。除了使用上述原料制备坯土以外，利用与实施例1同样的方法制作蜂窝过滤器。比较例1中，除了使用作为有机造孔材料的吸水性聚合物以外，还使用粒度D50为45μm的发泡树脂作为造孔材料。表2中，“有机造孔材料”栏中示出作为造孔材料的发泡树脂的配合比率(质量份)。
针对通过实施例2～7及比较例1、2的制造方法而制造的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，进行捕集效率及压力损失的评价。将各结果示于表5。
(结果)
通过实施例1～7的制造方法而制造的蜂窝过滤器的捕集效率及压力损失的评价结果均优于通过比较例1、2的制造方法而制造的蜂窝过滤器。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝过滤器的制造方法可以作为用于除去尾气中包含的微粒等的捕集过滤器的制造方法加以利用。

Claims (6)

1.一种蜂窝过滤器的制造方法，其中，包括以下工序：
在堇青石化原料中加入有机造孔材料及分散介质来制备可塑性的坯土的坯土制备工序；
将得到的所述坯土成型为蜂窝形状来制作蜂窝成型体的成型工序；以及
对得到的所述蜂窝成型体进行烧成来得到蜂窝过滤器的烧成工序，
所述堇青石化原料包含作为无机造孔材料的多孔质二氧化硅及熔融二氧化硅中的至少一方，
所述堇青石化原料的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的10体积％的粒径设为D(a)10，将全部体积的50体积％的粒径设为D(a)50，将全部体积的90体积％的粒径设为D(a)90，粒径的单位为μm，并且，
所述有机造孔材料的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的50体积％的粒径设为D(b)50，粒径的单位为μm，
所述有机造孔材料的D(b)50为40μm以下，并且，
作为所述堇青石化原料及所述有机造孔材料，使用满足下式(1)及下式(2)的关系的堇青石化原料及有机造孔材料，
式(1)：D(a)50/(D(a)90－D(a)10)≥0.30
式(2)：|log10D(a)50－log10D(b)50|≤0.60。
2.根据权利要求1所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述堇青石化原料在该堇青石化原料100质量份中，包含作为所述无机造孔材料的所述多孔质二氧化硅及所述熔融二氧化硅中的至少一方5～18质量份。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述坯土制备工序中，相对于所述堇青石化原料100质量份而言，加入所述有机造孔材料0.5～5质量份。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述堇青石化原料的D(a)50为5～15μm。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述多孔质二氧化硅及所述熔融二氧化硅的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的体积基准的累积粒度分布中，将自小径侧起算全部体积的50体积％的粒径设为D(c)50，粒径的单位为μm，
所述多孔质二氧化硅及所述熔融二氧化硅的D(c)50为3～30μm。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的蜂窝过滤器的制造方法，其中，
所述多孔质二氧化硅的基于JIS－R1626测定的BET比表面积为200～400m2/g。
CN202110086705.XA 2020-03-02 2021-01-22 蜂窝过滤器的制造方法 Active CN113332810B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-034887 2020-03-02
JP2020034887A JP7202324B2 (ja) 2020-03-02 2020-03-02 ハニカムフィルタの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113332810A true CN113332810A (zh) 2021-09-03
CN113332810B CN113332810B (zh) 2023-05-09

Family

ID=77271052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110086705.XA Active CN113332810B (zh) 2020-03-02 2021-01-22 蜂窝过滤器的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210268478A1 (zh)
JP (1) JP7202324B2 (zh)
CN (1) CN113332810B (zh)
DE (1) DE102021000165A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070119135A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Weiguo Miao Controlled pore size distribution porous ceramic honeycomb filter, honeycomb green body, batch mixture and manufacturing method therefor
US20070225149A1 (en) * 2004-03-24 2007-09-27 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic Porous Body And Method For Producing Molded Body
CN101080261A (zh) * 2004-12-22 2007-11-28 日立金属株式会社 蜂窝式过滤器的制造方法及蜂窝式过滤器
CN101400623A (zh) * 2006-03-17 2009-04-01 日本碍子株式会社 蜂窝状结构体的制造方法
WO2017051800A1 (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 住友化学株式会社 ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4394329B2 (ja) 2001-03-01 2010-01-06 日本碍子株式会社 セラミックス構造体の製造方法
JP4266103B2 (ja) * 2001-12-07 2009-05-20 日本碍子株式会社 多孔質セラミック体の製造方法
US7520911B2 (en) * 2005-11-30 2009-04-21 Corning Incorporated Porous cordierite ceramic honeycomb article with improved strength and method of manufacturing same
JP2010142704A (ja) 2008-12-17 2010-07-01 Denso Corp ハニカム構造体及びその製造方法
JPWO2013146499A1 (ja) 2012-03-30 2015-12-14 日本碍子株式会社 多孔質体，ハニカムフィルタ及び多孔質体の製造方法
JP7123597B2 (ja) 2018-03-29 2022-08-23 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP2020034887A (ja) 2018-08-24 2020-03-05 東海光学株式会社 マイナス強度の眼鏡用の前駆体レンズ、眼鏡用レンズ及びマイナス強度の眼鏡用の前駆体レンズの加工方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070225149A1 (en) * 2004-03-24 2007-09-27 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic Porous Body And Method For Producing Molded Body
CN101080261A (zh) * 2004-12-22 2007-11-28 日立金属株式会社 蜂窝式过滤器的制造方法及蜂窝式过滤器
US20070119135A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Weiguo Miao Controlled pore size distribution porous ceramic honeycomb filter, honeycomb green body, batch mixture and manufacturing method therefor
CN101400623A (zh) * 2006-03-17 2009-04-01 日本碍子株式会社 蜂窝状结构体的制造方法
WO2017051800A1 (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 住友化学株式会社 ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113332810B (zh) 2023-05-09
JP2021138555A (ja) 2021-09-16
JP7202324B2 (ja) 2023-01-11
US20210268478A1 (en) 2021-09-02
DE102021000165A1 (de) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6200212B2 (ja) ハニカム触媒体
JP5725265B2 (ja) セラミックハニカム構造体及びその製造方法
JP4434050B2 (ja) ハニカム構造体の製造方法
JP4495152B2 (ja) ハニカム構造体及びその製造方法
JP5964564B2 (ja) ウォールフロー型排ガス浄化フィルタ
JP5997025B2 (ja) ハニカム触媒体
JP5997026B2 (ja) ハニカム触媒体
JP2013212493A (ja) ハニカム構造体
JP2011194342A (ja) ハニカム構造体およびハニカム触媒体
JP5408865B2 (ja) ハニカム触媒体
CN113332795B (zh) 蜂窝过滤器的制造方法
CN113332807A (zh) 蜂窝过滤器
CN113332806A (zh) 蜂窝过滤器
CN113332810B (zh) 蜂窝过滤器的制造方法
CN113332808B (zh) 蜂窝过滤器
CN114950012B (zh) 蜂窝过滤器及其制造方法
CN113413704B (zh) 蜂窝过滤器
CN113332812B (zh) 蜂窝过滤器
CN113332809B (zh) 蜂窝过滤器
JP2014184356A (ja) ハニカム触媒担体
CN113332811B (zh) 蜂窝过滤器
JP2019155277A (ja) ハニカムフィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant