CN113332812A - 蜂窝过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝过滤器，其捕集性能优异，且压力损失降低，此外通过担载废气净化用的催化剂而显示出优异的净化性能。隔壁(1)由包含堇青石作为主成分的材料构成，通过压汞法测定得到的隔壁(1)的气孔率为60～68％，通过压汞法测定得到的隔壁(1)的平均细孔径为13～18μm，且在按将横轴设为细孔径(μm)、将纵轴设为log微分孔容(cm3/g)的方式表示通过压汞法测定得到的隔壁(1)的累积孔容的细孔径分布中，包含log微分孔容的最大值的第一峰的、与该log微分孔容的最大值的1/3值宽度相当的细孔径(横轴)的值为15μm以下。

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，涉及捕集性能优异、且压力损失降低、此外通过担载废气净化用的催化剂而显示出优异的净化性能的蜂窝过滤器。
背景技术
以往，作为对从汽车的发动机等内燃机排出的废气中的粒子状物质进行捕集的过滤器、对CO、HC、NOx等有毒的气体成分进行净化的装置，已知有使用了蜂窝结构体的蜂窝过滤器(参见专利文献1及2)。蜂窝结构体具有由堇青石等多孔质陶瓷构成的隔壁，通过该隔壁而区划形成多个隔室。蜂窝过滤器相对于上述的蜂窝结构体而言，按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有封孔部。即，蜂窝过滤器构成为：流入端面侧呈开口且流出端面侧被封孔的流入隔室和流入端面侧被封孔且流出端面侧呈开口的流出隔室夹着隔壁而交替地配置。并且，蜂窝过滤器中，多孔质的隔壁发挥出对废气中的粒子状物质进行捕集的过滤器的作用。以下，有时将废气中包含的粒子状物质称为“PM”。“PM”为“particulate matter”的简称。
利用蜂窝过滤器如下进行废气净化。首先，将蜂窝过滤器按其流入端面侧位于供废气排出的排气体系的上游侧的方式进行配置。使废气从蜂窝过滤器的流入端面侧向流入隔室流入。然后，流入至流入隔室的废气通过多孔质的隔壁，向流出隔室流动，从蜂窝过滤器的流出端面排出。通过多孔质的隔壁时，废气中的PM等被捕集而除去。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－219319号公报
专利文献2：国际公开第2006/030811号
发明内容
从汽车的发动机中排出的废气的净化用的蜂窝过滤器中，作为多孔质的隔壁，采用气孔率较高的高气孔率的多孔质体。近年来，因汽车排出气体限制的强化等，要求提高蜂窝过滤器的捕集效率。
作为用于提高蜂窝过滤器的捕集效率的手段，例如，可以举出使多孔质的隔壁的平均细孔径减小的方法。然而，隔壁的平均细孔径还会对蜂窝过滤器的压力损失带来较大的影响，如果使隔壁的平均细孔径变小，则存在蜂窝过滤器的压力损失上升的问题。
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，提供一种捕集性能优异、且压力损失降低、此外通过担载废气净化用的催化剂而显示出优异的净化性能的蜂窝过滤器。
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，其中，具备：
柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有配置成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该隔室从第一端面延伸至第二端面而形成流体的流路；以及
封孔部，该封孔部配设于各所述隔室的所述第一端面侧或所述第二端面侧的开口部，
所述隔壁由包含堇青石作为主成分的材料构成，
通过压汞法测定得到的所述隔壁的气孔率为60～68％，
通过压汞法测定得到的所述隔壁的平均细孔径为13～18μm，
并且，在按将横轴设为细孔径(μm)、将纵轴设为log微分孔容(cm3/g)的方式表示通过压汞法测定得到的所述隔壁的累积孔容的细孔径分布中，包含所述log微分孔容的最大值的第一峰的、与该log微分孔容的最大值的1/3值宽度相当的细孔径的值为15μm以下。
[2]根据所述[1]中记载的蜂窝过滤器，其中，所述细孔径分布中，细孔径超过20μm的孔容相对于所述隔壁的总孔容的比率小于40％。
[3]根据所述[2]中记载的蜂窝过滤器，其中，所述细孔径分布中，细孔径超过20μm的孔容相对于所述隔壁的总孔容的比率小于30％。
[4]根据所述[1]～[3]中的任一项中记载的蜂窝过滤器，其中，所述细孔径分布中，细孔径小于5μm的孔容相对于所述隔壁的总孔容的比率小于10％。
[5]根据所述[1]～[4]中的任一项中记载的蜂窝过滤器，其中，在所述隔壁的细孔的内部担载有废气净化用的催化剂。
发明效果
本发明的蜂窝过滤器发挥出捕集性能优异且能够降低压力损失的效果。即，对于本发明的蜂窝过滤器，通过使隔壁的平均细孔径为13～18μm且隔壁的气孔率为60～68％，能够在维持机械强度的状态下实现压力损失降低。此外，本发明的蜂窝过滤器构成为：隔壁的细孔径分布中，包含log微分孔容的最大值的第一峰的、与该log微分孔容的最大值的1/3值宽度相当的细孔径的值为15μm以下。因此，隔壁的细孔径分布的第一峰呈现尖锐的分布，能够降低由细孔径比较大的细孔带来的大细孔容积率。并且，对于本发明的蜂窝过滤器，通过具有如上所述的细孔径分布且使隔壁的平均细孔径为13～18μm，在多孔质的隔壁担载有废气净化用的催化剂时，按均匀地涂敷于隔壁的细孔内部的方式担载有该催化剂。通过像这样担载催化剂，能够同时实现担载有催化剂的蜂窝过滤器的捕集性能提高及压力损失降低。此外，本发明的蜂窝过滤器在低催化剂量时的催化剂担载后，气体的流动均匀，从这一方面考虑，也能够期待净化性能提高。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的蜂窝过滤器的一个实施方式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。
图4是表示实施例1、3及比较例1的蜂窝过滤器的细孔径分布的图表。
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，基于本领域技术人员的通常知识，对以下的实施方式适当加以变更、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：
如图1～图3所示，本发明的蜂窝过滤器的第一实施方式为具备蜂窝结构部4和封孔部5的蜂窝过滤器100。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的柱状的蜂窝结构部，该隔室2从第一端面11延伸至第二端面12而形成流体的流路。蜂窝过滤器100中，蜂窝结构部4呈柱状，在其外周侧面还具有外周壁3。即，外周壁3配设成围绕呈格子状配设的隔壁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是示意性地表示本发明的蜂窝过滤器的一个实施方式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。
蜂窝过滤器100中，构成蜂窝结构部4的隔壁1如下构成。首先，隔壁1由包含堇青石作为主成分的材料构成。隔壁1优选除了包含不可避免地含有的成分以外，仅由堇青石构成。
蜂窝过滤器100的隔壁1的气孔率为60～68％。隔壁1的气孔率为利用压汞法测定的值。例如可以采用Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)来测定隔壁1的气孔率。气孔率测定时，可以从蜂窝过滤器100切出隔壁1的一部分，制成试验片，采用像这样地得到的试验片进行气孔率的测定。例如，隔壁1的气孔率优选为60～65％，更优选为62～65％。
通过使隔壁1的气孔率为60～68％，能够实现压力损失降低。如果隔壁1的气孔率小于60％，则无法充分获得降低蜂窝过滤器100的压力损失的效果。另一方面，如果隔壁1的气孔率超过68％，则蜂窝过滤器100的机械强度降低。
蜂窝过滤器100的隔壁1的平均细孔径为13～18μm。隔壁1的平均细孔径为利用压汞法测定的值。例如可以采用Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)来测定隔壁1的平均细孔径。可以采用用于测定气孔率的上述试验片来测定平均细孔径。例如，隔壁1的平均细孔径优选为15～18μm。
通过使隔壁1的平均细孔径为13～18μm，能够降低压力损失，并且实现捕集性能提高。如果隔壁1的平均细孔径小于13μm，则在担载有少量废气净化用的催化剂时，催化剂不易均匀地涂敷于隔壁1的细孔的内部，就压力损失上升及净化性能降低这两点而言，不理想。另一方面，如果隔壁1的平均细孔径超过18μm，则无法充分获得使蜂窝过滤器100的捕集效率提高的效果。
此外，对于蜂窝过滤器100，在按将横轴设为细孔径(μm)、将纵轴设为log微分孔容(cm3/g)的方式表示通过压汞法测定得到的隔壁1的累积孔容的细孔径分布中，具有如下构成的第一峰。此处，第一峰是：在上述细孔径分布中，包含log微分孔容的最大值的峰。第一峰的、与该第一峰的log微分孔容的最大值的1/3值宽度相当的细孔径的值为15μm以下。此处，“1/3值宽度”是指：第一峰的log微分孔容的最大值的1/3的值处的、该第一峰的宽度。应予说明，基于横轴所示的细孔径(μm)的值来确定第一峰的宽度。以下，有时将“与第一峰的log微分孔容的最大值的1/3值宽度相当的细孔径的值”简称为“第一峰的1/3值宽度”。
如果第一峰的1/3值宽度为15μm以下，则在隔壁1的细孔径分布中，该第一峰呈尖锐的分布，能够降低由细孔径比较大的细孔带来的大细孔容积率和由细孔径比较小的细孔带来的小细孔容积率。由此，能够同时实现担载有废气净化用的催化剂的蜂窝过滤器100的捕集性能提高及压力损失降低。如果第一峰的1/3值宽度超过15μm，则第一峰变得宽阔(Broad)，很难同时实现上述的2个效果。对第一峰的1/3值宽度的下限值没有特别限制，例如为5μm。因此，第一峰的1/3值宽度优选为5～15μm，更优选为10～15μm。
隔壁1的累积孔容为利用压汞法测定的值。例如，可以采用Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)来进行隔壁1的累积孔容的测定。可以利用如下方法来进行隔壁1的累积孔容的测定。首先，从蜂窝过滤器100中切出隔壁1的一部分，制作累积孔容测定用的试验片。对试验片的大小没有特别限制，例如优选为长、宽、高各自的长度为约10mm、约10mm、约20mm的长方体。对切出试验片的隔壁1的部位没有特别限制，优选从蜂窝结构部的轴向上的中心附近切出，制作试验片。将得到的试验片收纳于测定装置的测定用单元内，对该测定用单元内进行减压。接下来，向测定用单元内导入汞。然后，对导入至测定用单元内的汞进行加压，在加压时，对被挤入试验片内所存在的细孔中的汞的体积进行测定。此时，随着增加对汞施加的压力，自细孔径较大的细孔开始，汞被依次挤入细孔径较小的细孔。因此，根据“对汞施加的压力”和“挤入至细孔中的汞的体积”之间的关系，能够求出“试验片中所形成的细孔的细孔径”与“累积孔容”之间的关系。“累积孔容”是：例如将从最大的细孔径至特定的细孔径为止的孔容累积得到的值。
“将横轴设为细孔径、将纵轴设为log微分孔容的隔壁1的细孔径分布”可以利用例如将横轴设为细孔径(单位：μm)、将纵轴设为log微分孔容(单位：cm3/g)的图表来表示。例如，作为像这样的图表，可以举出图4所示的图表。图4是表示后述的实施例中的实施例1、3及比较例1的蜂窝过滤器的细孔径分布的图表。应予说明，图4中，实施例1、3的蜂窝过滤器相当于本实施方式的蜂窝过滤器。比较例1的蜂窝过滤器为作为比较对象的以往的蜂窝过滤器。
对图4所示的表示细孔径分布的图表更详细地进行说明。图4所示的图表是表示“细孔径(μm)”与“Log微分孔容(cm3/g)”之间的关系的图表。利用压汞法逐渐施加压力以使汞浸入位于密闭成真空状态的容器内的试样的细孔，此时，被施加压力的汞从试样的较大细孔向较小细孔依次浸入。根据此时的压力和被压入的汞量，能够计算出试样中所形成的细孔的细孔径及其孔容。以下，在将细孔径设为D1、D2、D3…的情况下，满足D1＞D2＞D3…的关系。此处，可以将各测定点间(例如、D1至D2)的平均细孔径D以“平均细孔径D＝(D1+D2)/2”的形式示于横轴。另外，纵轴的Log微分孔容可以为各测定点间的孔容的增加量dV除以细孔径的对数处理的差值(即、“log(D1)－log(D2)”)得到的值。在表示该细孔径分布的图表中，峰是指分布呈现出的山，将包含log微分孔容的最大值的峰设为第一峰。
隔壁1的细孔径分布中，细孔径超过20μm的孔容相对于隔壁1的总孔容的比率优选小于40％。通过像这样构成，能够降低由细孔径比较大的细孔带来的大细孔容积率，从而能够进一步提高捕集性能。应予说明，细孔径超过20μm的孔容的比率更优选小于30％。
隔壁1的细孔径分布中，细孔径小于5μm的孔容相对于隔壁1的总孔容的比率优选小于10％。通过像这样构成，能够降低由细孔径比较小的细孔带来的小细孔容积率，从而能够进一步降低压力损失。应予说明，细孔径小于5μm的孔容的比率更优选小于7％。应予说明，可以根据隔壁1的累积孔容、或图4所示的表示细孔径分布的图表，求出细孔径超过20μm的孔容的比率及细孔径小于5μm的孔容的比率。
对隔壁1的厚度没有特别限制，例如优选为0.20～0.30mm，更优选为0.20～0.26mm，特别优选为0.20～0.24mm。例如，可以采用扫描型电子显微镜或显微镜(microscope)来测定隔壁1的厚度。如果隔壁1的厚度过薄，则捕集性能降低，就这一点而言不理想。另一方面，如果隔壁1的厚度过厚，则压力损失增大，就这一点而言不理想。
对蜂窝结构部4中所形成的隔室2的形状没有特别限制。例如，作为与隔室2延伸的方向正交的截面中的隔室2的形状，可以举出多边形、圆形、椭圆形等。作为多边形，可以举出三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等。应予说明，隔室2的形状优选为三角形、四边形、五边形、六边形、八边形。另外，关于隔室2的形状，全部隔室2的形状可以为相同形状，也可以为不同形状。例如，虽然省略图示，不过，四边形的隔室和八边形的隔室可以混合存在。另外，关于隔室2的大小，全部隔室2的大小可以相同，也可以不同。例如，虽然省略图示，不过，多个隔室中，可以使一部分隔室的大小增大并使其他隔室的大小相对减小。应予说明，本发明中，隔室2是指：由隔壁1包围的空间。
由隔壁1区划形成的隔室2的隔室密度优选为30～50个/cm2，更优选为35～50个/cm2。通过像这样构成，可以将蜂窝过滤器100优选作为用于对从汽车的发动机中排出的废气进行净化的过滤器加以利用。
蜂窝结构部4的外周壁3可以与隔壁1一体地构成，也可以为通过在隔壁1的外周侧涂布外周涂层材料而形成的外周涂层。例如，虽然省略图示，不过，在制造时，可以将隔壁和外周壁一体地形成后，利用磨削加工等公知的方法除去所形成的外周壁，然后，在隔壁的外周侧设置外周涂层。
对蜂窝结构部4的形状没有特别限制。作为蜂窝结构部4的形状，可以举出第一端面11(例如、流入端面)及第二端面12(例如、流出端面)的形状为圆形、椭圆形、多边形等的柱状。
对蜂窝结构部4的大小、例如从第一端面11至第二端面12的长度、蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面的大小没有特别限制。在将蜂窝过滤器100作为废气净化用的过滤器使用时，适当选择各大小以得到最佳的净化性能即可。
蜂窝过滤器100中，在规定隔室2的第一端面11侧的开口部及剩余隔室2的第二端面12侧的开口部配设有封孔部5。此处，将第一端面11设为流入端面并将第二端面12设为流出端面的情况下，将在流出端面侧的开口部配设有封孔部5且流入端面侧呈开口的隔室2设为流入隔室2a。另外，将在流入端面侧的开口部配设有封孔部5且流出端面侧呈开口的隔室2设为流出隔室2b。流入隔室2a和流出隔室2b优选隔着隔壁1而交替地配设。并且，优选由此通过封孔部5和“隔室2的开口部”而在蜂窝过滤器100的两端面形成有棋盘格状。
封孔部5的材质优选为作为隔壁1的材质而优选的材质。封孔部5的材质和隔壁1的材质可以为相同材质，也可以为不同材质。
蜂窝过滤器100可以在区划形成多个隔室2的隔壁1担载有废气净化用的催化剂。在隔壁1担载催化剂是指：在隔壁1的表面及隔壁1中所形成的细孔的内壁涂敷有催化剂。通过像这样构成，能够通过催化反应而使废气中的CO、NOx、HC等成为无害的物质。另外，能够促进捕集到的烟灰等PM氧化。本实施方式的蜂窝过滤器100中，特别优选催化剂担载于多孔质的隔壁1的细孔的内部。通过像这样构成，能够在低催化剂量时的催化剂担载后同时实现捕集性能提高及压力损失降低。此外，在催化剂担载后，气体的流动变得均匀，由此还能够期待净化性能提高。
对担载于隔壁1的催化剂没有特别限制。例如可以举出含有铂族元素的催化剂，且是包含铝、锆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50～100g/L，更优选为60～90g/L。应予说明，本说明书中，催化剂的担载量(g/L)是指：在蜂窝过滤器的每单位容积(L)所担载的催化剂的量(g)。
(2)蜂窝过滤器的制造方法：
对图1～图3所示的本实施方式的蜂窝过滤器的制造方法没有特别限制，例如可以利用如下方法进行制造。首先，制备用于制作蜂窝结构部的可塑性的坯土。例如，可以如下制备用于制作蜂窝结构部的坯土。作为原料粉末，可以采用滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅等，并按二氧化硅落在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调制上述原料粉末。
接下来，将上述得到的坯土挤出成型，由此制作具有区划形成多个隔室的隔壁及配设成围绕该隔壁的外壁的蜂窝成型体。
将得到的蜂窝成型体利用例如微波及热风进行干燥，并利用与蜂窝成型体制作用的材料同样的材料将隔室的开口部封孔，由此制作封孔部。制作封孔部后，可以将蜂窝成型体进一步干燥。
接下来，对制作有封孔部的蜂窝成型体进行烧成，由此制造蜂窝过滤器。烧成温度及烧成气氛根据原料而不同，如果是本领域技术人员，则能够选择适合于所选择的材料的烧成温度及烧成气氛。
实施例
以下，利用实施例对本发明更具体地进行说明，但是，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，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)。
接下来，相对于堇青石化原料100质量份，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、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。作为粘合剂，使用甲基纤维素(Methylcellulose)。作为分散剂，使用月桂酸钾皂。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所示的配合比率(质量份)表示相对于堇青石化原料100质量份的比率。
接下来，采用挤出成型机，将得到的坯土成型，制作蜂窝成型体。接下来，将得到的蜂窝成型体进行高频介电加热干燥后，采用热风干燥机进一步进行干燥。使蜂窝成型体中的隔室的形状呈四边形。
接下来，在干燥后的蜂窝成型体形成封孔部。首先，对蜂窝成型体的流入端面施加掩膜。接下来，将施加有掩膜的端部(流入端面侧的端部)浸渍于封孔浆料中，对未施加掩膜的隔室(流出隔室)的开口部填充封孔浆料。由此，在蜂窝成型体的流入端面侧形成封孔部。然后，针对干燥后的蜂窝成型体的流出端面，同样地，也在流入隔室形成封孔部。
接下来，将形成有封孔部的蜂窝成型体利用微波干燥机进行干燥，进而利用热风干燥机使其完全干燥后，将蜂窝成型体的两端面切断，调整为规定的尺寸。接下来，对干燥后的蜂窝成型体进行脱脂、烧成，制造实施例1的蜂窝过滤器。
对于实施例1的蜂窝过滤器，端面的直径为118mm，隔室延伸的方向上的长度为127mm。另外，隔壁的厚度为0.20mm，隔室密度为47个/cm2。将隔壁的厚度及隔室密度的值示于表3。
针对实施例1的蜂窝过滤器，利用以下方法，测定隔壁的气孔率及平均细孔径。将结果示于表3。另外，还测定隔壁的累积孔容，以其测定结果为基础，求出隔壁中所形成的细孔的总孔容，进而，计算出小于5μm的孔容相对于该总孔容的比率、5～20μm的孔容相对于该总孔容的比率、超过20μm的孔容相对于该总孔容的比率。将结果示于表3。另外，基于隔壁的累积孔容，制作按将横轴设为细孔径(μm)、将纵轴设为log微分孔容(cm3/g)的方式表示的细孔径分布，求出该细孔径分布的第一峰的1/3值宽度(μm)。将结果示于表3。
表1
Figure BDA0002918743210000101
表2
Figure BDA0002918743210000111
表3
Figure BDA0002918743210000121
(气孔率)
采用Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)进行隔壁的气孔率的测定。气孔率测定中，从蜂窝过滤器中切出隔壁的一部分，制成试验片，采用得到的试验片，进行气孔率的测定。试验片为长、宽、高各自的长度为约10mm、约10mm、约20mm的长方体的试验片。试验片的获取部位设为蜂窝结构部的轴向上的中心附近。
(平均细孔径)
采用Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)进行隔壁的平均细孔径的测定。平均细孔径测定中，也采用气孔率测定用的试验片进行测定。应予说明，隔壁的平均细孔径为利用压汞法以定义为提供总孔容的一半容积的细孔径的方式计算出的值。
(累积孔容)
采用Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)，进行隔壁的累积孔容的测定。累积孔容测定中，也采用气孔率测定用的试验片进行测定。
利用以下方法，对实施例1的蜂窝过滤器进行捕集效率、压力损失及净化性能的评价。将结果示于表4。应予说明，针对待进行评价的各蜂窝过滤器，利用以下方法担载含铂族元素催化剂，然后进行捕集效率、压力损失及净化性能的各评价。
(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，浸渍(Dipping)蜂窝过滤器来进行催化剂的担载，然后，将多余的催化剂浆料利用空气吹除，由此在蜂窝过滤器的隔壁担载有规定量的催化剂。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，于500℃进行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90g/L。
(捕集效率)
首先，制作将各实施例及比较例的附带有催化剂的蜂窝过滤器作为废气净化用过滤器的废气净化装置。接下来，将所制作的废气净化装置与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，对从废气净化装置的流出口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行驶的最差情况的行驶模式(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废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(％)。表4的“捕集效率比”栏中示出使用了比较例1的附带有催化剂的蜂窝过滤器的废气净化装置的捕集效率的值为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废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废气以700℃、600m3/h的流量流入，对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，由此求出附带有催化剂的蜂窝过滤器的压力损失(kPa)。表4的“压力损失比”栏中示出比较例1的附带有催化剂的蜂窝过滤器的压力损失的值为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”。
(净化性能)
首先，制作将各实施例及比较例的附带有催化剂的蜂窝过滤器作为废气净化用过滤器的废气净化装置。将所制作的废气净化装置与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，对从废气净化装置的流出口排出的气体中包含的NOx浓度进行测定，求出NOx的净化率。在表4的“净化性能比”栏中示出使用了比较例1的附带有催化剂的蜂窝过滤器的废气净化装置的NOx的净化率的值为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废气净化装置的NOx的净化率的值(％)。净化性能评价中，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”：净化性能比(％)的值为105％以上的情况下，将其评价设为“优”。
评价“良”：净化性能比(％)的值超过102％且小于105％的情况下，将其评价设为“良”。
评价“合格”：净化性能比(％)的值超过100％且为102％以下的情况下，将其评价设为“合格”。
表4
Figure BDA0002918743210000151
(实施例2、3)
实施例2、3中，按表1所示，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，变更有机造孔材料及其他原料的配合比率(质量份)。采用像这样的原料制备坯土，除此以外，利用与实施例1同样的方法，制作蜂窝过滤器。
(比较例1、2)
比较例1、2中，按表1所示，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，变更有机造孔材料及其他原料的配合比率(质量份)。采用像这样的原料制备坯土，除此以外，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)。
针对实施例2、3及比较例1、2的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，测定隔壁的气孔率及平均细孔径。另外，还测定隔壁的累积孔容，以其测定结果为基础，求出隔壁中所形成的细孔的总孔容，进而，计算出小于5μm的孔容相对于该总孔容的比率、5～20μm的孔容相对于该总孔容的比率、超过20μm的孔容相对于该总孔容的比率。另外，基于隔壁的累积孔容，制作按将横轴设为细孔径(μm)、将纵轴设为log微分孔容(cm3/g)的方式表示的细孔径分布，求出该细孔径分布的第一峰的1/3值宽度(μm)。将各结果示于表3。将如上所述制作的表示细孔径分布的图表中的表示实施例1、3及比较例1的蜂窝过滤器的细孔径分布的图表示于图4。
针对实施例2、3及比较例1、2的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法担载有催化剂。利用与实施例1同样的方法，对担载有催化剂的各蜂窝过滤器(附带有催化剂的蜂窝过滤器)进行捕集效率、压力损失及净化性能的评价。将结果示于表4。
(结果)
实施例1～3的蜂窝过滤器在捕集效率、压力损失及净化性能的全部评价中均确认到超过作为基准的比较例1的蜂窝过滤器的各性能。因此，可知：实施例1～3的蜂窝过滤器的捕集性能优异，并且，与以往的蜂窝过滤器相比，能够抑制压力损失上升，此外，净化性能也优异。但是，比较例2的蜂窝过滤器与实施例1～3的蜂窝过滤器相比，捕集效率、压力损失及净化性能的评价结果变差，特别是压力损失的恶化激烈。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝过滤器可以作为用于除去废气中包含的微粒等的捕集过滤器加以利用。

Claims (5)

1.一种蜂窝过滤器，其中，具备：
柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有配置成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该隔室从第一端面延伸至第二端面而形成流体的流路；以及
封孔部，该封孔部配设于各所述隔室的所述第一端面侧或所述第二端面侧的开口部，
所述隔壁由包含堇青石作为主成分的材料构成，
通过压汞法测定得到的所述隔壁的气孔率为60～68％，
通过压汞法测定得到的所述隔壁的平均细孔径为13～18μm，
并且，在按将横轴设为细孔径、将纵轴设为log微分孔容的方式表示通过压汞法测定得到的所述隔壁的累积孔容的细孔径分布中，包含所述log微分孔容的最大值的第一峰的、与该log微分孔容的最大值的1/3值宽度相当的细孔径的值为15μm以下，其中，细孔径的单位为μm，log微分孔容的单位为cm3/g。
2.根据权利要求1所述的蜂窝过滤器，其中，
所述细孔径分布中，细孔径超过20μm的孔容相对于所述隔壁的总孔容的比率小于40％。
3.根据权利要求2所述的蜂窝过滤器，其中，
所述细孔径分布中，细孔径超过20μm的孔容相对于所述隔壁的总孔容的比率小于30％。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，
所述细孔径分布中，细孔径小于5μm的孔容相对于所述隔壁的总孔容的比率小于10％。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，
在所述隔壁的细孔的内部担载有废气净化用的催化剂。
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