CN218816601U - 蜂窝过滤器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供捕集性能优异且能够抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。隔壁(1)的厚度为0.257mm以下，隔壁(1)的气孔率为52～57％，隔壁(1)的平均细孔径为6～13μm，在隔壁(1)表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的每单位面积的个数为800～1500个/mm2，在隔壁(1)表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的平均开口当量圆直径为8.0～12.0μm，隔壁(1)的细孔径分布中，将累积细孔容积达到总细孔容积的10％、50％、90％的细孔径(μm)分别设为D10、D50、D90时，D10为2.0～5.5μm，D90为13.0～25.5μm，(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.84以下。
Description
技术领域
本实用新型涉及蜂窝过滤器。更详细而言，涉及捕集性能优异且能够抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。
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等有毒气体成分进行净化的装置，已知有采用了蜂窝结构体的蜂窝过滤器(参见专利文献1)。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。蜂窝过滤器是相对于上述的蜂窝结构体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封孔的方式配设封孔部得到的。即，蜂窝过滤器的结构为：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作用。以下，有时将废气中包含的粒子状物质称为“PM”。“PM”是“particulate matter”的简称。
目前，对大型柴油车辆的废气限制逐年严格，特别是，所排出的废气中的烟灰等PM的排出基准(PN限制：Particle Matter的个数限制)变得严格。因此，柴油车辆必须搭载有废气净化过滤器、例如柴油颗粒过滤器(DPF：Diesel Particulate Filter)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019－171318号公报
实用新型内容
为了提高像DPF这样的蜂窝过滤器的捕集性能，考虑使成为过滤体的隔壁的平均细孔径变小，但是，作为其背反特性，存在压力损失上升的趋势。另一方面，关于柴油车等，油耗法规也逐年严格，因此，从油耗性能的观点出发，蜂窝过滤器的压力损失上升是不理想的。
本实用新型是鉴于上述现有技术所存在的问题而实施的。根据本实用新型，提供捕集性能优异且能够有效地抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。特别是，根据本实用新型，提供良好地应对隔壁的薄壁化且高气孔率化、捕集性能优异、且能够抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。
根据本实用新型，提供以下给出的蜂窝过滤器。
[1]一种蜂窝过滤器，其具备：
柱状的蜂窝结构部，该蜂窝结构部具有多孔质的隔壁，该隔壁配置成包围多个隔室，该多个隔室形成从第一端面延伸至第二端面的流体流路；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，
所述蜂窝过滤器的特征在于，
所述隔壁的厚度为0.257mm以下，
所述隔壁的气孔率为52～57％，
所述隔壁的平均细孔径为6～13μm，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的每单位面积的个数为800～1500个/mm2，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的平均开口当量圆直径为8.0～12.0μm，
所述隔壁的细孔径分布中，将累积细孔容积达到总细孔容积的10％的细孔径(μm)设为D10，将累积细孔容积达到总细孔容积的50％的细孔径(μm)设为D50，将累积细孔容积达到总细孔容积的90％的细孔径(μm)设为D90时，
D10为2.0～5.5μm，
D90为13.0～25.5μm，
(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.84以下。
[2]根据上述[1]所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁的厚度为0.252mm以下，
所述隔壁的气孔率为52.6～56.2％，
所述隔壁的平均细孔径为7～12μm，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的每单位面积的个数为850～1260个/mm2，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的平均开口当量圆直径为8.8～11.2μm，
D10为2.8～5.0μm，
D90为16.5～24.0μm，
(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.77以下。
[3]根据上述[1]或[2]所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述蜂窝结构部的隔室密度为43～56个/cm2。
[4]根据上述[1]～[3]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁由包含堇青石作为主成分的材料构成。
实用新型效果
本实用新型的蜂窝过滤器发挥出捕集性能优异且能够抑制压力损失上升的效果。即，本实用新型的蜂窝过滤器中，通过使隔壁的厚度、气孔率及平均细孔径为上述的数值范围，从而实现了优异的捕集性能。特别是，通过使隔壁的平均细孔径的值变小，从而实现了极其优异的捕集性能。另一方面，通过使在隔壁的表面呈开口的细孔的个数增加，使得从隔壁透过的废气流均匀化，从而避免且抑制使隔壁的平均细孔径变小所导致的压力损失上升。
对于本实用新型的蜂窝过滤器，例如，能够良好地应对隔壁的薄壁化且高气孔率化，实现了优异的捕集性能，并且，能够有效地抑制压力损失上升。
附图说明
图1是示意性地表示本实用新型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是图1所示的蜂窝过滤器的从流入端面侧观察的平面图。
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，对本实用新型的实施方式进行说明，不过，本实用新型并不限定于以下的实施方式。因此，应当理解：在不脱离本实用新型的主旨的范围内，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、改良等得到的方案也落在本实用新型的范围内。
(1)蜂窝过滤器：
如图1～图3所示，本实用新型的蜂窝过滤器的第一实施方式是具备蜂窝结构部4和封孔部5的蜂窝过滤器100。蜂窝结构部4是具有多孔质的隔壁1的柱状蜂窝结构部，该隔壁1配置成包围多个隔室2，该多个隔室2形成从第一端面11延伸至第二端面12的流体流路。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。
图1是示意性地表示本实用新型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是图1所示的蜂窝过滤器的从流入端面侧观察的平面图。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。
蜂窝过滤器100中，隔壁1的气孔率为52～57％。隔壁1的气孔率是：利用压汞法测定得到的值。例如，可以采用Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)进行隔壁1的气孔率的测定。可以从蜂窝过滤器100切出一部分隔壁1，制成试验片，使用这样得到的试验片进行气孔率的测定。隔壁1的气孔率优选为52.6～56.2％，更优选为53.0～55.0％。
通过使隔壁1的气孔率为52～57％，能够降低压力损失。如果隔壁1的气孔率小于52％，则无法充分得到降低蜂窝过滤器100的压力损失的效果。另一方面，如果隔壁1的气孔率超过57％，则蜂窝过滤器100的机械强度降低。
蜂窝过滤器100中，隔壁1的平均细孔径为6～13μm。隔壁1的平均细孔径是：利用压汞法测定得到的值。例如，可以采用Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)进行隔壁1的平均细孔径的测定。可以使用用于测定气孔率的上述试验片进行平均细孔径的测定。隔壁1的平均细孔径优选为7～12μm。隔壁1的平均细孔径是：利用压汞法定义为提供总细孔容积的一半容积的细孔径而计算出的值。隔壁1的平均细孔径相当于后述的隔壁1的细孔径分布中的“D50(μm)”的值。
通过使隔壁1的平均细孔径为6～13μm，能够降低压力损失，并且，提高捕集性能。如果隔壁1的平均细孔径小于6μm，则透过阻力变大，就压力损失上升这一点而言不理想。另一方面，如果隔壁1的平均细孔径超过13μm，则无法充分得到使蜂窝过滤器100的捕集效率提高的效果。
另外，对于构成蜂窝结构部4的隔壁1，在隔壁1的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的每单位面积(1mm2)的个数为800～1500个/mm2。以下，有时将在隔壁1的表面存在的上述细孔的每单位面积的个数(个/mm2)简称为“隔壁1表面的细孔数(个/mm2)”。如果隔壁1表面的细孔数小于800个/mm2，则无法充分得到抑制压力损失上升的效果。如果隔壁1表面的细孔数超过1500个/mm2，则蜂窝过滤器100的机械强度降低。
隔壁1表面的细孔数(个/mm2)没有特别限定，优选为850～1260个/mm2，更优选为980～1250个/mm2。通过像这样构成，能够使上述作用效果更好。
对于构成蜂窝结构部4的隔壁1，在隔壁1的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的平均开口当量圆直径为8.0～12.0μm。以下，有时将在隔壁1的表面存在的上述细孔的平均开口当量圆直径(μm)简称为“隔壁1表面的细孔的平均开口当量圆直径(μm)”或“隔壁1表面的细孔的平均开口直径(μm)”。如果隔壁1表面的细孔的平均开口直径小于8.0μm，则就等静压强度降低这一点而言不理想。如果隔壁1表面的细孔的平均开口直径超过12.0μm，则无法充分得到使蜂窝过滤器100的捕集效率提高的效果。
隔壁1表面的平均开口直径(μm)没有特别限定，优选为8.8～11.2μm，更优选为9.2～10.2μm。通过像这样构成，能够使上述作用效果更好。
隔壁1表面的细孔数(个/mm2)及细孔的平均开口直径(μm)可以通过以下的方法来测定。首先，以能够观察到蜂窝结构部4的隔壁1表面的方式从蜂窝结构部4切出测定用的试样。然后，利用激光显微镜，对测定用的试样的隔壁1表面进行拍摄。激光显微镜可以使用例如Keyence公司制的形状解析激光显微镜“VK X250/260(商品名)”。隔壁1表面的拍摄中，倍率设为480倍，对10个视野的任意部位进行拍摄。对拍摄到的图像进行图像处理，计算出隔壁1表面的细孔数(个/mm2)及细孔的平均开口直径(μm)。应予说明，关于图像处理，在进行该图像处理的区域中，以不含除隔壁1表面以外的隔壁1部位的方式选择区域，将隔壁1表面的倾斜修正为水平。然后，将识别为细孔的高度的上限变更为相对于基准面而言为－3.0μm。以忽略当量圆直径为3μm以下的细孔的条件，利用图像处理软件，计算出拍摄图像的细孔的数量(个)及各细孔的当量圆直径(μm)。隔壁1表面的细孔的当量圆直径(μm)如下计算，即，分别测量各细孔的开口面积S，针对所测得的面积S，以当量圆直径＝√{4×(面积S)/π}，计算出当量圆直径。隔壁1表面的细孔数(个/mm2)的值设为10个视野的测定结果(即，10个视野的各拍摄图像的细孔数(个/mm2))的平均值。隔壁1表面的细孔的平均开口直径(μm)的值设为10个视野的测定结果(即，10个视野的各拍摄图像的平均开口直径(μm))的平均值。作为图像处理软件，例如可以使用Keyence公司制的形状解析激光显微镜“VK X250/260(商品名)”所附带的“VK－X(商品名)”。可以利用上述图像处理软件进行各细孔的当量圆直径的测定及忽略了规定当量圆直径的细孔的图像解析。
此外，蜂窝过滤器100优选为：将横轴设为细孔径(μm)并将纵轴设为log微分细孔容积(cm3/g)来表示通过压汞法测定得到的隔壁1的累积细孔容积的细孔径分布如下构成。此处，上述的隔壁1的细孔径分布中，将累积细孔容积达到总细孔容积的10％的细孔径(μm)设为D10。同样地，将累积细孔容积达到总细孔容积的50％的细孔径(μm)设为D50，将累积细孔容积达到总细孔容积的90％的细孔径(μm)设为D90。对于蜂窝过滤器100，隔壁1的细孔径分布中，D10为2.0～5.5μm，D90为13.0～25.5μm，(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.84以下。
如果D10为2.0～5.5μm，则就抑制压力损失这一点而言发挥出优异的效果。例如，如果D10小于2.0μm，则就压力损失上升这一点而言不理想。反之，如果D10超过5.5μm，则就捕集性能降低这一点而言不理想。D10优选为2.8～5.0μm。
另外，如果D90为13.0～25.5μm，则就提高捕集性能这一点而言发挥出优异的效果。例如，如果D90小于13.0μm，则就压力损失上升这一点而言不理想。反之，如果D90超过25.5μm，则就捕集性能降低这一点而言不理想。D90优选为16.5～24.0μm。
如果(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.84以下，则就抑制压力损失这一点而言发挥出优异的效果。(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)优选为0.77以下。(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)的下限值没有特别限制，实质的下限值为0.55。
隔壁1的累积细孔容积是：利用压汞法测定得到的值。例如，可以采用Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)进行隔壁1的累积细孔容积的测定。可以通过如下方法来进行隔壁1的累积细孔容积的测定。首先，从蜂窝过滤器100切出一部分隔壁1，制作累积细孔容积测定用的试验片。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。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一部分隔壁1，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。接下来，对导入至测定用单元内的汞进行加压，加压时，对按入于试验片内存在的细孔中的汞的体积进行测定。此时，随着增加施加于汞的压力，将汞从细孔径较大的细孔到细孔径较小的细孔依次按入。因此，根据“施加于汞的压力”与“按入于细孔中的汞的体积”之间的关系，能够求出“试验片中形成的细孔的细孔径”与“累积细孔容积”之间的关系。更详细地说明，如上所述，通过压汞法，逐渐增加压力，以使汞侵入于位于真空状态的密闭容器内的试样(试验片)的细孔中，被施加压力的汞从试样的较大细孔到较小细孔依次侵入。根据此时的压力和所压入的汞量，能够计算出试样中形成的细孔的细孔径及其细孔容积。以下，将细孔径设为D1、D2、D3…时，满足D1＞D2＞D3…的关系。此处，各测定点间(例如D1至D2)的平均细孔径D可以以“平均细孔径D＝(D1+D2)/2”的形式示于横轴。另外，纵轴的Log微分细孔容积可以设为各测定点间的细孔容积的增加量dV除以细孔径的对数之间的差值(即，“log(D1)－log(D2)”)得到的值。
隔壁1的厚度为0.257mm以下。例如，可以使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的厚度超过0.257mm，则无法充分得到抑制压力损失上升的效果。隔壁1的厚度优选为0.252mm以下。另外，隔壁1的厚度下限值没有特别限制，例如，如果隔壁1的厚度极薄，则有时对捕集性能、机械强度带来影响。因此，虽然没有特别限定，不过，作为隔壁1的厚度下限值，可以举出0.152mm。
本实施方式的蜂窝过滤器100发挥出捕集性能优异且能够抑制压力损失上升的效果。例如，对于本实施方式的蜂窝过滤器100，通过使隔壁1的厚度、气孔率及平均细孔径为上述说明的数值范围，可实现优异的捕集性能。特别是，通过使隔壁1的平均细孔径的值变小，可实现极其优异的捕集性能。另一方面，通过使在隔壁1的表面呈开口的细孔的个数增加，使得从隔壁1透过的废气流均匀化，从而避免且抑制由使隔壁1的平均细孔径变小所导致的压力损失上升。对于本实施方式的蜂窝过滤器100，例如，能够良好地应对隔壁1的薄壁化且高气孔率化，实现优异的捕集性能，并且，有效地抑制压力损失上升。
隔壁1的材料没有特别限制，只要为隔壁1的细孔径分布、隔壁1表面的细孔数(个/mm2)及细孔的平均开口直径(μm)满足上述说明那样的构成的多孔质材料即可。例如，作为隔壁1的材料，优选包含选自由堇青石、碳化硅、硅－碳化硅复合材料、堇青石－碳化硅复合材料、氮化硅、多铝红柱石、氧化铝及钛酸铝构成的组中的至少1种。构成隔壁1的材料优选为上述组中列举的材料的含量为90质量％以上的材料，更优选为该含量为92质量％以上的材料，特别优选为该含量为95质量％以上的材料。应予说明，硅－碳化硅复合材料是指：将碳化硅作为骨料且将硅作为粘结材料而形成的复合材料。另外，堇青石－碳化硅复合材料是指：将碳化硅作为骨料且将堇青石作为粘结材料而形成的复合材料。本实施方式的蜂窝过滤器100中，构成隔壁1的材料特别优选以堇青石为主成分。
蜂窝结构部4中形成的隔室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的形状可以为同一形状，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变大，并使其他隔室的大小相对变小。应予说明，本实用新型中，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43～56个/cm2，更优选为48～51个/cm2。通过像这样构成，可以将蜂窝过滤器100作为用于对从汽车的发动机排出的废气进行净化的过滤器很好地加以利用。
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，可以在制造时一体地形成隔壁和外周壁后，将所形成的外周壁通过磨削加工等公知方法除去，然后，在隔壁的外周侧设置外周涂层。
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)的形状呈圆形、椭圆形、多边形等的柱状。
蜂窝结构部4的大小、例如第一端面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。将蜂窝过滤器100用作废气净化用的过滤器时，以得到最佳的净化性能的方式适当选择各大小即可。
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，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，优选由此而在蜂窝过滤器100的两个端面通过封孔部5和“隔室2的开口部”形成棋盘格状。
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优选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。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。
(2)蜂窝过滤器的制造方法：
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来制造。首先，制备用于制作蜂窝结构部的可塑性的坯料。例如可以如下制备用于制作蜂窝结构部的坯料。作为原料粉末，可以使用滑石粉、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅等，并将上述原料粉末调制成二氧化硅落入42～56质量％的范围、氧化铝落入30～45质量％的范围、氧化镁落入12～16质量％的范围的化学组成。
对于本实施方式的蜂窝过滤器，隔壁的细孔径分布中，D10、D90的值为规定数值范围且(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.84以下。此外，隔壁表面的细孔数(个/mm2)及细孔的平均开口直径(μm)也为特定的数值范围。作为制造上述蜂窝过滤器的方法，例如可以举出如下方法，即，作为坯料的原料，使用包含熔融二氧化硅及多孔质二氧化硅中的至少一者的原料，并对该原料中包含的熔融二氧化硅和多孔质二氧化硅的配比进行调整。
接下来，将上述得到的坯料挤出成型，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，采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，则能够选择对于所选择的材料而言最佳的烧成温度及烧成气氛。
实施例
以下，通过实施例，对本实用新型更具体地进行说明，不过，本实用新型并不受这些实施例的任何限定。
(实施例1)
在堇青石化原料100质量份中添加造孔材料0.5质量份、分散介质1.0质量份、有机粘合剂6质量份，进行混合、混炼，制备坯料。作为有机粘合剂，使用甲基纤维素(Methylcellulose)。作为分散剂，使用月桂酸钾皂。作为造孔材料，使用平均粒径20μm的吸水性聚合物。作为堇青石化原料，使用滑石粉、高岭土、氧化铝、氢氧化铝及多孔质二氧化硅。
接下来，使用挤出成型机，将得到的坯料成型，制作蜂窝成型体。接下来，对得到的蜂窝成型体进行高频介电加热干燥后，使用热风干燥机进一步干燥。蜂窝成型体中的隔室的形状设为四边形。
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，向未施加掩膜的隔室(流出隔室)的开口部填充封孔浆料。据此，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，也同样地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以微波干燥机进行干燥，进而以热风干燥机使其完全干燥后，将蜂窝成型体的两个端面切断，调整为规定尺寸。接下来，将干燥后的蜂窝成型体脱脂、烧成，制造实施例1的蜂窝过滤器。
实施例1的蜂窝过滤器中，端面的直径为228.6mm，隔室延伸的方向上的长度为184.2mm。另外，隔壁的厚度为0.241mm，隔室密度为51个/cm2。将隔壁的厚度及隔室密度的值示于表1。
针对实施例1的蜂窝过滤器，利用以下方法，进行隔壁的气孔率的测定。另外，还对隔壁的累积细孔容积进行测定，基于其测定结果，制作将横轴示为细孔径(μm)并将纵轴示为log微分细孔容积(cm3/g)的细孔径分布，求出所制作的细孔径分布的D10(μm)、D50(μm)、D90(μm)。将结果示于表1。应予说明，D50(μm)为隔壁的平均细孔径(μm)。另外，根据D10(μm)、D50(μm)、D90(μm)的值，计算出(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)的值。在表1的“式(1)”栏中记载计算出的值。表1中，式(1)表示(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)。另外，D50(μm)表示隔壁的平均细孔径(μm)。
表1
[气孔率]
关于隔壁的气孔率的测定，采用Micromeritics公司制的Autopore9500(商品名)进行测定。气孔率的测定中，从蜂窝过滤器切出一部分隔壁，制成试验片，使用得到的试验片，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。取得试验片的部位设为蜂窝结构部的轴向上的中心附近。
[累积细孔容积(D10、D50、D90、及式(1))]
关于隔壁的累积细孔容积的测定，采用Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)进行测定。累积细孔容积的测定中，使用气孔率测定用的试验片进行测定。
针对实施例1的蜂窝过滤器，利用以下方法，进行压力损失性能评价、捕集性能评价及等静压强度评价。将各结果示于表2。
[压力损失性能评价]
使从6.7L的柴油发动机排出的废气流入于各实施例及比较例的蜂窝过滤器，利用蜂窝过滤器的隔壁，对废气中的烟灰进行捕集。进行烟灰的捕集直至蜂窝过滤器的每单位体积(1L)的烟灰的堆积量达到3g/L为止。然后，在烟灰的堆积量达到3g/L的状态下，使200℃的发动机废气以12Nm3/min的流量流入，对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)。基于以下的评价基准，进行各实施例及比较例的蜂窝过滤器的评价。首先，将比较例1的蜂窝过滤器的压力损失的值设为P0，将各蜂窝过滤器的压力损失的值设为Px，计算出(Px－P0)/P0的值。将计算出的值设为“压力损失比(％)”，并将压力损失比(％)为负值(小于0％)的情形设为合格，将压力损失比(％)为0％以上的情形设为不合格。
[捕集性能评价]
使从6.7L的柴油发动机排出的废气流入于各实施例及比较例的蜂窝过滤器，利用蜂窝过滤器的隔壁，对废气中的烟灰的个数进行捕集。烟灰的个数判定中，将WHTC(WorldHarmonized Transient Cycle)模式行驶后排出的烟灰的个数的累计设为待判定的蜂窝过滤器的烟灰的个数，基于以下的评价基准，进行各实施例及比较例的蜂窝过滤器的评价。首先，将从比较例1的蜂窝过滤器排出的烟灰的个数设为N0，将从各蜂窝过滤器排出的烟灰的个数设为Nx，计算出(Nx－N0)/N0的值。将计算出的值设为“烟灰排出个数比(％)”，并将烟灰排出个数比(％)为负值(小于0％)的情形设为合格，将烟灰排出个数比(％)为0％以上的情形设为不合格。
[等静压强度评价]
按照社团法人汽车技术会发行的汽车标准即JASO标准M505－87中规定的等静压破坏强度的测定方法，对各实施例及比较例的蜂窝过滤器的等静压强度(MPa)进行测定。等静压强度评价中，将等静压强度为2.3MPa以上的情形设为合格，将等静压强度小于2.3MPa的情形设为不合格。
表2
(实施例2～14)
实施例2～14中，对于用于制作蜂窝成型体的坯料的制备，使用如下所示的原料，制造表1所示的隔壁的厚度及隔室密度的蜂窝过滤器。针对得到的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，进行隔壁的气孔率的测定。另外，还对隔壁的累积细孔容积进行测定，根据基于其测定结果得到的细孔径分布，求出D10(μm)、D50(μm)、D90(μm)。将各结果示于表1。应予说明，实施例2～14中，对原料中的吸水性聚合物等的平均粒径、配合比率、添加的水分量进行了变更。
(比较例1～8)
比较例1～8中，对于用于制作蜂窝成型体的坯料的制备，使用如下所示的原料，制造表1所示的隔壁的厚度及隔室密度的蜂窝过滤器。针对得到的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，进行隔壁的气孔率的测定。另外，还对隔壁的累积细孔容积进行测定，根据基于其测定结果得到的细孔径分布，求出D10(μm)、D50(μm)、D90(μm)。将各结果示于表1。应予说明，比较例1～8中，对原料中的吸水性聚合物等的平均粒径、配合比率、添加的水分量进行了变更。此外，一部分比较例中，造孔材料增加了造孔树脂。
针对实施例2～14及比较例1～8的蜂窝过滤器，利用与实施例1同样的方法，进行压力损失性能评价、捕集性能评价及等静压强度评价。将各结果示于表2。
(结果)
能够确认到：实施例1～14的蜂窝过滤器在压力损失性能、捕集性能及等静压强度的全部评价中均超过作为基准的比较例1的蜂窝过滤器的各性能。因此，实施例1～14的蜂窝过滤器的捕集性能优异，并且，与比较例1那样的以往的蜂窝过滤器相比，能够有效地抑制压力损失上升。
另一方面，比较例2～8的蜂窝过滤器在压力损失性能、捕集性能及等静压强度中的任一评价中低于作为基准的比较例1的蜂窝过滤器的性能。
比较例2的蜂窝过滤器中，隔壁表面的细孔数少至760个/mm2，压力损失性能较差。
比较例3的蜂窝过滤器中，隔壁表面的细孔数多达1570个/mm2，等静压强度较低。
比较例4的蜂窝过滤器中，隔壁的气孔率低至51.6％，压力损失性能较差。
比较例5的蜂窝过滤器中，隔壁的气孔率高达57.5％，等静压强度较低。
比较例6的蜂窝过滤器中，D10、D50及D90的值低于规定数值范围，压力损失性能较差。
比较例7的蜂窝过滤器中，D10、D50及D90的值超过规定数值范围，捕集性能较差。
比较例8的蜂窝过滤器中，隔壁的厚度达到0.262mm，另外，D50及D90的值、以及隔壁表面的细孔的平均开口直径的值偏离规定数值范围，压力损失性能较差。
产业上的可利用性
本实用新型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，其具备：
柱状的蜂窝结构部，该蜂窝结构部具有多孔质的隔壁，该隔壁配置成包围多个隔室，该多个隔室形成从第一端面延伸至第二端面的流体流路；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，
所述蜂窝过滤器的特征在于，
所述隔壁的厚度为0.257mm以下，
所述隔壁的气孔率为52％～57％，
所述隔壁的平均细孔径为6μm～13μm，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的每单位面积的个数为800个/mm2～1500个/mm2，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的平均开口当量圆直径为8.0μm～12.0μm，
所述隔壁的细孔径分布中，将累积细孔容积达到总细孔容积的10％的细孔径设为D10，将累积细孔容积达到总细孔容积的50％的细孔径设为D50，将累积细孔容积达到总细孔容积的90％的细孔径设为D90，其中，细孔径的单位为μm时，
D10为2.0μm～5.5μm，
D90为13.0μm～25.5μm，
(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.84以下。
2.根据权利要求1所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁的厚度为0.252mm以下，
所述隔壁的气孔率为52.6％～56.2％，
所述隔壁的平均细孔径为7μm～12μm，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的每单位面积的个数为850个/mm2～1260个/mm2，
在所述隔壁的表面存在的当量圆直径超过3μm的细孔的平均开口当量圆直径为8.8μm～11.2μm，
D10为2.8μm～5.0μm，
D90为16.5μm～24.0μm，
(Log(D90)－Log(D10))/Log(D50)为0.77以下。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述蜂窝结构部的隔室密度为43个/cm2～56个/cm2。
4.根据权利要求1或2所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁由包含堇青石作为主成分的材料构成。
5.根据权利要求3所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁由包含堇青石作为主成分的材料构成。
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