DE102016003161A1 - honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Wabenstruktur aus einer Segmentstruktur offenbart, die leicht hergestellt werden kann und die Bewegung der Wabensegmente aufgrund von Vibration oder Auspuffdruck während der Verwendung effektiv inhibieren kann. In einem ersten Wabensegment 2a sind die Einlassendfläche und die Auslassendfläche viereckig und sind zumindest ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, konkave Seitenflächen 6, die in einer Längsrichtung des Wabensegments in einen konkaven Zustand gebogen sind, und in einem zweiten Wabensegment 2b sind die Einlassendfläche und die Auslassendfläche viereckig und sind zumindest ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, konvexe Seitenflächen 7, die in der Längsrichtung des Wabensegments in einen konvexen Zustand gebogen sind, und die ersten Wabensegmente und die zweiten Wabensegmente sind abwechselnd angeordnet, so dass die konkaven Seitenflächen 6 den konvexen Seitenflächen 7 in zumindest einer Richtung vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt sind.There is disclosed a honeycomb structure of a segment structure which can be easily manufactured and can effectively inhibit the movement of the honeycomb segments due to vibration or exhaust pressure during use. In a first honeycomb segment 2a, the inlet end surface and the outlet end surface are quadrangular and at least a pair of side surfaces in two pairs of side surfaces where each pair of side surfaces face each other have concave side surfaces 6 bent in a concave state in a longitudinal direction of the honeycomb segment and in a second honeycomb segment 2b, the inlet end surface and the outlet end surface are quadrangular, and at least a pair of side surfaces in two pairs of side surfaces where each pair of side surfaces face each other have convex side surfaces 7 in the longitudinal direction of the honeycomb segment convex state, and the first honeycomb segments and the second honeycomb segments are alternately arranged so that the concave side surfaces 6 face the convex side surfaces 7 in at least one direction vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment.
Description
Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung, basierend auf der
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wabenstruktur zur Verwendung in einem Filter zum Auffangen von Feststoffteilchen, die in einem Abgas eines Dieselmotors oder eines Benzinmotors enthalten sind, einen Katalysatorträger, auf den ein Katalysator zum Reinigen des Abgases geladen ist, oder dergleichen.The present invention relates to a honeycomb structure for use in a filter for collecting particulates contained in an exhaust gas of a diesel engine or a gasoline engine, a catalyst carrier loaded with a catalyst for purifying the exhaust gas, or the like.
Beschreibung der verwandten TechnikDescription of the Related Art
Feststoffteilchen (PM) sind im Abgas eines Benzinmotors wie eines Dieselmotors oder eines GDI-Motors (Benzindirekteinspritzung) enthalten. Diese PM umfassen hauptsächlich Kohlenstoff-Feinteilchen aus Ruß und dergleichen, und die PM sind bekanntermaßen karzinogen, so dass verhindert werden muss, dass die PM in die Atmosphäre ausgestoßen werden, und daher sind ihnen strikte Emissionsvorschriften auferlegt worden.Particulate matter (PM) is contained in the exhaust gas of a gasoline engine such as a diesel engine or a gasoline direct injection (GDI) engine. These PM mainly comprise carbon fines of carbon black and the like, and the PMs are known to be carcinogenic, so that the PMs must be prevented from being discharged into the atmosphere, and therefore strict emission regulations have been imposed on them.
Um diesen strikten Emissionsvorschriften gerecht zu werden, wurden viele Untersuchungen durchgeführt, um das Ausmaß der auszustoßenden PM zu verringern, die Verringerung des Ausmaßes der auszustoßenden PM durch die Verbesserung der Verbrennungstechnologie ist jedoch begrenzt, und das Einbauen eines Filters in ein Abgassystem ist derzeit nur ein effektives Mittel zur Verringerung des Ausmaßes der auszustoßenden PM.In order to meet these stringent emission regulations, many studies have been made to reduce the amount of PM to be discharged, but the reduction in the amount of PM to be discharged by improving the combustion technology is limited, and the incorporation of a filter into an exhaust system is currently only one effective means for reducing the amount of PM to be discharged.
Als der Filter zum Auffangen der PM wurde verbreitet ein Wandstromfilter unter Nutzung einer Wabenstruktur verwendet, da eine hohe PM-Auffangeffizienz erreicht werden kann, während der Druckabfall auf einen zulässigen Bereich unterdrückt wird. Die Wabenstruktur zur Verwendung in dem Wandstromfilter hat poröse Trennwände, die mehrere Zellen definieren, die sich von einer Einlassendfläche, welche die Einlassseite des Abgases wird, zu einer Auslassendfläche, welche die Auslassseite des Abgases wird, erstrecken. In dieser Wabenstruktur sind Verschlussabschnitte, die offene Enden vorbestimmter Zellen auf der Seite der Auslassendfläche und offene Enden der verbleibenden Zellen auf der Seite der Einlassendfläche verschließen, angeordnet, und so kann der Filter mit einer hohen PM-Auffangeffizienz erhalten werden.As the filter for trapping the PM, a wall-flow filter utilizing a honeycomb structure has been widely used since a high PM trapping efficiency can be achieved while suppressing the pressure drop to an allowable range. The honeycomb structure for use in the wall-flow type filter has porous partition walls defining a plurality of cells extending from an inlet end surface, which becomes the inlet side of the exhaust gas, to an outlet end surface, which becomes the outlet side of the exhaust gas. In this honeycomb structure, closure portions closing open ends of predetermined cells on the side of the outlet end surface and open ends of the remaining cells on the side of the inlet end surface are arranged, and thus the filter having a high PM trapping efficiency can be obtained.
Das heißt, die Wabenstruktur, in der die Verschlussabschnitte auf diese Weise angeordnet sind, wird zu einer Struktur, bei der das Abgas, das von der Einlassendfläche in die Zellen strömt, die Trennwände passiert und dann aus der Auslassendfläche zur Außenseite der Zellen strömt und, wenn das Abgas die Trennwände passiert, die Trennwände als eine Filterschicht fungieren, so dass die PM, die in dem Abgas enthalten sind, aufgefangen werden.That is, the honeycomb structure in which the sealing portions are arranged in this manner becomes a structure in which the exhaust gas flowing into the cells from the inlet end surface passes through the partition walls and then flows out from the outlet end surface to the outside of the cells, and When the exhaust gas passes through the partition walls, the partition walls function as a filtering layer, so that the PM contained in the exhaust gas is caught.
Um einen solchen Filter kontinuierlich für einen langen Zeitraum nutzen zu können, muss der Filter überdies regelmäßig einer Regenerationsbehandlung unterzogen werden. Das heißt, zum Zwecke der Verringerung des Druckabfalls, der sich aufgrund der in dem Filter mit der Zeit abgeschiedenen PM erhöht hat, müssen, um die Filterleistung in den Ausgangszustand zurückzuführen, die in dem Filter abgeschiedenen PM mit einem Hochtemperaturgas verbrannt und entfernt werden. Ferner wird während dieser Regeneration eine hohe Wärmebeanspruchung aufgrund der Verbrennungswärme der PM in dem Filter erzeugt, und daher kann der Filter beschädigt werden.Moreover, in order to be able to use such a filter continuously for a long period of time, the filter must be regularly subjected to a regeneration treatment. That is, for the purpose of reducing the pressure drop which has increased due to the PM deposited in the filter over time, in order to return the filtering power to the initial state, the PM deposited in the filter must be burned and removed with a high-temperature gas. Further, during this regeneration, a high heat load due to the heat of combustion of the PM is generated in the filter, and therefore the filter may be damaged.
Außerdem wird die Wabenstruktur verbreitet auch in einem Katalysatorträger verwendet, auf den ein Katalysator zum Reinigen des Abgases geladen wurde. In diesem Fall wird die hohe Wärmebeanspruchung durch Wärmeschock aufgrund des Hochtemperaturabgases erzeugt, und daher kann der Katalysatorträger beschädigt werden.In addition, the honeycomb structure is widely used also in a catalyst carrier on which a catalyst for purifying the exhaust gas has been charged. In this case, the high thermal stress is generated by thermal shock due to the high-temperature exhaust gas, and therefore, the catalyst carrier may be damaged.
Bisher ist als eine Gegenmaßnahme zur Verhinderung einer solchen Beschädigung des Filters oder des Katalysatorträgers vorgeschlagen worden, dass der gesamte Filter oder Katalysatorträger nicht als eine Wabenstruktur hergestellt wird, sondern mehrere Wabensegmente zur Herstellung der Wabenstruktur für den Filter oder den Katalysatorträger verbunden werden. Speziell wurde eine Segmentstruktur durch integrales Verbinden der mehreren Wabensegmente mit einem Bindematerial, das ein niedriges Elastizitätsmodul aufweist und leicht zu verformen ist, hergestellt, wodurch die Wärmebeanspruchung, die während der Regeneration auf die Wabenstruktur wirkt, verteilt und abgeschwächt wird, wodurch eine Verbesserung der Wärmeschockbeständigkeit erreicht werden soll.Heretofore, as a countermeasure for preventing such damage of the filter or the catalyst carrier, it has been proposed that the entire filter or catalyst carrier is not manufactured as a honeycomb structure, but a plurality of honeycomb segments are connected for producing the honeycomb structure for the filter or the catalyst carrier. Specifically, a segment structure was made by integrally bonding the plurality of honeycomb segments to a binder material having a low elastic modulus and easily deformed, thereby distributing and attenuating the thermal stress on the honeycomb structure during regeneration, thereby achieving an improvement in thermal shock resistance.
Wird eine solche Wabenstruktur der Segmentstruktur verwendet, kann der Filter oder der Katalysatorträger mit hoher Wärmeschockbeständigkeit erhalten werden, wohingegen ein neues, für die Wabenstruktur der Segmentstruktur typisches Problem auftritt. Das heißt, in dem Filter oder dem Katalysatorträger, in dem die Wabenstruktur der Segmentstruktur verwendet wird, gibt es das Problem, dass es leicht zu einer Bewegung (Verschiebung) in den Wabensegmenten, die die Wabenstruktur bilden, durch eine Vibration während der Verwendung oder durch Druck des Abgases (den Auspuffdruck) kommt. Je größer der Querschnitt eines jeden Wabensegments oder der Wabenstruktur vertikal zur Zellenverlaufsrichtung ist, desto größer wird das Problem.When such a honeycomb structure of the segmental structure is used, the filter or catalyst carrier having high thermal shock resistance can be obtained, whereas a new problem typical of the honeycomb structure of the segmented structure occurs. That is, in the filter or the catalyst carrier in which the honeycomb structure of the segment structure is used, there is the problem that it is liable to cause movement (displacement) in the honeycomb segments constituting the honeycomb structure by vibration during use or by Pressure of the exhaust gas (the exhaust pressure) comes. The larger the cross section of each honeycomb segment or the honeycomb structure vertical to the cell passing direction, the larger the problem becomes.
Als ein Mittel zur Eliminierung dieses Problems ist in Patentdokument 1 vorgeschlagen worden, dass ein Wabensegment verwendet wird, das sich in einer zur Längsrichtung im Wesentlichen vertikalen Richtung verzieht, wodurch sich die Widerstandskraft für den Auspuffdruck erhöht. Außerdem ist in Patentdokument 2 vorgeschlagen worden, dass die maximale Dicke eines Bindematerials an einem Punkt, der um einen vorbestimmten Abstand von jedem Endabschnitt entfernt ist, so eingestellt wird, dass sie größer als die durchschnittliche Dicke des Bindematerials in einem Bereich, der am Endabschnitt eines Wabensegments in einer zentralen Achsenrichtung positioniert ist, ist. Das in Patentdokument 2 beschriebene Mittel hat nicht den Zweck der Eliminierung des obigen Problems, sondern es wird ein verbeulter Zustand in einer Seitenfläche des Wabensegments gebildet, um die Dicke des Bindematerials zu verändern, und im Ergebnis wird erwartet, dass die Bewegung (Verschiebung) des Wabensegments zu einem gewissen Grad unterdrückt wird. Ferner ist in Patentdokument 3 vorgeschlagen worden, dass ein Wabensegment verwendet wird, bei dem die Fläche der Einlassendfläche kleiner ist als die Fläche der Auslassendfläche, und die Bindungsbreite des Bindematerials in der Einlassendfläche so eingestellt wird, dass sie größer ist als die Bindungsbreite des Bindematerials in der Auslassendfläche, wodurch die Strukturfestigkeit erhöht wird.
[Patentdokument 1]
[Patentdokument 2]
[Patentdokument 3]
[Patent Document 1]
[Patent Document 2]
[Patent Document 3]
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Für die Verstärkung der Bindungskraft zwischen den Wabensegmenten durch die in den Patentdokumenten 1 bis 3 vorgeschlagenen Mittel gibt es jedoch eine Beschränkung, und es kann nur schwer eine Wabenstruktur mit einer stabilen Struktur in einem solchen Ausmaß erhalten werden, dass eine Bewegung (Verschiebung) der Wabensegmente aufgrund von Vibration oder Auspuffdruck unter den strengen Anwendungsbedingungen ausreichend inhibiert werden kann. Außerdem muss bei den in den Patentdokumenten 1 bis 3 vorgeschlagenen Mitteln die Dicke (Bindungsbreite) des Bindematerials in einer Längsrichtung der Wabenstruktur verändert werden, und daher gab es das Problem, dass der Zusammenbau der Wabenstruktur schwierig ist. Das heißt, in einem Schritt des Verbindens der Wabensegmente war die Kontrollausübung schwierig, so dass sich die Dicke des Bindematerials in einem Bereich im Vergleich zu einem Fall, wo die Dicke des Bindematerials einheitlich eingestellt wurde, verändert.However, there is a limitation to enhancing the bonding force between the honeycomb segments by the means proposed in
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Situationen entwickelt, und eine Aufgabe dieser ist die Bereitstellung einer Wabenstruktur mit einer Segmentstruktur, die leicht zusammengebaut (hergestellt) werden und die Bewegung (Verschiebung) der Wabensegmente aufgrund von Vibration oder Auspuffdruck während der Verwendung effektiv inhibieren kann.The present invention has been developed in view of such situations, and an object thereof is to provide a honeycomb structure having a segment structure that can be easily assembled and effectively inhibited the movement (displacement) of the honeycomb segments due to vibration or exhaust pressure during use ,
Um den obigen Gegenstand zu erreichen, wird gemäß der Erfindung eine nachstehend genannte Wabenstruktur bereitgestellt.
- [1] Eine Wabenstruktur, umfassend mehrere Wabensegmente, die jeweils poröse Trennwände, die mehrere Zellen definieren, die von einer Einlassendfläche, welche eine Einlassseite für ein Fluid wird, zu einer Auslassendfläche, welche eine Auslassseite für das Fluid wird, verlaufen, und eine Außenumfangsfläche, welche die Einlassendfläche mit der Auslassendfläche verbindet, aufweisen, wobei die mehreren Wabensegmente integral über ein Bindematerial verbunden sind, wobei die mehreren Wabensegmente mehrere erste Wabensegmente und mehrere zweite Wabensegmente umfassen, und in dem ersten Wabensegment die Einlassendfläche und die Auslassendfläche viereckig sind und zumindest ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, konkave Seitenflächen sind, die in einer Längsrichtung des ersten Wabensegments in einen konkaven Zustand gebogen sind, und in dem zweiten Wabensegment die Einlassendfläche und die Auslassendfläche viereckig sind und zumindest ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, konvexe Seitenflächen sind, die in einer Längsrichtung des zweiten Wabensegments in einen konvexen Zustand gebogen sind, und die ersten Wabensegmente und die zweiten Wabensegmente abwechselnd angeordnet sind, so dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in zumindest einer Richtung vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt sind, und die Form der mehreren Zellen in einem Querschnitt des Wabensegments, der vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments ist, in der Längsrichtung des Wabensegments konstant ist.
- [2] Die Wabenstruktur nach [1] oben, wobei alle beiden Paare der Seitenflächen der ersten Wabensegmente die konkaven Seitenflächen sind, die in den konkaven Zustand gebogen sind, alle beiden Paare der Seitenflächen der zweiten Wabensegmente die konvexen Seitenflächen sind, die in den konvexen Zustand gebogen sind, und die ersten Wabensegmente und die zweiten Wabensegmente abwechselnd angeordnet sind, so dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in zwei Richtungen vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt sind.
- [3] Eine Wabenstruktur, umfassend mehrere Wabensegmente, die jeweils poröse Trennwände, die mehrere Zellen definieren, die von einer Einlassendfläche, welche eine Einlassseite für ein Fluid wird, zu einer Auslassendfläche, welche eine Auslassseite für das Fluid wird, verlaufen, und eine Außenumfangsfläche, welche die Einlassendfläche mit der Auslassendfläche verbindet, aufweisen, wobei die mehreren Wabensegmente integral über ein Bindematerial verbunden sind, wobei die mehreren Wabensegmente mehrere Mischkrümmungs-Wabensegmente umfassen, wobei in jedem davon die Einlassendfläche und die Auslassendfläche viereckig sind, ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, konkave Seitenflächen sind, die in einer Längsrichtung des Wabensegments in einen konkaven Zustand gebogen sind, und das andere Paar der Seitenflächen konvexe Seitenflächen sind, die in der Längsrichtung des Wabensegments in einen konvexen Zustand gebogen sind, und die mehreren Mischkrümmungs-Wabensegmente so angeordnet sind, dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in zwei Richtungen vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt sind, und die Form der mehreren Zellen in einem Querschnitt des Wabensegments, der vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments ist, in der Längsrichtung des Wabensegments konstant ist.
- [4] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [3] oben, wobei der Krümmungswert sowohl der konkaven Seitenfläche als auch der
konvexen Seitenfläche 0,2 bis 3,5 mm beträgt. - [5] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [4] oben, wobei die Wabensegmente Verschlussabschnitte aufweisen, die offene Enden der vorbestimmten Zellen auf der Seite der Einlassendfläche und offene Enden der verbleibenden Zellen auf der Seite der Auslassendfläche verschließen.
- [6] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [5] oben, wobei eine Katalysatorkomponente auf die Trennwände geladen ist.
- [7] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [6] oben, wobei die mehreren Wabensegmente integral über das Bindematerial verbunden sind und dann einer Umfangsschleifbearbeitung zur Bildung einer Umfangsdeckschicht auf der bearbeiteten Oberfläche unterzogen werden.
- [8] Die Wabenstruktur nach [2] oben, wobei zumindest ein Teil eines Kantenabschnitts, bei dem sich zwei benachbarte konkave Seitenflächen der ersten Wabensegmente schneiden, und zumindest ein Teil eines Kantenabschnitts, bei dem sich zwei benachbarte konvexe Seitenflächen der zweiten Wabensegmente schneiden, abgeschrägt sind.
- [9] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [8] oben, wobei die Dicke des Bindematerials zwischen den Seitenflächen der benachbarten Wabensegmente einheitlich ist.
- [10] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [9] oben, wobei die Dicke des Bindematerials das Zweifache oder mehr des Krümmungswertes sowohl der konkaven Seitenfläche als auch der konvexen Seitenfläche beträgt.
- [11] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [10] oben, wobei der Querschnitt des Wabensegments vertikal zur Zellenverlaufsrichtung eine derartige Größe hat, dass er einen Kreis mit einem Durchmesser von 30 mm enthalten kann.
- [12] Die Wabenstruktur nach einem von [1] bis [11] oben, wobei der Querschnitt der Wabenstruktur vertikal zur Zellenverlaufsrichtung eine derartige Größe hat, dass er einen Kreis mit einem Durchmesser von 200 mm enthalten kann.
- [1] A honeycomb structure comprising a plurality of honeycomb segments each having porous partition walls defining a plurality of cells extending from an inlet end surface which becomes an inlet side for a fluid to an outlet end surface which becomes an outlet side for the fluid, and an outer peripheral surface wherein the plurality of honeycomb segments comprise a plurality of first honeycomb segments and a plurality of second honeycomb segments, and in the first honeycomb segment the inlet end surface and the outlet end surface are quadrangular and at least one A pair of side surfaces in two pairs of side surfaces in which each pair of side surfaces face each other are concave side surfaces that are in a concave state in a longitudinal direction of the first honeycomb segment and in the second honeycomb segment, the inlet end surface and the outlet end surface are quadrangular, and at least a pair of side surfaces in two pairs of side surfaces where each pair of side surfaces face each other are convex side surfaces facing in a longitudinal direction of the second honeycomb segment convex state, and the first honeycomb segments and the second honeycomb segments are alternately arranged such that the concave side surfaces face the convex side surfaces in at least one direction vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment, and the shape of the plurality of cells in a cross section of the honeycomb segment vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment is constant in the longitudinal direction of the honeycomb segment.
- [2] The honeycomb structure of [1] above, wherein all two pairs of the side surfaces of the first honeycomb segments are the concave side surfaces bent in the concave state, all two pairs of the side surfaces of the second honeycomb segments are the convex side surfaces that are in the convex Condition are bent, and the first honeycomb segments and the second honeycomb segments are arranged alternately, so that the concave side surfaces facing the convex side surfaces in two directions vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment.
- [3] A honeycomb structure comprising a plurality of honeycomb segments each having porous partition walls defining a plurality of cells extending from an inlet end surface which becomes an inlet side for a fluid to an outlet end surface which becomes an outlet side for the fluid, and an outer peripheral surface having the inlet end surface joined to the outlet end surface, wherein the plurality of honeycomb segments are integrally connected via a binding material, the plurality of honeycomb segments comprising a plurality of composite honeycomb segments, in each of which the inlet end surface and the outlet end surface are quadrangular, a pair of side surfaces at two Pairs of side surfaces in which each pair of side surfaces face each other are concave side surfaces bent into a concave state in a longitudinal direction of the honeycomb segment, and the other pair of side surfaces are convex side surfaces extending in the longitudinal direction of the honeycomb segment in e in the convex state, and the plurality of mixed-curvature honeycomb segments are arranged such that the concave side surfaces face the convex side surfaces in two directions vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment, and the shape of the plurality of cells in a cross section of the honeycomb segment vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment is constant in the longitudinal direction of the honeycomb segment.
- [4] The honeycomb structure according to any one of [1] to [3] above, wherein the curvature value of both the concave side surface and the convex side surface is 0.2 to 3.5 mm.
- [5] The honeycomb structure according to any one of [1] to [4] above, wherein the honeycomb segments have closure portions that close open ends of the predetermined cells on the inlet end surface side and open ends of the remaining cells on the outlet end surface side.
- [6] The honeycomb structure according to any one of [1] to [5] above, wherein a catalyst component is loaded on the partition walls.
- [7] The honeycomb structure according to any one of [1] to [6] above, wherein the plurality of honeycomb segments are integrally bonded via the bonding material and then subjected to peripheral grinding processing to form a peripheral cover layer on the machined surface.
- [8] The honeycomb structure according to [2] above, wherein at least a part of an edge portion where two adjacent concave side surfaces of the first honeycomb segments intersect, and at least a part of an edge portion where two adjacent convex side surfaces of the second honeycomb segments intersect, bevelled are.
- [9] The honeycomb structure according to any one of [1] to [8] above, wherein the thickness of the bonding material is uniform between the side surfaces of the adjacent honeycomb segments.
- [10] The honeycomb structure according to any one of [1] to [9] above, wherein the thickness of the bonding material is twice or more the curvature value of both the concave side surface and the convex side surface.
- [11] The honeycomb structure according to any one of [1] to [10] above, wherein the cross section of the honeycomb segment vertical to the cell passing direction has a size such that it may include a circle having a diameter of 30 mm.
- [12] The honeycomb structure according to any one of [1] to [11] above, wherein the cross section of the honeycomb structure vertical to the cell passing direction has a size such that it can include a circle having a diameter of 200 mm.
Die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass die Form oder Anordnung der Wabensegmente speziellen Bedingungen genügt, und hat daher eine stabile Struktur. Folglich kommt es, selbst bei Verwendung dieser Wabenstruktur in einem Filter oder einem Katalysatorträger, der in ein Abgassystem eingebaut werden soll, nicht so leicht zu einer Bewegung (Verschiebung) der Wabensegmente aufgrund von Vibration oder Auspuffdruck während der Verwendung des Filters oder des Katalysatorträgers. Dieser Effekt ist bemerkenswert, insbesondere wenn der Querschnitt jedes Wabensegments oder der Wabenstruktur vertikal zur Zellenverlaufsrichtung groß ist. Außerdem ist bei der Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kein Schritt erforderlich, bei dem die Dicke des Bindematerials in der Längsrichtung der Wabenstruktur verändert wird, wodurch das Zusammenbauen der Wabenstruktur schwierig würde, und daher kann die Wabenstruktur vergleichsweise einfach hergestellt werden.The honeycomb structure of the present invention is constructed such that the shape or arrangement of the honeycomb segments satisfies special conditions, and therefore has a stable structure. Consequently, even when using this honeycomb structure in a filter or a catalyst carrier to be installed in an exhaust system, it is not so easy to move (shift) the honeycomb segments due to vibration or exhaust pressure during use of the filter or the catalyst carrier. This effect is remarkable, especially if the cross-section of each honeycomb segment or honeycomb structure is vertical to the cell progression direction is large. In addition, in the production of the honeycomb structure of the present invention, no step is required in which the thickness of the bonding material is changed in the longitudinal direction of the honeycomb structure, whereby the assembling of the honeycomb structure would be difficult, and therefore, the honeycomb structure can be manufactured comparatively easily.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben, die vorliegende Erfindung ist bei der Auslegung jedoch nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, und es können gestalterische Veränderungen, Verbesserungen und dergleichen entsprechend auf der Basis des gewöhnlichen Wissens eines Fachmanns vorgenommen werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and design changes, improvements and the like may be made appropriately based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the invention departing.
(1) Wabenstruktur:(1) honeycomb structure:
Wie in
In einem Beispiel einer Ausführungsform (nachstehend als „die erste Ausführungsform” bezeichnet) der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen die mehreren Wabensegmente
Wie in
Außerdem kann, wenn die Wabensegmente so angeordnet sind, dass die konkave Seitenfläche
Als nächstes wird ein anderes Beispiel der Ausführungsform (nachstehend als „die zweite Ausführungsform” bezeichnet) der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in
Es ist anzumerken, dass, wenn der Anordnungsraum zwischen dem ersten Wabensegment
Als nächstes wird noch ein anderes Beispiel der Ausführungsform (nachstehend als „die dritte Ausführungsform” bezeichnet) der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der dritten Ausführungsform umfassen mehrere Wabensegmente
Wie in
Es ist anzumerken, dass in der ersten und zweiten Ausführungsform die mehreren Wabensegmente
Wird die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung in dem Filter oder dem Katalysatorträger verwendet, der in das Abgassystem eingebaut werden soll, ist der Effekt der Inhibierung der Bewegung (Verschiebung) der Wabensegmente aufgrund von Vibration oder Auspuffdruck während der Verwendung bemerkenswert, insbesondere wenn der Querschnitt des Wabensegments oder der Wabenstruktur vertikal zur Zellenverlaufsrichtung groß ist. Folglich hat in jeder der Ausführungsformen der Querschnitt des Wabensegments
Außerdem ist in jeder der Ausführungsformen die Form der mehreren Zellen, die von den Trennwänden definiert werden, im Querschnitt des Wabensegments vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments (nachstehend als die „Zellform” bezeichnet) in der Längsrichtung des Wabensegments konstant. Das heißt, auch bei einem Wabensegment
Ferner beträgt in jeder der Ausführungsformen der Krümmungswert der konkaven Seitenfläche
Das Material der Wabensegmente
Der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwände
Die Porosität der Trennwände
Die Dicke der Trennwände
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke des Bindematerials
Es gibt keine spezielle Einschränkung auf die Form (äußere Form) der Wabenstruktur
In der vorliegenden Erfindung gibt es keine spezielle Einschränkung auf die Zellform des Wabensegments, die Form ist jedoch eine polygonale Form wie eine viereckige Form, eine sechseckige Form oder eine achteckige Form oder irgendeine Kombination dieser Formen, und beispielsweise ist die Kombination der viereckigen Form und der achteckigen Form bevorzugt.In the present invention, however, there is no particular limitation on the honeycomb segment cell shape, but the shape is a polygonal shape such as a quadrangular shape, a hexagonal shape or an octagonal shape or any combination of these shapes, and for example, the combination of the quadrangular shape and the octagonal shape preferred.
Wird die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung in dem PM-Auffangfilter verwendet, wie in
Das Material für die Verschlussabschnitte
In den Wabensegmenten
Die Katalysatorkomponente des Edelmetalls oder dergleichen wird in einem feinverteilten Zustand auf die Trennwände
(2) Herstellungsverfahren für die Wabenstruktur:(2) Production Method of Honeycomb Structure:
Es wird ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren für die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst wird zum Zwecke der Herstellung des Wabensegments ein Formungsrohmaterial, enthaltend ein keramisches Rohmaterial, hergestellt. Das in dem Formungsrohmaterial enthaltene keramische Rohmaterial ist vorzugsweise mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Cordierit-bildenden Rohmaterial, Cordierit, Siliciumcarbid, einem Silicium-Siliciumcarbid-basierten Verbundmaterial, Mullit, Aluminiumtitanat, Zeolith und Vanadium. Es versteht sich, dass das Cordierit-bildende Rohmaterial ein keramisches Rohmaterial ist, das in eine chemische Zusammensetzung gemischt wurde, bei der Siliciumdioxid in einen Bereich von 42 bis 56 Masse-% fallt, Aluminiumoxid in einen Bereich von 30 bis 45 Masse-% fallt und Magnesiumoxid in einen Bereich von 12 bis 16 Masse-% fällt. Das Cordierit-bildende Rohmaterial wird gebrannt, damit es zu Cordierit wird.An example of a manufacturing method for the honeycomb structure according to the present invention will be described. First, for the purpose of producing the honeycomb segment, a molding raw material containing a ceramic raw material is produced. The ceramic raw material contained in the molding raw material is preferably at least one selected from the group consisting of a cordierite-forming raw material, cordierite, silicon carbide, a silicon-silicon carbide-based composite material, mullite, aluminum titanate, zeolite and vanadium. It is understood that the cordierite-forming raw material is a ceramic raw material mixed into a chemical composition in which silica falls within a range of 42 to 56 mass%, alumina falls within a range of 30 to 45 mass% and magnesium oxide falls in a range of 12 to 16 mass%. The cordierite-forming raw material is fired to become cordierite.
Das Formungsrohmaterial wird bevorzugt durch Mischen eines solchen oben genannten keramischen Rohmaterials mit einem Dispergiermedium, einem organischen Bindemittel, einem anorganischen Bindemittel, einem Porenbildner, einem oberflächenaktiven Mittel und dergleichen hergestellt. Es gibt keine spezielle Einschränkung für das Zusammensetzungsverhältnis von jedem Rohmaterial, und das Zusammensetzungsverhältnis wird bevorzugt gemäß der Struktur, dem Material und dergleichen der herzustellenden Wabenstruktur eingestellt.The molding raw material is preferably prepared by mixing such a above-mentioned ceramic raw material with a dispersing medium, an organic binder, an inorganic binder, a pore former, a surface active agent, and the like. There is no specific restriction on the composition ratio of each raw material, and the composition ratio is preferably set according to the structure, material and the like of the honeycomb structure to be manufactured.
Als nächstes wird das Formungsrohmaterial unter Bildung eines gekneteten Materials geknetet. Es gibt keine spezielle Einschränkung für ein Verfahren zum Kneten des Formungsrohmaterials zur Bildung des gekneteten Materials. Ein Beispiel für das Verfahren ist bevorzugt ein Verfahren unter Verwendung eines Kneters, eines Vakuumknetwerks oder dergleichen.Next, the molding raw material is kneaded to form a kneaded material. There is no specific limitation on a method for kneading the molding raw material to form the kneaded material. An example of the method is preferably a method using a kneader, a vacuum kneader or the like.
Als nächstes wird das geknetete Material zur Herstellung eines Wabenformkörpers extrudiert. Hier hat der zu extrudierende Wabenformkörper eine viereckige prismatische säulenförmige äußere Form, deren beide Endflächen übereinstimmend viereckig sind. Anschließend werden vorbestimmte Seitenflächen dieses Wabenformkörpers gebogen. Beispielsweise wird, wenn das erste Wabensegment in der obigen ersten Ausführungsform hergestellt wird, ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, in einen konkaven Zustand gebogen. Wenn das zweite Wabensegment in der ersten Ausführungsform hergestellt wird, wird ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, in einen konvexen Zustand gebogen. Wird das erste Wabensegment in der obigen zweiten Ausführungsform hergestellt, werden alle vier Seitenflächen in den konkaven Zustand gebogen. Wird das zweite Wabensegment in der zweiten Ausführungsform hergestellt, werden alle vier Seitenflächen in den konvexen Zustand gebogen. Wird das Mischkrümmungs-Wabensegment in der obigen dritten Ausführungsform hergestellt, wird ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, in den konkaven Zustand gebogen und wird das andere Paar von Seitenflächen in den konvexen Zustand gebogen.Next, the kneaded material is extruded to produce a honeycomb formed body. Here, the honeycomb formed body to be extruded has a quadrangular prismatic columnar outer shape whose both end surfaces are coincidentally quadrangular. Subsequently, predetermined side surfaces of this honeycomb formed body are bent. For example, when the first honeycomb segment is manufactured in the above first embodiment, a pair of side surfaces are bent into a concave state in two pairs of side surfaces in which each pair of side surfaces face each other. When the second honeycomb segment is manufactured in the first embodiment, a pair of side surfaces are bent into a convex state in two pairs of side surfaces in which each pair of side surfaces face each other. When the first honeycomb segment is manufactured in the above second embodiment, all four side surfaces are bent into the concave state. When the second honeycomb segment is manufactured in the second embodiment, all four side surfaces are bent to the convex state. When the mixed-curvature honeycomb segment is manufactured in the above third embodiment, a pair of side surfaces are bent into the concave state with two pairs of side surfaces in which each pair of side surfaces face each other, and the other pair of side surfaces are bent into the convex state ,
Es gibt keine spezielle Einschränkung auf ein Verfahren zum Biegen der vorbestimmten Seitenflächen des Wabenformkörpers. In der vorliegenden Erfindung muss jedoch, wie oben beschrieben, die Zellform der mehreren Zellen, die von den Trennwänden definiert werden, in der Längsrichtung des Wabensegments konstant sein. Folglich muss ein Verfahren verwendet werden, bei dem die Seitenflächen gebogen werden können, ohne die Form des Querschnitts jeder Zelle zu verändern, d. h., ein Verfahren, bei dem die Seitenflächen gebogen werden, die Trennwände jedoch nicht gebogen werden.There is no particular limitation to a method for bending the predetermined side surfaces of the honeycomb formed body. However, in the present invention, as described above, the cell shape of the plurality of cells defined by the partition walls must be constant in the longitudinal direction of the honeycomb segment. Consequently, a method must be used in which the side surfaces can be bent without changing the shape of the cross section of each cell, i. h., a method in which the side surfaces are bent, but the partitions are not bent.
Ein Beispiel eines Verfahrens zum Biegen der vorbestimmten Seitenfläche des Wabenformkörpers in den konkaven Zustand oder den konvexen Zustand ist geeigneterweise ein Verfahren des Beschichten der vorbestimmten Seitenfläche des Wabenformkörpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial unter Erhalt des konkaven Zustandes oder des konvexen Zustandes. Die vorbestimmte Seitenfläche des Wabenformkörpers wird mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial beispielsweise unter Verwendung eines Spatels beschichtet, und der Andrückgrad des Spatels während des Beschichtens wird so eingestellt, dass die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials in den konkaven Zustand oder den konvexen Zustand gebogen wird. Alternativ wird die vorbestimmte Seitenfläche des Wabenformkörpers mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial in einem planaren Zustand beschichtet, und dann wird der Spatel auf die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials gedrückt, um die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials in den konkaven Zustand oder den konvexen Zustand zu biegen. Außerdem kann die vorbestimmte Seitenfläche des Wabenformkörpers mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial unter Erhalt des konkaven Zustandes oder des konvexen Zustandes unter Verwendung eines 3D-Druckers beschichtet werden. Ferner kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem die Außenwand des Wabenformkörpers im Voraus gebildet wird, so dass der Krümmungswert größer als der Zielkrümmungswert wird, und dann die Oberfläche der Außenwand unter Verwendung einer Drehschleifscheibe oder eines Sandstrahlers in den konkaven Zustand oder den konvexen Zustand geschliffen wird. Alternativ kann die Oberfläche der Außenwand in den konkaven Zustand oder den konvexen Zustand geformt werden, indem ein Teil der Außenwand des Wabenformkörpers mit der Klinge eines Schneidwerkzeugs, einem dünnen Draht aus Edelstahl (z. B. mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm) oder dergleichen weggeschnitten wird. An example of a method for bending the predetermined side surface of the honeycomb formed body to the concave state or the convex state is suitably a method of coating the predetermined side surface of the honeycomb formed body with a peripheral coating material to obtain the concave state or the convex state. The predetermined side surface of the honeycomb formed body is coated with the circumferential coating material using, for example, a spatula, and the degree of pressure of the spatula during the coating is adjusted so that the surface of the circumferential coating material is bent into the concave state or the convex state. Alternatively, the predetermined side surface of the honeycomb formed body is coated with the circumferential coating material in a planar state, and then the spatula is pressed on the surface of the circumferential coating material to bend the surface of the circumferential coating material into the concave state or the convex state. In addition, the predetermined side surface of the honeycomb formed body may be coated with the peripheral coating material to obtain the concave state or the convex state by using a 3D printer. Further, a method may be used in which the outer wall of the honeycomb formed body is formed in advance so that the curvature value becomes larger than the target curvature value, and then the surface of the outer wall is ground into the concave state or the convex state using a rotary grinding wheel or a sandblaster becomes. Alternatively, the surface of the outer wall may be formed into the concave state or the convex state by fitting a part of the outer wall of the honeycomb formed body to the blade of a cutting tool, a thin stainless steel wire (eg, about 0.5 mm in diameter). or the like is cut away.
Daher werden die vorbestimmten Seitenflächen in den konkaven Zustand oder den konvexen Zustand gebogen, und dann wird der Wabenformkörper getrocknet. Es gibt keine besondere Einschränkung auf das Trocknungsverfahren. Beispiele eines geeigneten Trocknungsverfahrens umfassen Heißlufttrocknen, Mikrowellentrocknen, Induktionstrocknen, Dekompressionstrocknen, Vakuumtrocknen und Gefriertrocknen. Unter diesen Verfahren wird das Induktionstrocknen, das Mikrowellentrocknen oder das Heißlufttrocknen vorzugsweise allein durchgeführt, oder es wird vorzugsweise irgendeine Kombination dieser Verfahren durchgeführt. Es versteht sich, dass ein Verfahren verwendet werden kann, bei dem der Wabenformkörper, dessen Seitenflächen nicht gebogen sind, durch das obige Verfahren getrocknet wird, die vorbestimmte Seitenfläche mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial beschichtet wird und die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials in den konkaven Zustand oder den konvexen Zustand gebogen wird, gefolgt von erneutem Trocknen.Therefore, the predetermined side surfaces are bent into the concave state or the convex state, and then the honeycomb formed body is dried. There is no particular restriction on the drying process. Examples of a suitable drying process include hot air drying, microwave drying, induction drying, decompression drying, vacuum drying and freeze drying. Among these methods, induction drying, microwave drying or hot air drying is preferably carried out alone, or preferably any combination of these methods is performed. It is understood that a method may be used in which the honeycomb formed body whose side surfaces are not bent is dried by the above method, the predetermined side surface is coated with the peripheral coating material and the surface of the circumferential coating material in the concave state or the convex state is bent, followed by drying again.
Als nächstes wird der getrocknet Wabenformkörper (der getrocknete Wabenkörper) zur Herstellung des Wabensegments gebrannt. Es versteht sich, dass vor diesem Brennen (Hauptbrennen) bevorzugt das Kalzinieren (Entfetten) zum Entfernen des Bindemittels und dergleichen, das in dem Wabenformkörper enthalten ist, durchgeführt wird. Es gibt keine besondere Einschränkung der Kalzinierungsbedingungen, und die Bedingungen können so definiert werden, dass organische Substanzen (das organische Bindemittel, das oberflächenaktive Mittel, der Porenbildner, usw.), die in dem Wabenformkörper enthalten sind, entfernt werden können. Im allgemeinen beträgt die Brenntemperatur des organischen Bindemittels etwa 100 bis 300°C, und die Brenntemperatur des Porenbildners beträgt etwa 200 bis 800°C. Folglich wird als die Kalzinierungsbedingungen vorzugsweise Erhitzen bei etwa 200 bis 1000°C in einer oxidierenden Atmosphäre für etwa 3 bis 100 Stunden durchgeführt. Die Bedingungen (Temperatur, Zeit, Atmosphäre, usw.) für das Brennen des Wabenformkörpers (das Hauptbrennen) variieren mit der Art des Formungsrohmaterials, und daher können geeignete Bedingungen gemäß seiner Art ausgewählt werden. Wird beispielsweise das Cordierit-bildende Rohmaterial verwendet, beträgt die Brenntemperatur vorzugsweise 1.410 bis 1.440°C. Außerdem beträgt die Brennzeit vorzugsweise 4 bis 8 Stunden, als Zeit zum Halten der höchsten Temperatur. Es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich einer Vorrichtung, die das Kalzinieren oder das Brennen durchführt. Beispiele einer geeigneten Vorrichtung umfassen einen Elektroofen und einen Gasofen.Next, the dried honeycomb formed body (the dried honeycomb) is fired to produce the honeycomb segment. It is understood that prior to this firing (main firing), calcining (degreasing) is preferably performed for removing the binder and the like contained in the honeycomb formed body. There is no particular restriction on calcination conditions, and conditions may be defined so that organic substances (the organic binder, the surfactant, the pore builder, etc.) contained in the honeycomb formed body can be removed. In general, the firing temperature of the organic binder is about 100 to 300 ° C, and the firing temperature of the pore-forming agent is about 200 to 800 ° C. Thus, as the calcining conditions, it is preferable to conduct heating at about 200 to 1000 ° C in an oxidizing atmosphere for about 3 to 100 hours. The conditions (temperature, time, atmosphere, etc.) for firing the honeycomb formed body (the main firing) vary with the kind of the molding raw material, and therefore suitable conditions can be selected according to its kind. For example, when the cordierite-forming raw material is used, the firing temperature is preferably 1,410 to 1,440 ° C. In addition, the burning time is preferably 4 to 8 hours, as the time for holding the highest temperature. There is no particular limitation on a device that performs calcining or firing. Examples of suitable apparatus include an electric furnace and a gas furnace.
Bei der Herstellung der Wabenstruktur, die die Verschlussabschnitte umfasst, werden die Verschlussabschnitte in dem Wabensegment gebildet. Die Verschlussabschnitte werden so gebildet, dass sie offene Enden vorbestimmter Zellen auf einer Endflächenseite (Einlassendfläche) und offene Enden der verbleibenden Zellen auf der anderen Endflächenseite (Auslassendfläche) verschließen. Die Verschlussabschnitte werden unter Verwendung eines bereits bekannten Verfahrens gebildet. Als ein Beispiel eines speziellen Verfahrens wird zunächst eine Folie an der Endfläche des Wabensegments, das mit einem wie oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, befestigt. Als nächstes werden Löcher an Stellen dieser Folie erzeugt, die den Zellen entsprechen, in denen die Verschlussabschnitte gebildet werden sollen. Als nächstes wird, in einem Zustand, in dem diese Folie noch befestigt war, die Endfläche des Wabensegments in eine Verschlussaufschlämmung getaucht, in der das Formungsmaterial der Verschlussabschnitte aufgeschlämmt ist, und die Verschlussaufschlämmung wird durch die in der Folie erzeugten Löcher in jedes der offenen Enden der zu verschließenden Zellen eingefüllt. Die so eingefüllte Verschlussaufschlämmung wird getrocknet und dann zum Harten gebrannt, wodurch die Verschlussabschnitte gebildet werden. Bei dem Formungsmaterial der Verschlussabschnitte wird vorzugsweise dasselbe Material wie das Formungsmaterial des Wabensegments verwendet. Es versteht sich, dass die Verschlussabschnitte in jedem Stadium nach dem Trocknen, Kalzinieren oder Brennen (Hauptbrennen) des Wabenformkörpers gebildet werden können.In the manufacture of the honeycomb structure comprising the closure portions, the closure portions are formed in the honeycomb segment. The sealing portions are formed so as to close open ends of predetermined cells on one end surface side (inlet end surface) and open ends of the remaining cells on the other end surface side (outlet end surface). The closure portions are formed using a previously known method. As an example of a specific method, a film is first attached to the end surface of the honeycomb segment made by a method as described above. Next, holes are made at locations of this film corresponding to the cells in which the closure portions are to be formed. Next, in a state in which this film was still attached, the end surface of the honeycomb segment is immersed in a sealing slurry in which the molding material of the sealing portions is slurried, and the sealing slurry is passed through the holes formed in the film into each of the open ends filled the cells to be closed. The thus-filled cap slurry is dried and then burned for hardening, whereby the closure sections are formed. In the molding material of the sealing portions, it is preferable to use the same material as the molding material of the honeycomb segment. It will be understood that the closure portions may be formed at any stage after drying, calcining or firing (main firing) of the honeycomb formed body.
Folglich werden die ersten Wabensegmente mit den konkaven Seitenflächen, die zweiten Wabensegmente mit den konvexen Seitenflächen bzw. die Mischkrümmungs-Wabensegmente mit den konkaven Seitenflächen und den konvexen Seitenflächen hergestellt.Thus, the first honeycomb segments having the concave side surfaces, the second honeycomb segments having the convex side surfaces, and the mixed curving honeycomb segments having the concave side surfaces and the convex side surfaces are manufactured.
Als nächstes werden die Seitenflächen jedes erhaltenen Wabensegments mit einem aufgeschlämmten Bindematerial beschichtet, und die mehreren Wabensegmente werden kombiniert, so dass die Seitenflächen der Wabensegmente mit dem Bindematerial miteinander verbunden werden. Hier werden, wenn die Wabenstruktur der obigen ersten Ausführungsform hergestellt wird, die ersten Wabensegmente und die zweiten Wabensegmente abwechselnd kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in einer Richtung vertikal zur Längsrichtung jedes Wabensegments zugewandt sind. Ferner werden, wenn die Wabenstruktur der obigen zweiten Ausführungsform hergestellt wird, die ersten Wabensegmente und die zweiten Wabensegmente abwechselnd kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in zwei Richtungen vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt sind. Außerdem werden, wenn die Wabenstruktur der obigen dritten Ausführungsform hergestellt wird, die Mischkrümmungs-Wabensegmente miteinander so kombiniert, dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in zwei Richtungen vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt sind. Die mehreren Wabensegmente werden auf diese Weise kombiniert, und das Bindematerial wird erwärmt und getrocknet, so dass die Wabenstruktur erhalten werden kann, bei der die mehreren Wabensegmente integral über das Bindematerial verbunden sind.Next, the side surfaces of each honeycomb segment obtained are coated with a slurried bonding material, and the plurality of honeycomb segments are combined so that the side surfaces of the honeycomb segments are bonded together with the bonding material. Here, when manufacturing the honeycomb structure of the above first embodiment, the first honeycomb segments and the second honeycomb segments are alternately combined so that the concave side surfaces face the convex side surfaces in a direction vertical to the longitudinal direction of each honeycomb segment. Further, when the honeycomb structure of the above second embodiment is manufactured, the first honeycomb segments and the second honeycomb segments are alternately combined so that the concave side surfaces face the convex side surfaces in two directions vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment. In addition, when the honeycomb structure of the above third embodiment is manufactured, the mixed-curvature honeycomb segments are combined with each other so that the concave side surfaces face the convex side surfaces in two directions vertical to the longitudinal direction of the honeycomb segment. The plural honeycomb segments are combined in this manner, and the bonding material is heated and dried, so that the honeycomb structure in which the plurality of honeycomb segments are integrally bonded via the bonding material can be obtained.
Als das Bindematerial kann geeigneterweise zum Beispiel ein Material verwendet werden, bei dem Additive wie ein organisches Bindemittel, ein aufschäumbares Harz und ein Dispergiermittel und Wasser einem zu knetenden anorganischen Rohmaterial aus anorganischen Fasern, kolloidalem Siliciumdioxid, Ton, Keramikteilchen oder dergleichen zugegeben werden und dieses aufgeschlämmt wird. Es gibt keine spezielle Einschränkung auf ein Verfahren zum Beschichten der Seitenflächen der Wabensegmente mit dem Bindematerial, und es kann ein Bürstenstrichverfahren oder dergleichen verwendet werden.As the binder material, for example, a material may suitably be used in which additives such as an organic binder, a foamable resin and a dispersant and water are added to a inorganic inorganic fiber, colloidal silica, clay, ceramic particle or the like inorganic raw material to be kneaded and slurried becomes. There is no particular limitation to a method of coating the side surfaces of the honeycomb segments with the binding material, and a brush-brushing method or the like may be used.
Die mehreren Wabensegmente werden mit dem Bindematerial verbunden, und dann wird nach Bedarf ein Umfangsabschnitt der erhaltenen Wabenstruktur geschliffen und bearbeitet, so dass eine gewünschte Form wie eine runde Säulenform erhalten wird. In diesem Fall wird die Umfangsdeckschicht vorzugsweise auf dem geschliffenen und bearbeiteten Umfangsabschnitt (der bearbeiteten Oberfläche) gebildet.The plural honeycomb segments are bonded to the bonding material, and then, as required, a peripheral portion of the obtained honeycomb structure is ground and worked to obtain a desired shape such as a round columnar shape. In this case, the peripheral cover layer is preferably formed on the ground and machined peripheral portion (the machined surface).
Die Umfangsdeckschicht wird durch Beschichten der bearbeiteten Oberfläche der geschliffenen und bearbeiteten Wabenstruktur mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial gebildet. Als das Umfangsbeschichtungsmaterial wird geeigneterweise ein Material verwendet, bei dem Additive wie ein organisches Bindemittel, ein aufschäumbares Harz und ein Dispergiermittel und Wasser einem zu knetenden anorganischen Rohmaterial aus anorganischen Fasern, kolloidalem Siliciumdioxid, Ton, Keramikteilchen oder dergleichen zugegeben wurden und dieses aufgeschlämmt wurde. Es gibt keine spezielle Einschränkung auf ein Verfahren zum Beschichten der bearbeiteten Oberfläche der Wabenstruktur mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial. Ein Beispiel eines geeigneten Verfahrens ist ein Verfahren, bei dem die bearbeitete Oberfläche der geschliffenen und bearbeiteten Wabenstruktur mit dem Umfangsbeschichtungsmaterial mit einem Gummispatel oder dergleichen beschichtet wird, während die Wabenstruktur auf einer Drehbank gedreht wird.The peripheral cover layer is formed by coating the machined surface of the ground and finished honeycomb structure with the peripheral coating material. As the peripheral coating material, a material is suitably used in which additives such as an organic binder, a foamable resin and a dispersant and water were added to an inorganic inorganic fiber, colloidal silica, clay, ceramic particle or the like inorganic raw material to be kneaded and slurried. There is no particular limitation to a method of coating the processed surface of the honeycomb structure with the circumferential coating material. An example of a suitable method is a method in which the machined surface of the ground and processed honeycomb structure is coated with the circumferential coating material with a rubber spatula or the like while the honeycomb structure is being rotated on a lathe.
(Beispiele)(Examples)
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung auf der Basis von Beispielen ausführlich beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
(Beispiel 1)(Example 1)
80 Masseteile SiC-Pulver und 20 Masseteile Metall-Si-Pulver wurden unter Erhalt eines keramischen Rohmaterials gemischt. Dem erhaltenen keramischen Rohmaterial wurden ein Porenbildner, ein Bindemittel, ein oberflächenaktives Mittel und Wasser zugegeben, wodurch ein Formungsrohmaterial erzeugt wurde, und das Formungsrohmaterial wurde unter Erhalt eines gekneteten Materials geknetet. Als der Porenbildner wurde Stärke verwendet. Außerdem wurden als das Bindemittel Methylcellulose und Hydroxypropoxylmethylcellulose verwendet. Als das oberflächenaktive Mittel wurde Natriumlaurat verwendet. Die Mengen der jeweiligen Rohmaterialien, die 100 Masseteilen des keramischen Rohmaterials zuzugeben waren, betrugen 5 Masseteile Porenbildner, 3 Masseteile Methylcellulose, 3 Masseteile Hydroxypropoxylmethylcellulose, 1 Masseteil oberflächenaktives Mittel und 32 Masseteile Wasser.80 mass parts of SiC powder and 20 mass parts of metal Si powder were mixed to obtain a ceramic raw material. To the obtained ceramic raw material, a pore-forming agent, a binder, a surfactant and water were added, whereby a molding raw material was produced, and the molding raw material was kneaded to obtain a kneaded material. Starch was used as the pore former. In addition, methylcellulose and hydroxypropoxylmethylcellulose were used as the binder. As the surfactant, sodium laurate was used. The quantities of each Raw materials to be added to 100 parts by mass of the ceramic raw material were 5 parts by mass of pore former, 3 parts by mass of methylcellulose, 3 parts by mass of hydroxypropoxylmethylcellulose, 1 part by mass of surface active agent and 32 parts by mass of water.
Das erhaltene geknetete Material wurde unter Verwendung eines Gesenks für den Wabenkörper extrudiert, wodurch ein Wabenformkörper erhalten wurde, dessen beide Endflächen eine viereckige prismatische säulenförmige äußere Form aufwiesen, die eine übereinstimmende viereckige Form war. In dem auf diese Weise erhaltenen Wabenformkörper wurde ein Paar von Seitenflächen bei zwei Paaren von Seitenflächen, bei denen jedes Paar von Seitenflächen einander zugewandt ist, mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial unter Verwendung eines Spatels beschichtet. Hier wurde der Andrückgrad des Spatels während des Beschichtens eingestellt, wodurch mehrere Formkörper, bei denen die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials in einen konkaven Zustand gebogen war, und mehrere Formköper, bei denen die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials in einen konvexen Zustand gebogen war, hergestellt wurden, und die erstgenannten Formkörper wurden als die Formkörper für die ersten Wabensegmente definiert, und die letzteren Formköper wurden als die Formkörper für die zweiten Wabensegmente definiert. Danach wurden diese Formkörper mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet, wodurch getrocknete Körper für die ersten Wabensegmente aus den Formkörpern für die ersten Wabensegmente erhalten wurden und getrocknete Körper für die zweiten Wabensegmente aus den Formkörpern für die zweiten Wabensegmente erhalten wurden.The obtained kneaded material was extruded using a die for the honeycomb body, thereby obtaining a honeycomb formed body having both end surfaces of a quadrangular prismatic columnar outer shape which was a matching quadrangular shape. In the honeycomb formed body thus obtained, a pair of side surfaces in two pairs of side surfaces in which each pair of side surfaces face each other has been coated with a peripheral coating material using a spatula. Here, the pressing degree of the spatula was adjusted during the coating, whereby a plurality of molded articles in which the surface of the circumferential coating material was bent in a concave state and a plurality of molded articles in which the surface of the circumferential coating material was bent in a convex state, and The former molded bodies were defined as the molded bodies for the first honeycomb segments, and the latter molded bodies were defined as the molded bodies for the second honeycomb segments. Thereafter, these shaped bodies were dried with microwaves and hot air, whereby dried bodies for the first honeycomb segments were obtained from the moldings for the first honeycomb segments, and dried bodies for the second honeycomb segments were obtained from the moldings for the second honeycomb segments.
Als nächste wurde ein Verschlussabschnitt in einem der offenen Enden jeder Zelle eines jeden der getrockneten Körper gebildet. Die Verschlussabschnitte wurden so gebildet, dass beide Endflächen jedes getrockneten Körpers aufgrund von Zellen, in denen die Verschlussabschnitte in den offenen Enden gebildet waren, und Zellen, in denen die Verschlussabschnitte in den offenen Enden nicht gebildet waren, ein mosaikartiges Muster hatten. Als ein Formungsverfahren für den Verschlussabschnitt wurde zunächst eine Folie an der Endfläche des getrockneten Körpers befestigt, und es wurden Löcher an Stellen dieser Folie erzeugt, die den Zellen entsprechen, in denen die Verschlussabschnitte gebildet werden sollen. Anschließend wurde, in einem Zustand, in dem diese Folie noch befestigt war, die Endfläche des getrockneten Körpers in eine Verschlussaufschlämmung getaucht, in der das Formungsmaterial der Verschlussabschnitte aufgeschlämmt war, und die Verschlussaufschlämmung wurde durch die in der Folie erzeugten Löcher in jedes der offenen Enden der zu verschließenden Zellen eingefüllt. Außerdem wurde bei dem Formungsmaterial der Verschlussabschnitte dasselbe Material wie das obige Formungsrohmaterial verwendet.Next, a sealing portion was formed in one of the open ends of each cell of each of the dried bodies. The closure portions were formed so that both end surfaces of each dried body had a mosaic-like pattern due to cells in which the closure portions were formed in the open ends and cells in which the closure portions in the open ends were not formed. As a molding method for the sealing portion, a film was first attached to the end surface of the dried body, and holes were formed at positions of this film corresponding to the cells in which the sealing portions are to be formed. Then, in a state in which this film was still attached, the end surface of the dried body was immersed in a sealing slurry in which the molding material of the sealing portions was slurried, and the sealing slurry was passed through the holes formed in the film into each of the open ends filled the cells to be closed. In addition, in the molding material of the sealing portions, the same material as the above molding raw material was used.
So wurde die in die offenen Enden der Zellen eingefüllte Verschlussaufschlämmung getrocknet, und dann wurden diese getrockneten Körper bei etwa 400°C in der Atmosphäre kalziniert (entfettet). Danach wurden die getrockneten Körper bei etwa 1.450°C in einer inerten Ar-Atmosphäre gebrannt, wodurch die ersten Wabensegmente aus den getrockneten Körpern für die ersten Wabensegmente erhalten wurden und die zweiten Wabensegmente aus den getrockneten Körpern für die zweiten Wabensegmente erhalten wurden. Jedes der auf diese Weise erhaltenen ersten Wabensegmente hatte die in
Anschließend wurden einem Aluminiumoxidpulver unter Erhalt eines aufgeschlämmten Bindematerials Siliciumdioxid-Fasern, ein organisches Bindemittel und Wasser zugegeben. Dieses Bindematerial wurde auf die Seitenflächen des ersten Wabensegments und des zweiten Wabensegments unter Erhalt einer Dicke von etwa 1 mm aufgebracht. Als nächstes wurden die ersten Wabensegmente und die zweiten Wabensegmente abwechselnd kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in einer Richtung vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt waren. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt 25 Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Beispiel 1 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a circumferential coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, whereby the honeycomb structure of Example 1 was obtained ,
(Beispiele 2 bis 9)(Examples 2 to 9)
Die Verfahrensweisen von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer dass der Krümmungswert der konkaven Seitenfläche des ersten Wabensegments, der Krümmungswert der konvexen Seitenfläche des zweiten Wabensegments und die Dicke des Bindematerials wie in Tabelle 1 gezeigt verändert wurden, wodurch die Wabenstrukturen der Beispiele 2 bis 9 erhalten wurden.The procedures of Example 1 were repeated except that the curvature value of the concave side surface of the first honeycomb segment, the curvature value of the convex side surface of the second honeycomb segment and the thickness of the binder material were changed as shown in Table 1, whereby the honeycomb structures of Examples 2 to 9 were obtained ,
(Beispiele 10 bis 13)(Examples 10 to 13)
Die Verfahrensweisen von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer dass der Krümmungswert der konkaven Seitenfläche des ersten Wabensegments, der Krümmungswert der konvexen Seitenfläche des zweiten Wabensegments, die Dicke des Bindematerials und die Anordnung der Wabensegmente wie in Tabelle 1 gezeigt verändert wurden, wodurch die Wabenstrukturen der Beispiele 10 bis 13 erhalten wurden. In den Beispielen 10 und 11 wurde die Anzahl der Wabensegmente in der X-Richtung jedoch auf 6 erhöht.
(Beispiel 14)(Example 14)
Alle vier Seitenflächen eines Wabenformkörpers, der auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurden unter Verwendung eines Spatels mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial beschichtet. Hier wurde der Andrückgrad des Spatels während dieses Beschichtens entsprechend eingestellt, wodurch mehrere Formkörper, bei denen die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials in einen konkaven Zustand gebogen war, und mehrere Formkörper, bei denen die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials in einen konvexen Zustand gebogen war, hergestellt wurden, und die erstgenannten Formkörper wurden als die Formkörper für die ersten Wabensegmente definiert, und die letzteren Formkörper wurden als die Formkörper für die zweiten Wabensegmente definiert. Danach wurden diese Formkörper mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet, wodurch getrocknete Körper für die ersten Wabensegmente aus den Formkörpern für die ersten Wabensegmente erhalten wurden und getrocknete Körper für die zweiten Wabensegmente aus den Formkörpern für die zweiten Wabensegmente erhalten wurden.All four side surfaces of a honeycomb formed body obtained in the same manner as in Example 1 were coated with a peripheral coating material using a spatula. Here, the degree of pressure of the spatula during this coating was adjusted accordingly, whereby a plurality of moldings in which the surface of the circumferential coating material in a concave state and a plurality of moldings in which the surface of the circumferential coating material was bent into a convex state, and the former moldings were defined as the moldings for the first honeycomb segments, and the latter moldings were defined as the moldings for the second honeycomb segments , Thereafter, these shaped bodies were dried with microwaves and hot air, whereby dried bodies for the first honeycomb segments were obtained from the moldings for the first honeycomb segments, and dried bodies for the second honeycomb segments were obtained from the moldings for the second honeycomb segments.
Als nächstes wurde an diesen getrockneten Körpern das Bilden der Verschlussabschnitte, Kalzinieren (Entfetten) und Brennen nacheinander auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wodurch die ersten Wabensegmente aus den getrockneten Körpern für die ersten Wabensegmente erhalten wurden und die zweiten Wabensegmente aus den getrockneten Körpern für die zweiten Wabensegmente erhalten wurden. Die ersten auf diese Weise erhaltenen Wabensegmente hatten die in
Anschließend wurde ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, auf die Seitenflächen des ersten Wabensegments und des zweiten Wabensegments aufgebracht, wodurch eine Dicke von etwa 2 mm erhalten wurde. Als nächstes wurden die ersten Wabensegmente und die zweiten Wabensegmente abwechselnd kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in zwei Richtungen vertikal zur Längsrichtung des Wabensegments zugewandt waren. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt 25 Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestig waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Beispiel 14 erhalten wurde. Es versteht sich, dass in Beispiel 14 die Dicke des Bindematerials das Zweifache des Krümmungswertes sowohl der konkaven Seitenfläche als auch der konvexen Seitenfläche beträgt, so dass die Seitenflächen der benachbarten Wabensegmente einander nicht stören.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a circumferential coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, thereby obtaining the honeycomb structure of Example 14 , It is understood that in Example 14, the thickness of the bonding material is twice the curvature value of both the concave side surface and the convex side surface, so that the side surfaces of the adjacent honeycomb segments do not interfere with each other.
(Beispiele 15 bis 22) (Examples 15 to 22)
Die Verfahrensweisen von Beispiel 14 wurden wiederholt, außer dass der Krümmungswert der konkaven Seitenfläche des ersten Wabensegments, der Krümmungswert der konvexen Seitenfläche des zweiten Wabensegments und die Dicke des Bindematerials wie in Tabelle 1 gezeigt verändert wurden, wodurch die Wabenstrukturen der Beispiele 15 bis 22 erhalten wurden. Es versteht sich, dass in den Beispielen 15 bis 22 die Dicke des Bindematerials mehr als das Zweifache des Krümmungswertes sowohl der konkaven Seitenfläche als auch der konvexen Seitenfläche beträgt, so dass die Seitenflächen der Wabensegmente einander nicht stören.The procedures of Example 14 were repeated except that the curvature value of the concave side surface of the first honeycomb segment, the curvature value of the convex side surface of the second honeycomb segment and the thickness of the binder material were changed as shown in Table 1, whereby the honeycomb structures of Examples 15 to 22 were obtained , It is understood that in Examples 15 to 22, the thickness of the bonding material is more than twice the curvature value of both the concave side surface and the convex side surface, so that the side surfaces of the honeycomb segments do not interfere with each other.
(Beispiele 23 bis 27)(Examples 23 to 27)
Der Kantenabschnitt, bei dem sich zwei benachbarte konkave Seitenflächen der ersten Wabensegmente, die in jedem der Beispiele 18 bis 22 verwendet wurden, schneiden, und der Kantenabschnitt, bei dem sich zwei benachbarte konvexe Seitenflächen der zweiten Wabensegmente, die in jedem der Beispiele 18 bis 22 verwendet wurden, schneiden, waren abgeschrägt. Speziell war der obige Kantenabschnitt eines Umfangsbeschichtungsmaterials C-abgeschrägt, so dass die ersten Wabensegmente oder die zweiten Wabensegmente, die in einer diagonalen Richtung jeder Endfläche des Wabensegments benachbart waren, einander nicht störten, selbst wenn die Dicke des Bindematerials bei der in
(Beispiel 28)(Example 28)
Alle vier Seitenflächen eines Wabenformkörpers, der auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurden unter Verwendung eines Spatels mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial beschichtet. Hier wurde der Andrückgrad des Spatels während des Beschichtens eingestellt, wodurch die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials für zwei einander zugewandte Seitenflächen in einen konkaven Zustand gebogen wurde und die Oberfläche des Umfangsbeschichtungsmaterials für die zwei verbleibenden einander zugewandten Seiten in einen konvexen Zustand gebogen wurde, so dass ein Formkörper für ein Mischkrümmungs-Wabensegment erhalten wurde. Danach wurde dieser Formkörper mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet, wodurch ein getrockneter Körper für das Mischkrümmungs-Wabensegment erhalten wurde.All four side surfaces of a honeycomb formed body obtained in the same manner as in Example 1 were coated with a peripheral coating material using a spatula. Here, the pressing degree of the spatula was adjusted during the coating, whereby the surface of the circumferential coating material was bent into a concave state for two facing side surfaces and the surface of the circumferential coating material for the two remaining facing sides was bent into a convex state, so that a molded article for a mixed-curvature honeycomb segment. Thereafter, this shaped body was dried with microwaves and hot air, thereby obtaining a dried body for the mixed-curvature honeycomb segment.
Als nächstes wurde an diesem getrockneten Körper das Bilden der Verschlussabschnitte, Kalzinieren (Entfetten) und Brennen nacheinander auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wodurch das Mischkrümmungs-Wabensegment erhalten wurde. Das auf diese Weise erhaltene Mischkrümmungs-Wabensegment hatte die in
Anschließend wurde ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, auf die Seitenflächen des Mischkrümmungs-Wabensegments aufgebracht, wodurch eine Dicke von etwa 1 mm erhalten wurde. Als nächstes wurden die Mischkrümmungs-Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen den konvexen Seitenflächen in zwei Richtungen vertikal zur Längsrichtung des Mischkrümmungs-Wabensegments zugewandt waren. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt 25 Mischkrümmungs-Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Mischkrümmungs-Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Beispiel 28 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a circumferential coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, whereby the honeycomb structure of Example 28 was obtained ,
(Beispiele 29 bis 36)(Examples 29 to 36)
Die Verfahrensweisen von Beispiel 28 wurden wiederholt, außer dass der Krümmungswert sowohl der konkaven Seitenfläche als auch der konvexen Seitenfläche des Mischkrümmungs-Wabensegments und die Dicke des Bindematerials wie in Tabelle 2 gezeigt verändert wurden, wodurch die Wabenstrukturen der Beispiele 29 bis 36 erhalten wurden.The procedures of Example 28 were repeated except that the curvature value of both the concave side surface and the convex side surface of the mixed-curvature honeycomb segment and the thickness of the binder material were changed as shown in Table 2, whereby the honeycomb structures of Examples 29 to 36 were obtained.
(Vergleichsbeispiel 1)Comparative Example 1
Ein Wabenformkörper, der auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet, wodurch ein getrockneter Körper für ein Wabensegment erhalten wurde. Als nächstes wurde an diesem getrockneten Körper das Bilden der Verschlussabschnitte, Kalzinieren (Entfetten) und Brennen nacheinander auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wodurch das Wabensegment erhalten wurde, dessen vier Seitenflächen alle eben waren. In diesem Wabensegment hatten beide Endflächen (eine Einlassendfläche und eine Auslassendfläche) eine viereckige Form von 45 mm × 45 mm und hatte das Wabensegment eine Länge von 215 mm. Außerdem verliefen die Trennwände dieses Wabensegments parallel zur Längsrichtung des Wabensegments, und die Zellform war quadratisch und in der Längsrichtung des Wabensegments konstant. Die Trennwände des Wabensegments hatten eine Porosität von 50%, die Dicke der Trennwände betrug 200 μm und die Zelldichte betrug 47 Zellen/cm2. Außerdem betrug die Dicke jeder der vier Seitenflächen jedes Wabensegments 0,5 mm.A honeycomb formed body obtained in the same manner as in Example 1 was dried with microwaves and hot air, thereby obtaining a dried body for a honeycomb segment. Next, on this dried body, the forming of the sealing portions, calcination (degreasing) and firing were successively conducted in the same manner as in Example 1, whereby the honeycomb segment was obtained, the four side surfaces of which were all flat. In this honeycomb segment, both end surfaces (one inlet end surface and one outlet end surface) had a square shape of 45 mm × 45 mm and the honeycomb segment had a length of 215 mm. In addition, the partition walls of this honeycomb segment were parallel to the longitudinal direction of the honeycomb segment, and the cell shape was square and constant in the longitudinal direction of the honeycomb segment. The partition walls of the honeycomb segment had a porosity of 50%, the thickness of the partition walls was 200 μm, and the cell density was 47 cells / cm 2 . In addition, the thickness of each of the four side surfaces of each honeycomb segment was 0.5 mm.
Anschließend wurde ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, auf die Seitenflächen der Wabensegmente aufgebracht, wodurch eine Dicke von etwa 1 mm erhalten wurde. Als nächstes wurden die Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die Seitenflächen der Wabensegmente einander zugewandt sind. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt 25 Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestig waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde.Subsequently, a binder material obtained in the same manner as in Example 1 was applied to the side surfaces of the honeycomb segments, whereby a thickness of about 1 mm was obtained. Next, the honeycomb segments were combined with each other so that the side surfaces of the honeycomb segments face each other. Thus, a honeycomb segment composite body was made comprising a total of 25 honeycomb segments attached as 5 segments x 5 segments. Further, the honeycomb segment composite body was dried at 120 ° C for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment body, while the honeycomb segments constituting the honeycomb segment composite body were pressed together by, e.g. B. in a suitable external pressure was exerted on it.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After grinding, the machined surface of the joined body was replaced with a The peripheral coating material of the same composition as that of the binding material was coated with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, thereby obtaining the honeycomb structure of Comparative Example 1.
(Vergleichsbeispiel 2)(Comparative Example 2)
Ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde auf die Seitenflächen der ersten Wabensegmente, die in Beispiel 11 verwendet wurden, aufgebracht. Als nächstes wurden die ersten Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen der Wabensegmente einander zugewandt sind. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt nur 25 erste Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde. Außerdem wurde die Dicke des Bindematerials am dünnsten Abschnitt mit 1 mm festgelegt.A binding material obtained in the same manner as in Example 1 was applied to the side surfaces of the first honeycomb segments used in Example 11. Next, the first honeycomb segments were combined with each other so that the concave side surfaces of the honeycomb segments face each other. Thus, a honeycomb segment composite body was made comprising a total of only 25 first honeycomb segments attached as 5 segments x 5 segments. Further, the honeycomb segment composite body was dried at 120 ° C for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment body, while the honeycomb segments constituting the honeycomb segment composite body were pressed together by, e.g. B. in a suitable external pressure was exerted on it. In addition, the thickness of the binding material was set at the thinnest portion of 1 mm.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Harten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 2 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a peripheral coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to harden at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, whereby the honeycomb structure of Comparative Example 2 was obtained ,
(Vergleichsbeispiel 3)(Comparative Example 3)
Ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde auf die Seitenflächen der zweiten Wabensegmente, die in Beispiel 11 verwendet wurden, aufgebracht. Als nächstes wurden die zweiten Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die konvexen Seitenflächen der Wabensegmente einander zugewandt sind. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt nur 25 zweite Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde. Außerdem wurde die Dicke des Bindematerials am dünnsten Abschnitt mit 1 mm festgelegt.A binding material obtained in the same manner as in Example 1 was applied to the side surfaces of the second honeycomb segments used in Example 11. Next, the second honeycomb segments were combined with each other so that the convex side surfaces of the honeycomb segments face each other. Thus, a honeycomb segment composite body was made comprising a total of only 25 second honeycomb segments attached as 5 segments x 5 segments. Further, the honeycomb segment composite body was dried at 120 ° C for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment body, while the honeycomb segments constituting the honeycomb segment composite body were pressed together by, e.g. B. in a suitable external pressure was exerted on it. In addition, the thickness of the binding material was set at the thinnest portion of 1 mm.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 3 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a peripheral coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, whereby the honeycomb structure of Comparative Example 3 was obtained ,
(Vergleichsbeispiel 4)(Comparative Example 4)
Ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde auf die konkaven Seitenflächen der ersten Wabensegmente, die in Beispiel 17 verwendet wurden, aufgebracht. Als nächstes wurden die ersten Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen der Wabensegmente einander zugewandt sind. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt nur 25 erste Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde. Außerdem wurde die Dicke des Bindematerials am dünnsten Abschnitt mit 1 mm festgelegt.A binding material obtained in the same manner as in Example 1 was applied to the concave side surfaces of the first honeycomb segments used in Example 17. Next, the first honeycomb segments were combined with each other so that the concave side surfaces of the honeycomb segments face each other. Thus, a honeycomb segment composite body was made comprising a total of only 25 first honeycomb segments attached as 5 segments x 5 segments. Further, the honeycomb segment composite body was dried at 120 ° C for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment body, while the honeycomb segments constituting the honeycomb segment composite body were pressed together by, e.g. B. in a suitable external pressure was exerted on it. In addition, the thickness of the binding material was set at the thinnest portion of 1 mm.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 4 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a circumferential coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, whereby the honeycomb structure of Comparative Example 4 was obtained ,
(Vergleichsbeispiel 5) (Comparative Example 5)
Ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde auf die konkaven Seitenflächen der ersten Wabensegmente, die in Beispiel 19 verwendet wurden, aufgebracht. Als nächstes wurden die ersten Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die konkaven Seitenflächen der Wabensegmente einander zugewandt sind. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt nur 25 erste Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde. Außerdem wurde die Dicke des Bindematerials am dünnsten Abschnitt mit 1 mm festgelegt.A binding material obtained in the same manner as in Example 1 was applied to the concave side surfaces of the first honeycomb segments used in Example 19. Next, the first honeycomb segments were combined with each other so that the concave side surfaces of the honeycomb segments face each other. Thus, a honeycomb segment composite body was made comprising a total of only 25 first honeycomb segments attached as 5 segments x 5 segments. Further, the honeycomb segment composite body was dried at 120 ° C for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment body, while the honeycomb segments constituting the honeycomb segment composite body were pressed together by, e.g. B. in a suitable external pressure was exerted on it. In addition, the thickness of the binding material was set at the thinnest portion of 1 mm.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 5 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a peripheral coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, whereby the honeycomb structure of Comparative Example 5 was obtained ,
(Vergleichsbeispiel 6)(Comparative Example 6)
Ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde auf die konvexen Seitenflächen der zweiten Wabensegmente, die in Beispiel 14 verwendet wurden, aufgebracht. Als nächstes wurden die zweiten Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die konvexen Seitenflächen der Wabensegmente einander zugewandt sind. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt nur 25 zweite Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde. Außerdem wurde die Dicke des Bindematerials am dünnsten Abschnitt mit 1 mm festgelegt.A binding material obtained in the same manner as in Example 1 was applied to the convex side surfaces of the second honeycomb segments used in Example 14. Next, the second honeycomb segments were combined with each other so that the convex side surfaces of the honeycomb segments face each other. Thus, a honeycomb segment composite body was made comprising a total of only 25 second honeycomb segments attached as 5 segments x 5 segments. Further, the honeycomb segment composite body was dried at 120 ° C for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment body, while the honeycomb segments constituting the honeycomb segment composite body were pressed together by, e.g. B. in a suitable external pressure was exerted on it. In addition, the thickness of the binding material was set at the thinnest portion of 1 mm.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 6 erhalten wurde.Next, the circumference of the joined honeycomb segment body was ground and worked so that its outer shape was a round columnar shape having a diameter of 220 mm. After the grinding work, the processed surface of the joined body was coated with a peripheral coating material of the same composition as the binding material with a thickness of 1 mm and dried to cure at 700 ° C for 2 hours to form a peripheral cover layer, whereby the honeycomb structure of Comparative Example 6 was obtained ,
(Vergleichsbeispiel 7)(Comparative Example 7)
Ein Bindematerial, das auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde auf die konvexen Seitenflächen der zweiten Wabensegmente, die in Beispiel 19 verwendet wurden, aufgebracht. Als nächstes wurden die zweiten Wabensegmente miteinander kombiniert, so dass die konvexen Seitenflächen der Wabensegmente einander zugewandt sind. Folglich wurde ein Wabensegmentverbundkörper hergestellt, der insgesamt nur 25 zweite Wabensegmente umfasst, die als 5 Segmente × 5 Segmente befestigt waren. Ferner wurde der Wabensegmentverbundkörper bei 120°C für 2 Stunden unter Erhalt eines verbundenen Wabensegmentkörpers getrocknet, während die Wabensegmente, die den Wabensegmentverbundkörper bilden, aneinander gepresst wurden, indem z. B. in geeigneter Weise Druck von außen darauf ausgeübt wurde. Außerdem wurde die Dicke des Bindematerials am dünnsten Abschnitt mit 1 mm festgelegt.A binding material obtained in the same manner as in Example 1 was applied to the convex side surfaces of the second honeycomb segments used in Example 19. Next, the second honeycomb segments were combined with each other so that the convex side surfaces of the honeycomb segments face each other. Thus, a honeycomb segment composite body was made comprising a total of only 25 second honeycomb segments attached as 5 segments x 5 segments. Further, the honeycomb segment composite body was dried at 120 ° C for 2 hours to obtain a joined honeycomb segment body, while the honeycomb segments constituting the honeycomb segment composite body were pressed together by, e.g. B. in a suitable external pressure was exerted on it. In addition, the thickness of the binding material was set at the thinnest portion of 1 mm.
Als nächstes wurde der Umfang des verbundenen Wabensegmentkörpers geschliffen und bearbeitet, so dass seine äußere Form eine runde säulenförmige Form mit einem Durchmesser von 220 mm war. Nach der Schleifbearbeitung wurde die bearbeitete Oberfläche des verbundenen Körpers mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial derselben Zusammensetzung wie bei dem Bindematerial mit einer Dicke von 1 mm beschichtet und zum Härten bei 700°C für 2 Stunden unter Bildung einer Umfangsdeckschicht getrocknet, wodurch die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 7 erhalten wurde. [Tabelle 1] [Tabelle 2]
(Bewertung)(Rating)
Was die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 36 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7 anbelangt, wurde ein Wärmevibrationstest zur Bewertung der Vibrationsbeständigkeit mittels des nachstehend genannten Verfahrens durchgeführt. Ferner wurden, was die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 36 und Vergleichsbeispiel 1 anbelangt, eine Elektroofen-Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung zur Bewertung der Wärmeschockbeständigkeit, eine Bewertung der PM-Auffangleistung und eine Messung des Druckabfalls zur Bewertung des Einflusses auf die Motorleistung oder dergleichen durch die nachstehend genannten Verfahren durchgeführt.As for the honeycomb structures of Examples 1 to 36 and Comparative Examples 1 to 7, a heat vibration test for evaluating vibration resistance was carried out by the following method. Further, as for the honeycomb structures of Examples 1 to 36 and Comparative Example 1, an electric furnace thermal shock resistance test for evaluation of thermal shock resistance, evaluation of PM recovery performance and measurement of pressure drop for evaluation of influence on engine performance or the like were carried out by the following methods carried out.
[Wärmevibrationstest][Heat vibration test]
Eine nicht-thermisch ausdehnbare Keramik-Matte wurde um den Umfang jeder Wabenstruktur gewickelt, und die Wabenstruktur wurde in ein Ummantelungselement aus Edelstahl (SUS430) gedrückt und in diesem Ummantelungselement ummantelt. Die auf diese Weise in dem Ummantelungselement ummantelte Wabenstruktur wurde auf einer Vorrichtung für den Wärmevibrationstest platziert, so dass die Längsrichtung der Wabenstruktur eine Aufwärtsabwärts-Richtung war, und der Wärmevibrationstest wurde durchgeführt. Als Testbedingungen wurde die Gastemperatur in einer Endfläche der Wabenstruktur auf einer stromaufwärtigen Seite auf 950°C eingestellt, die Vibrationsrichtung wurde auf die Aufwärts-abwärts-Richtung eingestellt, die Vibrationsbeschleunigung wurde auf 40G eingestellt und die Vibrationsfrequenz wurde auf 200 Hz eingestellt, und Vibration wurde an die Wabenstruktur kontinuierlich für 200 Stunden angelegt, während ein Propanbrenngas in die Wabenstruktur bei einer Fließgeschwindigkeit von 12 Nm3/Minute strömte. Die Bewertungskriterien für diesen Test lauten wie folgt.
- A: Nach dem Wärmevibrationstest war, wenn die Wabenstruktur in dem Ummantelungselement ummantelt ist, bei keinem der Wabensegmente eine Bewegung (Verschiebung)
von 0,1 mm oder mehr zu erkennen, und es gab keinerlei sich bewegende Wabensegmente, selbst wenn jedes Wabensegment mit einer Kraft von 5 kg in der Längsrichtung der Wabenstruktur gedrückt wurde. - B: Nach dem Wärmevibrationstest war, wenn die Wabenstruktur in dem Ummantelungselement ummantelt ist, bei keinem der Wabensegmente eine Bewegung (Verschiebung)
von 0,1 mm oder mehr zu erkennen, wenn jedoch jedes Wabensegment mit einer Kraft von 5 kg in der Längsrichtung der Wabenstruktur gedrückt wurde, bewegte sich das Wabensegment. - C: Nach dem Wärmevibrationstest war, wenn die Wabenstruktur in dem Ummantelungselement ummantelt ist, bei zumindest einem Wabensegment eine Bewegung (Verschiebung)
von 0,1 mm oder mehr und weniger als 0,5 mm erkennbar. - D: Nach dem Wärmevibrationstest war, wenn die Wabenstruktur in dem Ummantelungselement ummantelt ist, bei zumindest einem Wabensegment eine Bewegung (Verschiebung) von 0,5 mm oder mehr erkennbar.
- A: After the heat vibration test, when the honeycomb structure was encased in the sheath member, none of the honeycomb segments showed a movement (displacement) of 0.1 mm or more, and there were no moving honeycomb segments even if each honeycomb segment with one force of 5 kg was pressed in the longitudinal direction of the honeycomb structure.
- B: After the heat vibration test, when the honeycomb structure is sheathed in the sheath member, no movement (displacement) of 0.1 mm or more was seen in any of the honeycomb segments, however, when each honeycomb segment was pressed with a force of 5 kg in the longitudinal direction of the honeycomb structure, the honeycomb segment moved.
- C: After the heat vibration test, when the honeycomb structure is sheathed in the sheath member, at least one honeycomb segment has a movement (displacement) of 0.1 mm or more and less than 0.5 mm.
- D: After the heat vibration test, when the honeycomb structure is sheathed in the sheath member, at least one honeycomb segment, a movement (displacement) of 0.5 mm or more was recognizable.
Es versteht sich, dass bei der Bewertung dieses Wärmevibrationstests bei der mit „A” bewerteten Wabenstruktur die Bewegung der Wabensegmente aufgrund von Vibration oder Auspuffdruck außergewöhnlich effektiv inhibiert werden kann und die Wabenstruktur bei ihrer üblichen Verwendung als Filter keinerlei Probleme mit sich bringt. Die mit „B” bewertete Wabenstruktur ist etwas schlechter als die mit „A” bewertete Wabenstruktur, bringt jedoch bei ihrer üblichen Verwendung als Filter keinerlei Probleme mit sich. Die mit „C” bewertete Wabenstruktur ist als Filter nur begrenzt einsetzbar. Andererseits kann bei der mit „D” bewerteten Wabenstruktur die Bewegung des Wabensegments aufgrund von Vibration oder Auspuffdruck nicht ausreichend inhibiert werden, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass bei der üblichen Verwendung der Wabenstruktur als Filter Probleme auftreten.It is understood that in the evaluation of this heat vibration test in the "A" honeycomb structure, the movement of the honeycomb segments due to vibration or exhaust pressure can be inhibited exceptionally effectively, and the honeycomb structure has no problem in its usual use as a filter. The "B" weighted honeycomb structure is slightly inferior to the "A" rated honeycomb but does not pose any problems in its usual use as a filter. The honeycomb structure rated "C" is of limited use as a filter. On the other hand, in the honeycomb structure rated "D", the movement of the honeycomb segment due to vibration or exhaust pressure can not be sufficiently inhibited, and there is a high possibility that problems arise in the conventional use of the honeycomb structure as a filter.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse dieses Wärmevibrationstests. Das heißt, die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 36 wurden mit „A” bis „C” bewertet, wohingegen jede der Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 1 bis 7 mit „D” bewertet wurde.Table 4 shows the results of this heat vibration test. That is, the honeycomb structures of Examples 1 to 36 were rated "A" to "C", whereas each of the honeycomb structures of Comparative Examples 1 to 7 was rated "D".
[Elektroofen-Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung][Electric furnace thermal shock resistance test]
Eine Bewertung der Wärmeschockbeständigkeit durch eine Elektroofen-Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung wurde auf der Basis eines Verfahrens, festgelegt in den JASO-Standards M505-87 als Automobilstandards, herausgegeben von der Society of Automotive Engineers of Japan, durchgeführt. Speziell wurde die Wabenstruktur bei Raumtemperatur in einem Elektroofen angeordnet, der bei einer Temperatur gehalten wurde, die um eine vorbestimmte Temperatur höher als Raumtemperatur war und für 20 Minuten gehalten wurde, und die Wabenstruktur wurde auf einen feuerfesten Stein herausgenommen, im natürlichen Zustand für 15 Minuten oder mehr stehen gelassen und abgekühlt, bis die Temperatur Raumtemperatur erreichte, und dann wurde überprüft, ob Schäden wie Risse erzeugt worden waren oder nicht. Dieser Vorgang wurde solange wiederholt, bis Schäden wie Risse in der Wabenstruktur erzeugt wurden. Außerdem wurde die Temperatur in dem Elektroofen bei jeder Wiederholung des obigen Vorgangs um je 25°C angehoben. Die Temperatur in dem Elektroofen wurde bei dem Vorgang, der dem Vorgang, in dem bestätigt wurde, dass Schäden wie Risse in der Wabenstruktur erzeugt wurden, vorausging, als eine sichere Temperatur der Wabenstruktur definiert. In einem Fall, wo diese sichere Temperatur im Vergleich zu der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1, die eine Struktur aufweist, die zu der bisher in einem gewöhnlichen PM-Auffangfilter verwendeten Wabenstruktur äquivalent ist, offensichtlich hoch ist, besteht die Möglichkeit, dass die Schäden aufgrund unzureichender Wärmeschockbeständigkeit erzeugt werden, wenn die Wabenstruktur in ein Abgassystem eines Motors eingebaut wird. Der Test wurde in Bezug auf drei Proben in sowohl Vergleichsbeispiel 1 als auch den Beispielen 1 bis 36 durchgeführt.An evaluation of the thermal shock resistance by an electric furnace thermal shock resistance test was conducted on the basis of a method specified in JASO standards M505-87 as automotive standards published by the Society of Automotive Engineers of Japan. Specifically, the honeycomb structure was placed at room temperature in an electric furnace kept at a temperature higher than room temperature by a predetermined temperature and kept for 20 minutes, and the honeycomb structure was taken out on a refractory stone in the natural state for 15 minutes or more was allowed to stand and cooled until the temperature reached room temperature, and then it was checked whether or not damage such as cracks had been generated. This process was repeated until damage such as cracks in the honeycomb structure was generated. In addition, the temperature in the electric furnace was raised by 25 ° C each time the above operation was repeated. The temperature in the electric furnace was defined as a safe temperature of the honeycomb structure in the process preceding the process of confirming that damage such as cracks were generated in the honeycomb structure. In a case where this safe temperature is obviously high as compared with the honeycomb structure of Comparative Example 1 having a structure equivalent to the honeycomb structure hitherto used in an ordinary PM trap filter, there is a possibility that the damage due to insufficient Thermal shock resistance can be generated when the honeycomb structure is installed in an exhaust system of an engine. The test was conducted with respect to three samples in both Comparative Example 1 and Examples 1 to 36.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse dieser Elektroofen-Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung. Das heißt, zwischen der sicheren Temperatur der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 und der sicheren Temperatur der Wabenstruktur der Beispiele 1 bis 36 waren keine signifikanten Unterschiede erkennbar.Table 4 shows the results of this electric furnace thermal shock resistance test. That is, no significant differences were seen between the safe temperature of the honeycomb structure of Comparative Example 1 and the safe temperature of the honeycomb structure of Examples 1 to 36.
[PM-Auffangleistung] [PM trapping performance]
Die Wabenstruktur wurde an dem Abgassystem eines Fahrzeugs befestigt, an dem ein Vier-Zylinder-Dieselmotor mit einem Hubraum von 21 montiert war. Ferner wurde, wenn dieses Fahrzeug in einem NEDC-Modus (Neuer Europäischer Fahrzyklus) fuhr, die Anzahl an auszustoßenden PM-Partikeln (Partikel/km) auf der Auslassseite der Wabenstruktur gemessen. In einem Fall, wo diese Anzahl an auszustoßenden PM-Partikeln im Vergleich zu der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1, die eine Struktur aufweist, die zu der bisher in einem gewöhnlichen PM-Auffangfilter verwendeten Wabenstruktur äquivalent ist, offensichtlich hoch ist, besteht die Möglichkeit, dass bei der Verwendung als PM-Auffangfilter ein Problem auftritt. Die Bewertung wurde in Bezug auf drei Proben in sowohl Vergleichsbeispiel 1 als auch den Beispielen 1 bis 36 durchgeführt.The honeycomb structure was attached to the exhaust system of a vehicle on which a four-cylinder diesel engine with a displacement of 21 was mounted. Further, when this vehicle was driving in a New European Driving Cycle (NEDC) mode, the number of PM particles (particles / km) to be discharged was measured on the exhaust side of the honeycomb structure. In a case where this number of PM particles to be ejected is obviously high as compared with the honeycomb structure of Comparative Example 1 having a structure equivalent to the honeycomb structure hitherto used in an ordinary PM trap filter, there is a possibility that there is a problem when used as a PM trap filter. The evaluation was made with respect to three samples in both of Comparative Example 1 and Examples 1 to 36.
Tabelle 4 zeigt die Bewertungsergebnisse dieser PM-Auffangleistung. Das heißt, zwischen der Anzahl an aus der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 auszustoßenden PM-Partikeln und der Anzahl an aus der Wabenstruktur der Beispiele 1 bis 36 auszustoßenden PM-Partikeln waren keine signifikanten Unterschiede erkennbar.Table 4 shows the evaluation results of this PM collecting performance. That is, between the number of PM particles to be ejected from the honeycomb structure of Comparative Example 1 and the number of from the Honeycomb structure of Examples 1 to 36 ejected PM particles no significant differences were recognizable.
[Druckabfall][Pressure drop]
Wurde Luft bei Raumtemperatur (25°C) durch die Wabenstruktur bei einer Fließgeschwindigkeit von 12 m3/Minute geleitet, wurden die Drücke auf der Einlassseite (einer stromaufwärtigen Seite) und der Auslassseite (einer stromabwärtigen Seite) der Wabenstruktur gemessen, und der Unterschied zwischen den Drücken wurde berechnet, wodurch der Druckabfall erhalten wurde. In einem Fall, wo dieser Druckabfall im Vergleich zu der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1, die eine Struktur aufweist, die zu der bisher in einem gewöhnlichen PM-Auffangfilter verwendeten Wabenstruktur äquivalent ist, offensichtlich hoch ist, besteht die Möglichkeit, dass das Problem der Verringerung der Motorleistung oder dergleichen auftritt, wenn die Wabenstruktur in das Abgassystem des Motors eingebaut wird. Die Bewertungskriterien für diesen Test lauten wie folgt.
- A: Wenn der Druckabfall der
Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 als eine Bezugsgröße 100% beträgt, beträgt der Druckabfall der Wabenstruktur eines Bewertungsgegenstandes 102% oder weniger. - B: Wenn der Druckabfall der
Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 als die Bezugsgröße 100% beträgt, beträgt der Druckabfall der Wabenstruktur des Bewertungsgegenstandes mehr als 102% und 105% oder weniger. - C: Wenn der Druckabfall der
Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 als die Bezugsgröße 100% beträgt, beträgt der Druckabfall der Wabenstruktur des Bewertungsgegenstandes mehr als 105% und 110% oder weniger. - D: Wenn der Druckabfall der
Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 als die Bezugsgröße 100% beträgt, beträgt der Druckabfall der Wabenstruktur des Bewertungsgegenstandes mehr als 110%.
- A: When the pressure drop of the honeycomb structure of Comparative Example 1 as a reference is 100%, the pressure drop of the honeycomb structure of an evaluation article is 102% or less.
- B: When the pressure drop of the honeycomb structure of Comparative Example 1 as the reference is 100%, the pressure drop of the honeycomb structure of the evaluation subject is more than 102% and 105% or less.
- C: When the pressure drop of the honeycomb structure of Comparative Example 1 as the reference is 100%, the pressure drop of the honeycomb structure of the evaluation subject is more than 105% and 110% or less.
- D: When the pressure drop of the honeycomb structure of Comparative Example 1 as the reference is 100%, the pressure drop of the honeycomb structure of the evaluation object is more than 110%.
Es versteht sich, dass bei der Bewertung des Druckabfalls im Falle der Bewertung mit „A” der Einfluss auf die Motorleistung ignoriert werden kann, und es kann davon ausgegangen werden, dass die Wabenstruktur besonders geeignet ist. Im Falle der Bewertung mit „B” liegt der Einfluss auf die Motorleistung bei einem Niveau, bei dem keine praktischen Probleme auftreten, und es kann davon ausgegangen werden, dass die Wabenstruktur geeignet ist. Im Falle der Bewertung mit „C” liegt der Einfluss auf die Motorleistung bei einem Niveau, bei dem kein großes praktisches Problem auftritt, und es kann davon ausgegangen werden, dass die Wabenstruktur geeignet ist. Im Falle der Bewertung mit „D” wird die Motorleistung beeinflusst, und es kann davon ausgegangen werden, dass die Wabenstruktur schadhaft ist.It will be understood that when assessing the pressure drop in the case of the rating "A", the influence on the engine output can be ignored, and it can be considered that the honeycomb structure is particularly suitable. In the case of the rating of "B", the influence on the engine output is at a level where no practical problems occur, and it can be considered that the honeycomb structure is suitable. In the case of the rating of "C", the influence on the engine output is at a level where no large practical problem occurs, and it can be considered that the honeycomb structure is suitable. In the case of the rating of "D", the engine performance is affected and it can be considered that the honeycomb structure is defective.
Tabelle 4 zeigt die Bewertungsergebnisse des Druckabfalls. Das heißt, die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 36 wurden mit „A” bis „C” bewertet, und es wurden keine Wabenstrukturen mit „D” bewertet.Table 4 shows the evaluation results of the pressure drop. That is, the honeycomb structures of Examples 1 to 36 were rated "A" to "C", and no honeycomb structures were rated "D".
[Allgemeine Bewertung][General Rating]
Ausgehend von den oben genannten Ergebnissen zu den Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 36 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7 wurden allgemeine Bewertungen durchgeführt. Die Kriterien der allgemeinen Bewertung lauten wie folgt.
- A: Selbst bei schwierigen Nutzungsbedingungen gibt es keinerlei Probleme in Bezug auf die Leistung, und die Wabenstruktur ist gut geeignet.
- B: Die Wabenstruktur weist keinerlei praktische Probleme auf und hat eine geeignete Leistung.
- C: Es gab keine großen praktischen Probleme, und bei der üblichen Verwendung treten keinerlei Probleme auf.
- D: Es gibt Probleme in Bezug auf die Leistung.
- A: Even in difficult conditions of use, there are no performance issues and the honeycomb structure is well suited.
- B: The honeycomb structure has no practical problems and has a suitable performance.
- C: There were no big practical problems, and there are no problems with the usual usage.
- D: There are problems in terms of performance.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der allgemeinen Bewertung. Das heißt, die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 36 wurden mit „A” bis „C” bewertet, und alle Wabenstrukturen zeigten Leistungen, bei denen es keinerlei praktische Probleme gab. Außerdem wurde in den Wabenstrukturen der Beispiele 18 und 19 die Dicke des Bindematerials erhöht, so dass der Kantenabschnitt des Wabensegments nicht störte, der Kantenabschnitt des Wabensegments wurde daher C-abgeschrägt, um das Stören des Kantenabschnitts des Wabensegments zu eliminieren, und der Druckabfall war leicht erhöht, hatte jedoch ein Niveau, bei dem keinerlei praktische Probleme auftraten, im Vergleich zu den Wabenstrukturen der Beispiele 23 und 24, bei denen die Dicke jedes Bindungsabschnitts 1 mm betrug. In der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1, bei der die Wabensegmente angeordnet waren, die jeweils vier Seitenflächen aufweisen, die alle planar waren, und den Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 2 bis 7, bei denen die Wabensegmente so angeordnet waren, dass die konkaven Seitenflächen oder die konvexen Seitenflächen einander zugewandt sind, wurden in dem Wärmevibrationstest keine guten Ergebnisse erhalten, weshalb angenommen wurde, dass die Verwendung dieser Wabenstrukturen schwierig war, und die allgemeine Bewertung war „D”. [Tabelle 4]
Die vorliegende Erfindung kann geeigneterweise in einem Filter zum Auffangen von Feststoffteilchen, die im Abgas eines Dieselmotors oder eines Benzinmotors enthalten sind, einem Katalysatorträger, auf den ein Katalysator zum Reinigen des Abgases geladen ist, oder dergleichen verwendet werden.The present invention can be suitably used in a filter for collecting particulates contained in the exhaust gas of a diesel engine or a gasoline engine, a catalyst carrier loaded with a catalyst for purifying the exhaust gas, or the like.
Beschreibung der BezugszeichenDescription of the reference numerals
-
1 : Wabenstruktur,2 : Wabensegment,2a : erstes Wabensegment,2b : zweites Wabensegment,2c : Mischkrümmungs-Wabensegment,3 : Einlassendfläche,4 : Auslassendfläche,5a bis5d : Seitenfläche,6 : konkave Seitenfläche,7 : konvexe Seitenfläche,10 : Zelle,10a : vorbestimmte Zelle,10b : verbleibende Zelle,11 : Trennwand,12 : Bindematerial,13 : Umfangsdeckschicht,14 : Verschlussabschnitt und15 : ebene Platte.1 : Honeycomb structure,2 : Honeycomb segment,2a : first honeycomb segment,2 B : second honeycomb segment,2c Photos: Mixed Curve Honeycomb Segment,3 : Inlet end surface,4 : Outlet end face,5a to5d : Side surface,6 : concave side surface,7 : convex side surface,10 : Cell,10a : predetermined cell,10b : remaining cell,11 : Partition wall,12 : Binding material,13 : Circumferential cover layer,14 : Lock section and15 : flat plate.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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