DE102022000656A1

DE102022000656A1 - Säulenförmiger Wabenstrukturfilter

Info

Publication number: DE102022000656A1
Application number: DE102022000656.1A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Sato; Shuji Ueda; Koichi SENDO; Yutaka Ishii; Yuichi Tajima; Seiya Nakano; Ken Itazu
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2022-10-06
Also published as: US11612844B2; CN115142933B; CN115142933A; US20220314154A1

Abstract

Eine säulenförmige Wabenstruktur, umfassend mehrere erste Zellen, die von einer Einlassseitenendfläche zu einer Auslassseitenendfläche verlaufen, und mehrere zweite Zellen, die von der Einlassseitenendfläche zu der Auslassseitenendfläche verlaufen, zwischen denen eine poröse Trennwand eingeschoben ist, wobei eine poröse Folie mit einer Porosität, die höher ist als die der Trennwände, auf einer Oberfläche von jeder der ersten Zellen vorgesehen ist, und in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, die durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem zentralen Abschnitt größer ist als die durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem Außenumfangsabschnitt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Erfindung beansprucht den Vorteil der Priorität für die japanische Patentanmeldung Nr. 2021-061931 , eingereicht am 31. März 2021 beim japanischen Patentamt, und die japanische Patentanmeldung Nr. 2022-010347 , eingereicht am 26. Januar 2022 beim japanischen Patentamt, deren gesamte Inhalte hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen säulenförmigen Wabenstrukturfilter.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In dem aus einem Verbrennungsmotor wie einem Dieselmotor und einem Benzinmotor ausgestoßenen Abgas sind Feststoffteilchen wie Ruß (nachstehend als PM bezeichnet) enthalten. Ruß ist für den menschlichen Körper schädlich und seine Emission ist geregelt. Derzeit werden verbreitet Filter, verkörpert von DPFs und GPFs, in denen Abgas durchlässige Trennwände mit kleinen Poren durchqueren kann und die PM wie Ruß filtern, verwendet, um den Abgasregelungen gerecht zu werden.
Als ein Filter zum Auffangen von PM ist ein säulenförmiger Wandstrom-Wabenstrukturfilter bekannt, der mehrere erste Zellen, die in der Höhenrichtung von einer Einlassseitenendfläche zu einer Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils an der Einlassseitenendfläche offen sind und verschlossene Abschnitte an der Auslassseitenendfläche aufweisen, und mehrere zweite Zellen, die angrenzend an die erste Zelle mit einer dazwischengeschobenen Trennwand angeordnet sind, in der Höhenrichtung von der Einlassseitenendfläche zu der Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils verschlossene Abschnitte an der Einlassseitenendfläche aufweisen und an der Auslassseitenendfläche offen sind, umfasst.
In den letzten Jahren wurden mit der Verschärfung der Abgasbestimmungen strengere PM-Emissionsstandards (PN-Bestimmung: Partikelanzahl-Bestimmung) eingeführt und Filter bedürfen einer hohen PM-Abscheideleistung (hoher PN-Abscheidegrad). Daher wurde vorgeschlagen, eine Schicht zum Auffangen von PM auf der Oberfläche der Zellen zu bilden (Patentliteratur 1 bis 7). Gemäß dieser Patentliteratur können PM aufgefangen werden, während gleichzeitig der Druckabfall verringert wird, indem die Auffangschicht gebildet wird. Als ein Verfahren zum Bilden einer porösen Folie wird ein Verfahren übernommen, bei dem Teilchen kleiner als der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Teilchen, die die Trennwände bilden, durch eine Feststoff-Luft-Zweiphasenströmung zur Einlassseitenendfläche des Filters geleitet und auf die Oberfläche der ersten Zellen aufgebracht werden, und dann Wärmebehandlung erfolgt.
ZITATENLISTE
Patentliteratur

[Patentliteratur 1] WO 2010/110010
[Patentliteratur 2] WO 2011/125768
[Patentliteratur 3] WO 2011/125769
[Patentliteratur 4] japanisches Patent Nr. 5863951
[Patentliteratur 5] japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2011 - 147931
[Patentliteratur 6] japanisches Patent Nr. 5863950
[Patentliteratur 7] japanisches Patent Nr. 5597148

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die PM-Abscheideleistung des säulenförmigen Wabenstrukturfilters zu verbessern, wird es als effektiv betrachtet, Auffangschichten auf der Oberfläche der Zellen zu bilden, es gibt jedoch nach wie vor Raum für Verbesserungen der Auffangschicht. Es wäre von Vorteil, wenn die PM-Abscheideleistung bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, beispielsweise bei der Beschleunigung eines Automobils, verbessert werden könnte. Daher ist in einer Ausführungsform ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters, der zur Verbesserung der PM-Abscheideleistung bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit von Abgas beitragen kann.
Im Ergebnis intensiver Studien zur Lösung der obigen Probleme haben die betreffenden Erfinder entdeckt, dass bei einer Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases beim Durchqueren der Trennwände des säulenförmigen Wabenstrukturfilters im zentralen Abschnitt mitunter höher sein wird als im Außenumfangsabschnitt. Ferner haben die betreffenden Erfinder herausgefunden, dass eine Erhöhung der Dicke der Auffangschicht (äquivalent zu der „porösen Folie“ in der vorliegenden Erfindung) ausgehend vom Außenumfangsabschnitt in Richtung des zentralen Abschnitts, von Vorteil ist zur Verbesserung der PM-Abscheideleistung bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit des Abgases. Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf den obigen Erkenntnissen vollendet und wird nachstehend exemplarisch veranschaulicht.

[1] Ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter, umfassend mehrere erste Zellen, die von einer Einlassseitenendfläche zu einer Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils an der Einlassseitenendfläche offen sind und einen verschlossenen Abschnitt an der Auslassseitenendfläche aufweisen, und mehrere zweite Zellen, die von der Einlassseitenendfläche zu der Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils einen verschlossenen Abschnitt an der Einlassseitenendfläche aufweisen und an der Auslassseitenendfläche offen sind, wobei die mehreren ersten Zellen und die mehreren zweiten Zellen abwechselnd nebeneinander mit einer dazwischengeschobenen porösen Trennwand angeordnet sind, wobei eine poröse Folie mit einer Porosität höher als die der Trennwand auf einer Oberfläche von jeder der ersten Zellen vorgesehen ist, und unter der Annahme, dass eine Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, eine Verlaufsrichtung einer Koordinatenachse ist, ein Koordinatenwert der Einlassseitenendfläche 0 ist und ein Koordinatenwert der Auslassseitenendfläche X ist, die folgende Beziehung erfüllt ist: $(A_{1} + A_{2} + A_{3}) / (B_{1} + B_{2} + B_{3}) > 1,0,$
wobei in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,2X B₁ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in einem Außenumfangsabschnitt ist und A₁ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in einem zentralen Abschnitt ist, in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,5X B₂ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem Außenumfangsabschnitt ist und A₂ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem zentralen Abschnitt ist und in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,8X B₃ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem Außenumfangsabschnitt ist und A₃ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem zentralen Abschnitt ist.
[2] Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß [1], wobei die folgende Beziehung erfüllt ist $(A_{1} + A_{2} + A_{3}) / (B_{1} + B_{2} + B_{3}) > 1,2.$
[3] Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß [1] oder [2], wobei die folgenden Beziehungen (1) und (2) für die ersten Zellen, die sich im zentralen Abschnitt des Querschnitts orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, befinden, erfüllt sind:
1. (1) das Verhältnis (A₂ / A₁) der durchschnittlichen Dicke A₂ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,5X zu der durchschnittlichen Dicke A₁ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,2X beträgt 1,05 bis 5,0 und
2. (2) das Verhältnis (A₃ / A₁) der durchschnittlichen Dicke A₃ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,8X zu der durchschnittlichen Dicke A₁ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,2X beträgt 1,05 bis 5,0.
[4] Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß einem von [1] bis [3], wobei die folgende Beziehung erfüllt ist $A_{1} > B_{1}, A_{2} > B_{2} {und A}_{3} > B_{3} .$
[5] Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß einem von [1] bis [4], wobei eine Hauptkomponente der porösen Folie Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Cordierit oder Mullit ist.
[6] Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß einem von [1] bis [5], wobei die Porosität der porösen Folie 70 bis 85 % beträgt.
[7] Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß einem von [1] bis [6], wobei die durchschnittliche Dicke der gesamten porösen Folie 4 bis 50 µm beträgt.

Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zur Verbesserung der PM-Abscheideleistung bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit von Abgas beitragen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel für einen säulenförmigen Wabenstrukturfilter zeigt.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht bei Betrachtung eines Beispiels für einen säulenförmigen Wabenstrukturfilter ausgehend von einem Querschnitt parallel zu der Richtung, in der die Zellen verlaufen.
3 ist eine schematische teilweise vergrößerte Ansicht eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters bei der Betrachtung ausgehend von einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die Zellen verlaufen.
4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die durch Fließanalyse der Beziehung zwischen dem Abstand in der Richtung, in der die Zellen verlaufen, von der Einlassseitenendfläche und der Strömungsgeschwindigkeit, wenn Abgas, das in dem säulenförmigen Wabenstrukturfilter strömt, die Trennwände durchquert, erhalten werden.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Konstruktionsbeispiel für die ersten Zellen zeigt.
6 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Bereiche des Außenumfangsabschnitts und des zentralen Abschnitts eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters.
7 ist eine schematische Ansicht eines Querschnitts eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters, der zum Erhalt der durchschnittlichen Dicke der porösen Folie ausgeschnitten wurde.
8 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Konfiguration einer Teilchenaufbringungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines anderen Konfigurationsbeispiels für einen Aerosolgenerator, der mit der Teilchenaufbringungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
10 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung noch eines anderen Konfigurationsbeispiels für einen Aerosolgenerator, der mit der Teilchenaufbringungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt sein soll und beliebige Veränderungen, Verbesserungen oder dergleichen der Gestaltung basierend auf den gewöhnlichen Kenntnissen eines Fachmannes angemessen vorgenommen werden können, ohne vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
<1. Säulenförmiger Wabenstrukturfilter>
Es wird ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter kann als ein DPF (Dieselpartikelfilter) oder ein GPF (Benzinpartikelfilter), die Ruß auffangen, verwendet werden und ist an einer Abgasleitung aus einer Verbrennungsvorrichtung, üblicherweise einem Motor, der an einem Fahrzeug installiert ist, installiert. Der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise in einem Auspuffrohr installiert werden.
1 und 2 veranschaulichen eine schematische perspektivische Ansicht bzw. eine Querschnittsansicht eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters (100). Dieser säulenförmige Wabenstrukturfilter (100) umfasst eine Außenumfangsseitenwand (102) und mehrere erste Zellen (108), die an der Innenumfangsseite der Außenumfangsseitenwand (102) vorgesehen sind, wobei die mehreren ersten Zellen (108) von einer Einlassseitenendfläche (104) zu einer Auslassseitenendfläche (106) verlaufen, jeweils an der Einlassseitenendfläche (104) offen sind und einen verschlossenen Abschnitt (109) an der Auslassseitenendfläche (106) aufweisen, und mehrere zweite Zellen (110), die an der Innenumfangsseite der Außenumfangsseitenwand (102) vorgesehen sind, wobei die mehreren zweiten Zellen (110) von der Einlassseitenendfläche (104) zu der Auslassseitenendfläche (106) verlaufen, jeweils einen verschlossenen Abschnitt (109) an der Einlassseitenendfläche (104) aufweisen und an der Auslassseitenendfläche (106) offen sind. Bei dieser säulenförmigen Wabenstruktur (100) haben die Einlassseitenendfläche (104) und die Auslassseitenendfläche (106) jeweils eine Wabenform, da die ersten Zellen (108) und die zweiten Zellen (110) abwechselnd nebeneinander mit der porösen Trennwand (112) dazwischengeschoben angeordnet sind.
Wird Feststoffteilchen (PM) wie Ruß enthaltendes Abgas zu der Einlassseitenendfläche (104) geleitet, die sich auf der Anströmseite des säulenförmigen Wabenstrukturfilters (100) befindet, wird das Abgas in die ersten Zellen (108) eingeleitet und schreitet in den ersten Zellen (108) zur Abströmseite fort. Da die ersten Zellen (108) verschlossene Abschnitte (109) an der Auslassseitenendfläche (106), die sich auf der Abströmseite befindet, aufweisen, durchläuft das Abgas die porösen Trennwände (112), die die ersten Zellen (108) und die zweite Zellen (110) trennen, und strömt in die zweite Zellen (110). Da Feststoffteilchen die Trennwände (112) nicht durchlaufen können, werden sie aufgefangen und in den ersten Zellen (108) abgeschieden. Nachdem die Feststoffteilchen entfernt worden sind, schreitet das saubere Abgas, das in die zweiten Zellen (110) geströmt ist, in den zweiten Zellen (110) zur Abströmseite fort und strömt aus der Auslassseitenendfläche (106), die sich auf der Abströmseite befindet, aus.
3 zeigt eine schematische teilweise vergrößerte Ansicht des säulenförmigen Wabenstrukturfilters (100), betrachtet von einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die Zellen (108, 110) verlaufen. Auf der Oberfläche jeder der ersten Zellen (108) (äquivalent zur Oberfläche der Trennwand (112), die die erste Zelle (108) trennt) des säulenförmigen Wabenstrukturfilters (100) ist eine poröse Folie (114) ausgebildet.
Nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des in den säulenförmigen Wabenstrukturfilter einströmenden Abgases zu, nimmt mitunter die Strömungsgeschwindigkeit des den säulenförmigen Wabenstrukturfilter durchlaufenden Abgases eher nahe der Mittelachse als nahe der Außenumfangsseitenwand zu. Daher wird die poröse Folie vorteilhafterweise in der Nähe der Mittelachse als in der Nähe der Außenumfangsseitenwand dicker gemacht, um den PM-Abscheidegrad zu verbessern. Daher ist in einer Ausführungsform des säulenförmigen Wabenstrukturfilters unter der Annahme, dass die Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, eine Verlaufsrichtung einer Koordinatenachse ist, der Koordinatenwert der Einlassseitenendfläche 0 ist und der Koordinatenwert der Auslassseitenendfläche X ist, die folgende Beziehung erfüllt $(A_{1} + A_{2} + A_{3}) / (B_{1} + B_{2} + B_{3}) > 1,0,$
wobei
in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,2X B₁ die durchschnittliche Dicke der porösen Folie im Außenumfangsabschnitt ist und A₁ die durchschnittliche Dicke der porösen Folie im zentralen Abschnitt ist, in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,5X B₂ die durchschnittliche Dicke der porösen Folie im Außenumfangsabschnitt ist und A₂ die durchschnittliche Dicke der porösen Folie im zentralen Abschnitt ist und in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,8X B₃ die durchschnittliche Dicke der porösen Folie im Außenumfangsabschnitt ist und A₃ die durchschnittliche Dicke der porösen Folie im zentralen Abschnitt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) ≥ 1,2 erfüllt. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) ≥ 1,7 erfüllt. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) ≥ 1,8 erfüllt. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) ≥ 2,0 erfüllt. Die Obergrenze für (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) ist nicht besonders beschränkt, wird sie jedoch zu hoch, kann es aufgrund einer starken Blockade des Gasströmungsweges zu Druckabfall kommen. Daher ist 10 ≥ (A₁ + A2 + A3) / (B1 + B2 + B₃) bevorzugt, 8 ≥ (A₁ + A2 + A₃) / (B1 + B2 + B3) ist stärker bevorzugt. Üblicherweise ist 4 ≥ (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) erfüllt. Noch üblicher ist 3 ≥ (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) erfüllt. Noch üblicher ist 2,5 ≥≥ (A₁ + A₂ + A₃) / (B₁ + B₂ + B₃) erfüllt.
(A₁ + A₂ + A₃) / 3 kann beispielsweise 5 bis 30 µm und vorzugsweise 10 bis 20 µm betragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind A₁ > B₁, A₂ > B₂ und A₃ ≥ B₃ erfüllt. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform sind A₁ / B₁ ≥ 1,1, A₂ / B₂ ≥ 1,1 und A₃ / B₃ ≥ 1,1 erfüllt. In einer weiteren stärker bevorzugten Ausführungsform sind A₁ / B₁ ≥ 1,4, A₂ / B₂ ≥ 1,4, und A₃ / B₃ ≥ 1,4 erfüllt. Die Obergrenze für A₁ / B₁, A₂ / B₂ und A₃ / B₃ ist nicht besonders beschränkt, wird sie jedoch zu hoch, kann es aufgrund einer starken Blockade des Gasströmungsweges zu Druckabfall kommen. Daher sind 4,0 ≥ A₁ / B₁, 4,0 ≥ A₂ / B₂ und 4,0 ≥ A₃ / B₃ bevorzugt und 3,0 ≥ A₁ / B₁, 3,0 ≥ A₂ / B₂ und 3,0 ≥ A₃ / B₃ sind stärker bevorzugt.
Nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zu, wird mitunter die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases beim Durchlaufen der Trennwände des säulenförmigen Wabenstrukturfilters in Richtung der Auslassseitenendfläche zunehmen. Beträgt beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit des in den säulenförmigen Wabenstrukturfilter einströmenden Abgases (Abgasströmungsrate / Fläche der Einlassseitenendfläche) 2,5 m/s oder mehr, üblicherweise 12,4 m/s oder mehr, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases beim Durchlaufen der Trennwände des säulenförmigen Wabenstrukturfilters an der Auslassseitenendfläche außergewöhnlich hoch. 4 zeigt die Ergebnisse, die durch Fließanalyse der Beziehung zwischen dem Abstand in der Richtung, in der die Zelle verläuft, ausgehend von der Einlassseitenendfläche und der Strömungsgeschwindigkeit, wenn Abgas, das in den säulenförmigen Wabenstrukturfilter einströmt, durch die Trennwand einer Zelle strömt, erhalten werden. Wie aus 4 erkennbar ist, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des die Trennwand durchströmenden Abgases merklich zu, wenn es sich der Auslassseitenendfläche nähert.
<Fließanalysebedingungen>

Software: Fluent Ver19.1, erhältlich von Ansys
Löser-Typ: druckbasierter Löser
Wirbelmodell: Low Reynolds-Zahl Typ SST k-ω
Außenfläche: symmetrische Oberflächenbeschaffenheit (es kommt nicht zu Reibung)
massive Wandfläche: Wandhaftbedingung (es kommt zu Reibung)
Auslass: spezifiziert als ein Überdruck von 0 [Pa] (zur Atmosphäre offen) Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, das in den säulenförmigen Wabenstrukturfilter strömt: 12,4 m/s, 2,5 m/s
Dichte des Fluids, das in den säulenförmigen Wabenstrukturfilter strömt: 1,19 kg/m³ Viskosität des Fluids, das in den säulenförmigen Wabenstrukturfilter strömt: 1,85 x 10^-5 kg/m/s
Abmessung säulenförmiger Wabenstrukturfilter: 120 mm
Zellendichte des säulenförmigen Wabenstrukturfilters: 200 cpsi
Trennwanddicke des säulenförmigen Wabenstrukturfilters: 216 µm

Die Menge an Abgas, das pro Zeiteinheit durchläuft, nimmt an Stellen, an denen die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases hoch ist, zu. Daher kann die PM-Abscheideleistung verbessert werden, indem die Dicke der porösen Folie erhöht wird, um so die Chancen für einen Kontakt mit der porösen Folie zu erhöhen. Daher kann durch eine Erhöhung der Dicke der porösen Folie in Richtung der Auslassseitenendfläche, wo die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zunimmt, die PM-Abscheideleistung verbessert werden, ohne dass der Druckabfall mehr als nötig erhöht wird. Daher hat in einer bevorzugten Ausführungsform des säulenförmigen Wabenstrukturfilters (100) die poröse Folie (114), die auf der Oberfläche jeder von den ersten Zellen (108) (entspricht der Oberfläche der Trennwand, die die erste Zelle trennt) gebildet ist, eine Dicke, die ausgehend von der Einlassseitenendfläche (104) in Richtung der Auslassseitenendfläche (106) zunimmt. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die ein Konstruktionsbeispiel für die ersten Zellen (108) eines solchen säulenförmigen Wabenstrukturfilters (100) zeigt.
Im Speziellen sind unter der Annahme, dass die Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, eine Verlaufsrichtung einer Koordinatenachse ist, ein Koordinatenwert der Einlassseitenendfläche 0 ist und ein Koordinatenwert der Auslassseitenendfläche X ist, die folgenden Beziehungen (1) und (2) erfüllt, wobei sich die ersten Zellen im zentralen Abschnitt eines Querschnitts orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, befinden:

(1) das Verhältnis (A₂ / A₁) der durchschnittlichen Dicke A₂ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,5X zu der durchschnittlichen Dicke A₁ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,2X beträgt 1,05 bis 5,0 und
(2) das Verhältnis (A₃ / A₁) der durchschnittlichen Dicke A₃ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,8X zu der durchschnittlichen Dicke A₁ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,2X beträgt 1,05 bis 5,0.

Die Untergrenze für A₂ / A₁ beträgt vorzugsweise 1,2 oder mehr und stärker bevorzugt 1,4 oder mehr. Die Obergrenze für A₂ / A₁ beträgt vorzugsweise 4,0 oder weniger und stärker bevorzugt 3,0 oder weniger.
Die Untergrenze für A₂ / A₁ beträgt vorzugsweise 1,6 oder mehr und stärker bevorzugt 1,8 oder mehr. Die Obergrenze für A₂ / A₁ beträgt vorzugsweise 4,0 oder weniger und stärker bevorzugt 3,0 oder weniger.
Die zentralen und Außenumfangsabschnitte des säulenförmigen Wabenstrukturfilters werden beim Messen der durchschnittlichen Dicke der porösen Folie bei jedem Koordinatenwert (0,2X, 0,5X, 0,8X) in der Richtung, in der die ersten Zellen verlaufen, wie folgt bestimmt. Bezogen auf 6 wird beim Betrachten des säulenförmigen Wabenstrukturfilters (100) ausgehend von einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen verlaufen, ein Liniensegment L ausgehend vom Schwerpunkt O des Querschnitts in Richtung der Außenfläche der Außenumfangsseitenwand (102) eingezeichnet. Es wird angenommen, dass die Verlaufsrichtung des Liniensegments L die Verlaufsrichtung einer Koordinatenachse ist, der Koordinatenwert am Schwerpunkt O 0 ist und der Koordinatenwert an der Außenfläche der Außenumfangsseitenwand R ist. In diesem Fall ist entlang des Liniensegments L der Bereich der Koordinatenwerte 0 bis 0,2R der zentrale Abschnitt und der Bereich der Koordinatenwerte 0,7R bis 0,9R ist der Außenumfangsabschnitt. Werden viele solcher Liniensegmente L in den Querschnitt eingezeichnet und der zentrale Abschnitt und der Außenumfangsabschnitt an jedem Liniensegment L vereinigt, können die Flächen des zentralen Abschnitts (120) und des Außenumfangsabschnitts (130) in dem Querschnitt erhalten werden.
A₁, A₂, A₃, B₁, B₂ und B₃ werden jeweils mit Hilfe der folgenden Verfahren gemessen. Es wird ein Querschnitt parallel zu der Richtung, in der die ersten Zellen verlaufen, und parallel zu dem Liniensegment, das ausgehend von der Außenfläche der Außenumfangsseitenwand in Richtung des Schwerpunkts O verläuft, aus der Stelle (zentraler Abschnitt oder Außenumfangsabschnitt), wo die durchschnittliche Dicke der porösen Folie des säulenförmigen Wabenstrukturfilters erhalten werden soll, ausgeschnitten. Der Querschnitt wird mit einer 3D-Formmessmaschine (Beispiel: VR-3200, hergestellt von der KEYENCE CORPORATION) unter den Bedingungen einer 25-fachen Vergrößerung und einem Betrachtungssichtfeld von 12,5 mm (horizontal) x 9,5 mm (vertikal) betrachtet. An diesem Punkt erfolgt die Betrachtung derart, dass die seitliche Richtung des Betrachtungssichtfeldes parallel ist zu der Richtung, in der die ersten Zellen verlaufen. Dann erfolgt die Betrachtung, wenn die durchschnittliche Dicke bei einem speziellen Koordinatenwert in der Richtung, in der die ersten Zellen verlaufen, erhalten werden soll, derart, dass sich ein Koordinatenwert in der Mitte des Betrachtungssichtfeldes in der seitlichen Richtung befindet. Beispielsweise erfolgt bei der Bestimmung der durchschnittlichen Dicke bei 0,2X die Betrachtung derart, dass sich 0,2X in der Mitte des Betrachtungssichtfeldes in der seitlichen Richtung befindet.
7 zeigt eine schematische Ansicht des ausgeschnittenen Querschnitts. Durch Betrachtung des Querschnitts werden die ersten Zellen (108), auf denen die poröse Folie gebildet ist, und die zweiten Zellen (110), auf denen die poröse Folie nicht gebildet ist, identifiziert. Als nächstes werden drei erste Zellen (108) spezifiziert, die an der Position, die der Mitte auf dem Querschnitt am nächsten liegt, nebeneinander liegen. Ferner werden die zentralen Regionen (110a) (Referenzebenen) von zwei zweiten Zellen (110), die zwischen diesen drei angrenzenden ersten Zellen (108) angeordnet sind, an einer Position, die der auf dem Querschnitt am nächsten liegt, spezifiziert, und es erfolgt Nivellierung mit Bildverarbeitungssoftware (Beispiel: Software, die an die 3D-Formmessmaschine VR-3200, hergestellt von KEYENCE, angeschlossen ist), so dass die Referenzebenen basierend auf den Profilen beider Regionen die horizontalsten sind. Nach der Nivellierung werden die zentralen Regionen (110a) der beiden zweiten Zellen (110) als ein Messbereich spezifiziert, und die durchschnittliche Höhe H2 dieser Regionen wird gemessen. Ferner werden nach der Nivellierung die zentralen Regionen (108a) der drei ersten Zellen (108) als ein Messbereich spezifiziert, und die durchschnittliche Höhe H1 dieser Regionen wird gemessen. Die Differenz zwischen der durchschnittlichen Höhe H1 und der durchschnittlichen Höhe H2 in einem Sichtfeld wird als die Dicke der porösen Folie in diesem Sichtfeld definiert. Überdies bezieht sich die zentrale Region (108a, 110a) auf die Region eines zentralen Abschnitts, wenn der Abstand zwischen einem Paar von Trennwänden (112), das jede Zelle trennt, in drei gleiche Abschnitte unterteilt wird.
Die Dicke der porösen Folie in dem zentralen Abschnitt und dem Außenumfangsabschnitt bei jedem Koordinatenwert wird für jeweils fünf Sichtfelder gemessen, und der durchschnittliche Wert in den fünf Sichtfeldern wird als der gemessene Wert betrachtet (A_1, A₂, A₃, B₁, B₂, B₃).
In der vorliegenden Beschreibung wird der durchschnittliche Wert für A₁, A₂, A₃, B₁, B₂ und B₃ als die durchschnittliche Dicke der gesamten porösen Folie des säulenförmigen Wabenstrukturfilters betrachtet. Die durchschnittliche Dicke der gesamten porösen Folie kann beispielsweise 4 bis 50 µm betragen. Beträgt die durchschnittliche Dicke der gesamten porösen Folie 4 µm oder mehr, vorzugsweise 10 µm oder mehr, kann der Vorteil einer Verbesserung des Abscheidegrades erzielt werden. Überdies kann bei einer durchschnittlichen Dicke der gesamten porösen Folie von 50 µm oder weniger, vorzugsweise 40 µm oder weniger, stärker bevorzugt 30 µm oder weniger und noch stärker bevorzugt 20 µm oder weniger der Vorteil des Unterbindens einer Erhöhung des Druckabfalls erzielt werden.
In einer Ausführungsform ist die Porosität der porösen Folie (114) höher als die Porosität der Trennwand (112). Ist die Porosität der porösen Folie (114) höher als die Porosität der Trennwand (112), besteht ein Vorteil dahingehend, dass eine Erhöhung des Druckabfalls unterbunden werden kann. In diesem Fall beträgt die Differenz zwischen der Porosität der porösen Folie (114) und der Porosität (%) der Trennwand (112) vorzugsweise 10 % oder mehr, stärker bevorzugt 20 % oder mehr.
Die Untergrenze für die Porosität der porösen Folie beträgt hinsichtlich des Unterbindens einer Erhöhung des Druckabfalls vorzugsweise 70 % oder mehr. Ferner beträgt die Obergrenze für die Porosität der porösen Folie hinsichtlich des Unterbindens einer Verringerung des Abscheidegrades vorzugsweise 85 % oder weniger.
Die Porosität der porösen Folie wird wie folgt gemessen. Für jeden Querschnitt, der bei der Bestimmung der durchschnittlichen Foliendicke der porösen Folie bei jedem von A₁, A₂, A₃, B₁, B₂ und B₃ verwendet wird, wird ein reflektiertes In-Lens-Elektronenbild in beliebigen zwei Sichtfeldern der zentralen Region (108a) der ersten Zelle (108), auf der die poröse Folie gebildet ist, unter Verwendung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (Abkürzung: FE-SEM) (Beispiel: Modell ULTRA55, hergestellt von ZEISS) aufgenommen. Als nächstes wird eine Bildanalysesoftware (Beispiel: HALCON) zur Binarisierung des Bildes mit Hilfe der Modus-Methode verwendet, dieses in Folienmaterialabschnitte und Leerabschnitte unterteilt, das Verhältnis der Folienmaterialabschnitte und der Leerabschnitte berechnet, welches als die Porosität der porösen Folie bei jedem von A₁, A₂, A₃, B₁, B₂ und B₃ betrachtet wird. Dann wird der Durchschnittswert von allen als die Porosität der porösen Folie des säulenförmigen Wabenstrukturfilters genommen.
Die Untergrenze für die Porosität der Trennwand beträgt hinsichtlich des Unterbindens des Druckabfalls des Abgases vorzugsweise 40 % oder mehr, stärker bevorzugt 45 % oder mehr und noch stärker bevorzugt 50 % oder mehr. Überdies beträgt die Obergrenze für die Porosität der Trennwand hinsichtlich des Sicherstellens der Festigkeit des säulenförmigen Wabenstrukturfilters vorzugsweise 80 % oder weniger, stärker bevorzugt 75 % oder weniger und noch stärker bevorzugt 70 % oder weniger. Die Porosität der Trennwand bezieht sich auf den Wert, der mit einem Quecksilberintrusions-Porosimeter gemäß JIS-R1655: 2003 gemessen wird.
Die poröse Folie kann aus Keramik bestehen. Beispielsweise kann die poröse Folie eine oder mehrere Keramiken enthalten, die aus Cordierit, Siliciumcarbid (SiC), Talk, Glimmer, Mullit, Tonscherben, Aluminiumtitanat, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Sialon, Zirconiumphosphat, Zirconiumdioxid, Titandioxid und Siliciumdioxid ausgewählt sind. Die Hauptkomponente der porösen Folie ist vorzugsweise Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Cordierit oder Mullit. Von diesen ist die Hauptkomponente der porösen Folie vorzugsweise Siliciumcarbid, da die poröse Folie durch die Gegenwart des Oxidbelages (Si₂O) fest miteinander verbunden ist und nur schwer abgelöst werden kann. Die Hauptkomponente der porösen Folie bezieht sich auf eine Komponente, die 50 Masse-% oder mehr der porösen Folie ausmacht. Die poröse Folie umfasst vorzugsweise 50 Masse-% oder mehr, stärker bevorzugt 70 Masse-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 90 Masse-% oder mehr an SiC. Die Form der Keramik, die die poröse Folie bildet, ist nicht besonders eingeschränkt, und Beispiele hierfür umfassen granuläre Formen.
Beispiele für das Material, das die porösen Trennwände und die Außenumfangsseitenwand des säulenförmigen Wabenstrukturfilters gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf poröse Keramik. Beispiele für Keramik umfassen Cordierit, Mullit, Zirconiumphosphat, Aluminiumtitanat, Siliciumcarbid (SiC), Silicium-Siliciumcarbid-Verbundstoff (Beispiel: Si-gebundenes SiC), Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundstoffe, Zirconiumdioxid, Spinell, Indialit, Sapphirin, Korund, Titandioxid, Siliciumnitrid und dergleichen. Als die Keramik kann eine Art allein enthalten sein, oder zwei oder mehr Arten können gleichzeitig enthalten sein.
Der säulenförmige Wabenstrukturfilter kann einen PM-Verbrennungskatalysator tragen, der die Verbrennung von PM wie Ruß unterstützt, einen Oxidationskatalysator (DOC), einen SCR-Katalysator und einen NSR-Katalysator zum Entfernen von Stickoxiden (NOx) und einen Dreiwege-Katalysator, der Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx) gleichzeitig entfernen kann. Vorzugsweise trägt der säulenförmige Wabenstrukturfilter gemäß der vorliegenden Ausführungsform aber keinen Katalysator. Das liegt daran, dass, wenn der dünnere Abschnitt der porösen Folie (Beispiel: die Außenumfangsabschnitte nahe dem Einlass) mit einem Katalysator beschichtet wird, der Katalysator aus der Außenumfangsseitenwand des säulenförmigen Wabenstrukturfilters aussickern kann.
Die Form der Endflächen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters ist nicht besonders eingeschränkt, und sie kann beispielsweise eine runde Form wie ein Kreis, eine Ellipse, eine Rennstreckenform oder eine ovale Form oder ein Vieleck wie ein Dreieck oder ein Viereck sein. Die säulenförmige Wabenstruktur (100) von 1 hat eine kreisförmige Endfläche und ist insgesamt zylindrisch.
Die Höhe des säulenförmigen Wabenstrukturfilters (die Länge von der Einlassseitenendfläche zur Auslassseitenendfläche) ist nicht besonders eingeschränkt und kann entsprechend gemäß der Anwendung und geforderten Leistung festgelegt werden. Es gibt keine besondere Einschränkung für die Beziehung zwischen der Höhe des säulenförmigen Wabenstrukturfilters und dem maximalen Durchmesser jeder Endfläche (der sich auf die maximale Länge der Durchmesser bezieht, die den Schwerpunkt jeder Endfläche des säulenförmigen Wabenstrukturfilters durchquert). Daher kann die Höhe des säulenförmigen Wabenstrukturfilters länger sein als der maximale Durchmesser jeder Endfläche, oder die Höhe des säulenförmigen Wabenstrukturfilters kann kürzer sein als der maximale Durchmesser jeder Endfläche.
Die Form der Zellen im Querschnitt senkrecht zu der Strömungswegrichtung der Zellen ist nicht eingeschränkt, vorzugsweise ist sie aber ein Viereck, ein Sechseck, ein Achteck oder eine Kombination davon. Von diesen sind Quadrate und Sechsecke bevorzugt. Durch die Gestaltung der Form der Zellen in dieser Art und Weise kann der Druckabfall, wenn ein Fluid die säulenförmige Wabenstruktur durchströmt, verringert werden.
Die Obergrenze für die durchschnittliche Dicke der Trennwand in dem säulenförmigen Wabenstrukturfilter beträgt hinsichtlich des Unterbindens des Druckabfalls vorzugsweise 0,305 mm oder weniger, stärker bevorzugt 0,254 mm oder weniger und noch stärker bevorzugt 0,241 mm oder weniger. Hinsichtlich des Sicherstellens der Festigkeit des säulenförmigen Wabenstrukturfilters beträgt die Untergrenze für die durchschnittliche Dicke der Trennwand vorzugsweise aber 0,152 mm oder mehr, stärker bevorzugt 0,178 mm oder mehr und noch stärker bevorzugt 0,203 mm oder mehr. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die Dicke der Trennwand auf eine Kreuzungslänge, bei der ein Liniensegment die Trennwand kreuzt, wenn die Schwerpunkte angrenzender Zellen durch dieses Liniensegment in einem Querschnitt senkrecht zu der Richtung, in der die Zellen verlaufen, verbunden werden. Die durchschnittliche Dicke der Trennwand bezieht sich auf den Durchschnittswert der Dicke aller Trennwände.
Die Zellendichte (Anzahl an Zellen pro Querschnittsflächeneinheit senkrecht zu der Richtung, in der die Zellen verlaufen) ist nicht besonders eingeschränkt, kann beispielsweise aber 6 bis 2.000 Zellen/Quadratinch (0,9 bis 311 Zellen/cm²), stärker bevorzugt 50 bis 1.000 Zellen/Quadratinch (7,8 bis 155 Zellen/cm²), besonders bevorzugt 100 bis 400 Zellen/Quadratinch (15,5 bis 62,0 Zellen/cm²) betragen.
Der säulenförmige Wabenstrukturfilter kann als ein integral geformtes Produkt bereitgestellt werden. Ferner kann der säulenförmige Wabenstrukturfilter ebenso als ein Segmentverbundkörper bereitgestellt werden, indem mehrere säulenförmige Wabenstrukturfiltersegmente an ihren Seitenflächen, die jeweils eine Außenumfangsseitenwand aufweisen, verbunden und integriert werden. Durch Bereitstellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters als ein Segmentverbundkörper kann die Wärmeschockbeständigkeit verstärkt werden.
<2. Verfahren zur Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters>
Ein Verfahren zur Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters wird exemplarisch wie folgt veranschaulicht. Zunächst wird ein Grünkörper durch Kneten einer Rohmaterialzusammensetzung, umfassend ein keramisches Rohmaterial, ein Dispersionsmedium, ein porenbildendes Material und ein Bindemittel, geformt. Als nächstes wird der Grünkörper extrudiert, wodurch der gewünschte säulenförmige Wabenformkörper hergestellt wird. Der Rohmaterialzusammensetzung können nach Bedarf Additive wie ein Dispergiermittel zugegeben werden. Während der Extrusion kann eine Düse mit einer gewünschten Gesamtform, Zellenform, Trennwanddicke, Zellendichte und dergleichen verwendet werden.
Nachdem der säulenförmige Wabenformkörper getrocknet worden ist, werden verschlossene Abschnitte an vorbestimmten Stellen an beiden Endflächen des säulenförmigen Wabenformkörpers gebildet, und dann werden die verschlossenen Abschnitte unter Erhalt eines säulenförmigen Wabenformkörpers mit den verschlossenen Abschnitten getrocknet. Danach wird durch Entfetten und Brennen des säulenförmigen Wabenformkörpers eine säulenförmige Wabenstruktur erhalten. Danach wird durch Bilden einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen der säulenförmigen Wabenstruktur ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten.
Als das keramische Rohmaterial kann ein Rohmaterial verwendet werden, das nach dem Brennen die oben erwähnte Keramik bilden kann. Das keramische Rohmaterial kann beispielsweise in Form von Pulver bereitgestellt werden. Beispiele für das keramische Rohmaterial umfassen ein Rohmaterial zum Erhalt von Keramik wie Cordierit, Mullit, Zirkon, Aluminiumtitanat, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Zirconiumdioxid, Spinell, Indialit, Sapphirin, Korund, Titandioxid und dergleichen. Spezielle Beispiele hierfür umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Siliciumdioxid, Talk, Aluminiumoxid, Kaolin, Serpentin, Pyrophyllit, Brucit, Böhmit, Mullit, Magnesit, Aluminiumhydroxid und dergleichen. Als das keramische Rohmaterial kann eine Art allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten können in Kombination verwendet werden.
Im Falle der Filteranwendungen wie DPF und GPF kann vorzugsweise Cordierit als die Keramik verwendet werden. In diesem Fall kann ein Cordierit-bildendes Rohmaterial als das keramische Rohmaterial verwendet werden. Ein Cordierit-bildendes Rohmaterial ist ein Rohmaterial, das durch Brennen zu Cordierit wird. Wünschenswerterweise hat das Cordierit-bildende Rohmaterial eine chemische Zusammensetzung aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) (einschließlich der Menge an Aluminiumhydroxid, die in Aluminiumoxid umgewandelt wird): 30 bis 45 Masse-%, Magnesiumoxid (MgO): 11 bis 17 Masse-% und Siliciumdioxid (SiO₂): 42 bis 57 Masse-%.
Beispiele für das Dispersionsmedium umfassen Wasser oder ein Mischlösungsmittel aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel wie Alkohol, und besonders bevorzugt kann Wasser verwendet werden.
Das porenbildende Material ist nicht besonders eingeschränkt, so lange es nach dem Brennen zu Poren wird, und Beispiele hierfür umfassen Weizenmehl, Stärke, Schaumharz, wasseraufnehmendes Harz, poröses Siliciumdioxid, Kohle (Beispiel: Graphit), Keramikballon, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen, Nylon, Polyester, Acryl und Phenol und dergleichen. Als das porenbildende Material kann eine Art allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten können in Kombination verwendet werden. Hinsichtlich einer Erhöhung der Porosität des gebrannten Körpers beträgt die Menge an dem porenbildenden Material vorzugsweise 0,5 Masseteile oder mehr, stärker bevorzugt 2 Masseteile oder mehr und noch stärker bevorzugt 3 Masseteile oder mehr, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials. Hinsichtlich des Sicherstellens der Festigkeit des gebrannten Körpers beträgt die Menge an dem porenbildenden Material vorzugsweise 10 Masseteile oder weniger, stärker bevorzugt 7 Masseteile oder weniger und noch stärker bevorzugt 4 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials.
Beispiele für das Bindemittel umfassen organische Bindemittel wie Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose und Polyvinylalkohol. Genauer gesagt, werden vorzugsweise Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose in Kombination verwendet. Ferner beträgt hinsichtlich einer Erhöhung der Festigkeit des Wabenformkörpers die Menge an dem Bindemittel vorzugsweise 4 Masseteile oder mehr, stärker bevorzugt 5 Masseteile oder mehr und noch stärker bevorzugt 6 Masseteile oder mehr, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials. Hinsichtlich des Unterbindens des Auftretens von Rissen aufgrund anomaler Wärmeerzeugung im Brennschritt, beträgt die Menge an dem Bindemittel vorzugsweise 9 Masseteile oder weniger, stärker bevorzugt 8 Masseteile oder weniger und noch stärker bevorzugt 7 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials. Als das Bindemittel kann eine Art allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten können in Kombination verwendet werden.
Als das Dispergiermittel können Ethylenglycol, Dextrin, Fettsäureseife, Polyetherpolyol und dergleichen verwendet werden. Als das Dispergiermittel kann eine Art allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten können in Kombination verwendet werden. Der Gehalt an dem Dispergiermittel beträgt vorzugsweise 0 bis 2 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials.
Das Verfahren zum Verschließen der Endflächen des säulenförmigen Wabenformkörpers ist nicht besonders eingeschränkt, und es kann ein bekanntes Verfahren übernommen werden. Das Material für den verschlossenen Abschnitt ist nicht besonders eingeschränkt, vorzugsweise wird hinsichtlich der Festigkeit und Wärmebeständigkeit aber Keramik verwendet. Was die Keramik anbelangt, ist sie vorzugsweise ein keramisches Material, das mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cordierit, Mullit, Zirkon, Aluminiumtitanat, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Zirconiumdioxid, Spinell, Indialit, Sapphirin, Korund und Titandioxid, umfasst. Noch stärker bevorzugt hat der verschlossene Abschnitt dieselbe Materialzusammensetzung wie der Hauptkörperabschnitt des Wabenformkörpers, da der Ausdehnungskoeffizient zum Zeitpunkt des Brennens derselbe sein kann, so dass die Haltbarkeit verbessert wird.
Nach dem Trocknen des Wabenformkörpers kann eine säulenförmige Wabenstruktur mittels Durchführung von Entfetten und Brennen hergestellt werden. Was die Bedingungen des Trocknungsprozesses, des Entfettungsprozesses und des Brennprozesses anbelangt, können gemäß der Materialzusammensetzung des Wabenformkörpers bekannte Bedingungen übernommen werden, und es ist keine besondere Erläuterung erforderlich. Nachstehend werden jedoch spezielle Beispiele für die Bedingungen angegeben.
In dem Trocknungsprozess können konventionell bekannte Trocknungsverfahren wie Heißgastrocknung, Mikrowellentrocknung, dielektrische Trocknung, Trocknung unter vermindertem Druck, Vakuumtrocknung und Gefriertrocknung angewandt werden. Von diesen ist ein Trocknungsverfahren, das Heißgastrocknung mit Mikrowellentrocknung oder dielektrischer Trocknung kombiniert, dahingehend bevorzugt, dass der gesamte Formkörper schnell und einheitlich getrocknet werden kann.
Bei der Bildung der verschlossenen Abschnitte werden die verschlossenen Abschnitte vorzugsweise an beiden Endflächen des getrockneten Wabenformkörpers gebildet und dann werden die verschlossenen Abschnitte getrocknet. Die verschlossenen Abschnitte werden an vorbestimmten Stellen gebildet, so dass mehrere erste Zellen, die von der Einlassseitenendfläche zu der Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils an der Einlassseitenendfläche offen sind und einen verschlossenen Abschnitt an der Auslassseitenendfläche aufweisen, und mehrere zweite Zellen, die von der Einlassseitenendfläche zu der Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils einen verschlossenen Abschnitt an der Einlassseitenendfläche aufweisen und an der Auslassseitenendfläche offen sind, abwechselnd nebeneinander mit einer dazwischengeschobenen porösen Trennwand angeordnet sind.
Als nächstes wird der Entfettungsprozess beschrieben. Die Verbrennungstemperatur des Bindemittels beträgt etwa 200 °C und die Verbrennungstemperatur des porenbildenden Materials beträgt etwa 300 bis 1.000 °C. Daher kann der Entfettungsprozess durch Erwärmen des Wabenformkörpers im Bereich von etwa 200 bis 1.000 °C ausgeführt werden. Die Erwärmungszeit ist nicht besonders eingeschränkt, beträgt üblicherweise aber etwa 10 bis 100 Stunden. Der Wabenformkörper wird nach dem Entfettungsschritt kalzinierter Körper genannt.
Auch wenn der Brennprozess von der Materialzusammensetzung des Wabenformkörpers abhängt, kann er beispielsweise durch Erwärmen des kalzinierten Körpers auf 1.350 bis 1.600 °C und Halten dieses für 3 bis 10 Stunden durchgeführt werden. So kann eine säulenförmige Wabenstruktur hergestellt werden, die mehrere erste Zellen, die von der Einlassseitenendfläche zur Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils an der Einlassseitenendfläche offen sind und einen verschlossenen Abschnitt an der Auslassseitenendfläche aufweisen, und mehrere zweite Zellen, die von der Einlassseitenendfläche zur Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils einen verschlossenen Abschnitt an der Einlassseitenendfläche aufweisen und an der Auslassseitenendfläche offen sind, umfasst, wobei die mehreren ersten Zellen und die mehreren zweiten Zellen abwechselnd nebeneinander mit der dazwischengeschobenen porösen Trennwand angeordnet sind.
Als nächstes wird eine poröse Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen der säulenförmigen Wabenstruktur, die den Brennprozess durchlaufen hat, gebildet. Zunächst wird ein Schritt zum Aufbringen von Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen durch Ausstoßen eines Aerosols, das die Keramikteilchen umfasst, in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur aus einer Richtung senkrecht zur Einlassseitenendfläche, während eine Saugkraft auf die Auslassseitenendfläche ausgeübt wird, um das ausgestoßene Aerosol aus der Einlassseitenendfläche zu saugen, durchgeführt. An diesem Punkt kann durch Verkürzen des Abstands zwischen der Aerosolausstoßdüse und der Einlassseitenendfläche oder durch Erhöhen der Ausstoßgeschwindigkeit des Aerosols oder durch Erhöhen der Saugkraft, die auf die Auslassseitenendfläche ausgeübt wird, der Anteil an Keramikteilchen, die auf den zentralen Abschnitt der säulenförmigen Wabenstruktur aufgebracht werden, erhöht werden. Als ein Beispiel kann der Abstand zwischen der Aerosolausstoßdüse und der Einlassseitenendfläche 500 mm bis 2.000 mm betragen und die Aerosolausstoßgeschwindigkeit kann 2 bis 80 m/s betragen.
Was die Keramikteilchen in dem Aerosol anbelangt, beträgt bei einer volumenbasierten kumulativen Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe eines Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens, der mittlere Durchmesser (D50) vorzugsweise 0,5 bis 5,0 µm, stärker bevorzugt 1,0 bis 3,0 µm. Durch das Ausstoßen extrem feiner Keramikteilchen kann die Porosität der erhaltenen porösen Folie erhöht werden.
Ferner weisen die Keramikteilchen in dem Aerosol wünschenswerterweise wenig Aggregation auf. Durch Unterbinden der Aggregation der Keramikteilchen in dem Aerosol kann eine Verkleinerung des durchschnittlichen Porendurchmessers der porösen Folie unterstützt werden.
Als die Keramikteilchen werden die oben erwähnten Keramikteilchen, die die poröse Folie bilden, verwendet. Beispielsweise können Keramikteilchen verwendet werden, die eines oder zwei oder mehr, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cordierit, Siliciumcarbid (SiC), Talk, Glimmer, Mullit, Tonscherben, Aluminiumtitanat, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Sialon, Zirconiumphosphat, Zirconiumdioxid, Titandioxid und Siliciumdioxid umfassen. Die Hauptkomponente der Keramikteilchen ist vorzugsweise Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Cordierit oder Mullit. Die Hauptkomponente der Keramikteilchen bezieht sich auf eine Komponente, die 50 Masse-% oder mehr der Keramikteilchen ausmacht. Die Keramikteilchen umfassen vorzugsweise 50 Masse-% oder mehr, stärker bevorzugt 70 Masse-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 90 Masse-% oder mehr an SiC.
Bei der Durchführung des Aufbringungsschrittes von Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen wird zur Erhöhung der Dicke der porösen Folie ausgehend von der Einlassseitenendfläche in Richtung der Auslassseitenendfläche des säulenförmigen Wabenstrukturfilters vorzugsweise die Saugkraft auf die Auslassseitenendfläche erhöht, um die Strömungsgeschwindigkeit des Aerosols, das in die säulenförmige Wabenstruktur einströmt, zu erhöhen. Im Speziellen beträgt die Untergrenze für die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit (= Aerosolströmungsrate / Fläche der Einlassseitenendfläche) des Aerosols, das in die säulenförmige Wabenstruktur einströmt, vorzugsweise 2 m/s oder mehr und stärker bevorzugt 4 m/s oder mehr. Ferner beträgt zum Aufrechterhalten einer hohen Porosität der porösen Folie die Obergrenze für die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Aerosols, das in die säulenförmige Wabenstruktur einströmt, vorzugsweise 80 m/s oder weniger und vorzugsweise 60 m/s oder weniger.
8 zeigt schematisch eine Vorrichtungskonfiguration einer Teilchenaufbringungsvorrichtung (500), die zur Durchführung des Aufbringungsschrittes von Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen der säulenförmigen Wabenstruktur (580) geeignet ist. Die Teilchenaufbringungsvorrichtung (500) umfasst einen Aerosolgenerator (510), eine Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp (520), eine Gaseinleitungsleitung (530), eine Halterung (540), einen Differenzdruckmesser (550), eine Abgasleitung (560) und ein Gebläse (570).
Der Aerosolgenerator (510) umfasst:

einen Zylinder (513) zum Aufnehmen von Keramikteilchen (512),
einen Kolben oder eine Schraubenspindel (514) zum Austragen der in dem Zylinder (513) aufgenommenen Keramikteilchen (512) aus einem Zylinderauslass (513e),
eine Auflockerungskammer (515), die mit dem Zylinderauslass (513e) kommuniziert, umfassend einen Drehkörper (516) zum Auflockern der aus dem Zylinderauslass (513e) ausgetragenen Keramikteilchen (512), und
einen Gasströmungsweg zum Strömen eines mittelschweren Gases (517), der mit einem Auflockerungskammerauslass (515e) auf seinem Weg kommuniziert und ein Aerosol, das das mittelschwere Gas und die Keramikteilchen (512) umfasst, aus einer an seiner Spitze befestigten Düse (511) ausstoßen kann.

Der Aerosolgenerator (510) kann Aerosol aus der Düse (511) ausstoßen. Keramikteilchen (512), die auf eine vorbestimmte Teilchendurchmesserverteilung eingestellt sind, sind in dem Zylinder (513) aufgenommen. Die in dem Zylinder (513) aufgenommenen Keramikteilchen (512) werden mittels eines Kolbens oder einer Schraubenspindel (514) aus dem Zylinderauslass (513e) gedrängt. Der Kolben oder die Schraubenspindel (514) können so ausgebildet sein, dass die Entladungsrate der Keramikteilchen (512) eingestellt werden kann. Die aus dem Zylinderauslass (513e) entladenen Keramikteilchen (512) gelangen in die Auflockerungskammer (515). Die in die Auflockerungskammer (515) eingebrachten Keramikteilchen (512) bewegen sich in der Auflockerungskammer (515), während sie von dem Drehkörper (516) aufgelockert werden, und werden aus dem Auflockerungskammerauslass (515e) entladen. Als der Drehkörper (516) kann beispielsweise eine Bürstenwalze übernommen werden. Der Drehkörper (516) kann mit einem Motor angetrieben werden und so ausgebildet sein, dass seine Umdrehungsgeschwindigkeit gesteuert wird.
Die aus dem Auflockerungskammerauslass (515e) entladenen Keramikteilchen (512) werden mit dem mittelschweren Gas, das durch den Gasströmungsweg (517) strömt, unter Bildung eines Aerosols, das aus der Düse (511) ausgestoßen wird, gemischt. Vorzugsweise ist die Düse (511) an einer Position und in einer Ausrichtung installiert, in denen das Aerosol in einer Richtung senkrecht zur Einlassseitenendfläche in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur (580), die von der Halterung (540) gehalten wird, ausgestoßen wird.
Die Ausstoßströmungsrate des Aerosols aus der Düse (511) kann unter Verwendung eines Druckgases wie Druckluft, deren Druck als das mittelschwere Gas eingestellt worden ist, gesteuert werden. Als das mittelschwere Gas wird vorzugsweise Trockenluft (beispielsweise mit einem Taupunkt von 10 °C oder weniger) verwendet, um die Aggregation der Keramikteilchen zu unterbinden. Überdies bezieht sich in der vorliegenden Beschreibung der „Taupunkt“ auf einen Wert, der mit einem kapazitiven Taupunktmesser vom Polymertyp gemäß JIS Z8806: 2001 gemessen wird.
Feine Keramikteilchen haben die Eigenschaft, leicht zu aggregieren. Durch die Verwendung des Aerosolgenerators (510) gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch aufgelockerte Keramikteilchen ausgestoßen, so dass Keramikteilchen mit der gewünschten Teilchendurchmesserverteilung, bei denen Aggregation unterbunden ist, auf die Oberfläche der ersten Zellen aufgebracht werden können.
Das aus dem Aerosolgenerator (511) ausgestoßene Aerosol durchquert die Gaseinleitungsleitung (530) durch die Saugkraft aus dem Gebläse (570) und wird dann aus der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur (580), die von der Halterung (540) gehalten wird, in die ersten Zellen der säulenförmigen Wabenstruktur (580) eingesaugt. Die Keramikteilchen in dem in die ersten Zellen eingesaugten Aerosol haften an der Oberfläche der ersten Zellen.
Es sind mehrere Lüftungslöcher (531) an der Wandfläche der Gaseinleitungsleitung (530) vorgesehen, und es kann Umgebungsgas wie Luft eingesaugt werden. Dabei kann die Strömungsrate des Gases, das in die Gaseinleitungsleitung (530) strömt, entsprechend der Saugkraft aus dem Gebläse (570) eingestellt werden. Es kann ein Filter in den Lüftungslöchern (531) installiert sein, da die Möglichkeit besteht, dass agglomerierte Pulver, Wabenfragmente und Staub mitgeführt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp (520) in der Gaseinleitungsleitung (530) installiert, und die Teilchendurchmesserverteilung der Keramikteilchen in dem aus dem Aerosolgenerator (510) ausgestoßenen Aerosol kann in Echtzeit gemessen werden. Dabei kann überwacht werden, ob der säulenförmigen Wabenstruktur (580) Keramikteilchen mit einer gewünschten Teilchendurchmesserverteilung zugeführt werden oder nicht.
Die an dem Gebläse (570) angeschlossene Abgasleitung (560) ist auf der Abströmseite der Auslassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur (580) vorgesehen. Daher durchquert das Aerosol, aus dem die Keramikteilchen entfernt worden sind, beim Entladen aus der Auslassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur (580) die Abgasleitung (560) und wird dann durch das Gebläse (570) ausgestoßen.
Schreitet der Schritt der Aufbringung der Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen fort, erhöht sich der Druckabfall zwischen der Einlassseitenendfläche und der Auslassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur, wenn die Menge der aufgebrachten Keramikteilchen zunimmt. Daher kann durch den Erhalt einer Beziehung zwischen der Menge aufgebrachter Keramikteilchen und dem Druckabfall im Voraus, der Endpunkt des Schrittes der Aufbringung der Keramikteilchen auf der Oberfläche der ersten Zellen basierend auf dem Druckabfall bestimmt werden. Daher kann die Teilchenaufbringungsvorrichtung (500) mit einem Differenzdruckmesser (550) zum Messen des Druckabfalls zwischen der Einlassseitenendfläche und der Auslassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur (580) versehen sein, und der Endpunkt des Schrittes kann basierend auf dem Wert des Differenzdruckmessers bestimmt werden.
Bei der Durchführung des Schrittes der Aufbringung der Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen werden die Keramikteilchen auch auf die Einlassseitenendfläche (504) der säulenförmigen Wabenstruktur (500) aufgebracht. Daher werden die Keramikteilchen vorzugsweise durch Absaugen mit einem Vakuum oder dergleichen während der Nivellierung der Einlassseitenendfläche mit einer Lehre wie einem Schaber entfernt.
Dann wird der säulenförmige Wabenstrukturfilter, in dem die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen aufgebracht sind, unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.000 °C oder höher für 1 Stunde oder länger, üblicherweise unter Bedingungen des Haltens einer Höchsttemperatur von 1.100 °C bis 1.400 °C für 1 Stunde bis 6 Stunden, zum Fertigstellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung kann beispielsweise durch Platzieren einer säulenförmigen Wabenstruktur in einem Elektroofen oder einem Gasofen erfolgen. Durch die Wärmebehandlung werden die Keramikteilchen aneinandergebunden, und die Keramikteilchen werden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen an den Trennwänden der ersten Zellen verbrannt. Bei der Durchführung der Wärmebehandlung unter sauerstoffhaltigen Bedingungen wie Luft wird ein Oxidbelag auf der Oberfläche der Keramikteilchen gebildet, der die Bindung zwischen den Keramikteilchen unterstützt. Im Ergebnis kann eine poröse Folie erhalten werden, die nur schwer abzulösen ist.
Die Konfiguration des Aerosolgenerators, die bei der Teilchenaufbringungsvorrichtung übernommen werden kann, mit der der Schritt der Aufbringung der Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen einer säulenförmigen Wabenstruktur durchgeführt werden kann, ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es können auch andere Ausführungsformen übernommen werden. In den 9 und 10 sind zur Veranschaulichung schematisch andere Konfigurationsbeispiele für Aerosolgeneratoren gezeigt.
Der in 9 gezeigte Aerosolgenerator (410) umfasst:

einen Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) zum Strömen eines druckbeaufschlagten mittelschweren Gases,
eine Einspeiseöffnung (417i), die auf dem Weg des Strömungsweges für mittelschweres Gas (417) vorgesehen ist und Keramikteilchen (412) ausgehend von der Außenumfangsseite des Strömungsweges für mittelschweres Gas (417) in Richtung der Innenseite des Strömungsweges für mittelschweres Gas (417) saugen kann,
eine Düse (411), die an der Spitze des Strömungsweges für mittelschweres Gas (417) vorgesehen ist und ein Aerosol ausstoßen kann,
einen Strömungsweg (413) zum Saugen und Transportieren der Keramikteilchen (412), welcher einen Auslass (413e) umfasst, der mit der Einspeiseöffnung (417i) kommuniziert, und
eine Aufnahmeeinheit (419) zum Aufnehmen der Keramikteilchen (412) und Einspeisen der Keramikteilchen (412) in den Strömungsweg (413) zum Saugen und Transportieren.

In der Aufnahmeeinheit (419) kann beispielsweise ein Trichter verwendet werden. Keramikteilchen, die auf eine vorbestimmte Teilchendurchmesserverteilung eingestellt sind, werden in der Aufnahmeeinheit (419) aufgenommen. Die in der Aufnahmeeinheit (419) aufgenommenen Keramikteilchen (412) nehmen die Saugkraft aus dem Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) auf und strömen durch den Auslass (419e), der am Boden der Aufnahmeeinheit (419) vorgesehen ist. Nachdem sie über den Strömungsweg (413) zum Auslass (413e) transportiert worden sind, werden sie aus der Einspeiseöffnung (417i) in den Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) eingeleitet. An diesem Punkt wird auch das Umgebungsgas (üblicherweise Luft), das aus dem Aufnahmeeinheitseinlass (419i) gesaugt wurde, über den Strömungsweg (413) zusammen mit den Keramikteilchen (412) in den Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) eingeleitet. Bei der vorliegenden Ausführungsform gehören der Auslass (413e) und die Einspeiseöffnung (417i) zusammen. Ferner werden bei der vorliegenden Ausführungsform die Keramikteilchen (412) aus einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Strömungsrichtung des mittelschweren Gases, das durch den Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) strömt, ist, in den Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) eingeleitet.
Die in den Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) eingespeisten Keramikteilchen (412) treffen auf das mittelschwere Gas, das durch den Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) strömt, und werden unter Auflockerung unter Bildung eines Aerosols gemischt und aus der Düse (411) ausgestoßen. Die Düse (411) ist vorzugsweise in einer Position und in einer Ausrichtung installiert, in denen das Aerosol in einer Richtung senkrecht zur Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur ausgestoßen wird. Stärker bevorzugt ist die Düse (411) in einer Position und in einer Ausrichtung installiert, in denen das Aerosol in einer Richtung senkrecht zur Einlassseitenendfläche in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche ausgestoßen wird.
Das Einspeisen der Keramikteilchen (412) in die Aufnahmeeinheit (419) ist nicht eingeschränkt, erfolgt vorzugsweise beispielsweise aber mit einem Pulverdosierer (4111) wie einem Schneckenspeiser und einem Förderband. Die aus dem Pulverdosierer (4111) entladenen Keramikteilchen (412) können durch die Schwerkraft in die Aufnahmeeinheit (419) getropft werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) in seinem Weg einen Venturiabschnitt (417v), in dem der Strömungsweg eingeengt ist, und die Einspeiseöffnung (417i) ist auf der Abströmseite der engsten Stelle des Strömungsweges in dem Venturiabschnitt (417v) vorgesehen. Weist der Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) einen Venturiabschnitt (417v) auf, nimmt die Geschwindigkeit des durch den Venturiabschnitt (417v) laufenden mittelschweren Gases zu. Daher kann bewirkt werden, dass mittelschweres Gas mit einer höheren Geschwindigkeit auf die hinter dem Venturiabschnitt (417v) eingespeisten Keramikteilchen (412) trifft, so dass die Auflockerungskraft verbessert wird. Zur Erhöhung der Auflockerungskraft des mittelschweren Gases ist die Einspeiseöffnung (417i) stärker bevorzugt auf der Abströmseite der engsten Stelle des Strömungsweges in dem Venturiabschnitt (417v) und angrenzend an diese Stelle vorgesehen. Die Konfiguration kann beispielsweise durch Verbinden des Strömungsweges für mittelschweres Gas (417) und des Strömungsweges (413) zum Saugen und Transportieren unter Verwendung eines Venturi-Ausstoßers (4110) realisiert werden.
Bei der Verwendung des Venturi-Ausstoßers (4110), beispielsweise wenn das mittelschwere Gas den Strömungsweg für mittelschweres Gas (417) durchläuft, kann eine große Saugkraft auf den Strömungsweg (413) zum Saugen und Transportieren ausgeübt werden, und es kann verhindert werden, dass der Strömungsweg (413) zum Saugen und Transportieren durch die Keramikteilchen (412) verstopft wird. Der Venturi-Ausstoßer (4110) ist auch als ein Mittel zum Entfernen der Keramikteilchen (412) effektiv, wenn der Strömungsweg (413) zum Saugen und Transportieren mit den Keramikteilchen (412) verstopft ist.
Durch die Verwendung eines Druckgases wie Druckluft, deren Druck als das mittelschwere Gas eingestellt worden ist, kann die Ausstoßströmungsrate des Aerosols aus der Düse (411) kontrolliert werden. Als das mittelschwere Gas wird vorzugsweise Trockenluft (beispielsweise mit einem Taupunkt von 10 °C oder weniger) verwendet, um die Aggregation der Keramikteilchen zu unterbinden.
Feine Keramikteilchen haben die Eigenschaft, leicht zu aggregieren. Durch die Verwendung des Aerosolgenerators (410) gemäß der vorliegenden Ausführungsform können Keramikteilchen, die eine Ziel-Teilchendurchmesserverteilung aufweisen, mit unterbundener Aggregation ausgestoßen werden.
Der in 10 gezeigte Aerosolgenerator (810) umfasst:

einen Förderbandspeiser (814) zum Transportieren von Keramikteilchen (812),
eine Auflockerungskammer (815) zum Aufnehmen der von dem Förderbandspeiser (814) transportierten Keramikteilchen (812), umfassend einen Drehkörper (816) zum Auflockern der aufgenommenen Keramikteilchen (812),
einen ersten Gasströmungsweg (817) zum Strömen eines ersten mittelschweren Gases, der mit einem Auflockerungskammerauslass (815e) in seinem Weg kommuniziert, und
einen zweiten Gasströmungsweg (813) zum Strömen eines zweiten mittelschweren Gases, der mit einem Auslass (817e) des ersten Gasströmungsweges (817) in seinem Weg kommuniziert, wobei der zweite Gasströmungsweg (813) ein Aerosol, das das erste mittelschwere Gas, das zweite mittelschwere Gas und die Keramikteilchen (812) umfasst, aus einer an seiner Spitze befestigten Düse (811) ausstoßen kann.

Der Aerosolgenerator (810) verfügt über einen Behälter (819) zur Aufnahme der Keramikteilchen (812). Die Keramikteilchen (812) in dem Behälter (819) werden vorzugsweise mit einem Rührer (818) gerührt. Eine Entladeöffnung (819e) für die Keramikteilchen (812) ist am Boden des Behälters (819) vorgesehen. Die aus der Entladeöffnung (819e) entladenen Keramikteilchen (812) werden von dem Förderbandspeiser (814) zu einem Einlass (815in) der Auflockerungskammer (815) befördert.
Die in die Auflockerungskammer (815) eingeleiteten Keramikteilchen (812) bewegen sich in der Auflockerungskammer (815), während sie von dem Drehkörper (816) aufgelockert werden, und werden aus dem Auflockerungskammerauslass (815e) entladen. Als der Drehkörper (816) kann beispielsweise eine Bürstenwalze übernommen werden. Der Drehkörper (816) kann mit einem Motor angetrieben werden und ist so ausgebildet, dass seine Umdrehungsgeschwindigkeit kontrolliert werden kann.
Feine Keramikteilchen haben die Eigenschaft, leicht zu aggregieren. Durch die Verwendung des Aerosolgenerators (810) gemäß der vorliegenden Ausführungsform können aufgelockerte Keramikteilchen ausgestoßen werden, so dass Keramikteilchen mit der gewünschten Teilchendurchmesserverteilung mit unterbundener Aggregation aufgebracht werden können.
Die aus dem Auflockerungskammerauslass (815e) entladenen Keramikteilchen (812) werden mit dem ersten mittelschweren Gas, das durch den ersten Gasströmungsweg (817) strömt, gemischt und in Richtung des Auslasses (817e) des ersten Gasströmungsweges (817) geleitet. Der zweite Gasströmungsweg (813) kommuniziert mit dem Auslass (817e) des ersten Gasströmungsweges (817) auf seinem Weg, wo das zweite mittelschwere Gas auf das erste mittelschwere Gas und die Keramikteilchen (812) trifft. Dann strömt das Aerosol, das das erste mittelschwere Gas, das zweite mittelschwere Gas und die Keramikteilchen (812) enthält, in dem zweiten Gasströmungsweg (813) zur Abströmseite. Dann wird das Aerosol aus einer an der Spitze des zweiten Gasströmungsweges (813) befestigten Düse (811) ausgestoßen. Als das erste mittelschwere Gas kann Umgebungsgas wie Luft verwendet werden, vorzugsweise wird aber Trockenluft (beispielsweise mit einem Taupunkt von 10 °C oder weniger) verwendet, um die Aggregation der Keramikteilchen zu unterbinden. Ferner kann das erste mittelschwere Gas nur durch die Saugkraft aus dem zweiten Gasströmungsweg transportiert werden oder kann unter Verwendung eines Kompressors oder dergleichen gepumpt werden. Durch die Verwendung eines Druckgases wie Druckluft, deren Druck als das zweite mittelschwere Gas eingestellt worden ist, kann die Ausstoßströmungsrate des Aerosols aus der Düse (811) kontrolliert werden. Was das zweite mittelschwere Gas anbelangt, wird vorzugsweise Trockenluft verwendet, wie im Falle des ersten mittelschweren Gases.
Der erste Gasströmungsweg (817) und der zweite Gasströmungsweg (813) können unter Verwendung eines Ausstoßers (822), insbesondere eines Venturi-Ausstoßers verbunden werden. Mit einem Ausstoßer (822), insbesondere dem Venturi-Ausstoßer, können neben dem Effekt der Auflockerung der Keramikteilchen (812) in der Auflockerungskammer (815) die mittels Durchqueren der Auflockerungskammer (815) aufgelockerten Keramikteilchen (812) auf das zweite mittelschwere Gas treffen, so dass auch der Effekt der Auflockerung der Keramikteilchen (812) durch das zweite mittelschwere Gas und ein starker Aggregationsunterbindungseffekt erzielt werden können. Durch die Verwendung eines Ausstoßers (822), beispielsweise wenn das zweite mittelschwere Gas den zweiten Gasströmungsweg (813) als ein Treibfluid durchströmt, kann eine starke Saugkraft auf den ersten Gasströmungsweg (817) ausgeübt werden, und es kann verhindert werden, dass der erste Gasströmungsweg (817) mit den Keramikteilchen (812) verstopft wird. Ferner ist ein Ausstoßer (822) ebenso als ein Mittel zum Entfernen der Keramikteilchen effektiv, wenn der erste Gasströmungsweg (817) mit den Keramikteilchen (812) verstopft ist.
BEISPIELE
Nachstehend werden Beispiele zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile veranschaulicht, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Beispiele beschränkt.
<Beispiel 1>
(1) Herstellung einer säulenförmigen Wabenstruktur
100 Masseteilen des Cordierit-bildenden Rohmaterials wurden 3 Masseteile des porenbildenden Materials, 55 Masseteile des Dispersionsmediums, 6 Masseteile des organischen Bindemittels und 1 Masseteil des Dispergiermittels zugegeben, alles wurde gemischt und geknetet, wodurch ein Grünkörper hergestellt wurde. Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talk und Siliciumdioxid wurden als das Cordierit-bildende Rohmaterial verwendet. Wasser wurde als das Dispersionsmedium verwendet, ein wasseraufnehmendes Polymer wurde als das porenbildende Material verwendet, Hydroxypropylmethylcellulose wurde als das organische Bindemittel verwendet und Fettsäureseife wurde als das Dispergiermittel verwendet.
Der Grünkörper wurde in eine Strangpresse gelegt und unter Erhalt eines zylindrischen Wabenformkörpers durch ein Strangpressenmundstück mit einer vorbestimmten Form extrudiert. Der erhaltene Wabenformkörper wurde dielektrischer Trocknung und Heißlufttrocknung unterzogen, und dann wurden beide Endflächen auf vorbestimmte Abmessungen zugeschnitten, wodurch ein getrockneter Wabenkörper erhalten wurde.
Nach dem Verschließen mit Cordierit als ein Material derart, dass die ersten Zellen und die zweiten Zellen abwechselnd nebeneinander angeordnet sind, wurde der erhaltene getrocknete Wabenkörper durch Erwärmen auf etwa 200 °C in Luftatmosphäre getrocknet und weiter bei 1.420 °C für 5 Stunden in Luftatmosphäre gebrannt, wodurch eine säulenförmige Wabenstruktur erhalten wurde.
Die Spezifikationen der säulenförmigen Wabenstruktur lauten wie folgt.

Gesamtform: zylindrische Form mit einem Durchmesser von 132 mm und einer Höhe von 120 mm
Zellen in einem Querschnitt senkrecht zu der Zellenströmungswegrichtung: Quadrat
Zellendichte (Anzahl an Zellen pro Querschnittsflächeneinheit): 200 cpsi
Trennwanddicke: 8 mil (200 µm) (Nennwert basierend auf den Mundstückspezifikationen)

Bezogen auf die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde unter Verwendung der Teilchenaufbringungsvorrichtung mit der in 8 gezeigten Konfiguration Keramikteilchen enthaltendes Aerosol in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur in einer Richtung senkrecht zu der Einlassseitenendfläche ausgestoßen, wodurch die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen aufgebracht wurden. Die Betriebsbedingungen für die Teilchenaufbringungsvorrichtung lauten wie folgt.

- Aerosolgenerator: RBG2000, hergestellt von PALAS
- Drehkörper: Bürstenwalze
- Keramikteilchen, aufgenommen in dem Behälter: SiC-Teilchen mittlerer Durchmesser (D50): 2,4 µm D10: 1,1 µm D90: 4,5 µm (basierend auf volumenbasierter kumulativer Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe eines Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens)
- Gewicht ausgestoßener Keramikteilchen: 6,0 g
- mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- Umgebungsgas: Luft
- durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von Aerosol, das in die säulenförmige Wabenstruktur strömt: 3 m/s
- Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp: Insitec Spray, hergestellt von Malvern
- Betriebszeit: 20 Sekunden
- Innendurchmesser der Düse des Aerosolgenerators: Φ 8 mm
- Abstand von der Düsenspitze des Aerosolgenerators zu der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur: 1.000 mm
- Aerosolausstoßgeschwindigkeit: 20 m/s

Während die Teilchenaufbringungsvorrichtung in Betrieb war, wurde die volumenbasierte Teilchendurchmesserverteilung der ausgestoßenen Keramikteilchen in dem Aerosol mit Hilfe der Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp gemessen. Der mittlere Durchmesser (D50) betrug 3,0 µm.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmige Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens gemessen. Die zur Messung verwendete 3D-Formmessmaschine war VR-3200, hergestellt von der KEYENCE CORPORATION. Die Stellen, an denen die durchschnittliche Dicke der porösen Folie gemessen wurde, und die durchschnittliche Dicke sind in Tabelle 1-1 zusammengefasst. Die Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, war als die Verlaufsrichtung der Koordinatenachse definiert, der Koordinatenwert der Einlassseitenendfläche betrug 0 und der Koordinatenwert der Auslassseitenendfläche betrug X.

[Tabelle 1-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	18	26	28
Außenumfangsabschnitt	10	20	30
Gesamt	22,0

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	1,20

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwand des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens gemessen. Die Vorrichtungen zum Messen der Porosität der porösen Folie waren FE-SEM (Modell: ULTRA55 (hergestellt von ZEISS)) und eine Bildanalysesoftware HALCON (Lynx Co., Ltd., Version 11.0.5). Ein Quecksilberintrusions-Porosimeter wurde zum Messen der Porosität der Trennwand verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden gemessen.
[Druckabfall]
Aus einem 1,2-I-Benzin-Direkteinspritzer ausgestoßenes Abgas wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 600 m³/h bei 700 °C eingeleitet, und der Druck auf der Einlassseite und der Auslassseite des säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde gemessen. Dann wurde der Druckabfall (kPa) des Wabenfilters durch Berechnen der Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2 gezeigt.
[Abscheidegrad (%)]
Der säulenförmige Wabenstrukturfilter wurde an die Auslassseite des Motorauspuffkrümmers eines Fahrzeugs mit einem 1,2-I-Benzin-Direkteinspritzer angeschlossen, und die Menge an Ruß, der in dem aus dem Auslass des säulenförmigen Wabenstrukturfilters entladenen Abgas enthalten ist, wurde mit Hilfe eines PN-Messverfahrens gemessen. Was den Fahrmodus anbelangt, wurde ein besonders schwerer Fahrmodus ausgeführt, in dem das Fahrzeug innerhalb von 10 Sekunden unmittelbar nach dem Starten des Fahrzeugs auf 60 km/h beschleunigt wurde und dann die Geschwindigkeit alle 20 Sekunden um 20 km/h verringert wurde. Die kumulative Menge an Ruß, die nach Durchlaufen des Modus entladen wurde, wurde als die Menge an Ruß der Abgasreinigungsvorrichtung zur Bewertung genommen, und der Abscheidegrad (%) wurde aus der Menge an Ruß berechnet. An diesem Punkt betrug die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das in den säulenförmigen Wabenstrukturfilter strömt, etwa 4 m/s. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2 gezeigt.
Ferner wurde eine poröse Folie mit derselben Vorgehensweise wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass die Form des säulenförmigen Wabenstrukturfilters in eine ovale Form mit einer großen Achse von 231 mm x einer kleinen Achse von 106 mm x einer Höhe von 120 mm geändert wurde. Bei der Messung des Druckabfalls und des Abscheidegrades wurden dieselben Ergebnisse wie oben erhalten.
[Tabelle 1-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) Abscheidegrad (%)

83 3,7 84,2

Porosität Trennwand (%)

55
<Beispiel 2>
(1) Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters
Eine säulenförmige Wabenstruktur wurde unter denselben Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 erhalten.
Bezogen auf die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde Keramikteilchen enthaltendes Aerosol in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur in einer Richtung senkrecht zu der Einlassseitenendfläche ausgestoßen, wodurch die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen unter Verwendung einer Teilchenaufbringungsvorrichtung mit derselben Konfiguration wie in Beispiel 1, außer dass ein Aerosolgenerator mit der in 9 gezeigten Struktur unter Verwendung der Dispersionsdüse des Venturi-Ausstoßers ISO 5011 (hergestellt von PALAS) verwendet wurde, aufgebracht wurden. Die Betriebsbedingungen der Teilchenaufbringungsvorrichtung lauten wie folgt.

- Keramikteilchen, aufgenommen in dem Behälter: SiC-Teilchen mittlerer Durchmesser (D50): 2,4 µm D10: 1,1 µm D90: 4,5 µm (basierend auf volumenbasierter kumulativer Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe des Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens)
- Gewicht ausgestoßener Keramikteilchen: 6,0 g
- mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- Umgebungsgas: Luft
- durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von Aerosol, das in die säulenförmige Wabenstruktur strömt: 3 m/s
- Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp: Insitec Spray, hergestellt von Malvern
- Betriebszeit: 20 Sekunden
- Innendurchmesser Aerosolgeneratordüse: Φ 8 mm
- Abstand von der Düsenspitze des Aerosolgenerators zur Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur: 1.000 mm
- Aerosolausstoßgeschwindigkeit: 20 m/s

Während die Teilchenaufbringungsvorrichtung in Betrieb war, wurde die volumenbasierte Teilchendurchmesserverteilung der ausgestoßenen Keramikteilchen in dem Aerosol mit Hilfe der Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp gemessen. Der mittlere Durchmesser (D50) betrug 2,8 µm.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmige Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2-1 gezeigt.

[Tabelle 2-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	9	23	29
Außenumfangsabschnitt	11	20	26
Gesamt		19,7

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	1,07

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwände des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2-2 gezeigt.
[Tabelle 2-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) Abscheidegrad (%) ί

77 3,5 85,1

Porosität Trennwand (%)

55
<Beispiel 3>
(1) Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters
Eine säulenförmige Wabenstruktur wurde unter denselben Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 erhalten.
Bezogen auf die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde unter Verwendung der Teilchenaufbringungsvorrichtung mit derselben Konfiguration wie in Beispiel 1 Keramikteilchen enthaltendes Aerosol in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur in einer Richtung senkrecht zu der Einlassseitenendfläche ausgestoßen, wodurch die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen aufgebracht wurden. Die Betriebsbedingungen der Teilchenaufbringungsvorrichtung lauten wie folgt.

- Aerosolgenerator: RBG2000, hergestellt von PALAS
- Keramikteilchen, aufgenommen in dem Behälter: SiC-Teilchen mittlerer Durchmesser (D50): 2,4 µm D10: 1,1 µm D90: 4,5 µm (basierend auf volumenbasierter kumulativer Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe des Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens)
- Gewicht ausgestoßener Keramikteilchen: 6,0 g
- mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- Umgebungsgas: Luft
- durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von Aerosol, das in die säulenförmige Wabenstruktur strömt: 8 m/s
- Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp: Insitec Spray, hergestellt von Malvern
- Betriebszeit: 20 Sekunden
- Innendurchmesser Aerosolgeneratordüse: Φ 8 mm
- Abstand von der Düsenspitze des Aerosolgenerators zur Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur: 1.000 mm
- Aerosolausstoßgeschwindigkeit: 40 m/s

Während die Teilchenaufbringungsvorrichtung in Betrieb war, wurde die volumenbasierte Teilchendurchmesserverteilung der ausgestoßenen Keramikteilchen in dem Aerosol mit Hilfe der Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp gemessen. Der mittlere Durchmesser (D50) betrug 3,1 µm.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmige Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3-1 gezeigt.

[Tabelle 3-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	12	20	29
Außenumfanqsabschnitt	7	17	21
Gesamt	17,7

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	1,36

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwände des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3-2 gezeigt.
[Tabelle 3-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) | Abscheidegrad (%)

77 3,2 87,6

Porosität Trennwand (%)

55
<Beispiel 4>
(1) Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters
Eine säulenförmige Wabenstruktur wurde unter denselben Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 erhalten.
Bezogen auf die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde Keramikteilchen enthaltendes Aerosol in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur in einer Richtung senkrecht zu der Einlassseitenendfläche ausgestoßen, wodurch die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen unter Verwendung der Teilchenaufbringungsvorrichtung mit derselben Konfiguration wie in Beispiel 1, außer dass ein Aerosolgenerator mit der in 9 gezeigten Struktur verwendet wurde, aufgebracht wurden. Die Betriebsbedingungen der Teilchenaufbringungsvorrichtung lauten wie folgt.

- Aerosolgenerator: VRL50-080608, hergestellt von PISCO
- Keramikteilchen, aufgenommen in dem Behälter: SiC-Teilchen mittlerer Durchmesser (D50): 2,4 µm D10: 1,1 µm D90: 4,5 µm (basierend auf volumenbasierter kumulativer Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe des Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens)
- Gewicht ausgestoßener Keramikteilchen: 6,0 g
- mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- Umgebungsgas: Luft
- durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von Aerosol, das in die säulenförmige Wabenstruktur strömt: 8 m/s
- Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp: Insitec Spray, hergestellt von Malvern
- Betriebszeit: 20 Sekunden
- Innendurchmesser Aerosolgeneratordüse: Φ 8 mm
- Abstand von der Düsenspitze des Aerosolgenerators zur Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur: 1.000 mm
- Aerosolausstoßgeschwindigkeit: 40 m/s

Während die Teilchenaufbringungsvorrichtung in Betrieb war, wurde die volumenbasierte Teilchendurchmesserverteilung der ausgestoßenen Keramikteilchen in dem Aerosol mit Hilfe der Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp gemessen. Der mittlere Durchmesser (D50) betrug 3,2 µm.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmige Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4-1 gezeigt.

[Tabelle 4-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	9	21	29
Außenumfangsabschnitt	5	10	12
Gesamt		14,3

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	2,19

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwände des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4-2 gezeigt.
[Tabelle 4-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) Abscheidegrad (%)

74 3,1 90,4

Porosität Trennwand (%)

55
<Beispiel 5>
(1) Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters
Eine säulenförmige Wabenstruktur wurde unter denselben Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 erhalten.
Bezogen auf die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde Keramikteilchen enthaltendes Aerosol in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur in einer Richtung senkrecht zu der Einlassseitenendfläche ausgestoßen, wodurch die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen unter Verwendung der Teilchenaufbringungsvorrichtung mit derselben Konfiguration wie in Beispiel 1, außer dass ein Aerosolgenerator mit der in 10 gezeigten Struktur verwendet wurde, aufgebracht wurden. Die Betriebsbedingungen der Teilchenaufbringungsvorrichtung lauten wie folgt.

- Aerosolgenerator: BEG1000, hergestellt von PALAS
- Drehkörper: Bürstenwalze
- Keramikteilchen, aufgenommen in dem Behälter: SiC-Teilchen mittlerer Durchmesser (D50): 2,4 µm D10: 1,1 µm D90: 4,5 µm (basierend auf volumenbasierter kumulativer Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe des Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens)
- Gewicht ausgestoßener Keramikteilchen: 6,0 g
- erstes mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- zweites mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- Umgebungsgas: Luft
- durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von Aerosol, das in die säulenförmige Wabenstruktur strömt: 6 m/s
- Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp: Insitec Spray, hergestellt von Malvern
- Betriebszeit: 20 Sekunden
- Innendurchmesser Aerosolgeneratordüse: Φ 8 mm
- Abstand von der Düsenspitze des Aerosolgenerators zur Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur: 1.500 mm
- Aerosolausstoßgeschwindigkeit: 50 m/s

Während die Teilchenaufbringungsvorrichtung in Betrieb war, wurde die volumenbasierte Teilchendurchmesserverteilung der ausgestoßenen Keramikteilchen in dem Aerosol mit Hilfe der Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp gemessen. Der mittlere Durchmesser (D50) betrug 2,7 µm.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmigen Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5-1 gezeigt.

[Tabelle 5-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	15	21	22
Außenumfangsabschnitt	10	20	18
Gesamt		17,7

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	1,21

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwände des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5-2 gezeigt.
[Tabelle 5-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) Abscheidegrad (%)

71 3,4 85,2

Porosität Trennwand (%)

55
<Beispiel 6>
(1) Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters
Eine säulenförmige Wabenstruktur wurde unter denselben Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 erhalten.
Bezogen auf die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde Keramikteilchen enthaltendes Aerosol in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur in einer Richtung senkrecht zu der Einlassseitenendfläche ausgestoßen, wodurch die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen unter Verwendung der Teilchenaufbringungsvorrichtung mit derselben Konfiguration wie in Beispiel 1, außer dass ein Aerosolgenerator mit der in 10 gezeigten Struktur verwendet wurde, aufgebracht wurden. Die Betriebsbedingungen der Teilchenaufbringungsvorrichtung lauten wie folgt.

- Aerosolgenerator: BEG1000, hergestellt von PALAS
- Drehkörper: Bürstenwalze
- Keramikteilchen, aufgenommen in dem Behälter: SiC-Teilchen mittlerer Durchmesser (D50): 2,4 µm D10: 1,1 µm D90: 4,5 µm (basierend auf volumenbasierter kumulativer Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe des Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens)
- Gewicht ausgestoßener Keramikteilchen: 6,0 g
- erstes mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- zweites mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10 °C oder weniger)
- Umgebungsgas: Luft
- durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von Aerosol, das in die säulenförmige Wabenstruktur strömt: 4 m/s
- Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp: Insitec Spray, hergestellt von Malvern
- Betriebszeit: 20 Sekunden
- Innendurchmesser Aerosolgeneratordüse: Φ 8 mm
- Abstand von der Düsenspitze des Aerosolgenerators zur Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur: 1.500 mm
- Aerosolausstoßgeschwindigkeit: 40 m/s

Während die Teilchenaufbringungsvorrichtung in Betrieb war, wurde die volumenbasierte Teilchendurchmesserverteilung der ausgestoßenen Keramikteilchen in dem Aerosol mit Hilfe der Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp gemessen. Der mittlere Durchmesser (D50) betrug 2,6 µm.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmigen Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6-1 gezeigt.

[Tabelle 6-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	12	30	35
Außenumfanqsabschnitt	5	11	15
Gesamt	18,0

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	2,48

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwände des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6-2 gezeigt.
[Tabelle 6-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) Abscheidegrad (%)

75 3,1 86,8

Porosität Trennwand (%)

55
<Vergleichsbeispiel 1>
(1) Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters
Eine säulenförmige Wabenstruktur wurde unter denselben Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 erhalten.
Die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde mit Hilfe einer Halterung so gehalten, dass die Richtung, in der die Zellen verlaufen, die vertikale Richtung war, und eine SiC-Teilchen enthaltende Aufschlämmung wurde von oben in Richtung der Einlassseitenendfläche strömen gelassen. An diesem Punkt konnte die Aufschlämmung gleichmäßig über die gesamte Einlassseitenendfläche strömen. Die in der Aufschlämmung enthaltenen SiC-Teilchen hatten einen mittleren Durchmesser (D50) von 2,4 µm. Die in der Aufschlämmung enthaltenen SiC-Teilchen hafteten an der Oberfläche der ersten Zellen, während das Wasser, das durch die säulenförmige Wabenstruktur eingedrungen ist, aus der Auslassseitenendfläche entladen wurde. Die Auslassseitenendfläche war an eine Abflussleitung angeschlossen, und das entladene Wasser wurde in einem Behälter aufgefangen. Durchströmte die Aufschlämmung die säulenförmige Wabenstruktur, wurde die Luft in dem Auffangbehälter mit Hilfe eines Gebläses angesaugt, um eine Saugkraft auf die Auslassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur auszuüben und die Haftung des Folienmaterials an der Trennwandoberfläche zu unterstützen.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmigen Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7-1 gezeigt.

[Tabelle 7-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	18	22	17
Außenumfanqsabschnitt	19	20	21
Gesamt	19,5

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	0,95

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwände des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7-2 gezeigt.
[Tabelle 7-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) Abscheidegrad (%)

72 3,9 84,1

Porosität Trennwand (%)

55
<Beispiel 7>
(1) Herstellung eines säulenförmigen Wabenstrukturfilters
Eine säulenförmige Wabenstruktur wurde unter denselben Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 erhalten.
Bezogen auf die oben hergestellte säulenförmige Wabenstruktur wurde Keramikteilchen enthaltendes Aerosol in Richtung des zentralen Abschnitts der Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur in einer Richtung senkrecht zu der Einlassseitenendfläche ausgestoßen, wodurch die Keramikteilchen auf die Oberfläche der ersten Zellen unter Verwendung der Teilchenaufbringungsvorrichtung mit derselben Konfiguration wie in Beispiel 1, außer dass ein Aerosolgenerator mit der in 9 gezeigten Struktur verwendet wurde, aufgebracht wurden. Die Betriebsbedingungen der Teilchenaufbringungsvorrichtung lauten wie folgt.

- Aerosolgenerator: VRL50-080608, hergestellt von PISCO
- Keramikteilchen, aufgenommen in dem Behälter: SiC-Teilchen mittlerer Durchmesser (D50): 2,4 µm D10: 1,1 µm D90: 4,5 µm (basierend auf volumenbasierter kumulativer Teilchendurchmesserverteilung, gemessen mit Hilfe des Laserbeugungs-/-streuungsverfahrens)
- Gewicht ausgestoßener Keramikteilchen: 6,0 g
- mittelschweres Gas: Trockendruckluft (Taupunkt 10°C oder weniger)
- Umgebungsgas: Luft
- durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von Aerosol, das in die säulenförmige Wabenstruktur strömt: 8 m/s
- Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp: Insitec Spray, hergestellt von Malvern
- Betriebszeit: 20 Sekunden
- Innendurchmesser Aerosolgeneratordüse: Φ 8 mm
- Abstand von der Düsenspitze des Aerosolgenerators zur Einlassseitenendfläche der säulenförmigen Wabenstruktur: 1.000 mm
- Aerosolausstoßgeschwindigkeit: 20 m/s

Während die Teilchenaufbringungsvorrichtung in Betrieb war, wurde die volumenbasierte Teilchendurchmesserverteilung der ausgestoßenen Keramikteilchen in dem Aerosol mit Hilfe der Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp gemessen. Der mittlere Durchmesser (D50) betrug 2,4 µm.
Die Keramikteilchen, die auf die Einlassseitenendfläche der so erhaltenen säulenförmigen Wabenstruktur, auf die die Keramikteilchen aufgebracht waren, aufgebracht waren, wurden durch Vakuum angesaugt und entfernt. Danach wurde die säulenförmige Wabenstruktur in einem Elektroofen platziert und in Luftatmosphäre unter Bedingungen des Haltens bei einer Höchsttemperatur von 1.200 °C für 2 Stunden unter Bildung einer porösen Folie auf der Oberfläche der ersten Zellen wärmebehandelt, wodurch ein säulenförmiger Wabenstrukturfilter erhalten wurde. Es wurde die zur Vornahme der folgenden Merkmalsbewertung notwendige Anzahl an säulenförmigen Wabenstrukturfiltern hergestellt.
(2) Merkmalsbewertung
Die durchschnittliche Dicke der porösen Folie an vorbestimmten Positionen des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8-1 gezeigt.

[Tabelle 8-1]

	durchschnittliche Dicke der porösen Folie (µm)
Koordinatenwert	0,2X	0,5X	0,8X
Zentraler Abschnitt	13	17	27
Außenumfangsabschnitt	4	12	17
Gesamt	15,0

(A1 + A2 + A3)/(B1 + B2 + B3)	1,73

Die Porosität der porösen Folie und der Trennwände des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8-2 gezeigt.
„Druckabfall“ und „Abscheidegrad (%)“ des mit Hilfe des obigen Herstellungsverfahrens erhaltenen säulenförmigen Wabenstrukturfilters wurden mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8-2 gezeigt.
[Tabelle 8-2]

Porosität poröse Folie (%) Druckabfall (kPa) Abscheideqrad (%)

73 3,4 89,0

Porosität Trennwand (%)

55
Bezugszeichenliste

100: säulenförmiger Wabenstrukturfilter
102: Außenumfangsseitenwand
104: Einlassseitenendfläche
106: Auslassseitenendfläche
108: erste Zelle
109: verschlossener Abschnitt
110: zweite Zelle
112: Trennwand
114: poröse Folie
120: zentraler Abschnitt
130: Außenumfangsabschnitt
410: Aerosolgenerator
411: Düse
412: Keramikteilchen
413: Strömungsweg
413e: Auslass
417: Strömungsweg für mittelschweres Gas
417i: Einspeiseöffnung
419: Aufnahmeeinheit
500: Teilchenaufbringungsvorrichtung
510: Aerosolgenerator
511: Düse
512: Keramikteilchen
513: Zylinder
513e: Zylinderauslass
514: Kolben oder Schraubenspindel
515: Auflockerungskammer
515e: Auflockerungskammerauslass
516: Drehkörper
517: Gasströmungsweg
520: Teilchendurchmesserverteilungsmessvorrichtung vom Laserbeugungstyp
530: Gaseinleitungsleitung
531: Lüftungsloch
540: Halterung
550: Differenzdruckmesser
560: Abgasleitung
570: Gebläse
580: säulenförmige Wabenstruktur
810: Aerosolgenerator
811: Düse
812: Keramikteilchen
813: zweiter Gasströmungsweg
814: Förderbandspeiser
815: Auflockerungskammer
815in: Einlass
815e: Auflockerungskammerauslass
816: Drehkörper
817: erster Gasströmungsweg
817e: Auslass
818: Rührer
819: Behälter
819e: Entladeöffnung
822: Ausstoßer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2021061931 [0001]
JP 2022010347 [0001]
WO 2010/110010 [0005]
WO 2011/125768 [0005]
WO 2011/125769 [0005]
JP 5863951 [0005]
JP 2011147931 [0005]
JP 5863950 [0005]
JP 5597148 [0005]

Claims

Säulenförmiger Wabenstrukturfilter, umfassend mehrere erste Zellen, die von einer Einlassseitenendfläche zu einer Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils an der Einlassseitenendfläche offen sind und einen verschlossenen Abschnitt an der Auslassseitenendfläche aufweisen, und mehrere zweite Zellen, die von der Einlassseitenendfläche zu der Auslassseitenendfläche verlaufen, jeweils einen verschlossenen Abschnitt an der Einlassseitenendfläche aufweisen und an der Auslassseitenendfläche offen sind, wobei die mehreren ersten Zellen und die mehreren zweiten Zellen abwechselnd nebeneinander mit einer dazwischengeschobenen porösen Trennwand angeordnet sind, wobei eine poröse Folie mit einer Porosität höher als die der Trennwand auf einer Oberfläche von jeder der ersten Zellen vorgesehen ist, und unter der Annahme, dass eine Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, eine Verlaufsrichtung einer Koordinatenachse ist, ein Koordinatenwert der Einlassseitenendfläche 0 ist und ein Koordinatenwert der Auslassseitenendfläche X ist, die folgende Beziehung erfüllt ist: $(A_{1} + A_{2} + A_{3}) / (B_{1} + B_{2} + B_{3}) > 1,0,$
wobei in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,2X B₁ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in einem Außenumfangsabschnitt ist und A₁ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in einem zentralen Abschnitt ist, in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,5X B₂ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem Außenumfangsabschnitt ist und A₂ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem zentralen Abschnitt ist und in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, bei einem Koordinatenwert 0,8X B₃ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem Außenumfangsabschnitt ist und A₃ eine durchschnittliche Dicke der porösen Folie in dem zentralen Abschnitt ist.
Säulenförmiger Wabenstrukturfilter nach Anspruch 1, wobei die folgende Beziehung erfüllt ist $(A_{1} + A_{2} + A_{3}) / (B_{1} + B_{2} + B_{3}) > 1,0,$
Säulenförmiger Wabenstrukturfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die folgenden Beziehungen (1) und (2) für die ersten Zellen, die sich im zentralen Abschnitt des Querschnitts orthogonal zu der Richtung, in der die ersten Zellen des säulenförmigen Wabenstrukturfilters verlaufen, befinden, erfüllt sind: (1) das Verhältnis (A₂ / A₁) der durchschnittlichen Dicke A₂ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,5X zu der durchschnittlichen Dicke A₁ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,2X beträgt 1,05 bis 5,0 und (2) das Verhältnis (A₃ / A₁) der durchschnittlichen Dicke A₃ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,8X zu der durchschnittlichen Dicke A₁ der porösen Folie bei dem Koordinatenwert 0,2X beträgt 1,05 bis 5,0.
Säulenförmiger Wabenstrukturfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die folgende Beziehung erfüllt ist $A_{1} > B_{1}, A_{2} > B_{2} {und A}_{3} > B_{3} .$
Säulenförmiger Wabenstrukturfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Hauptkomponente der porösen Folie Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Cordierit oder Mullit ist.
Säulenförmiger Wabenstrukturfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Porosität der porösen Folie 70 bis 85 % beträgt.
Säulenförmiger Wabenstrukturfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die durchschnittliche Dicke der gesamten porösen Folie 4 bis 50 µm beträgt.