JP2008221028A - Encapsulation method of ceramic honeycomb filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質(PM)を含む排気ガスの浄化に使用されるセラミックハニカムフィルタの封止方法に関する。 The present invention relates to a sealing method for a ceramic honeycomb filter used for purifying exhaust gas containing particulate matter (PM) discharged from a diesel engine.
ディーゼルエンジンなどの排気ガス中には炭素を主体とするPMが多量に含まれており、これが大気中に放出されると、人体や環境に悪影響を与える。このため、ディーゼルエンジンなどの排気系部品には、PMを捕集、浄化するためのフィルタが搭載されている。 Exhaust gas from diesel engines and the like contains a large amount of PM mainly composed of carbon, and if this is released into the atmosphere, it will adversely affect the human body and the environment. For this reason, filters for collecting and purifying PM are mounted on exhaust system parts such as diesel engines.
図3は、自動車の排気ガス中のPMを捕集、浄化する、従来のセラミックハニカムフィルタ40の断面模式図である。図3で、セラミックハニカムフィルタ40は、流路方向に垂直な断面が略円状または略楕円状の外周壁1と、この外周壁1の内周側で隔壁2により囲まれた多数の流路3、4を有するセラミックハニカム構造体(1)が、排気ガスの流入側端面7と流出側端面8において各々封止部5、6で市松模様に交互に目封じされている。なお、外周壁を1、セラミックハニカム構造体を(1)として示している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional
図3のセラミックハニカムフィルタ40において、排気ガスの浄化は以下のとおり行われる。排気ガス(点線矢印で示す)は、流入側端面7に開口している流路3から流入する。流路3の流出側端面8は封止部6で目封じされていることから、排気ガスは、隔壁2に形成された細孔(図示せず)を通過した上で、隣接する流路4から流出、大気中に放出される。このとき、排気ガス中に含まれるPMなどは、隔壁2に形成された細孔で捕集され、排気ガスが浄化される。細孔に捕集されたPMが一定量以上になって細孔の目詰まりが発生すると、圧力損失が大きくなってエンジンの出力低下につながり好ましくない。このため、フィルタとしての機能を一旦停止させて、バーナーや電気ヒータなどで捕集した微粒子を燃焼させてフィルタの再生が行われる。
In the
一方、上述したセラミックハニカムフィルタ40の再生を容易に、或いは浄化性能を向上しようとして、特許文献1(特開2004−19498号公報)、および特許文献2(特開2004−251266号公報)には、図4に示すような、流入側の封止部5がハニカム構造体(1)の流入側端面7から離れて配置されるセラミックハニカムフィルタ50が提案されている。この図4に示すセラミックハニカムフィルタ50によれば、封止部5の上流側端面5aに堆積したPMの燃焼が容易に行われ、PMの堆積による流路3、4の閉塞を防ぐことができ、長期にわたって圧力損失の増加が少なくなるとしている。
On the other hand, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-19498) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-251266) are intended to facilitate the regeneration of the
そして、特許文献1には、図4に示すようなセラミックハニカムフィルタ50を得るための封止方法の提案がされている。すなわち、特許文献1には、コーディエライト組成の粉末に所定量の有機バインダと水を混合し、安定した保形性のあるクリーム状のペーストを調整した後、このペーストを所定の長さのパイプをもつペースト注入器(ディスペンサ)を用い、セラミックハニカム構造体の流入側端面から10mm入った位置に、一舛ずつ交互に充填する、セラミックハニカムフィルタの封止方法が提案されている。
And in
また、特許文献2にも、図4に示すようなセラミックハニカムフィルタ50を得るための封止方法の提案がされている。すなわち、特許文献2には、流入側端面7から封止部5までの距離に合わせてスラリー導入通路の長さを調整した樹脂製マスクを、セラミックハニカム構造体(1)の流入側端面7に装着し、スラリー導入通路を通してスラリーを流路内に注入する封止方法や、別の方法として、注射針状の管を流路の所定位置まで挿入し、この管を通して所定位置に所定量のペースト状の封止材料を導入する方法が提案されている。
しかしながら、特許文献1に提案される、ペースト注入器(ディスペンサ)によりクリーム状のペーストの注入を行う場合や、特許文献2に別の方法として提案される、注射針状の管を流路の所定位置まで挿入し、この管を通して所定位置に所定量のペースト状の封止材料を導入する場合、次のような問題があった。ペースト注入器(ディスペンサ)や注射針状の管のようなノズル62は、例えば、図5に示すように、加圧空気で加圧されたスラリーSを充填したシリンダ61の下端部に構成され、ニードル63が昇降動作することでバルブ部64が開閉されて所定量のスラリーの注入を行っていた。しかし、所定量のスラリーの注入が完了して、ニードル63が下降しバルブ部64が閉じても、ペースト注入器(ディスペンサ)や注射針状の管のようなノズル62内に残ったスラリーが、ペースト注入器(ディスペンサ)や注射針状の管のようなノズルの先端から漏れ続けるため、注射針状の管を流路から引き出す際に、漏れたスラリーが図4における流入側端面7から封止部5までの間の流路中の隔壁2に付着することがある。このような場合、流路3、4の一部が漏れたスラリーにより塞がれて、排気ガスが流れるべき流路が狭まり、セラミックハニカムフィルタ50として使用した場合に、圧力損失が大きくなるという問題があった。
However, when injecting cream-like paste with a paste injector (dispenser) proposed in
したがって本発明の課題は、封止部がセラミックハニカム構造体の端面から離して配置されるセラミックハニカムフィルタの封止方法であって、封止部となるスラリーが、セラミックハニカム構造体の端面から封止部までの間の隔壁に付着して流路が塞がれて、排気ガスが流れる流路が狭まることがなく、セラミックハニカムフィルタとして使用した場合に圧力損失が大きくなるのを防ぐことができる、セラミックハニカムフィルタの封止方法を得ることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for sealing a ceramic honeycomb filter in which the sealing portion is arranged away from the end face of the ceramic honeycomb structure, and the slurry serving as the sealing portion is sealed from the end face of the ceramic honeycomb structure. The flow path is blocked by adhering to the partition wall up to the stop portion, and the flow path through which the exhaust gas flows is not narrowed, and when used as a ceramic honeycomb filter, pressure loss can be prevented from increasing. Another object is to obtain a method for sealing a ceramic honeycomb filter.
上記課題を解決するため本発明は、封止部がセラミックハニカム構造体の端面から離して配置されるセラミックハニカムフィルタの封止方法であって、(a)シリンダとプランジャとで形成される空間と連通するノズルの先端を、前記セラミックハニカム構造体の所定の流路内に挿入する工程と、(b)前記プランジャを前進させ、前記空間内に収容された前記封止部となるスラリーを、前記ノズルの先端から前記セラミックハニカム構造体の流路内に注入する工程と、(c)前記注入する工程の後、前記プランジャを後退させノズル内を大気圧より低い圧力にする工程とを、有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a sealing method for a ceramic honeycomb filter in which a sealing portion is disposed away from an end face of a ceramic honeycomb structure, and (a) a space formed by a cylinder and a plunger; A step of inserting a tip of a communicating nozzle into a predetermined flow path of the ceramic honeycomb structure; and (b) a slurry that becomes the sealing portion housed in the space by advancing the plunger. Injecting into the flow path of the ceramic honeycomb structure from the tip of the nozzle; and (c) after the injecting step, retracting the plunger to bring the inside of the nozzle to a pressure lower than atmospheric pressure. It is characterized by.
(a)の工程においては、ノズルとセラミックハニカム構造体の各流路との相互位置を画像解析などで決定した後、シリンダとプランジャとで形成される空間に連通しているノズルの先端を、セラミックハニカム構造体の所定の流路内に挿入する。ここで、シリンダとプランジャとで形成される空間とは、例えば、円筒状のシリンダに嵌合するプランジャであれば、図1に示すように、シリンダ24の内径側でプランジャ25の端面との間で形成される部分27を言う。また、注入するスラリーの量に応じてプランジャのストロークなどを適宜変更できるようにするのが好ましい。また、ノズルは、ノズルおよびセラミックハニカム構造体の破損を防止するため、また流路内に挿入し易くするために、その先端部にテーパを形成しかつ先端の角部にRを形成するのが好ましい。
In the step (a), after determining the mutual position of the nozzle and each flow path of the ceramic honeycomb structure by image analysis or the like, the tip of the nozzle communicating with the space formed by the cylinder and the plunger is It is inserted into a predetermined flow path of the ceramic honeycomb structure. Here, the space formed by the cylinder and the plunger is, for example, between the end surface of the
(b)の工程においては、プランジャを前進させ、空間内に収容した封止部となるスラリーを、ノズルの先端からセラミックハニカム構造体の流路内に注入する。なお、セラミックハニカム構造体の流路内に挿入するノズルは、流路のピッチに対応させて複数用いれば、1回の注入で複数の封止部を同時に形成することができる。 In the step (b), the plunger is advanced, and the slurry serving as the sealing portion accommodated in the space is injected into the flow path of the ceramic honeycomb structure from the tip of the nozzle. In addition, if a plurality of nozzles inserted into the channels of the ceramic honeycomb structure are used corresponding to the pitch of the channels, a plurality of sealing portions can be formed simultaneously by one injection.
(c)の工程においては、所定量のスラリーを流路内に注入した後、プランジャを後退させてノズル内を大気圧より低い圧力にし、少なくともノズルの先端に残ったスラリーを吸い上げ、ノズルの先端にスラリーが残留しないようにする。 In the step (c), after a predetermined amount of slurry is injected into the flow path, the plunger is retracted so that the pressure in the nozzle is lower than the atmospheric pressure, and at least the slurry remaining at the tip of the nozzle is sucked up. So that no slurry remains.
以上の封止方法により、封止部の材料となるスラリーが、セラミックハニカム構造体の流入側端面から封止部までの間の隔壁に付着して流路が塞がれて、排気ガスが流れる流路が狭まることがなく、セラミックハニカムフィルタとして使用した場合、圧力損失が大きくなるのを防ぐことができる。 By the above sealing method, the slurry as the material of the sealing portion adheres to the partition wall from the inflow side end surface of the ceramic honeycomb structure to the sealing portion, the flow path is blocked, and the exhaust gas flows. The flow path is not narrowed, and when used as a ceramic honeycomb filter, an increase in pressure loss can be prevented.
本発明のセラミックハニカムフィルタの封止方法において、封止部となるスラリーは、セラミックス原料、液体成分に加え、凝集防止剤を含むのがよく、セラミックス原料100質量部に対し、液体成分を10〜70質量部、凝集防止剤を0.01〜10質量部含むのが好ましい。 In the method for sealing a ceramic honeycomb filter of the present invention, the slurry serving as the sealing portion preferably contains an aggregation inhibitor in addition to the ceramic raw material and the liquid component. It is preferable that 70 mass parts and 0.01-10 mass parts of aggregation inhibitors are included.
セラミックス原料は、主結晶がハニカム構造体と同じセラミック粒子を用いることが好ましく、これにより熱膨張係数がほぼ等しくなって、熱サイクルによる亀裂の発生を少なくし、耐久性に優れたハニカムフィルタとすることができる。また、セラミックス原料は、その最大粒径をノズルの内径の85%以下、好ましくは70%以下にすると共に、平均粒径を1μm以上、好ましくは2μm以上とするのが良い。セラミック原料の最大粒径がノズルの内径より小さいと、ノズル内で詰まることは無いが、実際には、セラミック原料の最大粒径がノズルの径より僅かに小さい程度では詰まってしまい封止部を形成することができない。このため、セラミック原料の最大粒径は、ノズル内径の85%以下、好ましくは70%以下にするのが好ましい。一方、セラミックス原料の粒径が小さ過ぎると比表面積が増え、流動性を付与するための液体成分が多量に必要となって、スラリーを乾燥する際に収縮が大きくなり、ヒケが発生しやすい。このようなことから、セラミック原料の平均粒径は1μm以上、好ましくは2μm以上が必要である。 The ceramic raw material is preferably made of ceramic particles whose main crystal is the same as that of the honeycomb structure. This makes the thermal expansion coefficient almost equal, reduces the occurrence of cracks due to thermal cycling, and makes the honeycomb filter excellent in durability. be able to. The ceramic raw material has a maximum particle size of 85% or less, preferably 70% or less of the inner diameter of the nozzle, and an average particle size of 1 μm or more, preferably 2 μm or more. If the maximum particle size of the ceramic raw material is smaller than the inner diameter of the nozzle, it will not clog in the nozzle, but actually, if the maximum particle size of the ceramic raw material is slightly smaller than the diameter of the nozzle, it will clog and seal the sealing part. Cannot be formed. For this reason, the maximum particle size of the ceramic raw material is preferably 85% or less, more preferably 70% or less of the nozzle inner diameter. On the other hand, if the particle size of the ceramic raw material is too small, the specific surface area increases and a large amount of liquid component is required for imparting fluidity, and shrinkage increases when the slurry is dried, and sink marks are likely to occur. For this reason, the average particle size of the ceramic raw material needs to be 1 μm or more, preferably 2 μm or more.
また、液体成分は、セラミックス原料間に介在させて流動性を付与するため添加するもので、スラリーを流路内に注入後、隔壁の細孔内に毛細管現象により移動、或いは封止部の乾燥工程において蒸発し、存在しなくなるものである。したがって、セラミックス原料に流動性を付与させることができ、適当な温度で蒸発する液体、例えば、水、アルコール、グリセリンなどでよく、なかでも水は低コストであるので好ましい。そして、上述した、液体成分をセラミックス原料100質量部に対して10〜70質量部とするのは、液体成分が10質量%未満であると、セラミックス原料に流動性を付与するのが困難となる場合があるからであり、一方、液体成分が70質量%を超えると、封止時にスラリーが隔壁や流路の開口部に付着してハニカムフィルタの圧力損失が大きくなる場合があるからであり、また、スラリーの乾燥時に収縮量が大きくなってヒケが発生する場合があるからである。したがって、液体成分は、セラミックス原料100質量部に対し、10〜70質量部が好ましく、20〜60質量%がさらに好ましい。 The liquid component is added to provide fluidity by interposing between the ceramic raw materials. After injecting the slurry into the flow path, it moves into the pores of the partition wall by capillary action, or the sealing part is dried. It evaporates in the process and disappears. Therefore, fluidity can be imparted to the ceramic raw material, and a liquid that evaporates at an appropriate temperature, such as water, alcohol, glycerin, etc., may be used, and water is particularly preferred because of its low cost. And it makes it difficult to give fluidity to a ceramic raw material that the liquid component is 10 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic raw material as described above if the liquid component is less than 10% by weight. On the other hand, if the liquid component exceeds 70% by mass, the slurry may adhere to the partition walls or the opening of the flow path at the time of sealing, and the pressure loss of the honeycomb filter may increase. Further, there is a case where shrinkage is increased when the slurry is dried and sink marks are generated. Therefore, the liquid component is preferably 10 to 70 parts by mass, and more preferably 20 to 60% by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material.
また、凝集防止剤は、セラミックス原料同士を凝集し難くして均一な組織の封止部を形成すると共に、液体成分の移動に伴うセラミックス原料の移動も起こり難くしてヒケ発生を防止するものであり、具体的には、ソーダ灰、水ガラス、ポリアクリル酸塩、ポリカルボン酸塩などが挙げられる。そして、凝集防止剤をセラミックス原料100質量部に対して0.01〜10質量部とするのは、多すぎても少なすぎても、スラリーの粘度が高くなって流動性が付与できなくなる場合があるからである。凝集防止剤は、セラミックス原料100質量部に対して0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がさらに好ましい。 The anti-agglomeration agent makes it difficult to agglomerate ceramic raw materials to form a uniform structure sealing portion, and also prevents the occurrence of sink marks by making it difficult for the ceramic raw material to move due to the movement of the liquid component. Specific examples include soda ash, water glass, polyacrylate, and polycarboxylate. In addition, when the aggregation inhibitor is used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material, the viscosity of the slurry may increase and fluidity may not be imparted even if the amount is too much or too little. Because there is. The aggregation inhibitor is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material.
本発明の封止方法により得られるセラミックハニカムフィルタは、図4において、排気ガス流入側および排気ガス流出側の封止部5、6の長さが5〜20mmであるのが好ましい。封止部5、6の長さを5mm以上とするのは、5mm未満では封止部5、6と隔壁2の接合力が低下し、機械振動などにより、封止部が脱落することもあるからである。一方、封止部5、6の長さを20mm以下とするのは、20mmを超えると、封止部5、6と隔壁間2の熱膨張差或いは温度差による熱衝撃応力が大きくなって封止部5、6と隔壁2の境界にクラックが入りやすくなることもあるからである。
In the ceramic honeycomb filter obtained by the sealing method of the present invention, the length of the sealing
本発明の封止方法により得られるセラミックハニカムフィルタを構成するセラミックハニカム構造体は、耐熱性に優れた材料を使用することが好ましく、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、サイアロン、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、およびリチウムアルミニウムシリケートからなる群から選ばれた少なくとも1種を主結晶とするセラミック材料を用いることが好ましい。中でも、コージェライトを主結晶とする材料は、安価で耐熱性、耐食性に優れ、また低熱膨張であることから最も好ましい。 The ceramic honeycomb structure constituting the ceramic honeycomb filter obtained by the sealing method of the present invention preferably uses a material having excellent heat resistance, such as cordierite, alumina, mullite, zirconia, sialon, silicon nitride, aluminum nitride. It is preferable to use a ceramic material whose main crystal is at least one selected from the group consisting of silicon carbide, aluminum titanate, and lithium aluminum silicate. Among them, a material having cordierite as the main crystal is most preferable because it is inexpensive, excellent in heat resistance and corrosion resistance, and has low thermal expansion.
本発明の封止部がセラミックハニカム構造体の端面から離して配置されるセラミックハニカムフィルタの封止方法において、封止部となるスラリーが、セラミックハニカム構造体の端面から封止部までの間の隔壁に付着して流路が塞がれて、排気ガスが流れる流路が狭まることがなく、セラミックハニカムフィルタとして使用した場合に圧力損失が大きくなるのを防ぐことができる。 In the sealing method of the ceramic honeycomb filter in which the sealing portion of the present invention is arranged apart from the end face of the ceramic honeycomb structure, the slurry that becomes the sealing portion is between the end face of the ceramic honeycomb structure and the sealing portion. The flow path is blocked by adhering to the partition walls, and the flow path through which the exhaust gas flows is not narrowed, and when used as a ceramic honeycomb filter, an increase in pressure loss can be prevented.
以下、本発明の実施の形態の一つとして、図4に示すセラミックハニカムフィルタ50の封止方法について説明する。図4に示すセラミックハニカムフィルタ50は、コージェライト質からなり、外周壁1となる外径が267mm、全長Lが300mm、隔壁2が、厚さが0.3mm、ピッチが1.57mm、気孔率が65%、平均細孔径が20μmとされている。そして、流入側封止部5の流入側端面5aが、流入側端面7からハニカム構造体(1)の全長L300mmの0.4倍である区間L1(120mm)の位置に目封止されている。
Hereinafter, as one embodiment of the present invention, a method for sealing the
図1は、図4に示すセラミックハニカムフィルタ50の封止装置10の断面模式図である。また、図2は、図1の封止装置10を用いた封止工程を示す模式図である。図1に示す封止装置10は、セラミックハニカム構造体(1)を載置すると共にソフトチャックできるX−Yステージ付きの移動台(図示せず)を備えている。ハニカム構造体(1)上には、スラリー注入手段20が設けられている。スラリー注入手段20は、圧縮空気が供給(Pu、Pd)されることでシリンダ21内で上下動できるピストン22と、このピストン22にロッド23で連結してシリンダ24内で駆動されるプランジャ25と、シリンダ24の下方に突出して設けられ、かつシリンダ24に連通するノズル26と、プランジャ25の上昇と下降の間に形成される空間27とを備えている。そして、スラリー注入手段20は、別の空圧シリンダ(図示せず)により、セラミックハニカム構造体(1)の流入側端面7から離れた上方と、セラミックハニカム構造体(1)の流路3の封止位置との間で、上(U)下(D)動可能になっている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the sealing
また、スラリー注入手段20の空間27には管路38が接続され、管路38にはバルブ39とスラリー供給手段30が接続されている。スラリー供給手段30は、スラリーSを貯留する容器31と、この容器31に管路32で接続する回転容積式のスクリュー式供給機33とからなっている。スクリュー式供給機33は、断面が長円形状のステータ34の中に、真円状断面を有するスクリュー状のロータ35が回転可能に装着され、このロータ35にはモータ36が連結されている。そして、電気制御されたモータ36が回転することで、ロータ35が駆動され、ステータ34とロータ35との間隙37を通ってスラリーSが下方に移送され、管路38を介して空間27に供給されるようになっている。
Further, a
次に、図2を用いて、封止方法をさらに詳しく説明する。
(a−1)
まず、バルブ39を開放し、シリンダ21に圧縮空気を空気圧Puで供給して、ピストン22と共にこれに連結したプランジャ25を規定量のスラリーSに応じて上昇させ、空間27を形成しておく。そして、スラリーSを貯留した容器31内を、スラリーSが管路32から静かに流動できる程度に加圧Psする。また、加圧Psと同時にスクリュー式供給機33のモータ36を作動させる。これにより、管路32から流入してきたスラリーSを、ステータ34とロータ35との間隙37を通して下方に移送し、管路38を介して空間27に供給する。空間27内にスラリーSを供給した後は、容器31内への加圧Ps、スラリー供給機33のモータ36の作動を停止し、バルブ39を閉じる。なお、スラリーSは、セラミックス原料として、平均粒径16μm、最大粒径270μmを有するコーディエライト粉末100質量部に、液体成分として水を30質量部、凝集防止剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩を2質量部添加して混練し、作製する。
Next, the sealing method will be described in more detail with reference to FIG.
(A-1)
First, the
(a−2)
続いて、空間27内にスラリーSを収納した状態で、X−Yステージ付き移動台(図示せず)上のセラミックハニカム構造体(1)を移動し、ハニカム構造体(1)の流路3とスラリー注入手段20のノズル26とを位置合わせする。次に、ノズル26の先端26aを、流路3の封止部を形成する部位まで下降(D)させる。なお、ノズル26は、ステンレス製の注射針状とし、外径を0.5mm、内径を0.3mm、その先端はテーパとしてさらに尖端にRを形成している。
(A-2)
Subsequently, in a state where the slurry S is stored in the
(b)
続いて、シリンダ21に圧縮空気を空気圧Pdで供給してピストン22と共にプランジャ25を緩やかにシリンダ24の下端まで下降させ、空間27内のスラリーSを、ノズル26からセラミックハニカム構造体(1)の流路3内に注入する。このとき、スラリーSの注入は、流入側封止部5の流入側端面5aが、流入側端面7からセラミックハニカム構造体1の全長(L)300mmの平均0.4倍である区間(L1)120mm入った位置となるようにする。また、ノズル26を流路3方向に往復させることで、スラリーSを満遍なく流路3内に注入するようにする。なお、図2で、(b)の注入工程、および(c)の吸上工程では、スラリー供給手段30を省略している。
(B)
Subsequently, compressed air is supplied to the
(c)
スラリーSを流路3内に注入した後、シリンダ21に圧縮空気を空気圧Pu2で供給してプランジャ25を僅かに上昇させ、空間27と共にノズル26内を大気圧より低い圧力にして、ノズル26内にあるスラリーSを吸い上げ、ノズル26の先端26aに滴下するスラリーSが存在しないようにする。
(C)
After the slurry S is injected into the
続いて、図2では示さないが、図1におけるスラリー注入手段20を上昇(U)させて、ノズル26の先端26aをセラミックハニカム構造体(1)の流入側端面7から退避させ、次いで、X−Yステージ上のセラミックハニカム構造体(1)を移動(図示せず)させ、次の流路3の位置決めを行い、(a−1)〜(c)を繰り返す。
Subsequently, although not shown in FIG. 2, the slurry injection means 20 in FIG. 1 is raised (U), the
以上により、封止部となるスラリーSが、セラミックハニカム構造体(1)流入側端面7から封止部5までの間の隔壁2に付着して流路が塞がれて、排気ガスが流れる流路が狭まることがなく、セラミックハニカムフィルタ(50)として使用した場合に圧力損失が大きくなるのが防ぐことができる、セラミックハニカムフィルタを得ることができる。
As described above, the slurry S serving as the sealing portion adheres to the
一方、図1、図2で説明はしないが、図4における流出側の封止部6は、流出側端面8に貼着した樹脂製の封止用フィルムを、レーザーで流路3に合わせて市松模様に穿孔、流出側端面8を封止部6の材料となるスラリーに浸漬、穿孔を介してスラリーを流路3に充填し、その後、封止用フィルムを除去し、封止部6の乾燥を行う。続いて、バッチ式焼成炉を用いて温度制御しつつ、封止部5、6の焼成を行うことで、流入側の封止部5の端面5aが、流入側端面7から全長(L)の0.4倍である区間(L1)120mmに配置されたセラミックハニカムフィルタ50となる。
On the other hand, although not explained in FIGS. 1 and 2, the sealing
以下、実施例について説明する。
(実施例1)
外径が320mm、全長が300mm、隔壁2の厚さが0.3mm、隔壁2のピッチが1.57mm、気孔率65%のコージェライト質セラミックハニカム構造体(1)の流入側端面7と流出側端面8を研削加工した。一方、封止部5の材料となるスラリーは、コージェライト質の粉末に、液体成分としての水と、凝集防止剤としてソーダ灰を添加、混合し、粘度を9Pa・sとして調整した。次いで、図4に示す封止部5を、上述した実施の形態に係る封止方法で形成し、実施例1とした。すなわち、図2(a−2)において、ノズル26の先端26aを、ハニカム構造体(1)の端面7から120mmの位置に挿入し、図2(b)に示すように、シリンダ21に圧力Pdを作用させてピストン22とともにプランジャ25を下降させ、スラリーSをノズルから流路内に注入した。注入完了後、図2(c)に示すように、シリンダ21に注入時の50%の圧力Pu2を作用させてノズル26内を大気圧より低い圧力にして、ノズル26内にあるスラリーSが滴下しないようにした。
実施例1の封止方法では、封止部となるスラリーが、セラミックハニカム構造体(1)の流入側端面7から封止部5までの間の隔壁2に付着することがなかったので、流路が塞がれることなく、排気ガスが流れる流路が狭まらず、セラミックハニカムフィルタ50として使用された際、圧力損失が大きくなるのが防止されていることがわかった。
Examples will be described below.
(Example 1)
The inflow
In the sealing method of Example 1, since the slurry serving as the sealing portion did not adhere to the
(比較例1)
一方、比較例1として、スラリーの注入に図5に示すスラリー注入手段を用いた以外は、実施例1と同様のコージェライト質セラミックハニカム構造体とスラリーを用いた。すなわち、ノズル62の先端を、ハニカム構造体(1)の端面から120mmの位置に挿入し、図5に示すように、ニードル63を上昇させてバルブ部64を開放し、スラリーSをノズルから流路内に注入した。注入完了後、ニードル63を下降させてバルブ部64を閉じた。そして、ノズル62を流路から引き出し、次に封止を行う流路にノズルを移動させ、同様に封止を行った。
比較例1では、ノズル62を流路から引き出す際に、スラリーがハニカム構造体(1)の流入側端面7から封止部5までの間の隔壁2に付着して流路が塞がれてしまい、排気ガスが流れる流路が狭まっていた。このことから、セラミックハニカムフィルタ50として使用された際、圧力損失が大きくなるおそれがあることがわかった。
(Comparative Example 1)
On the other hand, as Comparative Example 1, a cordierite ceramic honeycomb structure and slurry similar to Example 1 were used except that the slurry injection means shown in FIG. 5 was used for slurry injection. That is, the tip of the
In Comparative Example 1, when the
1:外周壁
(1):セラミックハニカム構造体
2:隔壁
3、4:流路
5:流入側封止部
6:流出側封止部
5a:流入側封止部の流入側端面
5L:流入側封止部の長さ
7:流入側端面
8:流出側端面
10:封止装置
20:スラリー注入手段
21:シリンダ
22:ピストン
23:ロッド
24:シリンダ
25:プランジャ
26:ノズル
26a:ノズルの先端
27:空間
30:スラリー供給手段
31:スラリーを貯留する容器
32:管路
33:スクリュー式供給機
34:ステータ
35:ロータ
36:モータ
37:間隙
38:管路
39:バルブ
40、50:セラミックハニカムフィルタ
60:従来技術のスラリー注入手段
61:シリンダ
62:ノズル
63:ニードル
64:バルブ部
L:全長
L1:排気ガス流入側封止部の位置
Ps:加圧(スラリーを貯留する容器内)
Pd、Pu、Pu2:空気圧(圧縮空気)
S:スラリー
1: Outer wall (1): Ceramic honeycomb structure 2:
Pd, Pu, Pu2: Air pressure (compressed air)
S: Slurry
Claims (1)
A sealing method of a ceramic honeycomb filter in which a sealing portion is arranged apart from an end face of a ceramic honeycomb structure, wherein (a) a tip of a nozzle communicating with a space formed by a cylinder and a plunger is connected to the ceramic honeycomb A step of inserting the structure into a predetermined flow path; and (b) advancing the plunger to move the slurry serving as the sealing portion accommodated in the space from the tip of the nozzle to the ceramic honeycomb structure. Sealing the ceramic honeycomb filter, comprising: injecting into the flow path; and (c) after the injecting step, the plunger is retracted to bring the inside of the nozzle to a pressure lower than atmospheric pressure. Method.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005191857A JP2008221028A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Encapsulation method of ceramic honeycomb filter |
PCT/JP2006/313159 WO2007004594A1 (en) | 2005-06-30 | 2006-06-30 | Method of manufacturing ceramic honeycomb filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005191857A JP2008221028A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Encapsulation method of ceramic honeycomb filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008221028A true JP2008221028A (en) | 2008-09-25 |
Family
ID=39840242
Family Applications (1)
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JP2005191857A Pending JP2008221028A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Encapsulation method of ceramic honeycomb filter |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2008221028A (en) |
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2005
- 2005-06-30 JP JP2005191857A patent/JP2008221028A/en active Pending
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