JP2009101344A - Exhaust gas cleaning filter and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集して排ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification filter that collects particulates in exhaust gas discharged from an internal combustion engine and purifies the exhaust gas, and a method for manufacturing the same.
従来から、内燃機関より排出される排ガス中のパティキュレート(Particulate Matter:以下、単にPMという)を捕集して排ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタが知られている。
この排ガス浄化フィルタは、多孔質のセル壁をハニカム状に配して多数のセルを設けた基材としてのハニカム構造体を有するものである。そして、上記セルのうち、排ガスを流入させる流入側セルの下流端と、多孔質のセル壁を通過した排ガスを排出させる排出側セルの上流端とは、栓部によって閉塞されるのが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purification filter that collects particulates (hereinafter simply referred to as PM) in exhaust gas discharged from an internal combustion engine and purifies the exhaust gas is known.
This exhaust gas purification filter has a honeycomb structure as a base material in which porous cell walls are arranged in a honeycomb shape and a large number of cells are provided. Of the above-mentioned cells, the downstream end of the inflow side cell for allowing exhaust gas to flow in and the upstream end of the exhaust side cell for discharging exhaust gas that has passed through the porous cell wall are generally blocked by a plug. It is.
上記排ガス浄化フィルタを用いて排ガスを浄化する際には、流入側セルに流入した排ガスが多孔質のセル壁を通過して、排出側セルに移動する。このとき、排ガス中のPMがセル壁に存在する多数の細孔に捕集され、排ガスが浄化される。その後、浄化された排ガスは、排出側セルから排出される。
また、捕集されたPMは、定期的に燃焼除去される。そして、これにより、多孔質のセル壁の捕集機能は再生する。なお、燃焼除去方法としては、すでに公知の様々な方法が提案されている。例えば、触媒をセル壁の表面に担持させ、触媒反応により発熱させることで排ガス浄化フィルタを昇温させ、PMを燃焼する方法等がある。
When purifying exhaust gas using the exhaust gas purification filter, the exhaust gas flowing into the inflow side cell passes through the porous cell wall and moves to the exhaust side cell. At this time, PM in the exhaust gas is collected in a large number of pores existing on the cell wall, and the exhaust gas is purified. Thereafter, the purified exhaust gas is discharged from the discharge side cell.
The collected PM is periodically burned and removed. Thereby, the collecting function of the porous cell wall is regenerated. Various known methods have already been proposed as the combustion removal method. For example, there is a method in which the catalyst is supported on the surface of the cell wall, and the exhaust gas purification filter is heated by causing the catalyst reaction to generate heat to burn PM.
ところで、上記排ガス浄化フィルタに捕集されたPMを燃焼除去する際に、発生する燃焼熱によって過昇温状態となり、触媒の燃焼や劣化、基材の溶損や割れ等の問題が発生するおそれがあった。特に、捕集されたPMが多いほど燃焼熱は大きくなるため、上記の問題が発生するおそれが高くなる。 By the way, when the PM collected by the exhaust gas purification filter is burned and removed, the generated heat of combustion may cause an excessive temperature rise, which may cause problems such as catalyst combustion and deterioration, and base material melting and cracking. was there. In particular, the greater the amount of PM collected, the greater the heat of combustion, which increases the risk of the above problems occurring.
そこで、特許文献1では、フィルタの中央部領域と外周領域との間において、セル壁によってPMが捕集されない無捕集領域を設け、フィルタの熱損傷を抑制する排気ガス微粒子浄化用フィルタが提案されている。
また、特許文献2では、フィルタの下流端に他の部位よりも熱容量が大きい熱吸収部を設け、触媒の劣化やフィルタの損傷を防止する内燃機関の排ガス浄化装置が提案されている。
Therefore,
Further,
また、特許文献3では、排ガスの流通が実質的に起こらない又は流通を大きく阻害する層である流路セパレーターが形成されているハニカム構造体が提案されている。
また、特許文献4では、第1の封止部材に加えて、少なくともハニカム構造体の中心軸から外周面までの2/3の中心部における中心軸に垂直な断面の面積に対して0.2〜2.5%に相当する開口部を封止するように配設された第2の封止部材をさらに備えてなるハニカムフィルタ及びその製造方法が提案されている。
Further, in
しかしながら、特許文献1は、無捕集領域が低温を維持することによりフィルタの局部的な過昇温を抑制することができるが、PM堆積量が多い場合には、PMを燃焼させた際に無捕集領域が瞬時に高温となり、フィルタの過昇温を充分に抑制することができない。
また、特許文献2は、熱吸収部を設けることによって熱容量を大きくすることができるが、やはりPMを燃焼させた際に熱吸収部を設けたセルも高温となり、フィルタの過昇温を充分に抑制することができない。
また、特許文献3や特許文献4においても、同様に、フィルタの過昇温を充分に抑制することができない。
However,
In
Similarly, in
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、捕集されたPMを燃焼させる際における排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制し、溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる排ガス浄化フィルタ及びその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and suppresses overheating of the exhaust gas purification filter when burning the collected PM, and prevents thermal damage such as melting and cracking. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification filter that can perform the above-described process and a method for manufacturing the same.
第1の発明は、外周壁と、該外周壁内にハニカム状に配設されたセル壁と、該セル壁内に区画された多数のセルとを有するセラミックハニカム構造体よりなる基材を備えた排ガス浄化フィルタにおいて、
上記セルは、下流端を栓部によって閉塞してなり、排ガスを流入させる流入側通路となる流入側セルと、
上流端を上記栓部によって閉塞してなり、上記流入側セルから上記セル壁を通過した排ガスを排出させる排出側通路となる排出側セルと、
下流端を上記栓部によって閉塞してなり、該栓部より上流側の部分に高熱容量粉体を充填して焼成により焼結させると共に上記基材に対して溶着させて形成してなる熱緩和層を設けた熱緩和セルとを有し、
上記熱緩和層の熱容量は、上記流入側セル及び上記排出側セルの熱容量よりも大きく、かつ上記熱緩和層と上記基材との熱膨張係数の差は、2×10-6/℃以下であることを特徴とする排ガス浄化フィルタにある(請求項1)。
A first invention includes a base material made of a ceramic honeycomb structure having an outer peripheral wall, a cell wall disposed in a honeycomb shape in the outer peripheral wall, and a large number of cells partitioned in the cell wall. Exhaust gas purification filter
The cell has an inflow side cell which becomes an inflow side passage through which the downstream end is closed by a plug portion and into which exhaust gas flows.
A discharge side cell which becomes an exhaust side passage for closing the upstream end with the plug portion and exhausting the exhaust gas passing through the cell wall from the inflow side cell;
Thermal relaxation formed by closing the downstream end with the plug portion, filling the portion upstream of the plug portion with high heat capacity powder, sintering by firing and welding to the base material A thermal relaxation cell provided with a layer,
The heat capacity of the heat relaxation layer is larger than the heat capacity of the inflow side cell and the discharge side cell, and the difference in thermal expansion coefficient between the heat relaxation layer and the base material is 2 × 10 −6 / ° C. or less. The exhaust gas purification filter is characterized in that it exists (claim 1).
本発明の排ガス浄化フィルタにおいて、上記セルは、流入側セルと排出側セルと熱緩和セルとを有する。そして、該熱緩和セルは、高熱容量粉体を充填してなる熱緩和層を有し、該熱緩和層の熱容量は、上記流入側セル及び上記排出側セルの熱容量よりも大きい。そのため、捕集されたPMを燃焼除去する際に発生する燃焼熱を上記熱緩和セルの上記熱緩和層によって吸収することができる。これにより、上記排ガス浄化フィルタが過昇温状態となることを抑制し、上記基材の溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる。 In the exhaust gas purification filter of the present invention, the cell includes an inflow side cell, an exhaust side cell, and a heat relaxation cell. The heat relaxation cell has a heat relaxation layer filled with a high heat capacity powder, and the heat capacity of the heat relaxation layer is larger than the heat capacities of the inflow side cell and the discharge side cell. Therefore, the combustion heat generated when the collected PM is burned and removed can be absorbed by the heat relaxation layer of the heat relaxation cell. Thereby, it can suppress that the said exhaust gas purification filter will be in an overheated state, and can prevent the thermal damages, such as a melting loss and a crack of the said base material.
また、上記熱緩和層は、上記高熱容量粉体を充填して焼成により焼結させると共に上記基材に対して溶着させて形成してなる。すなわち、上記熱緩和層は、上記基材と一体的に形成されている。そのため、上記排ガス浄化フィルタの使用中においても、上記熱緩和層が上記基材から剥がれたり、脱落したりすることがなく、耐震性を充分に確保することができる。
また、上記熱緩和層と上記基材との熱膨張係数の差は、2×10-6/℃以下と小さい。そのため、上記熱緩和層と上記基材との間における熱応力を抑制し、上記排ガス浄化フィルタにおける耐熱衝撃性等の熱的信頼性を充分に確保することができる。
Further, the heat relaxation layer is formed by filling the high heat capacity powder and sintering it by firing and welding it to the base material. That is, the heat relaxation layer is formed integrally with the base material. Therefore, even during use of the exhaust gas purification filter, the heat relaxation layer does not peel off or fall off from the base material, and sufficient seismic resistance can be ensured.
Further, the difference in thermal expansion coefficient between the heat relaxation layer and the substrate is as small as 2 × 10 −6 / ° C. or less. Therefore, it is possible to suppress thermal stress between the heat relaxation layer and the base material, and to sufficiently secure thermal reliability such as thermal shock resistance in the exhaust gas purification filter.
また、上記熱緩和セルは、下流端にのみ上記栓部が設けられている。上記熱緩和層は、上記基材と一体的に形成されていることから、例えば、上記熱緩和層を構成している上記高熱容量粉体が上記熱緩和セル内から漏れ出すのを防ぐために、該熱緩和セルの両端に上記栓部を設けなくてもよい。そのため、上記排ガス浄化フィルタを製造する際に、工程の削減を実現することができ、製造コスト低減を図ることができる。 Moreover, the said heat relaxation cell is provided with the said plug part only in the downstream end. Since the heat relaxation layer is formed integrally with the base material, for example, in order to prevent the high heat capacity powder constituting the heat relaxation layer from leaking out of the heat relaxation cell, The plugs may not be provided at both ends of the heat relaxation cell. Therefore, when manufacturing the exhaust gas purification filter, it is possible to reduce the number of processes and reduce the manufacturing cost.
このように、本発明によれば、捕集されたPMを燃焼させる際における排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制し、溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる排ガス浄化フィルタを提供することができる。 Thus, according to the present invention, there is provided an exhaust gas purification filter capable of suppressing excessive temperature rise of the exhaust gas purification filter when burning the collected PM and preventing thermal damage such as melting and cracking. can do.
第2の発明は、上記第1の発明の排ガス浄化フィルタを製造する方法において、
セラミックス材料を押出成形し、ハニカム構造体よりなる上記基材を作製する成形工程と、
上記基材を乾燥させる乾燥工程と、
上記基材を焼成する第1焼成工程と、
上記基材の上流端及び下流端における上記セルの開口部のうち、上記栓部を形成する部分に栓詰め用スラリーを配設する栓詰め工程と、
下流端に上記栓詰めスラリーを配設した上記セルのうち、上記熱緩和セルとなる上記セルにおける上記栓詰め用スラリーよりも上流側に上記高熱容量粉体を充填する充填工程と、
上記栓詰め用スラリーを配設して上記高熱容量粉体を充填した上記基材を焼成し、上記栓部を形成すると共に上記高熱容量粉体を焼結させることにより上記基材に対して溶着させて上記熱緩和層を形成する第2焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法にある(請求項7)。
According to a second aspect of the present invention, in the method for producing the exhaust gas purification filter of the first aspect,
A molding step of extruding a ceramic material to produce the substrate made of a honeycomb structure; and
A drying step of drying the substrate;
A first firing step of firing the substrate;
Of the opening of the cell at the upstream end and the downstream end of the base material, a plugging step of disposing a plugging slurry in a portion forming the plug portion;
Among the cells in which the plugging slurry is disposed at the downstream end, a filling step of filling the high heat capacity powder on the upstream side of the plugging slurry in the cell to be the heat relaxation cell;
The base material filled with the high heat capacity powder is fired by firing the plugging slurry, and the plug portion is formed and the high heat capacity powder is sintered to be welded to the base material. And a second firing step for forming the heat relaxation layer. (Claim 7)
本発明の製造方法は、上記のごとく、成形工程と乾燥工程と第1焼成工程と栓詰め工程と充填工程と第2焼成工程とを行う。これにより、捕集されたPMを燃焼させる際における排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制し、溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる上記第1の発明の排ガス浄化フィルタを得ることができる。 As described above, the production method of the present invention performs the molding step, the drying step, the first firing step, the plugging step, the filling step, and the second firing step. Thus, the exhaust gas purification filter according to the first aspect of the present invention can be obtained, which can suppress excessive temperature rise of the exhaust gas purification filter when burning the collected PM and prevent thermal damage such as melting and cracking. Can do.
また、本発明の製造方法では、上記充填工程において、下流端に上記栓詰めスラリーを配設した上記セルのうち、上記熱緩和セルとなる上記セルにおける上記栓詰め用スラリーよりも上流側に上記高熱容量粉体を充填した後、上流端に上記栓詰めスラリーを配設しない。すなわち、上記熱緩和セルとなる上記セルの両端に上記栓部を設けるのではなく、下流端にのみ上記栓部を設ける。 Further, in the production method of the present invention, in the filling step, among the cells in which the plugging slurry is disposed at the downstream end, the plugging slurry in the cell serving as the heat relaxation cell is located upstream of the plugging slurry. After filling the high heat capacity powder, the plugging slurry is not disposed at the upstream end. In other words, the plugs are not provided at both ends of the cell serving as the heat relaxation cell, but are provided only at the downstream end.
これは、上記充填工程の後の焼成工程(第2焼成工程)において、上記高熱容量粉体を焼結させることにより上記基材に対して溶着させて上記熱緩和層を形成し、該熱緩和層と上記基材とを一体的に形成するからである。例えば、上記熱緩和層を構成している上記高熱容量粉体が上記熱緩和セル内から漏れ出すのを防ぐために、該熱緩和セルの両端に上記栓部を設けなくてもよいのである。そのため、工程の削減を実現することができ、製造コスト低減を図ることができる。 This is because, in the firing step (second firing step) after the filling step, the high heat capacity powder is sintered and welded to the base material to form the heat relaxation layer, and the heat relaxation This is because the layer and the substrate are integrally formed. For example, in order to prevent the high heat capacity powder constituting the heat relaxation layer from leaking out of the heat relaxation cell, the plug portions need not be provided at both ends of the heat relaxation cell. Therefore, the process can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
このように、本発明の製造方法によれば、捕集されたPMを燃焼させる際における排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制し、溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる排ガス浄化フィルタを得ることができる。そして、工程の削減を実現することができ、製造コスト低減を図ることができる。 As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the exhaust gas purification that can suppress the excessive temperature rise of the exhaust gas purification filter when burning the collected PM and prevent thermal damage such as melting and cracking can be prevented. A filter can be obtained. And the reduction of a process can be implement | achieved and manufacturing cost reduction can be aimed at.
第3の発明は、上記第1の発明の排ガス浄化フィルタを製造する方法において、
セラミックス材料を押出成形し、ハニカム構造体よりなる上記基材を作製する成形工程と、
上記基材を乾燥させる乾燥工程と、
上記基材の上流端及び下流端における上記セルの開口部のうち、上記栓部を形成する部分に栓詰め用スラリーを配設する栓詰め工程と、
上記栓詰め用スラリーを配設した上記基材を焼成すると同時に、上記栓部を形成する第1焼成工程と、
下流端に上記栓部を形成した上記セルのうち、上記熱緩和セルとなる上記セルにおける上記栓部よりも上流側に上記高熱容量粉体を充填する充填工程と、
上記高熱容量粉体を充填した上記基材を焼成し、上記高熱容量粉体を焼結させることにより上記基材に対して溶着させて上記熱緩和層を形成する第2焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法にある(請求項8)。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing the exhaust gas purification filter according to the first aspect of the present invention.
A molding step of extruding a ceramic material to produce the substrate made of a honeycomb structure; and
A drying step of drying the substrate;
Of the opening of the cell at the upstream end and the downstream end of the base material, a plugging step of disposing a plugging slurry in a portion forming the plug portion;
A first firing step for firing the base material on which the plugging slurry is disposed, and simultaneously forming the plug portion;
Among the cells in which the plug portion is formed at the downstream end, a filling step of filling the high heat capacity powder on the upstream side of the plug portion in the cell to be the heat relaxation cell,
A second firing step of firing the base material filled with the high heat capacity powder and sintering the high heat capacity powder to form a heat relaxation layer by welding to the base material. An exhaust gas purification filter manufacturing method characterized in that (claim 8).
本発明の製造方法は、上記のごとく、成形工程と乾燥工程と栓詰め工程と第1焼成工程と充填工程と第2焼成工程とを行う。これにより、捕集されたPMを燃焼させる際における排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制し、溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる上記第1の発明の排ガス浄化フィルタを得ることができる。
また、上記熱緩和セルとなる上記セルの両端に上記栓部を設けるのではなく、下流端にのみ上記栓部を設けるため、工程の削減を実現することができ、製造コスト低減を図ることができる。
As described above, the production method of the present invention performs the molding step, the drying step, the plugging step, the first firing step, the filling step, and the second firing step. Thus, the exhaust gas purification filter according to the first aspect of the present invention can be obtained, which can suppress excessive temperature rise of the exhaust gas purification filter when burning the collected PM and prevent thermal damage such as melting and cracking. Can do.
In addition, since the plug portions are not provided at both ends of the cell serving as the heat relaxation cell, but the plug portions are provided only at the downstream ends, it is possible to reduce the number of processes and reduce the manufacturing cost. it can.
また、本発明の製造方法では、上記栓詰め工程の後に第1回目の焼成(第1焼成工程)を行い、上記基材と該基材に配設された上記栓詰めスラリーとを同時に焼成する。そのため、上記基材と上記栓詰めスラリーとを別々に焼成する場合に比べて焼成工程を1回省略することができ、大幅なコスト削減が可能である。
また、上記基材及び上記栓詰めスラリーの焼成(第1焼成工程)を行った後に、上記基材に充填した上記高熱容量粉体の焼成(第2焼成工程)を行うため、上記高熱容量粉体の焼結中に異種材料(例えば、上記基材及び上記栓部を構成する材料)が混同することなく、上記熱緩和層の品質を確保することができる。
Moreover, in the manufacturing method of this invention, after the said plugging process, the 1st baking (1st baking process) is performed, and the said base material and the said plugging slurry arrange | positioned at this base material are baked simultaneously. . Therefore, compared with the case where the base material and the plugging slurry are separately fired, the firing step can be omitted once, and the cost can be greatly reduced.
In addition, after firing the base material and the plugging slurry (first firing step), the high heat capacity powder is used for firing the second high heat capacity powder (second firing step) filled in the base material. The quality of the heat relaxation layer can be ensured without mixing different materials (for example, the material constituting the base material and the plug portion) during the sintering of the body.
第4の発明は、上記第1の発明の排ガス浄化フィルタを製造する方法において、
セラミックス材料を押出成形し、ハニカム構造体よりなる上記基材を作製する成形工程と、
上記基材を乾燥させる乾燥工程と、
上記基材を焼成する第1焼成工程と、
上記基材の上流端及び下流端における上記セルの開口部のうち、上記栓部を形成する部分に栓詰め用スラリーを配設する栓詰め工程と、
上記栓詰め用スラリーを配設した上記基材を焼成し、上記栓部を形成する第2焼成工程と、
下流端に上記栓部を形成した上記セルのうち、上記熱緩和セルとなる上記セルにおける上記栓部よりも上流側に上記高熱容量粉体を充填する充填工程と、
上記高熱容量粉体を充填した上記基材を焼成し、上記高熱容量粉体を焼結させることにより上記基材に対して溶着させて上記熱緩和層を形成する第3焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法にある(請求項9)。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing the exhaust gas purification filter of the first aspect.
A molding step of extruding a ceramic material to produce the substrate made of a honeycomb structure; and
A drying step of drying the substrate;
A first firing step of firing the substrate;
Of the opening of the cell at the upstream end and the downstream end of the base material, a plugging step of disposing a plugging slurry in a portion forming the plug portion;
Firing the base material on which the plugging slurry is disposed, and forming a plug part; a second firing step;
Among the cells in which the plug portion is formed at the downstream end, a filling step of filling the high heat capacity powder on the upstream side of the plug portion in the cell to be the heat relaxation cell,
A third firing step in which the base material filled with the high heat capacity powder is fired, and the high heat capacity powder is sintered to be welded to the base material to form the heat relaxation layer. An exhaust gas purification filter manufacturing method characterized in that (claim 9).
本発明の製造方法は、上記のごとく、成形工程と乾燥工程と第1焼成工程と栓詰め工程と第2焼成工程と充填工程と第3焼成工程とを行う。これにより、捕集されたPMを燃焼させる際における排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制し、溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる上記第1の発明の排ガス浄化フィルタを得ることができる。
また、上記熱緩和セルとなる上記セルの両端に上記栓部を設けるのではなく、下流端にのみ上記栓部を設けるため、工程の削減を実現することができ、製造コスト低減を図ることができる。
As described above, the manufacturing method of the present invention performs the molding step, the drying step, the first firing step, the plugging step, the second firing step, the filling step, and the third firing step. Thus, the exhaust gas purification filter according to the first aspect of the present invention can be obtained, which can suppress excessive temperature rise of the exhaust gas purification filter when burning the collected PM and prevent thermal damage such as melting and cracking. Can do.
In addition, since the plug portions are not provided at both ends of the cell serving as the heat relaxation cell, but the plug portions are provided only at the downstream ends, it is possible to reduce the number of processes and reduce the manufacturing cost. it can.
また、本発明の製造方法では、上記乾燥工程の後に第1回目の焼成(第1焼成工程)を行い、上記栓詰め工程の後に第2回目の焼成(第2焼成工程)を行い、上記充填工程の後に第3回目の焼成(第3焼成工程)を行う。
すなわち、上記栓詰めスラリーを配設してから上記基材の第1回目の焼成を行う場合に比べて、焼成途中における上記基材(ハニカム構造体)内の通気性を向上させることができる。そのため、焼成途中の上記基材内に生じる温度差を低減して焼成割れを抑制することができ、焼成歩留まりを向上させることができる。
また、上記基材及び上記栓詰めスラリーの焼成(第1焼成工程、第2焼成工程)を行った後に、上記基材に充填した上記高熱容量粉体の焼成(第3焼成工程)を行うため、上記高熱容量粉体の焼結中に異種材料(例えば、上記基材及び上記栓部を構成する材料)が混同することなく、上記熱緩和層の品質を確保することができる。
In the manufacturing method of the present invention, the first baking (first baking step) is performed after the drying step, the second baking (second baking step) is performed after the plugging step, and the filling is performed. A third firing (third firing step) is performed after the step.
That is, the air permeability in the base material (honeycomb structure) during firing can be improved as compared with the case where the first firing of the base material is performed after the plugging slurry is disposed. Therefore, a temperature difference generated in the base material during firing can be reduced, firing cracks can be suppressed, and firing yield can be improved.
In addition, after firing the base material and the plugging slurry (first firing step, second firing step), firing the high heat capacity powder filled in the base material (third firing step) The quality of the heat relaxation layer can be ensured without mixing different materials (for example, the material constituting the base material and the plug portion) during the sintering of the high heat capacity powder.
上記第1の発明において、上記熱緩和層と上記基材との熱膨張係数の差は、2×10-6/℃以下である。これは、上記熱緩和層のほうが上記基材よりも熱膨張係数が大きい場合も、上記基材のほうが上記熱緩和層よりも熱膨張係数が大きい場合も含む。 In the first invention, the difference in thermal expansion coefficient between the thermal relaxation layer and the substrate is 2 × 10 −6 / ° C. or less. This includes the case where the thermal relaxation layer has a larger thermal expansion coefficient than the base material and the case where the base material has a larger thermal expansion coefficient than the thermal relaxation layer.
また、上記熱緩和層の熱容量は、1.30(J/cc・K)以上であることが好ましい(請求項2)。
上記熱緩和層の熱容量が1.30(J/cc・K)未満の場合には、捕集されたPMを燃焼除去する際に発生する燃焼熱を上記熱緩和層によって充分に吸収することができないおそれがある。
The heat capacity of the heat relaxation layer is preferably 1.30 (J / cc · K) or more.
When the heat capacity of the thermal relaxation layer is less than 1.30 (J / cc · K), the thermal relaxation layer can sufficiently absorb the combustion heat generated when the collected PM is burned and removed. It may not be possible.
なお、上記熱緩和層の熱容量(J/cc・K)は、充填する上記高熱容量粉体の比熱(J/cc・K)と比重(g/cc)と充填率(単位なし)との積で表すことができる。また、上記熱緩和層の比熱は、レーザーフラッシュ法により測定することができる。
また、上記流入側セル及び上記排出側セルの熱容量も上記熱緩和層と同様に求めることができる。
The heat capacity (J / cc · K) of the heat relaxation layer is the product of the specific heat (J / cc · K), specific gravity (g / cc) and filling rate (no unit) of the high heat capacity powder to be filled. Can be expressed as The specific heat of the heat relaxation layer can be measured by a laser flash method.
Further, the heat capacities of the inflow side cell and the discharge side cell can be obtained in the same manner as the heat relaxation layer.
また、上記熱緩和層の熱膨張係数は、2.5×10-6/℃以下であることが好ましい(請求項3)。
上記熱緩和層の熱膨張係数が2.5×10-6/℃を超える場合には、上記熱緩和層と上記基材との間における熱応力を抑制し、上記排ガス浄化フィルタにおける耐熱衝撃性等の熱的信頼性を充分に確保することができないおそれがある。
Moreover, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the thermal relaxation layer is 2.5 × 10 −6 / ° C. or less.
When the thermal expansion coefficient of the thermal relaxation layer exceeds 2.5 × 10 −6 / ° C., thermal stress between the thermal relaxation layer and the substrate is suppressed, and the thermal shock resistance in the exhaust gas purification filter There is a possibility that sufficient thermal reliability cannot be ensured.
また、上記熱緩和セルの占有率は、上記基材の径方向断面において、中心からの距離が該中心から外周面までの距離の80%以下の領域の面積に対して5〜30%であることが好ましい(請求項4)。
上記熱緩和セルの占有率が5%未満の場合には、捕集されたPMを燃焼除去する際に発生する燃焼熱を上記熱緩和層によって充分に吸収することができないおそれがある。一方、30%を超える場合には、排ガスの通過が実質的になされない上記熱緩和セルの増加により、圧力損失の増大という問題が生じるおそれがある。
In addition, the occupation ratio of the heat relaxation cell is 5 to 30% with respect to the area of the region where the distance from the center is 80% or less of the distance from the center to the outer peripheral surface in the radial cross section of the base material. (Claim 4).
When the occupation rate of the heat relaxation cell is less than 5%, there is a possibility that the heat of combustion generated when the collected PM is burned and removed cannot be sufficiently absorbed by the heat relaxation layer. On the other hand, when it exceeds 30%, there is a possibility that a problem of an increase in pressure loss may occur due to an increase in the thermal relaxation cell in which the exhaust gas is not substantially passed.
また、上記セル壁は、一方の方向に形成されたセル壁と該セル壁に直交する他方の方向に形成されたセル壁とによって四角形格子状に配設されており、上記熱緩和セルは、上記基材の径方向断面において、中心からの距離が該中心から外周面までの距離の80%以下の領域にのみ配設されており、かつ、上記一方のセル壁に沿って形成された熱緩和セルと上記他方のセル壁に沿って形成された熱緩和セルとによって四角形格子状に配設されていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記熱緩和セルの形成による濾過面積(排ガスを上記流入側セルから上記排出側セルへと通過させることができる上記セル壁の面積)の減少を抑えながら、上記排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制する効果を効率的に得ることができる。
Further, the cell wall is arranged in a quadrangular lattice shape by a cell wall formed in one direction and a cell wall formed in the other direction orthogonal to the cell wall. In the radial cross section of the base material, the heat formed along the one cell wall is disposed only in a region where the distance from the center is 80% or less of the distance from the center to the outer peripheral surface. It is preferable that the relaxation cells and the thermal relaxation cells formed along the other cell wall are arranged in a quadrangular lattice shape.
In this case, while suppressing the reduction of the filtration area (the area of the cell wall through which the exhaust gas can pass from the inflow side cell to the exhaust side cell) due to the formation of the thermal relaxation cell, the exhaust gas purification filter The effect of suppressing excessive temperature rise can be obtained efficiently.
上記構成の例として、後述の実施例1の図5(a)を参照のごとく、上記セル壁が一方の方向に形成されたセル壁と該セル壁に直交する他方の方向に形成されたセル壁とによって四角形格子状に配設されている場合には、上記一方のセル壁又は上記他方のセル壁に沿って、上記排出側セルと排出側セルとの間に位置する上記セルに上記熱緩和セルを配置することが有効である。 As an example of the above configuration, as shown in FIG. 5A of Example 1 described later, the cell wall is formed in one direction and the cell is formed in the other direction orthogonal to the cell wall. If the wall is disposed in a quadrangular lattice shape, the heat is applied to the cell located between the discharge side cell and the discharge side cell along the one cell wall or the other cell wall. It is effective to arrange relaxation cells.
また、上記熱緩和セルの配置は、後述する実施例1の図3(b)、図6(a)〜(d)を参照のごとく、様々な配置パターンとすることができる。
また、上記熱緩和セルは、上記基材の径方向断面において、偏りなく均一に満遍無く存在していることが好ましい。
Moreover, the arrangement | positioning of the said thermal relaxation cell can be made into various arrangement | positioning patterns like FIG.3 (b) of Example 1 mentioned later and FIG.6 (a)-(d).
Moreover, it is preferable that the said heat relaxation cell exists uniformly and uniformly in the radial direction cross section of the said base material.
また、上記熱緩和セルは、排ガスの通過が実質的になされないことから、圧力損失の増大を抑制するために、濾過面積をなるべく大きく確保しながら上記熱緩和セルを配置することが好ましい。
例えば、上記熱緩和セルは、上記基材の径方向断面において、中心からの距離が該中心から外周面までの距離の80%以下の領域に配設されていることが好ましい。
この場合には、上記熱緩和セルの形成による濾過面積の減少を抑え、すなわち濾過面積を十分に確保しながら、上記排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制する効果を効率的に得ることができる。
In addition, since the exhaust gas does not substantially pass through the heat relaxation cell, it is preferable to dispose the heat relaxation cell while ensuring a filtration area as large as possible in order to suppress an increase in pressure loss.
For example, the thermal relaxation cell is preferably disposed in a region where the distance from the center is 80% or less of the distance from the center to the outer peripheral surface in the radial cross section of the base material.
In this case, it is possible to efficiently obtain the effect of suppressing the excessive temperature rise of the exhaust gas purification filter while suppressing the reduction of the filtration area due to the formation of the heat relaxation cell, that is, sufficiently securing the filtration area.
また、上記熱緩和セルは、少なくとも、中心からの距離が該中心から外周面までの距離の65%以下の領域に配設されていることが好ましい。
上記熱緩和セルが、中心からの距離が該中心から外周面までの距離の65%未満の領域にのみ存在している場合には、上記熱緩和セルが存在している領域よりも外側の領域で過昇温が発生し、上記排ガス浄化フィルタの熱損傷を引き起こすおそれがある。
The heat relaxation cell is preferably disposed at least in a region where the distance from the center is 65% or less of the distance from the center to the outer peripheral surface.
When the heat relaxation cell exists only in a region where the distance from the center is less than 65% of the distance from the center to the outer peripheral surface, the region outside the region where the heat relaxation cell exists In this case, an excessive temperature rise may occur, which may cause thermal damage to the exhaust gas purification filter.
また、上記高熱容量粉体は、チタン酸アルミニウム、炭化珪素(シリコンカーバイド)、窒化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネルのうち1種又は2種以上を含有すること好ましい(請求項6)。
この場合には、捕集されたPMを燃焼除去する際に発生する燃焼熱を上記高熱容量粉体により構成された上記熱緩和層によって充分に吸収することができる。
The high heat capacity powder preferably contains one or more of aluminum titanate, silicon carbide (silicon carbide), silicon nitride, cordierite, mullite, alumina, and spinel (Claim 6).
In this case, the combustion heat generated when the collected PM is burned and removed can be sufficiently absorbed by the heat relaxation layer composed of the high heat capacity powder.
また、上記基材を構成する材料としては、コージェライト、チタン酸アルミニウム、炭化珪素(シリコンカーバイド)、ムライト、アルミナ等を用いることができる。 As the material constituting the substrate, cordierite, aluminum titanate, silicon carbide (silicon carbide), mullite, alumina, or the like can be used.
上記第2〜4の発明において、上記充填工程では、上記基材の上流端を上方に向けた状態で、上記熱緩和セルとなる上記セルの上流端の開口部から上記高熱容量粉体を充填することが好ましい(請求項10)。
この場合には、上記高熱容量粉体を上記熱緩和セルとなる上記セル内に容易かつ確実に充填することができる。
In the second to fourth inventions, in the filling step, the high heat capacity powder is filled from the opening at the upstream end of the cell to be the heat relaxation cell with the upstream end of the base material facing upward. (Claim 10).
In this case, the high heat capacity powder can be easily and surely filled into the cell serving as the heat relaxation cell.
また、上記充填工程の後に行う焼成工程では、上記基材の上流端を上方に向けた状態で、該基材を焼成することが好ましい(請求項11)。
この場合には、上記高熱容量粉体がしっかりと充填された状態で、該高熱容量粉体を焼結させ、上記基材に対して溶着させることができる。
In the firing step performed after the filling step, it is preferable to fire the base material with the upstream end of the base material facing upward.
In this case, the high heat capacity powder can be sintered and welded to the substrate while the high heat capacity powder is firmly filled.
(実施例1)
本発明の実施例にかかる排ガス浄化フィルタについて、図を用いて説明する。
本例の排ガス浄化フィルタ1は、図1に示すごとく、外周壁5と、該外周壁5内にハニカム状に配設されたセル壁3と、該セル壁3内に区画された多数のセル4とを有するハニカム構造体よりなる基材2を備えている。
Example 1
An exhaust gas purification filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the exhaust
基材2は、コージェライトを主成分とするセラミックスより構成されており、円筒形状を呈している。基材2のサイズは、直径160mm、長さ100mmである。
また、セル壁3には、通過する排ガスG中のPMを捕集するための細孔が多数形成されている。セル壁3の厚みは0.3mmである。
The
The
また、図2に示すごとく、セル4は、下流端202を栓部6によって閉塞してなり、排ガスGを流入させる流入側通路となる流入側セル41と、上流端201を栓部6によって閉塞してなり、流入側セル41からセル壁3を通過した排ガスGを排出させる排出側通路となる排出側セル42と、下流端202を栓部6によって閉塞してなり、該栓部6より上流側の部分に熱緩和層431を設けた熱緩和セル43とを有している。
Further, as shown in FIG. 2, the
熱緩和層431は、高熱容量粉体を充填して焼成により焼結させると共に基材2に対して溶着させて形成してなる。本例では、高熱容量粉体としてチタン酸アルミニウムを用いた。
栓部6は、基材2と同様に、コージェライトを主成分とするセラミックスより構成されている。
The
Similarly to the
また、図3(a)に示すごとく、基材2を上流側から軸方向に見た場合、セル4(流入側セル41、排出側セル42及び熱緩和セル43)は、四角形格子状のセル壁3に囲まれて構成されている。
また、セル4には、縦横方向一つおきに、いわゆる市松模様状に栓部6が配設されている。また、栓部6が配設されていないセル4には、ある一定の規則性を持って熱緩和セル43が配置されている。
Further, as shown in FIG. 3A, when the
Moreover, the
本例では、図5(a)に示すごとく、セル壁3は、一方の方向に形成されたセル壁31とセル壁31に直交する他方の方向に形成されたセル壁32とによって四角形格子状に配設されている。
そして、熱緩和セル43は、一方のセル壁31又は他方のセル壁32に沿って、排出側セル42と排出側セル42との間に位置するセル4に配置されている。
In this example, as shown in FIG. 5A, the
The
また、図3(b)に示すごとく、熱緩和セル43は、縦横方向に規則正しく、碁盤の目のように四角形格子状に配設されている。なお、図3(b)は、熱緩和セル43の配置パターンを簡略化して示したものである。
また、同図に示すごとく、熱緩和セル43は、基材2の径方向断面において、中心Oからの距離(n)が該中心Oから外周面51までの距離(m)の80%以下の領域(図3(b)における点線A)に存在している。なお、n=0.8×mである。
また、熱緩和セル43の占有率は、基材2の径方向断面において、中心Oからの距離が該中心Oから外周面51までの距離の80%以下の領域(図3(b)における点線Aよりも内側の領域)の面積に対して14%である。
Further, as shown in FIG. 3B, the
Further, as shown in the figure, in the
In addition, the occupation ratio of the
また、本例の排ガス浄化フィルタ1において、熱緩和層431の熱容量は、流入側セル41及び排出側セル42の熱容量よりも大きい。
なお、本例においては、熱緩和層431の熱容量は1.4(J/cc・K)である。また、セル壁4を含めた流入側セル41の熱容量は0.52(J/cc・K)であり、セル壁4を含めた排出側セル42の熱容量は0.52(J/cc・K)である。
Further, in the exhaust
In this example, the heat capacity of the
また、熱緩和層431と基材2との熱膨張係数の差は、2×10-6/℃以下である。
なお、本例においては、熱緩和層431の熱膨張係数は2.5×10-6/℃であり、基材2の熱膨張係数は0.5×10-6/℃である。両者の熱膨張係数の差は、2×10-6/℃である。
Further, the difference in thermal expansion coefficient between the
In this example, the thermal expansion coefficient of the
次に、本例の排ガス浄化フィルタ1の製造方法について説明する。
本例では、図7(a)に示すごとく、セラミックス材料を押出成形し、ハニカム構造体よりなる基材を作製する成形工程と、基材を乾燥させる乾燥工程と、基材を焼成する第1焼成工程と、基材の上流端及び下流端におけるセルの開口部のうち、栓部を形成する部分に栓詰め用スラリーを配設する栓詰め工程と、熱緩和セルとなるセルにおいて、セルに配設した栓詰め用スラリーよりも上流側に高熱容量粉体を充填する充填工程と、栓詰め用スラリーを配設して高熱容量粉体を充填した基材を焼成し、栓部を形成すると共に高熱容量粉体を焼結させることにより基材に対して溶着させて熱緩和層を形成する第2焼成工程とを順に行い、排ガス浄化フィルタを製造した。
以下、これを詳説する。
Next, the manufacturing method of the exhaust
In this example, as shown in FIG. 7A, a ceramic material is extruded to form a substrate made of a honeycomb structure, a drying step of drying the substrate, and a first baking of the substrate. In the firing step, the plugging step of disposing the plugging slurry in the portion of the cell opening at the upstream end and the downstream end of the base material where the plug portion is formed, and the cell serving as the heat relaxation cell, A filling step for filling the high heat capacity powder upstream of the plugging slurry disposed, and firing the base material filled with the high heat capacity powder by placing the plugging slurry to form the plug portion At the same time, a high heat capacity powder was sintered to be welded to the base material, and a second firing step of forming a heat relaxation layer was sequentially performed to manufacture an exhaust gas purification filter.
This will be described in detail below.
まず、カオリン、溶融シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、タルク、造孔材(カーボン)を含有し、化学組成が重量比にて最終的にSiO2:45〜55%、Al2O3:33〜42%、MgO:12〜18%よりなるコージェライトを主成分とする組成となるように調整した原料粉末を水に混合し、有機バインダを加えて混練することにより、粘土質のセラミックス材料を得た。 First, containing kaolin, fused silica, aluminum hydroxide, alumina, talc, pore former (carbon), and finally SiO 2 Chemical composition in weight: 45~55%, Al 2 O 3 : 33~ 42%, MgO: Mixing raw material powder composed of cordierite consisting of 12-18% as a main component with water, adding an organic binder and kneading to obtain a clay-like ceramic material It was.
次いで、粘土質のセラミックス材料を押出機により押出成形し、所望の長さで切断してハニカム構造体よりなる基材を作製した(成形工程)。
本例においては、粘土質のセラミックス材料を直径168mm、長さ101mm、セル壁の厚み0.31mm、セル数310メッシュのハニカム構造体に成形した。なお、このサイズは一例を示したものであり、用途に応じてその他のサイズを採用することもできる。
Next, the clay-like ceramic material was extruded by an extruder and cut to a desired length to produce a substrate made of a honeycomb structure (molding step).
In this example, a clay ceramic material was formed into a honeycomb structure having a diameter of 168 mm, a length of 101 mm, a cell wall thickness of 0.31 mm, and a cell count of 310 mesh. This size is just an example, and other sizes can be adopted depending on the application.
次いで、基材を乾燥させた(乾燥工程)後、焼成炉にて1430℃で20時間保持し、第1回目の焼成を行った(第1焼成工程)。 Next, after drying the substrate (drying step), the substrate was held at 1430 ° C. for 20 hours in a baking furnace, and the first baking was performed (first baking step).
次いで、図4(a)を参照のごとく、基材2の上流端201及び下流端202におけるセル4の開口部において、栓部を形成する部分に栓詰め用スラリー60を配設した(栓詰め工程)。
Next, as shown in FIG. 4A, plugging
次いで、図4(a)に示すごとく、基材2の上流端201を覆うようにマスキングテープ71を貼り、熱緩和セルとなるセル4に対応する部分のマスキングテープ71をハンダ小手にて穴を開けた。
次いで、図4(b)に示すごとく、基材2の上流端201にシャンプーハット72を装着し、基材2を振動器73上に載置した。このとき、基材2の上流端201を上方に向けた状態で載置した。そして、高熱容量粉体430であるチタン酸アルミニウムよりなる粉体をマスキングテープ71上に充満させた。
Next, as shown in FIG. 4A, a masking
Next, as shown in FIG. 4B, a
その後、図4(c)に示すごとく、振動器73を振動させ、高熱容量粉体430を熱緩和セルとなるセル4内に充填させた(充填工程)。これにより、熱緩和セルとなるセル4内の栓詰め用スラリー60よりも上流側に高熱容量粉体430を充填した。
充填後、基材2からシャンプーハット71を外し、充填されずに残った高熱容量粉体430を除去した。
Then, as shown in FIG.4 (c), the
After filling, the
次いで、栓詰め用スラリーを配設し、高熱容量粉体を充填した基材を焼成炉にて1350℃で4時間保持し、第2回目の焼成を行った(第2焼成工程)。このとき、基材の上流端を上方に向けた状態で焼成した。
これにより、栓部を形成した。また、高熱容量粉体を焼結させ、基材に対して溶着させて熱緩和層を形成した。
以上により、排ガス浄化フィルタを作製した。
Next, the plugging slurry was disposed, and the base material filled with the high heat capacity powder was held at 1350 ° C. for 4 hours in a firing furnace to perform second firing (second firing step). At this time, firing was performed with the upstream end of the base material facing upward.
Thereby, the stopper part was formed. Further, the high heat capacity powder was sintered and welded to the base material to form a heat relaxation layer.
Thus, an exhaust gas purification filter was produced.
次に、本例の排ガス浄化フィルタ1における作用効果について説明する。
本例の排ガス浄化フィルタ1において、セル4は、流入側セル41と排出側セル42と熱緩和セル43とを有する。そして、熱緩和セル43は、高熱容量粉体430を充填してなる熱緩和層431を有し、熱緩和層431の熱容量は、流入側セル41及び排出側セル42の熱容量よりも大きい。そのため、捕集されたPMを燃焼除去する際に発生する燃焼熱を熱緩和セル43の熱緩和層431によって吸収することができる。これにより、排ガス浄化フィルタ1が過昇温状態となることを抑制し、基材2の溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる。
Next, the effect in the exhaust
In the exhaust
また、熱緩和層431は、高熱容量粉体430を充填して焼成により焼結させると共に基材2に対して溶着させて形成してなる。すなわち、熱緩和層431は、基材2と一体的に形成されている。そのため、排ガス浄化フィルタ1の使用中においても、熱緩和層431が剥がれたり、脱落したりすることがなく、耐震性を充分に確保することができる。
また、熱緩和層431と基材2との熱膨張係数の差は、2×10-6/℃以下と小さい。そのため、熱緩和層431と基材2との間における熱応力を抑制し、排ガス浄化フィルタ1における耐熱衝撃性等の熱的信頼性を充分に確保することができる。
Further, the
Also, the difference in thermal expansion coefficient between the
また、本例では、熱緩和層431の熱容量は、1.30(J/cc・K)以上である。そのため、捕集されたPMを燃焼除去する際に発生する燃焼熱を熱緩和層431によってより一層充分に吸収することができる。
また、熱緩和層431の熱膨張係数は、2.5×10-6/℃以下である。そのため、排ガス浄化フィルタ1における耐熱衝撃性等の熱的信頼性を充分に確保することができる。
In this example, the heat capacity of the
Moreover, the thermal expansion coefficient of the
また、熱緩和セル43の占有率は、基材2の径方向断面において、中心Oからの距離が該中心Oから外周面51までの距離の80%以下の領域の面積に対して5〜30%である。そのため、捕集されたPMを燃焼除去する際に発生する燃焼熱を熱緩和層431によって吸収する効果と、排ガスGの通過が実質的になされない熱緩和セル43による圧力損失の増大を抑制する効果とを両立させることができる。
Further, the occupation ratio of the
また、本例の製造方法では、充填工程において、下流端202に栓詰めスラリー60を配設したセル4のうち、熱緩和セル43となるセル4における栓詰め用スラリー60よりも上流側に高熱容量粉体430を充填した後、上流端201に栓詰めスラリー60を配設しない。すなわち、熱緩和セル43となるセル4の両端に栓部6を設けるのではなく、下流端202のみに栓部6を設ける。
Further, in the manufacturing method of this example, in the filling process, among the
これは、充填工程の後の焼成工程(第2焼成工程)において、高熱容量粉体430を焼結させることにより基材2に対して溶着させて熱緩和層431を形成し、熱緩和層431と基材2とを一体的に形成するからである。例えば、熱緩和層43を構成している高熱容量粉体430が漏れ出すのを防ぐために、熱緩和セル43の両端に栓部6を設けなくてもよいのである。そのため、工程の削減を実現することができ、製造コスト低減を図ることができる。
This is because, in the firing step (second firing step) after the filling step, the high
このように、本例によれば、捕集されたPMを燃焼させる際における排ガス浄化フィルタの過昇温を抑制し、溶損や割れ等の熱損傷を防止することができる排ガス浄化フィルタ及びその製造方法を提供することができる。 Thus, according to this example, the exhaust gas purification filter capable of suppressing overheating of the exhaust gas purification filter when burning the collected PM and preventing thermal damage such as melting and cracking, and the A manufacturing method can be provided.
なお、本例では、図5(a)に示すごとく、熱緩和セル43は、セル壁3のうちの一方のセル壁31又は他方のセル壁32に沿って配置されているが、図5(b)に示すごとく、セル壁3のうちの一方のセル壁31又は他方のセル壁32に対して45°の方向に配置することもできる。
また、熱緩和セル43の配置パターンは、図3(a)に示すようなパターンとしたが、図6(a)〜(d)に示すようなパターンとすることもできる。また、これ以外のパターンとすることもできる。
In this example, as shown in FIG. 5A, the
Moreover, although the arrangement pattern of the
例えば、図6(a)に示した排ガス浄化フィルタ1では、熱緩和セル43は、基材2の径方向断面において、中心Oからの距離が該中心Oから外周面51までの距離の80%以下の領域にのみ配設されており、その領域にできるだけ均一に満遍無く存在している。また、熱緩和セル43は、セル壁3のうちの一方のセル壁31又は他方のセル壁32に沿って(図5(a)参照)、四角形格子状に配設されている。
For example, in the exhaust
(実施例2)
本例は、排ガス浄化フィルタの製造方法を変更した例である。
本例では、図7(b)に示すごとく、成形工程、乾燥工程、栓詰め工程、第1焼成工程、充填工程及び第2焼成工程を順に行い、排ガス浄化フィルタを製造した。
以下に、これを詳説する。
(Example 2)
In this example, the manufacturing method of the exhaust gas purification filter is changed.
In this example, as shown in FIG. 7B, an exhaust gas purification filter was manufactured by sequentially performing a molding process, a drying process, a plugging process, a first firing process, a filling process, and a second firing process.
This will be described in detail below.
本例では、ハニカム構造体よりなる基材を成形し(成形工程)、乾燥させた(乾燥工程)後、基材の所望の場所に栓詰め用スラリーを配設した(栓詰め工程)。そして、栓詰め用スラリーを配設した基材を焼成した(第1焼成工程)。これにより、上記基材の焼成と同時に栓部を形成した。 In this example, a substrate made of a honeycomb structure was formed (forming step) and dried (drying step), and then plugging slurry was disposed at a desired location on the substrate (plugging step). And the base material which arrange | positioned the slurry for plugging was baked (1st baking process). Thereby, the plug part was formed simultaneously with the firing of the substrate.
次いで、高熱容量粉体を基材の所望のセル内に充填した(充填工程)。そして、高熱容量粉体を充填した基材を焼成した(第2焼成工程)。これにより、高熱容量粉体を焼結させ、基材に対して溶着させて熱緩和層を形成した。
以上により、排ガス浄化フィルタを作製した。
なお、各工程の内容は、実施例1と同様である。
Next, the high heat capacity powder was filled into a desired cell of the substrate (filling step). And the base material filled with the high heat capacity powder was fired (second firing step). Thereby, the high heat capacity powder was sintered and welded to the base material to form a heat relaxation layer.
Thus, an exhaust gas purification filter was produced.
The contents of each process are the same as those in the first embodiment.
また、本例の製造方法では、栓詰め工程の後に第1回目の焼成(第1焼成工程)を行い、基材と該基材に配設された栓詰めスラリーとを同時に焼成する。そのため、基材と栓詰めスラリーとを別々に焼成する場合に比べて焼成工程を1回省略することができ、大幅なコスト削減が可能である。
また、基材及び栓詰めスラリーの焼成(第1焼成工程)を行った後に、基材に充填した高熱容量粉体の焼成(第2焼成工程)を行うため、高熱容量粉体の焼結中に異種材料(例えば、基材及び栓部を構成する材料)が混同することなく、熱緩和層の品質を確保することができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the manufacturing method of this example, the first baking (first baking step) is performed after the plugging step, and the base material and the plugging slurry disposed on the base material are simultaneously fired. Therefore, compared with the case where the base material and the plugging slurry are separately fired, the firing step can be omitted once, and the cost can be greatly reduced.
Further, after firing the base material and the plugging slurry (first firing step), the high heat capacity powder filled in the base material is fired (second firing step). In addition, the quality of the heat relaxation layer can be ensured without being confused with different materials (for example, materials constituting the base material and the plug portion).
The other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
(実施例3)
本例は、排ガス浄化フィルタの製造方法を変更した例である。
本例では、図7(c)に示すごとく、排ガス浄化フィルタを製造するに当たっては、成形工程、乾燥工程、第1焼成工程、栓詰め工程、第2焼成工程、充填工程及び第3焼成工程を順に行う。
(Example 3)
In this example, the manufacturing method of the exhaust gas purification filter is changed.
In this example, as shown in FIG. 7C, in manufacturing the exhaust gas purification filter, a molding process, a drying process, a first firing process, a plugging process, a second firing process, a filling process, and a third firing process are performed. Do in order.
本例では、ハニカム構造体よりなる基材を成形し(成形工程)、乾燥させた(乾燥工程)後、焼成した(第1焼成工程)。
次いで、基材の所望の場所に栓詰め用スラリーを配設した(栓詰め工程)。そして、栓詰め用スラリーを配設した基材を焼成した(第2焼成工程)。これにより、栓部を形成した。
In this example, a substrate made of a honeycomb structure was formed (forming step), dried (drying step), and fired (first firing step).
Next, a plugging slurry was disposed at a desired location on the substrate (plugging process). And the base material which arrange | positioned the slurry for plugging was baked (2nd baking process). Thereby, the stopper part was formed.
次いで、高熱容量粉体を基材の所望のセル内に充填した(充填工程)。そして、高熱容量粉体を充填した基材を焼成した(第3焼成工程)。これにより、高熱容量粉体を焼結させ、基材に対して溶着させて熱緩和層を形成した。
以上により、排ガス浄化フィルタを作製した。
なお、各工程の内容は、実施例1と同様である。
Next, the high heat capacity powder was filled into a desired cell of the substrate (filling step). Then, the base material filled with the high heat capacity powder was fired (third firing step). Thereby, the high heat capacity powder was sintered and welded to the base material to form a heat relaxation layer.
Thus, an exhaust gas purification filter was produced.
The contents of each process are the same as those in the first embodiment.
また、本例の製造方法では、乾燥工程の後に第1回目の焼成(第1焼成工程)を行い、栓詰め工程の後に第2回目の焼成(第2焼成工程)を行い、充填工程の後に第3回目の焼成(第3焼成工程)を行う。
すなわち、栓詰めスラリーを配設してから基材の第1回目の焼成を行う場合に比べて、焼成途中における基材(ハニカム構造体)内の通気性を向上させることができる。そのため、焼成途中の基材内に生じる温度差を低減して焼成割れを抑制することができ、焼成歩留まりを向上させることができる。
また、基材及び栓詰めスラリーの焼成(第1焼成工程、第2焼成工程)を行った後に、基材に充填した高熱容量粉体の焼成(第3焼成工程)を行うため、高熱容量粉体の焼結中に異種材料(例えば、基材及び栓部を構成する材料)が混同することなく、熱緩和層の品質を確保することができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the manufacturing method of this example, the first baking (first baking process) is performed after the drying process, the second baking (second baking process) is performed after the plugging process, and the filling process is performed. A third firing (third firing step) is performed.
That is, the air permeability in the base material (honeycomb structure) during the firing can be improved as compared with the case where the first firing of the base material is performed after disposing the plugging slurry. Therefore, the temperature difference generated in the base material during firing can be reduced, firing cracks can be suppressed, and the firing yield can be improved.
Further, after firing the base material and the plugging slurry (first firing step, second firing step), the high heat capacity powder filled in the base material is fired (third firing step). The quality of the heat relaxation layer can be ensured without mixing different materials (for example, materials constituting the base material and the plug portion) during the sintering of the body.
The other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
(実施例4)
本例では、排ガス浄化フィルタについて、熱緩和層と基材との熱膨張係数の差を変化させ、過昇温試験時における発生応力をシミュレーションによって算出した。
Example 4
In this example, for the exhaust gas purification filter, the difference in the thermal expansion coefficient between the thermal relaxation layer and the base material was changed, and the generated stress during the overheating test was calculated by simulation.
本例では、直径160mm、長さ100mm、セル壁の厚み0.3mm、セル密度300cpsiのコージェライト製のハニカム構造体(基材)に対して、高熱容量粉体であるチタン酸アルミニウムによって形成した熱緩和層を有する熱緩和セルを図6(a)に示すパターンに配置した排ガス浄化フィルタを用いた。また、基材の熱膨張係数は、1.65×10-6/℃とした。また、熱緩和層の熱膨張係数は、基材の熱膨張係数よりも大きい。 In this example, a cordierite honeycomb structure (base material) having a diameter of 160 mm, a length of 100 mm, a cell wall thickness of 0.3 mm, and a cell density of 300 cpsi was formed of aluminum titanate, which is a high heat capacity powder. An exhaust gas purification filter in which heat relaxation cells having a heat relaxation layer are arranged in a pattern shown in FIG. The thermal expansion coefficient of the substrate was 1.65 × 10 −6 / ° C. Moreover, the thermal expansion coefficient of the heat relaxation layer is larger than the thermal expansion coefficient of the substrate.
また、過昇温試験は、排気量2リットルのコモンレール式ディーゼルエンジンの排気管に容量1.3リットルの酸化触媒と排ガス浄化フィルタとを装着し、排ガス浄化フィルタにPMを12g堆積させる。そして、エンジン制御(ポスト噴射)により基材内温度を650℃まで昇温した後、エンジン回転数をアイドリング状態まで低下させ、PMを爆発的に燃焼させる条件とした。 In the overheating test, an oxidation catalyst having a capacity of 1.3 liters and an exhaust gas purification filter are attached to an exhaust pipe of a 2 liter common rail diesel engine, and 12 g of PM is deposited on the exhaust gas purification filter. And after raising the temperature in a base material to 650 degreeC by engine control (post injection), the engine speed was reduced to the idling state and it was set as the conditions which burn PM explosively.
そして、発生応力は、過昇温試験時において、基材内で最も高い温度(最高到達温度)が965℃となる場合における基材及び熱緩和層のそれぞれの変位を求め、そこから排ガス浄化フィルタの歪みを算出し、それらの値を3次元の有限要素法解析モデルを用いて非定常解析を行うことによって算出した。 The generated stress is obtained by obtaining the displacement of each of the base material and the thermal relaxation layer when the highest temperature (maximum temperature reached) in the base material is 965 ° C. during the overheating test, from which the exhaust gas purification filter is obtained. Were calculated by performing unsteady analysis using a three-dimensional finite element method analysis model.
次に、発生応力の結果を図8に示す。同図において、縦軸は発生応力(MPa)、横軸は熱膨張係数差(×10-6/℃)である。
同図から、発生応力が実使用上許容される応力値P1である3.95MPa以下となるのは、熱膨張係数差が2×10-6/℃以下の場合であることがわかる。よって、排ガス浄化フィルタにおいて、熱緩和層と基材との熱膨張係数の差は、2×10-6/℃以下であることが好ましいことがわかる。
Next, the result of the generated stress is shown in FIG. In the figure, the vertical axis represents the generated stress (MPa), and the horizontal axis represents the difference in thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.).
From the figure, it can be seen that the generated stress is 3.95 MPa or less, which is the stress value P1 permitted in actual use, when the difference in thermal expansion coefficient is 2 × 10 −6 / ° C. or less. Therefore, in the exhaust gas purification filter, it can be seen that the difference in thermal expansion coefficient between the heat relaxation layer and the substrate is preferably 2 × 10 −6 / ° C. or less.
(実施例5)
本例では、排ガス浄化フィルタについて、熱緩和セルの占有率を変化させ、過昇温試験時における基材内の最高到達温度を測定した。
ここでの熱緩和セルの占有率とは、基材の径方向断面において、中心からの距離が該中心から外周面までの距離の80%以下の領域の面積に対して熱緩和セルが占める割合のことである。
(Example 5)
In this example, with respect to the exhaust gas purification filter, the occupancy ratio of the heat relaxation cell was changed, and the maximum temperature reached in the substrate during the overheating test was measured.
The occupation rate of the thermal relaxation cell is the ratio of the thermal relaxation cell to the area of the region where the distance from the center is 80% or less of the distance from the center to the outer peripheral surface in the radial cross section of the substrate. That is.
本例では、直径160mm、長さ100mm、セル壁の厚み0.3mm、セル密度300cpsiのコージェライト製のハニカム構造体(基材)に対して、高熱容量粉体(例えば、チタン酸アルミニウム、コージェライト等)によって形成した熱緩和層を有する熱緩和セルを図3(b)、図6(a)〜(d)等に示すパターンに配置した排ガス浄化フィルタを用いた。 In this example, a cordierite honeycomb structure (base material) having a diameter of 160 mm, a length of 100 mm, a cell wall thickness of 0.3 mm, and a cell density of 300 cpsi was used. An exhaust gas purification filter in which a thermal relaxation cell having a thermal relaxation layer formed by a light or the like is arranged in a pattern shown in FIGS. 3B and 6A to 6D is used.
また、過昇温試験は、排気量2リットルのコモンレール式ディーゼルエンジンの排気管に容量1.3リットルの酸化触媒と排ガス浄化フィルタとを装着し、排ガス浄化フィルタにPMを12g堆積させる。そして、エンジン制御(ポスト噴射)により基材内温度を650℃まで昇温した後、エンジン回転数をアイドリング状態まで低下させ、PMを爆発的に燃焼させることによって行った。
そして、基材内の最高到達温度は、熱電対を基材内に30箇所均一に配置しておき、過昇温試験時に計測した中で最も高い温度とした。
In the overheating test, an oxidation catalyst having a capacity of 1.3 liters and an exhaust gas purification filter are attached to an exhaust pipe of a 2 liter common rail diesel engine, and 12 g of PM is deposited on the exhaust gas purification filter. And after raising the temperature in a base material to 650 degreeC by engine control (post injection), the engine speed was reduced to an idling state and PM was explosively burned.
And the highest temperature reached in the base material was set to the highest temperature among 30 thermocouples arranged uniformly in the base material and measured during the overheating test.
次に、基材内の最高到達温度の結果を図9に示す。同図において、縦軸は最高到達温度(℃)、横軸は熱緩和セル占有率(%)である。
同図から、基材内の最高到達温度が実使用上許容される温度値T1である960℃以下となるのは、熱緩和セル占有率が5%以上の場合であることがわかる。したがって、熱緩和セルの占有率は、5%以上であることが好ましいことがわかる。
なお、熱緩和セルの占有率が30%を超える場合には、排ガスの通過が実質的になされない熱緩和セルの増加により、圧力損失の増大という問題が生じるおそれがある。そのため、熱緩和セルの占有率は、30%以下であることが好ましい。
Next, the result of the highest temperature reached in the substrate is shown in FIG. In the figure, the vertical axis represents the maximum temperature reached (° C.), and the horizontal axis represents the thermal relaxation cell occupancy (%).
From the figure, it can be seen that the maximum temperature reached in the base material is 960 ° C. or lower, which is a temperature value T1 permitted in actual use, when the thermal relaxation cell occupancy is 5% or higher. Therefore, it can be seen that the occupation ratio of the thermal relaxation cell is preferably 5% or more.
In addition, when the occupation rate of the heat relaxation cell exceeds 30%, there is a possibility that a problem of an increase in pressure loss may occur due to an increase in the heat relaxation cell through which the exhaust gas is not substantially passed. Therefore, the occupation ratio of the thermal relaxation cell is preferably 30% or less.
(実施例6)
本例では、様々な条件の排ガス浄化フィルタ(試料E1〜E6)を準備し、基材内の最高到達温度、熱容量及び圧力損失を求め、それぞれの関係を調べたものである。
(Example 6)
In this example, exhaust gas purification filters (samples E1 to E6) having various conditions are prepared, and the maximum reached temperature, heat capacity, and pressure loss in the base material are obtained, and the respective relationships are examined.
本例において準備した排ガス浄化フィルタ(試料E1〜E6)は、いずれも、直径160mm、長さ100mm、セル壁の厚み0.3mm、セル密度300cpsiのコージェライト製のハニカム構造体(基材)に対して、任意の高熱容量粉体によって形成した熱緩和層を有する熱緩和セルを任意のパターンで配置したものである。 The exhaust gas purification filters (samples E1 to E6) prepared in this example are all cordierite honeycomb structures (base materials) having a diameter of 160 mm, a length of 100 mm, a cell wall thickness of 0.3 mm, and a cell density of 300 cpsi. On the other hand, heat relaxation cells having a heat relaxation layer formed of any high heat capacity powder are arranged in an arbitrary pattern.
また、表1に、各試料E1〜E6における高熱容量粉体、熱緩和セルの配置パターン、熱緩和層の熱容量、熱緩和セルの占有率を示した。
なお、熱緩和セルの配置パターンは、図3(b)、図6(a)〜(d)のいずれかに示
すパターンである。また、熱緩和セルの占有率は、基材の径方向断面において、中心から
の距離が該中心から外周面までの距離の80%以下の領域の面積に対して熱緩和セルが占める割合のことである。
Table 1 shows the high heat capacity powder, the arrangement pattern of the thermal relaxation cell, the thermal capacity of the thermal relaxation layer, and the occupation ratio of the thermal relaxation cell in each of the samples E1 to E6.
In addition, the arrangement pattern of the thermal relaxation cell is a pattern shown in any one of FIG. 3B and FIGS. The occupation rate of the thermal relaxation cell is the ratio of the thermal relaxation cell to the area of the region where the distance from the center is 80% or less of the distance from the center to the outer peripheral surface in the radial cross section of the substrate. It is.
また、基材内の最高到達温度は、実施例5と同様の方法で測定した。
また、熱容量は、排ガス浄化フィルタ全体(基材+熱緩和層)の熱容量であり、基材及び熱緩和層の比熱、比重等から求めた。
また、圧力損失は、排ガス浄化フィルタに体積流量5000リットル/分で排ガスを流通させ、流入側圧力と排出側圧力との圧力差を圧力損失として求めた。
Further, the maximum temperature reached in the substrate was measured by the same method as in Example 5.
The heat capacity is the heat capacity of the entire exhaust gas purification filter (base material + heat relaxation layer), and was determined from the specific heat, specific gravity, etc. of the base material and the heat relaxation layer.
Further, the pressure loss was obtained by passing the exhaust gas through the exhaust gas purification filter at a volume flow rate of 5000 liters / minute, and calculating the pressure difference between the inflow side pressure and the exhaust side pressure as the pressure loss.
次に、基材内の最高到達温度、熱容量及び圧力損失の結果を図10及び図11に示す。図10は、基材内の最高到達温度と圧力損失との関係を示したものである。同図において、縦軸は最高到達温度(℃)、横軸は圧力損失(kPa)である。また、図11は、基材内の最高到達温度と熱容量との関係を示したものである。同図において、縦軸は最高到達温度(℃)、横軸は熱容量(J/K)である。 Next, the results of the maximum attainable temperature, heat capacity and pressure loss in the substrate are shown in FIGS. FIG. 10 shows the relationship between the maximum temperature reached in the substrate and the pressure loss. In the figure, the vertical axis represents the maximum temperature reached (° C.), and the horizontal axis represents the pressure loss (kPa). FIG. 11 shows the relationship between the maximum temperature reached in the substrate and the heat capacity. In the figure, the vertical axis represents the maximum temperature reached (° C.), and the horizontal axis represents the heat capacity (J / K).
図10及び図11から、熱緩和層の熱容量が1.30(J/cc・K)以上であり、かつ、熱緩和セルの占有率が5〜30%の範囲内である試料E5は、上記条件を満たしていない他の試料E1〜E4、E6に比べて、過昇温抑制と圧力損失増加抑制との両立の観点から非常に優れていることがわかる。 From FIG. 10 and FIG. 11, the sample E5 in which the heat capacity of the heat relaxation layer is 1.30 (J / cc · K) or more and the occupation ratio of the heat relaxation cell is in the range of 5 to 30% is as described above. Compared to other samples E1 to E4 and E6 that do not satisfy the conditions, it can be seen that this is very excellent from the viewpoint of coexistence of suppression of excessive temperature rise and suppression of increase in pressure loss.
1 排ガス浄化フィルタ
2 基材
201 上流端
202 下流端
3 セル壁
4 セル
41 流入側セル
42 排出側セル
43 熱緩和セル
430 高熱容量粉体
431 熱緩和層
5 外周壁
6 栓部
G 排ガス
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上記セルは、下流端を栓部によって閉塞してなり、排ガスを流入させる流入側通路となる流入側セルと、
上流端を上記栓部によって閉塞してなり、上記流入側セルから上記セル壁を通過した排ガスを排出させる排出側通路となる排出側セルと、
下流端を上記栓部によって閉塞してなり、該栓部より上流側の部分に高熱容量粉体を充填して焼成により焼結させると共に上記基材に対して溶着させて形成してなる熱緩和層を設けた熱緩和セルとを有し、
上記熱緩和層の熱容量は、上記流入側セル及び上記排出側セルの熱容量よりも大きく、かつ上記熱緩和層と上記基材との熱膨張係数の差は、2×10-6/℃以下であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。 In an exhaust gas purification filter provided with a substrate made of a honeycomb structure having an outer peripheral wall, a cell wall disposed in a honeycomb shape in the outer peripheral wall, and a large number of cells partitioned in the cell wall,
The cell has an inflow side cell which becomes an inflow side passage through which the downstream end is closed by a plug portion and into which exhaust gas flows.
A discharge side cell which becomes an exhaust side passage for closing the upstream end with the plug portion and exhausting the exhaust gas passing through the cell wall from the inflow side cell;
Thermal relaxation formed by closing the downstream end with the plug portion, filling the portion upstream of the plug portion with high heat capacity powder, sintering by firing and welding to the base material A thermal relaxation cell provided with a layer,
The heat capacity of the heat relaxation layer is larger than the heat capacity of the inflow side cell and the discharge side cell, and the difference in thermal expansion coefficient between the heat relaxation layer and the base material is 2 × 10 −6 / ° C. or less. An exhaust gas purification filter characterized by being.
上記熱緩和セルは、上記基材の径方向断面において、中心からの距離が該中心から外周面までの距離の80%以下の領域にのみ配設されており、かつ、上記一方のセル壁に沿って形成された熱緩和セルと上記他方のセル壁に沿って形成された熱緩和セルとによって四角形格子状に配設されていることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。 The cell wall according to claim 4, wherein the cell walls are arranged in a quadrangular lattice shape by a cell wall formed in one direction and another cell wall formed in a direction orthogonal to the cell wall.
The thermal relaxation cell is disposed only in a region where the distance from the center is 80% or less of the distance from the center to the outer peripheral surface in the radial cross section of the base material, and the one cell wall An exhaust gas purifying filter, wherein the exhaust gas purification filter is arranged in a quadrangular lattice shape by a heat relaxation cell formed along the other cell wall and a heat relaxation cell formed along the other cell wall.
セラミックス材料を押出成形し、ハニカム構造体よりなる上記基材を作製する成形工程と、
上記基材を乾燥させる乾燥工程と、
上記基材を焼成する第1焼成工程と、
上記基材の上流端及び下流端における上記セルの開口部のうち、上記栓部を形成する部分に栓詰め用スラリーを配設する栓詰め工程と、
下流端に上記栓詰めスラリーを配設した上記セルのうち、上記熱緩和セルとなる上記セルにおける上記栓詰め用スラリーよりも上流側に上記高熱容量粉体を充填する充填工程と、
上記栓詰め用スラリーを配設して上記高熱容量粉体を充填した上記基材を焼成し、上記栓部を形成すると共に上記高熱容量粉体を焼結させることにより上記基材に対して溶着させて上記熱緩和層を形成する第2焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。 In the method of manufacturing the exhaust gas purification filter according to any one of claims 1 to 6,
A molding step of extruding a ceramic material to produce the substrate made of a honeycomb structure; and
A drying step of drying the substrate;
A first firing step of firing the substrate;
Of the opening of the cell at the upstream end and the downstream end of the base material, a plugging step of disposing a plugging slurry in a portion forming the plug portion;
Among the cells in which the plugging slurry is disposed at the downstream end, a filling step of filling the high heat capacity powder on the upstream side of the plugging slurry in the cell to be the heat relaxation cell;
The base material filled with the high heat capacity powder is fired by firing the plugging slurry, and the plug portion is formed and the high heat capacity powder is sintered to be welded to the base material. And a second firing step for forming the heat relaxation layer. A method for producing an exhaust gas purification filter, comprising:
セラミックス材料を押出成形し、ハニカム構造体よりなる上記基材を作製する成形工程と、
上記基材を乾燥させる乾燥工程と、
上記基材の上流端及び下流端における上記セルの開口部のうち、上記栓部を形成する部分に栓詰め用スラリーを配設する栓詰め工程と、
上記栓詰め用スラリーを配設した上記基材を焼成すると同時に、上記栓部を形成する第1焼成工程と、
下流端に上記栓部を形成した上記セルのうち、上記熱緩和セルとなる上記セルにおける上記栓部よりも上流側に上記高熱容量粉体を充填する充填工程と、
上記高熱容量粉体を充填した上記基材を焼成し、上記高熱容量粉体を焼結させることにより上記基材に対して溶着させて上記熱緩和層を形成する第2焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。 In the method of manufacturing the exhaust gas purification filter according to any one of claims 1 to 6,
A molding step of extruding a ceramic material to produce the substrate made of a honeycomb structure; and
A drying step of drying the substrate;
Of the opening of the cell at the upstream end and the downstream end of the base material, a plugging step of disposing a plugging slurry in a portion forming the plug portion;
A first firing step of forming the plug portion simultaneously with firing the base material on which the plugging slurry is disposed;
Among the cells in which the plug portion is formed at the downstream end, a filling step of filling the high heat capacity powder on the upstream side of the plug portion in the cell to be the heat relaxation cell,
A second firing step of firing the base material filled with the high heat capacity powder and sintering the high heat capacity powder to form a heat relaxation layer by welding to the base material. An exhaust gas purification filter manufacturing method characterized by the above.
セラミックス材料を押出成形し、ハニカム構造体よりなる上記基材を作製する成形工程と、
上記基材を乾燥させる乾燥工程と、
上記基材を焼成する第1焼成工程と、
上記基材の上流端及び下流端における上記セルの開口部のうち、上記栓部を形成する部分に栓詰め用スラリーを配設する栓詰め工程と、
上記栓詰め用スラリーを配設した上記基材を焼成し、上記栓部を形成する第2焼成工程と、
下流端に上記栓部を形成した上記セルのうち、上記熱緩和セルとなる上記セルにおける上記栓部よりも上流側に上記高熱容量粉体を充填する充填工程と、
上記高熱容量粉体を充填した上記基材を焼成し、上記高熱容量粉体を焼結させることにより上記基材に対して溶着させて上記熱緩和層を形成する第3焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。 In the method of manufacturing the exhaust gas purification filter according to any one of claims 1 to 6,
A molding step of extruding a ceramic material to produce the substrate made of a honeycomb structure; and
A drying step of drying the substrate;
A first firing step of firing the substrate;
Of the opening of the cell at the upstream end and the downstream end of the base material, a plugging step of disposing a plugging slurry in a portion forming the plug portion;
Firing the base material on which the plugging slurry is disposed, and forming a plug part; a second firing step;
Among the cells in which the plug portion is formed at the downstream end, a filling step of filling the high heat capacity powder on the upstream side of the plug portion in the cell to be the heat relaxation cell,
A third firing step in which the base material filled with the high heat capacity powder is fired, and the high heat capacity powder is sintered to be welded to the base material to form the heat relaxation layer. An exhaust gas purification filter manufacturing method characterized by the above.
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-
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- 2008-09-16 JP JP2008236921A patent/JP2009101344A/en active Pending
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