JP2016190198A5 - - Google Patents
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Description
ＤＰＦは、圧力損失を許容範囲に抑えつつ、高いＰＭ捕集効率を得られることから、ハニカム構造体を用いたウォールフロー型のものが多く使用されている。このハニカム構造体は、流体の流路を形成する一方の端面から他方の端面まで延びる多角形の複数のセルを区画形成する格子状の多孔質の隔壁を備え、所定のセルの一方の開口部端及び残余のセルの他方の開口部端を所定の配列に従って目封止する複数の目封止部が設けられている。そして、セル内に導入された排ガスが、隔壁を透過した後、目封止部の設けられていないセルの開口部端側から排出されることにより、排ガスが隔壁を透過する際に当該隔壁が濾過部（フィルタ部）として機能し、粒子状物質が隔壁に捕集される。
［１］ 流体の流路を形成する一方の端面から他方の端面まで延びる多角形の複数のセルを区画形成する格子状の隔壁を備え、前記隔壁は、骨材及び前記骨材と異なる材質の結合材を用いて多孔質に形成され、前記隔壁の隔壁表面から隔壁厚さの１５％の深さまでの表面領域の表面気孔率と、前記隔壁表面から前記隔壁厚さの１５％から５０％の深さまでの内部領域の内部気孔率とがそれぞれ異なり、前記内部気孔率から前記表面気孔率を減じた差が、１．５％超となる関係を示すハニカム構造体。
［３］ 流体の流路を形成する一方の端面から他方の端面まで延びる多角形の複数のセルを区画形成する格子状の隔壁を備え、前記隔壁は、骨材及び前記骨材と異なる材質の結合材を用いて多孔質に形成され、前記隔壁の隔壁表面から隔壁厚さの１５％の深さまでの表面領域の表面気孔率と、前記隔壁表面から前記隔壁厚さの１５％から５０％の深さまでの内部領域の内部気孔率とがそれぞれ異なり、前記内部領域の内部平均細孔径から前記表面領域の表面平均細孔径を減じた差が、０．５マイクロメートル超となる関係を示すハニカム構造体。
［５］ 前記結合材は、金属珪素及びコージェライトの少なくともいずれか一方である前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。
本発明の一実施形態のハニカム構造体１は、図１〜図４に示すように、流体の流路を形成する一方の端面２ａから他方の端面２ｂまで延びる多角形の複数のセル３を区画形成する格子状の隔壁４を備えるハニカム構造部５と、ハニカム構造部５を構成する複数のセル３において、所定のセル３の一方の開口端部６ａ及び残余のセル３の他方の開口端部６ｂをそれぞれ規則正しい所定の配列で閉塞してなる目封止部７とを有している。本実施形態の目封止部７は、互いに隣接するセル３の一方の開口端部６ａ（または他方の開口端部６ｂ）をそれぞれ一つおきに交互に目封止して形成されている（例えば、図２参照）。
ハニカム構造体１を構成する格子状の隔壁４は、骨材８及び結合材９から主に構成され、骨材として炭化珪素（ＳｉＣ）が使用されている。ここで、骨材８の平均粒径は１０〜６０マイクロメートルの範囲のものである。一方、結合材９として金属珪素（Ｓｉ）、コージェライトが使用され、骨材８と比較して平均粒径が小さなものが使用されている。これにより、骨材８である炭化珪素が結合材である金属珪素等によって結合され、隔壁４が形成される。
上記の表面平均細孔径Ｃは５〜４０マイクロメートルの範囲であり、更に好ましくは１０〜２５マイクロメートルの範囲である。一方、内部平均細孔径Ｄは８〜５０マイクロメートルの範囲であり、更に好ましくは２０〜３０マイクロメートルの範囲である。また、表面平均細孔径Ｃ及び内部平均細孔径Ｄの関係は、内部平均細孔径Ｄから表面平均細孔径Ｃを減じた差が０．５マイクロメートル超の（“内部平均細孔径Ｄ−表面平均細孔径Ｃ＞０．５マイクロメートル”）ものである。
更に、配合比率は、表面領域及び内部領域における表面気孔率及び内部気孔率、表面平均細孔径及び内部平均細孔径の値にそれぞれ寄与することが示された。すなわち、骨材として実施例１〜１７において、結合助剤の配合比率が高くなるにつれて、表面気孔率及び表面平均細孔径の値は徐々に小さくなるように変化し、一方、内部気孔率及び内部平均細孔率の値は徐々に大きくなるように変化することが確認された。そのため、表面気孔率及び内部気孔率の差、及び、表面平均細孔径及び内部平均細孔径の差は、それぞれ異方性粒子の配合比率が高いもの（１０ｗｔ．％）が、最も高い値を示し、異方性粒子の配合比率が低いもの（３．０ｗｔ．％）が、最も低い値を示すこととなった。すなわち、異方性粒子を多く配合することにより、表面領域及び内部領域の気孔率及び平均細孔径の差が大きくなるように制御することができる。
本発明のハニカム構造体、及びハニカム構造体の製造方法は、自動車、化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、触媒装置用の担体、又はフィルタとして好適に利用することができるハニカム構造体の製造に利用することができる。特に、ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するためのＤＰＦとしての使用が好適である。
Claims (2)
- 流体の流路を形成する一方の端面から他方の端面まで延びる多角形の複数のセルを区画形成する格子状の隔壁を備え、
前記隔壁は、
骨材及び前記骨材と異なる材質の結合材を用いて多孔質に形成され、
前記隔壁の隔壁表面から隔壁厚さの１５％の深さまでの表面領域の表面気孔率と、前記隔壁表面から前記隔壁厚さの１５％から５０％の深さまでの内部領域の内部気孔率とがそれぞれ異なり、
前記内部気孔率から前記表面気孔率を減じた差が、１．５％超となる関係を示すハニカム構造体。 - 流体の流路を形成する一方の端面から他方の端面まで延びる多角形の複数のセルを区画形成する格子状の隔壁を備え、
前記隔壁は、
骨材及び前記骨材と異なる材質の結合材を用いて多孔質に形成され、
前記隔壁の隔壁表面から隔壁厚さの１５％の深さまでの表面領域の表面気孔率と、前記隔壁表面から前記隔壁厚さの１５％から５０％の深さまでの内部領域の内部気孔率とがそれぞれ異なり、
前記内部領域の内部平均細孔径から前記表面領域の表面平均細孔径を減じた差が、０．５マイクロメートル超となる関係を示すハニカム構造体。
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