JP2020049428A - ハニカムフィルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】低圧損のハニカムフィルタを提供する。【解決手段】柱状のハニカム基材４と、セル２のいずれか一方の開口端部に配設された目封止部５と、を備え、セル２の延びる方向に直交する断面において、流入セル２ａの形状が、六角形であり、流出セル２ｂの形状が、六角形であり、複数のセル２は、流入セル２ａの一辺と、隣接する流出セル２ｂの一辺とが平行となるよう、１つの流出セル２ｂの周囲を複数個の流入セル２ａが取り囲む構造となっており、流入セル２ａと流出セル２ｂとの間に配設された第一隔壁１ａのうちの少なくとも１つの第一隔壁１ａは、この第一隔壁１ａの厚さＴ１に対する、流入セル２ａ同士の間に配設された第二隔壁１ｂの厚さＴ２の比の値（Ｔ２／Ｔ１）が１．０より大きく、２．５未満となるように構成され、且つ、ハニカム基材４の総開口率が、３５％より大きく、９５％以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、ハニカムフィルタに関する。更に詳しくは、その使用時において低圧損を実現することが可能なハニカムフィルタに関する。
様々な産業において、動力源として内燃機関が用いられている。一方で、内燃機関が燃料の燃焼時に排出する排ガスには、窒素酸化物等の有毒ガスと共に、煤や灰等の粒子状物質が含まれている。以下、粒子状物質を、「ＰＭ」ということがある。「ＰＭ」とは、「Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ」の略である。近年、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭの除去に関する規制は世界的に厳しくなっており、ＰＭを除去するためのフィルタとして、例えば、ハニカム構造を有するウォールフロー（Ｗａｌｌ ｆｌｏｗ）型のフィルタが用いられている。
ウォールフロー型のフィルタとしては、多孔質の隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム基材と、複数のセルのいずれか一方の開口部に配設された目封止部と、を備えたハニカムフィルタが種々提案されている（例えば、特許文献１〜７参照）。このようなハニカムフィルタにおいては、例えば、流出端面側に目封止部が配設された流入セルと、流入端面側に目封止部が配設された流出セルとが、隔壁を隔てて交互に配置され、多孔質の隔壁が、ＰＭを除去する濾過体となる。
特開２００７−２０９８４２号公報 特開２０１２−０８１４１５号公報 特許第４２７９４９７号公報 特許第４５６７６７４号公報 特開２０１４−２００７４１号公報 特許第４２８２９６０号公報 特開昭５８−１９６８２０号公報
特許文献１〜７に記載されたような従来のハニカムフィルタにおいて、「流入セル同士の間に配設された隔壁」は、「流入セルと流出セルとの間に配設された隔壁」と比較して透過抵抗が高く、排ガスが流れ難いという傾向があった。このため、従来のハニカムフィルタでは、ハニカムフィルタ内の排ガスの流れが不均一となり、ハニカムフィルタの圧損が上昇してしまうという問題があった。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。本発明は、その使用時において低圧損を実現することが可能なハニカムフィルタを提供する。特に、本発明は、隔壁の表面にＰＭが堆積することによる圧損上昇を抑制し、より低圧損を実現することが可能なハニカムフィルタを提供する。
本発明によれば、以下に示すハニカムフィルタが提供される。
［１］ 流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを取り囲むように配設された多孔質の隔壁を有する、柱状のハニカム基材と、
前記セルの前記流入端面側又は前記流出端面側のいずれか一方の端部に配設された目封止部と、を備え、
前記セルの延びる方向に直交する断面において、
前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設された流入セルの形状が、六角形であり、
前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設された流出セルの形状が、六角形であり、
複数の前記セルは、前記流入セルの一辺と、隣接する前記流出セルの一辺とが平行となるよう、１つの前記流出セルの周囲を複数個の前記流入セルが取り囲む構造となっており、
前記隔壁は、前記流入セルと前記流出セルとの間に配設された第一隔壁と、前記流入セル同士の間に配設された第二隔壁と、を含み、
少なくとも１つの前記第一隔壁は、当該第一隔壁の厚さＴ１に対する、前記第二隔壁の厚さＴ２の比の値（Ｔ２／Ｔ１）が１．０より大きく、２．５未満となるように構成され、且つ、
前記ハニカム基材の総開口率が、３５％より大きく、９５％以下である、ハニカムフィルタ。
［２］ 前記第二隔壁は、当該第二隔壁の厚さＴ２が前記第一隔壁との接続部位に向かって薄く又は厚くなる、厚さ傾斜部を有する、［１］に記載のハニカムフィルタ。
［３］ 前記第一隔壁の厚さＴ１が、７０〜３５０μｍである、［１］又は［２］に記載のハニカムフィルタ。
［４］ 前記流入セルの水力直径が、前記流出セルの水力直径よりも大きい、［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［５］ 前記流出セルの一辺の長さが、０．５〜１．６ｍｍである、［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［６］ 前記隔壁の気孔率が、３５〜７０％である、［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［７］ 前記隔壁の気孔率が、５０〜７０％である、［６］に記載のハニカムフィルタ。
［８］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、
１つの前記流出セルの周囲を、六角形の６つの前記流入セルが取り囲む構造を有する、［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［９］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、正六角形である、［１］〜［８］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［１０］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、正六角形以外の六角形である、［１］〜［８］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［１１］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、対向する少なくとも１組の辺同士の長さが異なる六角形である、［１０］に記載のハニカムフィルタ。
［１２］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、対向する辺同士の長さがそれぞれ異なる六角形である、［１１］に記載のハニカムフィルタ。
本発明のハニカムフィルタは、流入セルと流出セルとの間に配設された第一隔壁の厚さを厚さＴ１とし、流入セル同士の間に配設された第二隔壁の厚さを厚さＴ２とした際に、Ｔ２／Ｔ１の値が、１．０より大きく、２．５未満となるように構成されている。また、本発明のハニカムフィルタは、ハニカム基材の総開口率が、３５％より大きく、９５％以下である。本発明のハニカムフィルタは、従来のハニカムフィルタと比較して、排ガス中のＰＭを捕集するフィルタとして使用した際に、低圧損を実現することができるという効果を奏する。特に、本発明のハニカムフィルタは、隔壁の表面にＰＭが堆積した際の圧損上昇を有効に抑制し、より低圧損を実現することができるという顕著な効果を奏する。
本発明のハニカムフィルタは、第二隔壁の厚さＴ２を相対的に厚くすることで、第二隔壁内の細孔の総容積が相対的に増大し、第二隔壁の細孔内を排ガスが流れ易くなる。このため、第一隔壁の表面に煤等のＰＭが堆積して、第一隔壁の透過抵抗が増大した場合であっても、流入セル内に流入した排ガスが、第二隔壁の細孔内を経緯して、流出セル内へと流れ易くなる。これにより、ハニカムフィルタの低圧損を実現することができる。特に、第一隔壁は、流入セルから流出セルへと流れる排ガスの主流となるため、煤等のＰＭが堆積し易い傾向にあり、ＰＭの堆積に伴って透過抵抗が増大し易い。本発明のハニカムフィルタにおいては、第一隔壁の透過抵抗が増大した場合に、第二隔壁を排ガスの流路として極めて有効に活用することができる。
また、第二隔壁は、第一隔壁に比して、使用初期状態における圧損上昇への寄与度が低い。このため、第二隔壁の厚さＴ２を相対的に一定量だけ厚くしたとしても、ハニカム基材の総開口率を上記した数値範囲とすることにより、使用初期状態におけるハニカムフィルタの過剰な圧損上昇を抑制することができる。
本発明のハニカムフィルタの一の実施形態を模式的に示す流入端面側から見た斜視図である。 図１に示すハニカムフィルタの流入端面を模式的に示す平面図である。 図２に示す流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 図３における第一隔壁の厚さＴ１及び第二隔壁の厚さＴ２を説明するための模式図である。 図１に示すハニカムフィルタの流出端面を模式的に示す平面図である。 図２のＡ−Ａ’断面を模式的に示す、断面図である。 本発明のハニカムフィルタの他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。 図７に示す流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 本発明のハニカムフィルタの他の実施形態の流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。しかし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し適宜変更、改良等が加えられ得ることが理解されるべきである。
（１）ハニカムフィルタ：
本発明のハニカムフィルタの一の実施形態は、図１〜図６に示すようなハニカムフィルタ１００である。ここで、図１は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態を模式的に示す流入端面側から見た斜視図である。図２は、図１に示すハニカムフィルタの流入端面を模式的に示す平面図である。図３は、図２に示す流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。図４は、図３における第一隔壁の厚さＴ１及び第二隔壁の厚さＴ２を説明するための模式図である。図５は、図１に示すハニカムフィルタの流出端面を模式的に示す平面図である。図６は、図２のＡ−Ａ’断面を模式的に示す、断面図である。
ハニカムフィルタ１００は、ハニカム基材４と、目封止部５を備えたものである。ハニカム基材４は、流入端面１１及び流出端面１２を有する柱状を呈するものである。ハニカム基材４は、流入端面１１から流出端面１２まで延びる複数のセル２を取り囲むように配設された、多孔質の隔壁１を有する。図１等に示すハニカム基材４においては、隔壁１を囲繞するように配設された外周壁３を更に有している。なお、本発明において、セル２とは、隔壁１によって取り囲まれた空間のことを意味する。
目封止部５は、ハニカム基材４に形成されたセル２の流入端面１１側又は流出端面１２側のいずれか一方の端部に配設され、セル２の開口部を封止するものである。以下、流出端面１２側の端部に目封止部５が配設されたセル２を、「流入セル２ａ」という。流入端面１１側の端部に目封止部５が配設されたセル２を、「流出セル２ｂ」という。
ハニカムフィルタ１００は、セル２の延びる方向に直交する断面において、セル２の各形状は、六角形である。即ち、セル２の延びる方向に直交する断面において、流入セル２ａの形状が、六角形であり、且つ、流出セル２ｂの形状も、六角形である。以下、セル２の延びる方向に直交する断面における「セルの形状」を、「セルの断面形状」、又は、単に、「セルの形状」ということがある。本明細書において、「六角形」とは、六角形、六角形の少なくとも１つの角部が曲線状に形成された形状、及び六角形の少なくとも１つの角部が直線状に面取りされた形状を含むものとする。
複数のセル２は、流入セル２ａの一辺と、隣接する流出セル２ｂの一辺とが平行となるよう、１つの流出セル２ｂの周囲を複数個の流入セル２ａが取り囲む構造となっている。図１〜図６に示すハニカムフィルタ１００においては、１つの流出セル２ｂの周囲を、６つの流入セル２ａが取り囲む構造となっている。本明細書において、上述した「平行」とは、後述する「略平行」のことを意味する。「略平行」とは、平行、及び平行な二辺のうちの一辺が±１５°の範囲内において傾いた状態の二辺の位置関係のことを意味する。
ハニカムフィルタ１００において、流入セル２ａと流出セル２ｂとの間に配設された隔壁１を「第一隔壁１ａ」とする。また、流入セル２ａ同士の間に配設された隔壁１を「第二隔壁１ｂ」とする。そして、ハニカムフィルタ１００は、第一隔壁１ａ及び第二隔壁１ｂの構成について重要な特徴を有している。即ち、第一隔壁１ａのうちの少なくとも１つの第一隔壁１ａは、当該第一隔壁１ａの厚さＴ１に対する、第二隔壁１ｂの厚さＴ２の比の値である「Ｔ２／Ｔ１」の値が１．０より大きく、２．５未満となるように構成されている。以下、第一隔壁１ａの厚さＴ１に対する、第二隔壁１ｂの厚さＴ２の比の値を、単に『「Ｔ２／Ｔ１」の値』ということがある。なお、「Ｔ２／Ｔ１」の値を求める際において、厚さＴ２を求める第二隔壁１ｂは、その少なくとも一端側が、厚さＴ１を求める第一隔壁１ａに接続されているものとする。
また、ハニカムフィルタ１００は、ハニカム基材４の総開口率が、３５％より大きく、９５％以下である。ここで、ハニカム基材４の「総開口率」とは、ハニカム基材４のセル２の延びる方向に直交する断面積に対する、ハニカム基材４に形成されたセル２の総開口面積の比の百分率のことを意味する。なお、ハニカム基材４のセル２の延びる方向に直交する断面積については、ハニカム基材４の最外周に配置された外周壁３の面積を含まない値とする。
ハニカムフィルタ１００は、例えば、排ガス中のＰＭを捕集するフィルタとして好適に利用することができる。そして、ハニカムフィルタ１００は、従来のハニカムフィルタと比較して、その使用時において低圧損を実現することができる。特に、隔壁１の表面にＰＭが堆積した際の圧損上昇を有効に抑制し、より低圧損を実現することができる。即ち、ハニカムフィルタ１００においては、第二隔壁１ｂの厚さＴ２を相対的に厚くすることで、第二隔壁１ｂ内の細孔の総容積が相対的に増大し、第二隔壁１ｂの細孔内を排ガスが流れ易くなる。このため、第一隔壁１ａの表面に煤等のＰＭが堆積して、第一隔壁１ａの透過抵抗が増大した場合であっても、流入セル２ａ内に流入した排ガスが、第二隔壁１ｂの細孔内を経緯して、流出セル２ｂ内へと流れ易くなる。これにより、ハニカムフィルタ１００の低圧損を実現することができる。特に、第一隔壁１ａは、流入セル２ａから流出セル２ｂへと流れる排ガスの主流となるため、煤等のＰＭが堆積し易い傾向にあり、ＰＭの堆積に伴って透過抵抗が増大し易い。ハニカムフィルタ１００においては、第一隔壁１ａの透過抵抗が増大した場合に、第二隔壁１ｂを排ガスの流路として極めて有効に活用することができる。
また、第二隔壁１ｂは、第一隔壁１ａに比して、使用初期状態における圧損上昇への寄与度が低い。このため、第二隔壁１ｂの厚さＴ２を相対的に厚くしたとしても、ハニカム基材４の総開口率を上記した数値範囲とすることにより、使用初期状態におけるハニカムフィルタ１００の過剰な圧損上昇を抑制することができる。
ハニカムフィルタ１００は、流入セル２ａと流出セル２ｂとの間に配設された全ての第一隔壁１ａのうちの少なくとも１つの第一隔壁１ａにおいて、「Ｔ２／Ｔ１」の値が１．０より大きく、２．５未満となるように構成されていればよい。なお、流入セル２ａと流出セル２ｂとの間に配設された全ての第一隔壁１ａにおいて、上記「Ｔ２／Ｔ１」の値が１．０より大きく、２．５未満となるように構成されていてもよい。「Ｔ２／Ｔ１」の値が、１．０以下であると、第二隔壁１ｂの細孔内を流れる排ガスの量を十分に確保することができず、圧損を低下させる十分な効果が得られ難くなることがある。一方、「Ｔ２／Ｔ１」の値が、２．５以上になると、相対的に第二隔壁１ｂの厚さが厚すぎて、圧損を低下させる十分な効果が得られ難くなることがある。なお、ハニカムフィルタ１００において、全ての第一隔壁１ａが、上記「Ｔ２／Ｔ１」の値が１．０より大きく、２．５未満となるように構成されていてもよい。
「Ｔ２／Ｔ１」の値は、１．０より大きく、２．４以下であることが好ましく、２．０以下であることが更に好ましい。また、「Ｔ２／Ｔ１」の下限値は、１．０５であることがより好ましく、１．１０であることが更に好ましい。なお、第一隔壁１ａ及び第二隔壁１ｂの具体的な厚さについては特に制限はない。
ここで、図４を参照しつつ、第一隔壁１ａの厚さＴ１、及び第二隔壁１ｂの厚さＴ２の測定方法について説明する。まず、図４に示すように、測定対象となる第一隔壁１ａ及び第二隔壁１ｂを含むような測定範囲を決定する。より具体的には、測定対象となる第一隔壁１ａによって一辺が区画された１つの流出セル２ｂと、この流出セル２ｂに隣接し且つ互いに隣接する２つの流入セル２ａと、を含む範囲を測定範囲とする。このような範囲を測定範囲とすることで、当該測定範囲内に、測定対象となる第一隔壁１ａと、この第一隔壁１ａに接続された第二隔壁１ｂとが含まれることとなる。
次に、図４に示すように、２つの流入セル２ａのうちの一の流入セル２ａの重心を重心Ｏ１とし、この一の流入セル２ａに隣接する流出セル２ｂの重心を重心Ｏ２とする。更に、重心Ｏ１の流入セル２ａ及び重心Ｏ２の流出セル２ｂの双方と隣接する他の流入セル２ａの重心を重心Ｏ３とする。第一隔壁１ａの厚さＴ１は、重心Ｏ１と重心Ｏ２とを結ぶ第一線分上の第一隔壁１ａの厚さ（図４中のＴ１）とする。第二隔壁１ｂの厚さＴ２は、重心Ｏ１と重心Ｏ３とを結ぶ第二線分上の第二隔壁１ｂの厚さ（図４中のＴ２）とする。
第一隔壁１ａの厚さＴ１、及び第二隔壁１ｂの厚さＴ２は、例えば、マイクロスコープ（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて測定することができる。マイクロスコープとしては、例えば、キーエンス社製のＶＨＸ−１０００（商品名）を用いることができる。
また、図４に示すような平面図において、下記する３つの線分によって囲われる仮想的な補助三角形を作図し、作図した補助三角形を利用することにより、流入セル２ａの六角形状を構成する各辺の長さを、以下のように規定することができる。補助三角形を作図するための１つ目の線分は、重心Ｏ１と重心Ｏ２とを結ぶ第一線分である。２つ目の線分は、重心Ｏ１と重心Ｏ３とを結ぶ第二線分である。３つ目の線分は、重心Ｏ２を始点とし、第二線分を二等分する第三線分である。なお、第二線分のうち、補助三角形の作図に実際に利用される部分は、第三線分によって二等分された重心Ｏ１側の半分である。
一の流入セル２ａの六角形状を構成する６つの辺のうち、流出セル２ｂと隣り合って配置される辺の長さの半分の値が、図４における「ｚ」で示される長さとなる。したがって、一の流入セル２ａの六角形状を構成する６つの辺のうち、流出セル２ｂと隣り合って配置される辺の長さについて、「長さ２ｚ」と示すことができる。
一の流入セル２ａの六角形状を構成する６つの辺のうち、もう１つの流入セル２ａと隣り合って配置される辺の長さの半分の値が、図４における「ｘ」で示される長さとなる。したがって、一の流入セル２ａの六角形状を構成する６つの辺のうち、もう１つの流入セル２ａと隣り合って配置される辺の長さについて、「長さ２ｘ」と示すことができる。
流入セル２ａの六角形状を構成する６つの辺の長さについては、長さ２ｚと長さ２ｘが異なっていてもよい。なお、流入セル２ａの六角形状を構成する辺の長さのうち、長さ２ｚと長さ２ｘが同じ場合には、例えば、その流入セル２ａの形状は、正六角形となる。
図４において、「ｙ」で示される長さは、一の流入セル２ａの重心Ｏ１から、第一隔壁１ａまでの距離を示している。したがって、一の流入セル２ａのセルピッチは、「セルピッチ２ｙ」と示すことができる。
また、第一隔壁１ａの厚さＴ１に直交する方向における第一隔壁１ａの長さ、及び第二隔壁１ｂの厚さＴ２に直交する方向における第二隔壁１ｂの長さを、以下のように規定することができる。まず、図４に示すように、作図した補助三角形の中に、第一隔壁１ａの厚さＴ１の中点を通り、第一線分に垂直な第一補助線を更に作図する。また、作図した補助三角形の中にも、第二隔壁１ｂの厚さＴ２の中点を通り、第二線分に垂直な第二補助線を更に作図する。
そして、図４に示すように、第一補助線と第二補助線の交点から、第一線分に平行な第三補助線を作図する。更に、第一補助線と第二補助線の交点から、第二線分に平行な第四補助線を作図する。図４において、第一線分と第三補助線との距離を「ａ／２」としている。また、第二線分と第四補助線との距離を「ｂ／２」としている。
図４において、「ａ／２」で示される長さを、第一隔壁１ａの長さの半分の値を示すものとする。したがって、図４において、第一隔壁１ａの長さは、「長さａ」と表すことができる。図４において、「ｂ／２」で示される長さを、第二隔壁１ｂの長さの半分の値を示すものとする。したがって、図４において、第二隔壁１ｂの長さは、「長さｂ」と表すことができる。
ハニカム基材４の総開口率は、３５％より大きく、９５％以下である。ハニカム基材４の総開口率の下限値は、４７％であることが好ましく、５３％であることが更に好ましい。また、ハニカム基材４の総開口率の上限値は、７７％であることが好ましく、７２％であることが更に好ましい。
第一隔壁１ａの厚さＴ１は、７０〜３５０μｍであることが好ましく、１００〜３２５μｍであることが更に好ましく、１３０〜３００μｍであることが特に好ましい。このように構成することによって、アイソスタティック強度（Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を維持しつつ、低圧損のハニカムフィルタ１００とすることができる。
ハニカムフィルタ１００においては、流入セル２ａの水力直径が、流出セル２ｂの水力直径よりも大きいことが好ましい。このように構成することによって、アイソスタティック強度を維持しつつ、低圧損を実現するという効果がより発現し易くなる。ここで、水力直径とは、各セル２の断面積及び周長に基づき、４×（断面積）／（周長）によって計算される値である。
流入セル２ａの水力直径は、０．５〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．６〜１．４ｍｍであることが更に好ましく、０．７〜１．３ｍｍであることが特に好ましい。また、流入セル２ａの水力直径が、流出セル２ｂの水力直径に対して、１．０〜１．７倍であることが好ましく、１．３〜１．７倍であることが更に好ましい。
流出セル２ｂの一辺の長さが、０．５〜１．６ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．３ｍｍであることが更に好ましく、０．５〜１．０ｍｍであることが特に好ましい。このように構成することによって、耐熱衝撃性を向上させつつ、低圧損を実現するという効果が発現し易くなる。
ハニカム基材４の隔壁１の気孔率が、３５〜７０％であることが好ましく、４０〜６５％であることが更に好ましい。隔壁１の気孔率が３５％未満であると、圧損が増大することがある。隔壁１の気孔率が７０％を超えると、ハニカム基材４の強度が不十分となり、排ガス浄化装置に用いられる缶体内にハニカムフィルタ１００を収納する際に、ハニカムフィルタ１００を十分な把持力で保持することが困難となる。隔壁１の気孔率は、水銀ポロシメータ（Ｍｅｒｃｕｒｙ ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ）によって計測された値とする。水銀ポロシメータとしては、例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のＡｕｔｏｐｏｒｅ ９５００（商品名）を挙げることができる。
セル２の延びる方向に直交する断面において、流入セル２ａ及び流出セル２ｂの形状は、それぞれ六角形である。ハニカムフィルタ１００において、流入セル２ａの形状は正六角形であり、流出セル２ｂの形状も正六角形である。そして、流入セル２ａの形状と、流出セル２ｂの形状とは、その大きさが異なる相似形となっている。
隔壁１の材料は、強度、耐熱性、耐久性等の観点から、主成分が酸化物又は非酸化物の各種セラミックスや金属等であることが好ましい。具体的には、セラミックスとしては、例えば、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミニウムから構成される材料群より選択された少なくとも１種を含む材料からなることが好ましい。金属としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属及び金属珪素等が考えられる。これらの材料の中から選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることが好ましい。高強度、高耐熱性等の観点から、アルミナ、ムライト、チタン酸アルミニウム、コージェライト、炭化珪素、及び窒化珪素から構成される材料群より選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることが特に好ましい。また、セラミックス材料としては、例えば、炭化珪素の粒子を、コージェライトを結合材として結合した複合材料であってもよい。また、高熱伝導率や高耐熱性等の観点からは、炭化珪素又は珪素−炭化珪素複合材料が特に適している。ここで、「主成分」とは、その成分中に、５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上存在する成分のことを意味する。
目封止部５の材料については特に制限はないが、上記した隔壁１の材料として挙げたものを好適に用いることができる。
ハニカムフィルタ１００の全体形状については特に制限はない。ハニカムフィルタ１００の全体形状は、流入端面１１及び流出端面１２の形状が、円形、又は楕円形であることが好ましく、特に、円形であることが好ましい。また、ハニカムフィルタ１００の大きさは、特に限定されないが、流入端面１１から流出端面１２までの長さが、５０〜３００ｍｍであることが好ましい。また、ハニカムフィルタ１００の全体形状が円柱状の場合、流入端面１１及び流出端面１２の直径が、１００〜４００ｍｍであることが好ましい。
ハニカムフィルタ１００は、内燃機関の排ガス浄化用の部材として好適に用いることができる。ハニカムフィルタ１００は、ハニカム基材４の隔壁１の表面及び隔壁１の細孔のうちの少なくとも一方に、排ガス浄化用の触媒が担持されたものであってもよい。
次に、本発明のハニカムフィルタの他の実施形態について、図７及び図８を参照しつつ説明する。図７は、本発明のハニカムフィルタの他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。図８は、図７に示す流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。
図７及び図８に示すハニカムフィルタ２００は、ハニカム基材２４と、目封止部２５を備えたものである。ハニカム基材２４は、流入端面３１及び流出端面（図示せず）を有する柱状を呈するものである。ハニカム基材２４は、流入端面３１から流出端面（図示せず）まで延びる複数のセル２２を取り囲むように配設された、多孔質の隔壁２１を有する。図７に示すハニカム基材２４においては、隔壁２１を囲繞するように配設された外周壁２３を更に有している。
ハニカムフィルタ２００は、セル２２の延びる方向に直交する断面において、流入セル２２ａの形状が、六角形であり、流出セル２２ｂの形状が、六角形である。複数のセル２２は、流入セル２２ａの一辺と、隣接する流出セル２２ｂの一辺とが平行となるよう、１つの流出セル２２ｂの周囲を複数個の流入セル２２ａが取り囲む構造となっている。図７に示すハニカムフィルタ２００においては、１つの流出セル２２ｂの周囲を、６つの流入セル２２ａが取り囲む構造となっている。
ハニカムフィルタ２００において、流入セル２２ａと流出セル２２ｂとの間に配設された隔壁２１を「第一隔壁２１ａ」とする。また、流入セル２２ａ同士の間に配設された隔壁２１を「第二隔壁２１ｂ」とする。ハニカムフィルタ２００は、第一隔壁２１ａのうちの少なくとも１つの第一隔壁２１ａは、当該第一隔壁２１ａの厚さＴ１に対する、第二隔壁２１ｂの厚さＴ２の比の値である「Ｔ２／Ｔ１」の値が１．０より大きく、２．５未満となるように構成されている。
ハニカムフィルタ２００は、ハニカム基材２４の総開口率が、３５％より大きく、９５％以下である。
これまでに説明した図１〜図５に示すハニカムフィルタ１００に対して、図７及び図８に示すハニカムフィルタ２００は、流入セル２２ａの形状が異なっている。即ち、ハニカムフィルタ２００は、セル２２の延びる方向に直交する断面において、流入セル２２ａの形状が、正六角形以外の六角形となっている。流入セル２２ａの形状が、正六角形以外の六角形である場合には、流入セル２２ａの形状が、対向する少なくとも１組の辺同士の長さが異なる六角形であることが好ましい。なお、「対向する少なくとも１組の辺」とは、流入セル２２ａの形状を構成する六角形における、対向する少なくとも１組の辺のことである。なお、流入セル２２ａの形状については、六角形の対向する辺同士の長さがそれぞれ異なる六角形であることが更に好ましい。流入セル２２ａの形状を、上述したような六角形とすることにより、「Ｔ２／Ｔ１」の値を１．０より大きくした場合において、ハニカム基材２４の総開口率の過度に小さくなってしまうことを有効に抑制することができる。このため、「Ｔ２／Ｔ１」の値を１．０より大きくした場合に、総開口率の低下による圧損上昇の影響を受け難くなり、より低圧損を実現することができる。
次に、本発明のハニカムフィルタの更に他の実施形態について、図９を参照しつつ説明する。図９は、本発明のハニカムフィルタの他の実施形態の流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。
図９に示すハニカムフィルタ３００は、ハニカム基材４４と、目封止部４５を備えたものである。ハニカム基材４４は、流入端面５１及び流出端面（図示せず）を有する柱状を呈するものである。ハニカム基材４４は、流入端面５１から流出端面（図示せず）まで延びる複数のセル４２を取り囲むように配設された、多孔質の隔壁４１を有する。
図９に示すハニカムフィルタ３００は、セル４２の延びる方向に直交する断面において、流入セル４２ａの形状が、正六角形以外の六角形であり、流出セル４２ｂの形状が、正六角形である。ハニカムフィルタ３００においては、１つの流出セル４２ｂの周囲を、６つの流入セル４２ａが取り囲む構造となっている。
ハニカムフィルタ３００においても、「Ｔ２／Ｔ１」の値が１．０より大きく、２．５未満となるように構成されている。また、ハニカムフィルタ３００は、ハニカム基材２４の総開口率が、３５％より大きく、９５％以下である。
ハニカムフィルタ３００においては、第二隔壁４１ｂは、この第二隔壁の厚さＴ２が第一隔壁４１ａとの接続部位に向かって薄く又は厚くなる、厚さ傾斜部４６を有する。ハニカムフィルタ３００は、第二隔壁の厚さＴ２が第一隔壁４１ａとの接続部位に向かって厚くなる厚さ傾斜部４６と、第二隔壁の厚さＴ２が第一隔壁４１ａとの接続部位に向かって薄くなる厚さ傾斜部４６の双方を有している。
例えば、第二隔壁の厚さＴ２が第一隔壁４１ａとの接続部位に向かって厚くなる厚さ傾斜部４６を有することにより、ハニカムフィルタ３００の耐熱衝撃性を向上させることができる。即ち、第二隔壁４１ｂと第一隔壁４１ａとの接続部位は、相対的に応力が発生し易いため、第二隔壁４１ｂと第一隔壁４１ａとの接続部位を相対的に更に厚くすることで、ハニカムフィルタの構造的な強度を向上させることができる。これにより、ハニカムフィルタ３００にて捕集したＰＭを燃焼除去する再生工程時の耐熱衝撃性を向上させることができる。
一方、第二隔壁の厚さＴ２が第一隔壁４１ａとの接続部位に向かって薄くなる厚さ傾斜部４６を有することにより、ハニカムフィルタ３００をより低圧損のものとすることができる。
（２）ハニカムフィルタの製造方法：
次に、本発明のハニカムフィルタを製造する方法について説明する。
まず、ハニカム基材を作製するための可塑性の坏土を作製する。ハニカム基材を作製するための坏土は、原料粉末として、前述の隔壁の好適な材料群の中から選ばれた材料に、適宜、バインダ等の添加剤、及び水を添加することによって作製することができる。
次に、作製した坏土を押出成形することにより、複数のセルを区画形成する隔壁、及び最外周に配設された外周壁を有する、柱状のハニカム成形体を得る。押出成形においては、押出成形用の口金として、坏土の押出面に、成形するハニカム成形体の反転形状となるスリットが形成されたものを用いることができる。得られたハニカム成形体を、例えば、マイクロ波及び熱風で乾燥してもよい。
次に、ハニカム成形体の製造に用いた材料と同様の材料で、セルの開口部を目封止することで目封止部を形成する。目封止部を形成する方法については、従来公知のハニカムフィルタの製造方法に準じて行うことができる。
次に、得られたハニカム成形体を焼成することにより、ハニカムフィルタを得る。焼成温度及び焼成雰囲気は原料により異なり、当業者であれば、選択された材料に最適な焼成温度及び焼成雰囲気を選択することができる。なお、本発明のハニカムフィルタを製造する方法は、これまでに説明した方法に限定されることはない。
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）
まず、ハニカム基材を作製するための坏土を調製した。実施例１では、坏土を調製するための原料粉末として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを、８０：２０の質量割合で混合した混合粉末を準備した。この混合粉末に、バインダ、造孔材、及び水を添加して、成形原料とした。次に、成形原料を混練して円柱状の坏土を作製した。
次に、ハニカム成形体作製用の口金を用いて坏土を押出成形し、全体形状が円柱状のハニカム成形体を得た。
次に、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。
次に、乾燥したハニカム成形体に、目封止部を形成した。具体的には、まず、ハニカム成形体の流入端面に、流入セルが覆われるようにマスクを施した。その後、マスクの施されたハニカム成形体の端部を、目封止スラリーに浸漬し、マスクが施されていない流出セルの開口部に目封止スラリーを充填した。その後、ハニカム成形体の流出端面についても、上記と同様の方法で、流入セルの開口部に目封止スラリーを充填した。その後、目封止部を形成したハニカム成形体を、更に、熱風乾燥機で乾燥した。
次に、目封止部を形成したハニカム成形体を脱脂し、焼成してハニカムフィルタを得た。
実施例１のハニカムフィルタは、図７及び図８に示すハニカムフィルタ２００に示すように、流入セル２２ａの形状が、正六角形以外の六角形であり、流出セル２２ｂの形状が、正六角形であった。そして、実施例１のハニカムフィルタは、図７及び図８に示すように、正六角形の流出セル２２ｂの周囲を、６個の六角形の流入セル２２ａが取り囲むように配置されたセル構造を有するものであった。なお、流入セル２２ａの形状としての六角形は、六角形の対向する辺同士の長さがそれぞれ異なる六角形であった。
実施例１のハニカムフィルタは、隔壁の気孔率が４１％であった。端面の直径が２６６．７ｍｍ、セルの延びる方向における長さが２５４．０ｍｍであった。隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。また、実施例１のハニカムフィルタは、図８に示す第一隔壁２１ａの厚さＴ１が、１５２．４μｍであり、第二隔壁２１ｂの厚さＴ２が、１６０．０μｍであった。したがって、実施例１のハニカムフィルタは、第一隔壁の厚さＴ１に対する、第二隔壁の厚さＴ２の比の値（Ｔ２／Ｔ１）が、１．０５であった。表１に、「第一隔壁の厚さＴ１（μｍ）」、「第二隔壁の厚さＴ２（μｍ）」、及び「Ｔ２／Ｔ１」の値を示す。
また、実施例１のハニカムフィルタについて、図４に示すような「第一隔壁の長さａ」及び「第二隔壁の長さｂ」の値を求めた。結果を、表２の「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」及び「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」の欄に示す。また、「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」を「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」で除算した値を、表２の「ａ／ｂ」の欄に示す。実施例１のハニカムフィルタのセル密度を、表２の「セル密度（個／ｃｍ２）」の欄に示す。また、実施例１のハニカムフィルタについて、図４における「ｘ」で示される長さ、及び「ｚ」で示される長さを求めた。結果を、表２の「ｘ（ｍｍ）」及び「ｚ（ｍｍ）」の欄に示す。
Figure 2020049428
Figure 2020049428
実施例１のハニカムフィルタについて、以下の方法で、「圧損性能評価」の試験を行った。結果を表１に示す。
［圧損性能評価］
圧損性能評価においては、同一条件で測定された「基準となるハニカムフィルタ」の圧損の値を基準値として、各実施例のハニカムフィルタの圧損性能評価を行った。具体的には、大型風洞装置を用いて、１０ｍ３／分の風量における圧損を測定した。なお、圧損の測定においては、それぞれのハニカムフィルタに６ｇ／Ｌの煤が堆積している状態の圧損を測定した。そして、基準となるハニカムフィルタの圧損の値をＰ０とし、各実施例のハニカムフィルタの圧損の値をＰ１とした場合、「Ｐ１／Ｐ０」にて算出される値を、圧損性能評価の結果とした。結果を、表１の「圧損比」の欄に示す。
なお、圧損性能評価において、基準となるハニカムフィルタは、以下の通りである。
実施例１〜４において、基準となるハニカムフィルタを、比較例１とする。
実施例５〜８において、基準となるハニカムフィルタを、比較例２とする。
実施例９〜１２及び比較例４において、基準となるハニカムフィルタを、比較例３とする。
実施例１３〜１６において、基準となるハニカムフィルタを、比較例５とする。
実施例１７〜２１及び比較例７〜９において、基準となるハニカムフィルタを、比較例６とする。
実施例２２〜２５において、基準となるハニカムフィルタを、比較例１０とする
実施例２６〜２９において、基準となるハニカムフィルタを、比較例１１とする。
（実施例２〜１２、比較例１〜４）
「第一隔壁の厚さＴ１（μｍ）」、「第二隔壁の厚さＴ２（μｍ）」、「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」、「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」等を、表１及び表２に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。実施例２〜１２及び比較例４のハニカムフィルタについて、実施例１と同様の方法で、「圧損性能評価」の試験を行った。結果を表１に示す。比較例１〜３のハニカムフィルタは、第一隔壁の厚さＴ１と、第二隔壁の厚さＴ２とが同じ値となるハニカムフィルタである。
（実施例１３）
実施例１３においては、実施例１にて調製した坏土と同様の方法で調製した坏土を用いて、図２及び図３に示すようなセル構造のハニカムフィルタを作製した。即ち、実施例１３のハニカムフィルタは、図２及び図３に示すハニカムフィルタ１００に示すように、流入セル２ａの形状が、正六角形であり、流出セル２ｂの形状も正六角形であった。そして、実施例１３のハニカムフィルタは、図２及び図３に示すように、正六角形の流出セル２ｂの周囲を、６個の正六角形の流入セル２ａが取り囲むように配置されたセル構造を有するものであった。
実施例１３のハニカムフィルタは、隔壁の気孔率が４１％であった。端面の直径が２６６．７ｍｍ、セルの延びる方向における長さが２５４．０ｍｍであった。隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。また、実施例１３のハニカムフィルタは、図３に示す第一隔壁１ａの厚さＴ１が、１５２．４μｍであり、第二隔壁１ｂの厚さＴ２が、１６０．０μｍであった。したがって、実施例１３のハニカムフィルタは、第一隔壁の厚さＴ１に対する、第二隔壁の厚さＴ２の比の値（Ｔ２／Ｔ１）が、１．０５であった。表３に、「第一隔壁の厚さＴ１（μｍ）」、「第二隔壁の厚さＴ２（μｍ）」、及び「Ｔ２／Ｔ１」の値を示す。
実施例１３のハニカムフィルタについて、図４に示すような「第一隔壁の長さａ」及び「第二隔壁の長さｂ」の値を求めた。結果を、表４の「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」及び「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」の欄に示す。また、「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」を「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」で除算した値を、表４の「ａ／ｂ」の欄に示す。実施例１３のハニカムフィルタのセル密度を、表４の「セル密度（個／ｃｍ２）」の欄に示す。また、実施例１３のハニカムフィルタについて、図４における「ｘ」で示される長さ、及び「ｚ」で示される長さを求めた。結果を、表４の「ｘ（ｍｍ）」及び「ｚ（ｍｍ）」の欄に示す。
（実施例１４〜２１、比較例５〜９）
「第一隔壁の厚さＴ１（μｍ）」、「第二隔壁の厚さＴ２（μｍ）」、「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」、「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」等を、表３及び表４に示すように変更したこと以外は、実施例１３と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。実施例１４〜２０及び比較例７〜９のハニカムフィルタについて、実施例１と同様の方法で、「圧損性能評価」の試験を行った。結果を表３に示す。比較例５〜６のハニカムフィルタは、第一隔壁の厚さＴ１と、第二隔壁の厚さＴ２とが同じ値となるハニカムフィルタである。
（実施例２２〜２５、比較例１０）
実施例２２〜２５、比較例１０においては、ハニカム基材を作製するための坏土の調製において、実施例１にて調製した坏土に対して造孔材の添加量を変更して、隔壁の気孔率が６３％となるハニカムフィルタを製造した。実施例２２〜２５、比較例１０のハニカムフィルタの「第一隔壁の厚さＴ１（μｍ）」、「第二隔壁の厚さＴ２（μｍ）」、「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」、「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」等については、表５及び表６に示す通りである。実施例２２〜２５のハニカムフィルタについて、実施例１と同様の方法で、「圧損性能評価」の試験を行った。結果を表５に示す。比較例１０のハニカムフィルタは、第一隔壁の厚さＴ１と、第二隔壁の厚さＴ２とが同じ値となるハニカムフィルタである。
（実施例２６〜２９、比較例１１）
実施例２６〜２９、比較例１１においては、ハニカム基材を作製するための坏土として、以下のような坏土を調製して、コージェライト質のハニカム基材を作製した。坏土を調製するための原料粉末として、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネルなどの混合粉末を準備した。この混合粉末に、バインダ、造孔材、及び水を添加して、成形原料とした。次に、成形原料を混練して円柱状の坏土を作製した。
実施例２６〜２９、比較例１１のハニカムフィルタの「第一隔壁の厚さＴ１（μｍ）」、「第二隔壁の厚さＴ２（μｍ）」、「第一隔壁の長さａ（ｍｍ）」、「第二隔壁の長さｂ（ｍｍ）」等については、表５及び表６に示す通りである。実施例２６〜２９のハニカムフィルタについて、実施例１と同様の方法で、「圧損性能評価」の試験を行った。結果を表５に示す。比較例１１のハニカムフィルタは、第一隔壁の厚さＴ１と、第二隔壁の厚さＴ２とが同じ値となるハニカムフィルタである。
Figure 2020049428
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（結果）
実施例１〜２９のハニカムフィルタは、基準となるハニカムフィルタに対して、低圧損のものであった。即ち、「Ｔ２／Ｔ１」が１．０より大きく、２．５未満となるように構成され、且つ、総開口率が、３５％より大きく、９５％以下であるハニカムフィルタは、低圧損を実現できることが確認された。なお、「Ｔ２／Ｔ１」が２．５以上となる比較例４，７〜９については、圧損が高いものであった。なお、比較例９は、総開口率も３５％より大きくなっており、圧損が著しく高いものであった。
本発明のハニカムフィルタは、排ガスを浄化するためのフィルタとして利用することができる。
１，２１，４１：隔壁、１ａ，２１ａ，４１ａ：第一隔壁、１ｂ，２１ｂ，４１ｂ：第二隔壁、２，２２，４２：セル、２ａ，２２ａ，４２ａ：流入セル、２ｂ，２２ｂ，４２ｂ：流出セル、３，２３：外周壁、４，２４，４４：ハニカム基材、５，２５，４５：目封止部、４６：厚さ傾斜部、１１，３１，５１：流入端面、１２：流出端面、１００，２００，３００：ハニカムフィルタ、Ｔ１：第一隔壁の厚さ、Ｔ２：第二隔壁の厚さ。

Claims (12)

  1. 流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを取り囲むように配設された多孔質の隔壁を有する、柱状のハニカム基材と、
    前記セルの前記流入端面側又は前記流出端面側のいずれか一方の端部に配設された目封止部と、を備え、
    前記セルの延びる方向に直交する断面において、
    前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設された流入セルの形状が、六角形であり、
    前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設された流出セルの形状が、六角形であり、
    複数の前記セルは、前記流入セルの一辺と、隣接する前記流出セルの一辺とが平行となるよう、１つの前記流出セルの周囲を複数個の前記流入セルが取り囲む構造となっており、
    前記隔壁は、前記流入セルと前記流出セルとの間に配設された第一隔壁と、前記流入セル同士の間に配設された第二隔壁と、を含み、
    少なくとも１つの前記第一隔壁は、当該第一隔壁の厚さＴ１に対する、前記第二隔壁の厚さＴ２の比の値（Ｔ２／Ｔ１）が１．０より大きく、２．５未満となるように構成され、且つ、
    前記ハニカム基材の総開口率が、３５％より大きく、９５％以下である、ハニカムフィルタ。
  2. 前記第二隔壁は、当該第二隔壁の厚さＴ２が前記第一隔壁との接続部位に向かって薄く又は厚くなる、厚さ傾斜部を有する、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
  3. 前記第一隔壁の厚さＴ１が、７０〜３５０μｍである、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
  4. 前記流入セルの水力直径が、前記流出セルの水力直径よりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  5. 前記流出セルの一辺の長さが、０．５〜１．６ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  6. 前記隔壁の気孔率が、３５〜７０％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  7. 前記隔壁の気孔率が、５０〜７０％である、請求項６に記載のハニカムフィルタ。
  8. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、
    １つの前記流出セルの周囲を、六角形の６つの前記流入セルが取り囲む構造を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  9. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、正六角形である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  10. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、正六角形以外の六角形である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  11. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、対向する少なくとも１組の辺同士の長さが異なる六角形である、請求項１０に記載のハニカムフィルタ。
  12. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記流入セルの形状が、対向する辺同士の長さがそれぞれ異なる六角形である、請求項１１に記載のハニカムフィルタ。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022123542A (ja) * 2021-02-12 2022-08-24 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体
CN114940619A (zh) * 2021-02-15 2022-08-26 日本碍子株式会社 蜂窝结构体的制造方法以及电加热式载体的制造方法
JP2023002191A (ja) * 2021-06-22 2023-01-10 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010131586A (ja) * 2008-11-06 2010-06-17 Denso Corp ハニカムフィルタ及びその製造方法
JP2011513059A (ja) * 2008-03-11 2011-04-28 サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン 壁厚が変化する気体フィルタ構造
JP2011167641A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Denso Corp 排ガス浄化フィルタ
JP2011177612A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Denso Corp 排ガス浄化フィルタ
JP2012254440A (ja) * 2011-05-17 2012-12-27 Sumitomo Chemical Co Ltd ハニカムフィルタ
JP2013230462A (ja) * 2012-04-05 2013-11-14 Sumitomo Chemical Co Ltd ハニカム構造体
JP2014050793A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Ngk Insulators Ltd 目封止ハニカム構造体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4417908A (en) 1982-02-22 1983-11-29 Corning Glass Works Honeycomb filter and method of making it
JP4282960B2 (ja) 2001-08-30 2009-06-24 日本碍子株式会社 高強度ハニカム構造体、その成形方法及びハニカム構造コンバーター
JP4279497B2 (ja) 2002-02-26 2009-06-17 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
WO2005089902A1 (ja) 2004-03-23 2005-09-29 Ngk Insulators, Ltd. セラミックフィルタ
JP5042505B2 (ja) 2006-02-07 2012-10-03 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体
JP5231305B2 (ja) * 2009-03-27 2013-07-10 日本碍子株式会社 ハニカム構造体及び接合型ハニカム構造体
JP5601957B2 (ja) 2010-10-12 2014-10-08 住友化学株式会社 チタン酸アルミニウム質ハニカム構造体
JP5643681B2 (ja) * 2011-03-10 2014-12-17 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP6140509B2 (ja) 2013-04-04 2017-05-31 日本碍子株式会社 ウォールフロー型排ガス浄化フィルタ
JP2018062871A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体
JP6767235B2 (ja) * 2016-10-19 2020-10-14 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011513059A (ja) * 2008-03-11 2011-04-28 サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン 壁厚が変化する気体フィルタ構造
JP2010131586A (ja) * 2008-11-06 2010-06-17 Denso Corp ハニカムフィルタ及びその製造方法
JP2011167641A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Denso Corp 排ガス浄化フィルタ
JP2011177612A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Denso Corp 排ガス浄化フィルタ
JP2012254440A (ja) * 2011-05-17 2012-12-27 Sumitomo Chemical Co Ltd ハニカムフィルタ
JP2013230462A (ja) * 2012-04-05 2013-11-14 Sumitomo Chemical Co Ltd ハニカム構造体
JP2014050793A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Ngk Insulators Ltd 目封止ハニカム構造体

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