JP2021154274A - 柱状ハニカム構造フィルタの製造方法 - Google Patents
柱状ハニカム構造フィルタの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021154274A JP2021154274A JP2021000983A JP2021000983A JP2021154274A JP 2021154274 A JP2021154274 A JP 2021154274A JP 2021000983 A JP2021000983 A JP 2021000983A JP 2021000983 A JP2021000983 A JP 2021000983A JP 2021154274 A JP2021154274 A JP 2021154274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- honeycomb structure
- columnar honeycomb
- ceramic particles
- cell
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Description
D50/(D50−D10)≧1.5 … (1)
(但し、D50:50%粒子径(μm)、D10:10%粒子径(μm))
入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第1セルと、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面が開口する複数の第2セルとを備え、複数の第1セルと複数の第2セルは多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム構造体を用意する工程と、
入口側底面に向かって、SiC及びSiNから選択される一種又は二種を合計で50質量%以上含有するセラミックス粒子であって、レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布におけるメジアン径(D50)が0.1〜6.0μmであるセラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射しながら、出口側底面に吸引力を与えて、噴射されたエアロゾルを入口側底面から吸引し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程と、
以下の関係式(1)〜(3)を満たすように、第1セルの表面に前記セラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体を加熱酸化処理し、表面に酸化膜が形成された前記セラミックス粒子で構成される多孔質膜を第1セルの表面に形成する工程と、
(1)0.05≦T≦0.5
(2)0.05≦T/D50
(3)4≦{(W1−W0)/W0×100}/D50
(式中、
T(単位:μm)は、該酸化膜の平均厚みを表し、
D50(単位:μm)は、前記セラミックス粒子のレーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布におけるメジアン径を表し、
W0(単位:g)は柱状ハニカム構造体に付着した該加熱酸化処理前のセラミックス粒子の質量を表し、
W1(単位:g)は柱状ハニカム構造体に付着した該加熱酸化処理後のセラミックス粒子の質量を表す。)
を含む柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
[2]
多孔質膜の平均膜厚が2〜50μmである[1]に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
[3]
加熱酸化処理は、4≦(W1−W0)/W0×100≦50を満たすように行われる[1]又は[2]に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
[4]
加熱酸化処理は、柱状ハニカム構造体を最高温度1000℃以上で1時間以上キープする条件で行う[1]〜[3]の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
[5]
多孔質隔壁は、コージェライトを50質量%以上含有する[1]〜[4]の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
本発明の一実施形態によれば、柱状ハニカム構造フィルタの製造方法が提供される。柱状ハニカム構造フィルタは、燃焼装置、典型的には車両に搭載されるエンジンからの排ガスラインに装着されるススを捕集するDPF(Diesel Particulate Filter)及びGPF(Gasoline Particulate Filter)として使用可能である。本発明に係る柱状ハニカム構造フィルタは、例えば、排気管内に設置することができる。
本発明に係る柱状ハニカム構造フィルタの製造方法の一実施形態においては、外周側壁と、外周側壁の内周側に配置され、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第1セルと、外周側壁の内周側に配置され、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面が開口する複数の第2セルとを備え、複数の第1セルと複数の第2セルは多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム構造体を用意する工程が実施される。
次いで、焼成工程を経た柱状ハニカム構造体の第1セルの表面(第1セルを区画形成する隔壁の表面に同じ。)にセラミックス粒子を付着させる。本発明に係る柱状ハニカム構造フィルタの製造方法の一実施形態においては、入口側底面に向かって、SiC及びSiNから選択される一種又は二種を合計で50質量%以上含有するセラミックス粒子であって、レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布におけるメジアン径(D50)が0.1〜6.0μmであるセラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射しながら、出口側底面に吸引力を与えて、噴射されたエアロゾルを入口側底面から吸引し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程が実施される。
セラミックス粒子(512)を収容するシリンダー(513)と、
シリンダー(513)内に収容されているセラミックス粒子(512)をシリンダー出口(513e)から送り出すためのピストン又はスクリュー(514)と、
シリンダー出口(513e)に連通する解砕室(515)であって、シリンダー出口(513e)から送り出されたセラミックス粒子(512)を解砕するための回転体(516)を備えた解砕室(515)と、
媒体ガスを流すためのガス流路(517)であって、途中で解砕室出口(515e)と連通しており、媒体ガスとセラミックス粒子(512)を含有するエアロゾルを先端に取り付けられたノズル(511)から噴射可能なガス流路(517)と、
を備える。
次いで、本発明に係る柱状ハニカム構造フィルタの製造方法の一実施形態においては、第1セルの表面にセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体を加熱酸化処理し、表面に酸化膜が形成されたセラミックス粒子で構成される多孔質膜を第1セルの表面に形成する工程が実施される。
(1)0.05≦T≦0.5
(2)0.05≦T/D50
(3)4≦{(W1−W0)/W0×100}/D50
(式中、
T(単位:μm)は、該酸化膜の平均厚みを表し、
D50(単位:μm)は、前記セラミックス粒子のレーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布におけるメジアン径を表し、
W0(単位:g)は柱状ハニカム構造体に付着した該加熱酸化処理前のセラミックス粒子の質量を表し、
W1(単位:g)は柱状ハニカム構造体に付着した該加熱酸化処理後のセラミックス粒子の質量を表す。)
A1:座標値0.1X〜0.3Xの範囲における柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面における中心部。
B1:座標値0.1X〜0.3Xの範囲における柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面における外周部。
A2:座標値0.4X〜0.6Xの範囲における柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面における中心部。
B2:座標値0.4X〜0.6Xの範囲における柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面における外周部。
A3:座標値0.7X〜0.9Xの範囲における柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面における中心部。
B3:座標値0.7X〜0.9Xの範囲における柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面における外周部。
コージェライト化原料100質量部に、造孔材を3質量部、分散媒を55質量部、有機バインダーを6質量部、分散剤を1質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては吸水性ポリマーを使用し、有機バインダーとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としては脂肪酸石鹸を使用した。
全体形状:直径132mm×高さ120mmの円柱状
セルの流路方向に垂直な断面におけるセル形状:正方形
セル密度(単位断面積当たりのセルの数):200cpsi
平均細孔径:9μm
気孔率55%
隔壁厚み:8mil(200μm)(口金の仕様に基づく公称値)
・エアロゾルジェネレータ:PALAS社製RBG2000
・シリンダーに収容するセラミックス粒子:表1に記載(表中、「主原料」というのは、90質量%以上が表示されている物質で構成されていることを意味する。)
(試験番号に応じてシリンダーに収容するセラミックス粒子の粒度分布は変化させた。)
・媒体ガス:ドライエアー
・周囲ガス:大気
・柱状ハニカム構造体内を流れるエアロゾルの平均流速:3000L/Min
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
[酸化増量割合]
上記の製造方法によって得られた各柱状ハニカム構造フィルタについて、酸化増量割合(W1−W0)/W0×100(%)を、先述した方法により求めた。また、この結果に基づき、セラミックス粒子のメジアン径(D50)に対する酸化増量割合の比(酸化増量割合/D50={(W1−W0)/W0×100}/D50)を求めた。結果を表1に示す。
[酸化膜の平均厚み]
上記の製造方法によって得られた各柱状ハニカム構造フィルタについて、多孔質膜の表面に形成された酸化膜の平均厚みTを先述した方法により測定した。測定に使用した装置は、FE−SEM(ZEISS社製 型式ULTRA55)とした。チャージング部の厚みは画像解析ソフト(HALCON)を用いた。また、この結果に基づき、セラミックス粒子のメジアン径(D50)に対する酸化膜の平均厚みの比(酸化膜平均厚/D50=T/D50)を求めた。結果を表1に示す。図7に、実施例1における多孔質膜を構成するセラミックス粒子のFE−SEM画像の例を示す。なお、FE−EPMA(日本電子製 型式JXA−8500F型)でチャージング部の元素分析を行ったところ、チャージング部はSiO2で構成されていることが確認された。
[多孔質膜の平均膜厚]
上記の製造方法によって得られた各柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜の平均膜厚を先述した方法で測定した。測定に使用した3D形状測定機はキーエンス社製VR−3200とした。結果を表1に示す。
[耐剥離性の評価]
上記の製造方法によって得られた各柱状ハニカム構造フィルタについて、下記の剥離試験を実施することにより耐剥離性を評価した。図6には、耐剥離性の評価方法を説明するための模式図を示した。柱状ハニカム構造フィルタ(100)の入口側底面(104)を下にして作業台(603)に置いた。柱状ハニカム構造フィルタ(100)の出口側底面(106)に厚さ3mmのラバーシート(604)(JIS K6253−3:2012準拠のタイプAデュロメータによる硬さ70)を敷いて、その上に小型落錘式衝撃試験機(601)を置いた。小型落錘式衝撃試験機(601)は、任意の高さから940gの錘(602)を落下可能に構成されている。ここでは、錘(602)を引き上げ、30mmの高さから放し、柱状ハニカム構造フィルタ(100)に衝撃を与えた。剥離試験前の多孔質膜重量を(2)、剥離試験後の多孔質膜重量を(3)として、((2)−(3))/(2)×100(%)を剥離率として5%以上であれば剥離したと評価する。
表1の結果から、
(1)0.05≦T≦0.5
(2)0.05≦T/D50
(3)4≦{(W1−W0)/W0×100}/D50
のすべてを満足する多孔質膜は、耐剥離性能が優れていたことが分かる。
102 外周側壁
104 入口側底面
106 出口側底面
108 第1セル
109 目封止部
110 第2セル
112 隔壁
114 多孔質膜
500 粒子付着装置
510 エアロゾルジェネレータ
511 ノズル
512 セラミックス粒子
513 シリンダー
513e シリンダー出口
514 ピストン又はスクリュー
515 解砕室
515e 解砕室出口
516 回転体
517 ガス流路
520 レーザー回折式粒度分布測定装置
530 ガス導入管
531 通気孔
540 ホルダー
550 差圧計
560 排気管
570 ブロア
580 柱状ハニカム構造体
601 小型落錘式衝撃試験機
602 錘
603 作業台
604 ラバーシート
Claims (5)
- 入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第1セルと、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面が開口する複数の第2セルとを備え、複数の第1セルと複数の第2セルは多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム構造体を用意する工程と、
入口側底面に向かって、SiC及びSiNから選択される一種又は二種を合計で50質量%以上含有するセラミックス粒子であって、レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布におけるメジアン径(D50)が0.1〜6.0μmであるセラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射しながら、出口側底面に吸引力を与えて、噴射されたエアロゾルを入口側底面から吸引し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程と、
以下の関係式(1)〜(3)を満たすように、第1セルの表面に前記セラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体を加熱酸化処理し、表面に酸化膜が形成された前記セラミックス粒子で構成される多孔質膜を第1セルの表面に形成する工程と、
(1)0.05≦T≦0.5
(2)0.05≦T/D50
(3)4≦{(W1−W0)/W0×100}/D50
(式中、
T(単位:μm)は、該酸化膜の平均厚みを表し、
D50(単位:μm)は、前記セラミックス粒子のレーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布におけるメジアン径を表し、
W0(単位:g)は柱状ハニカム構造体に付着した該加熱酸化処理前のセラミックス粒子の質量を表し、
W1(単位:g)は柱状ハニカム構造体に付着した該加熱酸化処理後のセラミックス粒子の質量を表す。)
を含む柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。 - 多孔質膜の平均膜厚が2〜50μmである請求項1に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
- 加熱酸化処理は、4≦(W1−W0)/W0×100≦50を満たすように行われる請求項1又は2に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
- 加熱酸化処理は、柱状ハニカム構造体を最高温度1000℃以上で1時間以上キープする条件で行う請求項1〜3の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
- 多孔質隔壁は、コージェライトを50質量%以上含有する請求項1〜4の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/152,958 US11761361B2 (en) | 2020-03-26 | 2021-01-20 | Method for manufacturing pillar-shaped honeycomb structure filter |
DE102021000386.1A DE102021000386A1 (de) | 2020-03-26 | 2021-01-26 | Verfahren zur Herstellung eines säulenförmigen Filters mit Wabenstruktur |
CN202110124594.7A CN113513388B (zh) | 2020-03-26 | 2021-01-29 | 柱状蜂窝结构过滤器的制造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020056623 | 2020-03-26 | ||
JP2020056623 | 2020-03-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021154274A true JP2021154274A (ja) | 2021-10-07 |
JP7366075B2 JP7366075B2 (ja) | 2023-10-20 |
Family
ID=77916474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021000983A Active JP7366075B2 (ja) | 2020-03-26 | 2021-01-06 | 柱状ハニカム構造フィルタの製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7366075B2 (ja) |
CN (1) | CN113513388B (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004113252A1 (ja) * | 2003-06-23 | 2004-12-29 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体 |
JP2008037722A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Denso Corp | ハニカム構造体の製造方法 |
WO2011125768A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルタ |
JP5524696B2 (ja) * | 2010-04-22 | 2014-06-18 | 日本碍子株式会社 | 目封止ハニカム構造体の製造方法 |
JP5597084B2 (ja) | 2010-09-30 | 2014-10-01 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
EP2853303A4 (en) | 2012-05-21 | 2016-03-02 | Ibiden Co Ltd | WAVE FILTER, EXHAUST GAS CLEANING DEVICE AND EXHAUST GAS CLEANING PROCEDURE |
JP6231909B2 (ja) | 2014-03-14 | 2017-11-15 | 日本碍子株式会社 | 目封止ハニカム構造体及びその製造方法 |
JP7014647B2 (ja) | 2018-03-14 | 2022-02-01 | クアーズテック株式会社 | ブレイクフィルタ及びこのブレイクフィルタに用いられる炭化珪素質多孔体の製造方法 |
JP7045899B2 (ja) * | 2018-03-27 | 2022-04-01 | 日本碍子株式会社 | 柱状ハニカム構造体の底面処理方法、焼成ハニカム構造体の製造方法、及び接合体の製造方法 |
-
2021
- 2021-01-06 JP JP2021000983A patent/JP7366075B2/ja active Active
- 2021-01-29 CN CN202110124594.7A patent/CN113513388B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7366075B2 (ja) | 2023-10-20 |
CN113513388A (zh) | 2021-10-19 |
CN113513388B (zh) | 2023-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10335727B2 (en) | Honeycomb filter | |
US8580009B2 (en) | Honeycomb filter | |
EP2363191B1 (en) | Method for manufacturing honeycomb filter | |
JP5997026B2 (ja) | ハニカム触媒体 | |
JP5597084B2 (ja) | ハニカム構造体の製造方法 | |
JP6902153B1 (ja) | 柱状ハニカム構造フィルタ及びその製造方法 | |
US20170197167A1 (en) | Honeycomb filter | |
JP6797147B2 (ja) | ハニカム成形体及びハニカム構造体の製造方法 | |
US20220314250A1 (en) | Method for manufacturing pillar-shaped honeycomb structure filter, and particle attaching device for pillar-shaped honeycomb structure | |
JP6826858B2 (ja) | 目封止ハニカム構造体 | |
WO2023074011A1 (ja) | 粒子付着装置、フィルタの製造方法及び柱状ハニカム構造フィルタ | |
JP7366075B2 (ja) | 柱状ハニカム構造フィルタの製造方法 | |
US11761361B2 (en) | Method for manufacturing pillar-shaped honeycomb structure filter | |
JP5604047B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
JP7022241B1 (ja) | 柱状ハニカムフィルタの検査装置及び検査方法 | |
CN115142933B (zh) | 柱状蜂窝结构过滤器 | |
JP2021146287A (ja) | ハニカムフィルタ | |
JP6948273B2 (ja) | ハニカムフィルタ | |
US20230131763A1 (en) | Particle adhesion device, method for producing filter, and pillar shaped honeycomb filter | |
JP7234180B2 (ja) | セラミックス製のフィルタ | |
JP2022158915A (ja) | 柱状ハニカム構造フィルタ | |
CN115138156B (zh) | 多孔质蜂窝结构体及其制造方法 | |
JP2021146286A (ja) | ハニカムフィルタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221018 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230913 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230919 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231010 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7366075 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |