JP2022507550A - 水力直径が異なる一連の通路を有するハニカム体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ハニカム体は、通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを備える。第２の水力直径を有する通路にある割合で栓が配置されており、栓を有する第２の水力直径の通路の割合は、１５％以下である。いくつかの実施の形態において、通路の内のいくつかは第１の水力直径を有し、他のものは、第１の水力直径より小さい第２の水力直径を有し、施栓されるために栓がされていないことがある。その多孔質壁は、０．２０ｍｍ以下の壁の横方向厚さＴｘ、６２通路毎ｃｍ２以上の通路密度ＣＤ、５０％以上の平均バルク気孔率％Ｐ、および４．０μｍと３０．０μｍの間に及ぶ中位孔径をさらに有し得る。
Description
本出願は、その内容がここに全て引用される、２０１８年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／７６８３８０号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、ハニカム体に関し、より詳しくは、一連の通路を備えたハニカム体、およびそのようなハニカム体を製造する方法に関する。
比較的薄い壁厚を有するセラミックハニカムデザインを、排気後処理システムに利用することができる。
本開示の実施の形態は、壁を通るガス流が改善され、低い背圧を示す、部分的に施栓されたハニカム体などのハニカム体を提供する。
本開示の実施の形態は、異なる水力直径を持ち、部分的に施栓された通路を備えた多孔質ハニカム体を製造する方法も提供する。
本開示の実施の形態は、異なる水力直径を有する通路を有し、通路内に配置された触媒を有する部分的に施栓されたハニカム体および施栓されていないハニカム体をさらに含む、ハニカム体も提供する。
本開示の実施の形態は、大きい水力直径と小さい水力直径の通路を備え、小さい通路のわずかな割合が施栓されており、通路内に配置された触媒も含む、施栓されたハニカム体などのハニカム体も提供する。
本開示の実施の形態は、第１の通路および第２の通路を備えた施栓されたハニカム体であって、第２の通路のゼロ超かつ１５パーセント以下が栓を有する、施栓されたハニカム体などのハニカム体も提供する。
本開示の実施の形態は、第１の水力直径を有する第１の通路および第２の水力直径を有する第２の通路を備え、第２の水力直径が第１の水力直径より小さく、第２の通路のゼロ超かつ１５パーセント以下が栓を有する、施栓されたハニカム体などのハニカム体も提供する。
いくつかの例示の実施の形態において、第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスであって、第１の通路および第２の通路の組合せが通路密度を構成し、第１の通路が第１の水力直径を有し、第２の通路が第２の水力直径を有し、第２の水力直径が第１の水力直径より小さい、多孔質壁のマトリクス；およびある割合の第２の通路内に配置された栓を備えたハニカム体において、栓を有する第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下であり、交差した多孔質壁が、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
をさらに有し、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である、ハニカム体が提供される。
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
をさらに有し、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である、ハニカム体が提供される。
本開示の別の例示の実施の形態において、第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスと；出口端である割合の第２の通路内に配置された栓であって、栓を有する第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下であり、交差した多孔質壁が、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
をさらに有し、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である、栓と；第１の通路および第２の通路の多孔質壁上に配置された触媒とを備えた触媒ハニカム体が提供される。いくつかの実施の形態において、第１の通路は第１の水力直径を有し得、第２の通路は第２の水力直径を有し得、第２の水力直径は第１の水力直径より小さい。
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
をさらに有し、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である、栓と；第１の通路および第２の通路の多孔質壁上に配置された触媒とを備えた触媒ハニカム体が提供される。いくつかの実施の形態において、第１の通路は第１の水力直径を有し得、第２の通路は第２の水力直径を有し得、第２の水力直径は第１の水力直径より小さい。
本開示の別の例示の実施の形態において、第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスであって、各第１の通路は第１の水力直径を有し、各第２の通路は第２の水力直径を有し、第２の水力直径は第１の水力直径より小さい、多孔質壁のマトリクスと；ある割合の第２の通路内に配置された栓であって、栓を有する第２の通路の割合が１５％以下であり、交差した多孔質壁が、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
をさらに有し、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である、栓と；第１の通路および第２の通路内に配置された触媒とを備えた触媒ハニカム体が提供される。
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
をさらに有し、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である、栓と；第１の通路および第２の通路内に配置された触媒とを備えた触媒ハニカム体が提供される。
さらなる例示の実施の形態において、ハニカム体を製造する方法は、第１の通路および第２の通路を含む通路を形成するように配列された複数の交差した多孔質壁を備えたハニカム体を提供する工程；およびある割合の第２の通路内に栓を形成して、施栓通路を形成する工程であって、第２の通路のゼロ超かつ１５％以下が施栓された通路である工程を有してなる。
本開示のこれらと他の実施の形態にしたがって、数多くの他の特徴および態様が提供される。実施の形態のさらなる特徴および態様が、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図面からより十分に明白となるであろう。
下記に記載された添付図面は、説明目的のためであり、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。図面は、本開示の範囲をどのようにも限定する意図はない。同様の要素を指すために、明細書および図面全体に亘り、同様の番号が使用される。
本開示による非対称セル（ＡＣ）ハニカム体および非－非対称セル（非ＡＣ）ハニカム体の両方に関する全煤入力に対するハニカム体内に蓄積した煤の量を表すグラフ
本開示による、水力直径が他の正方形通路の水力直径より小さい、いくつかの正方形通路を備えた例示のハニカム体の部分断面図
本開示による、水力直径が他の正方形通路の水力直径より小さい、いくつかの正方形通路を備えた別の例示のハニカム体の部分断面図
本開示による、水力直径が他の八角形通路の水力直径より小さい、いくつかの正方形通路を備えた別の例示のハニカム体の部分断面図
本開示による、水力直径が他の正方形通路の水力直径より小さい、いくつかの正方形通路および長方形通路を備えた別の例示のハニカム体の部分断面図
本開示による、水力直径が他の長方形通路の水力直径より小さい、いくつかの長方形通路を備えた別の例示のハニカム体の部分断面図
本開示による、水力直径が他の正方形通路の水力直径より小さい、いくつかの正方形通路を備え、通路が、対角線に沿った行で配列された別の例示のハニカム体の部分断面図
本開示による、水力直径が他の六角形通路の水力直径より小さい、いくつかの三角形通路を備えた別の例示のハニカム体の部分断面図
図４に示された断面のハニカム体を備え、小さい方の通路のゼロ超かつ１５％以下が施栓されている、部分ハニカム体の例示の出口の説明図
本開示による、ハニカム体を製造する例示の方法の流れ図
ここで、添付図面に示されている、本開示の例示の実施の形態を詳しく参照する。実施の形態を記載する上で、本開示の完全な理解を与えるために、数多くの具体的な詳細が述べられている。しかしながら、本開示の実施の形態は、これらの具体的な詳細のいくつかまたは全てがなくても実施されることもあることが当業者に明白であろう。ここに記載された様々な実施の形態の特徴は、特に明記のない限り、互いに組み合わされることがある。
様々な実施の形態を構成するとして、ここに記載された材料、成分、およびアセンブリは、制限ではなく、説明に役立つことが意図されている。ここに記載された材料および成分と同じまたは同様の機能を果たすであろう多くの適切な材料および成分は、本開示の実施の形態の範囲内に包含されることが意図されている。
本開示による様々な実施の形態は、自動車の排ガスの処理に使用するのに適しており、その通路内に設けられた触媒を含むことがあるハニカム体に関する。例えば、いくつかの実施の形態において、ハニカム体は、触媒を担持し、排ガス流の成分との触媒反応を促進させるための基体として使用するために作ることができる交差した多孔質壁を備え得る。すなわち、そのハニカム体は、以下に限られないが、白金、パラジウム、ロジウム、その組合せなどの１種類以上の触媒金属を含むウォッシュコートを堆積させるための基体を含み得る。これらの１種類以上の金属は、内燃機関排気（例えば、自動車エンジンまたはディーゼルエンジン）からの排気流のものなどの排気流の様々な成分間の少なくとも１つの反応を触媒する。ウォッシュコートによる硫黄吸収を妨げるために、ニッケルおよびマンガンなどの他の金属が添加されることがある。触媒反応に、例えば、一酸化炭素の二酸化炭素への酸化があるであろう。現代の三元触媒コンバータは、窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素と酸素に還元もすることがある。それに加え、本開示による触媒を含むハニカム体は、未燃焼炭化水素の二酸化炭素および水への酸化を促進させることがある。
内燃機関からの排ガスの処理に、ハニカム体の比較的高表面積の基体上に担持された触媒が使用されることがあり、ディーゼルエンジンおよびいくつかのガソリンエンジンの場合、粒子を除去するために、触媒または非触媒フィルタを使用することができる。これらの用途におけるフィルタおよび触媒担体は、耐火性であり、耐熱衝撃性であり、ある範囲のｐＯ２条件下で安定であり、触媒システムと非反応性であり、排ガス流に対する低い抵抗性を提示する材料を利用することが好ましい。そのような用途において、部分的に施栓された通路を備えた壁流ハニカムフィルタおよびハニカム体を備えた多孔質セラミックフロースルー型ハニカム体が使用されることがある。
本開示によれば、ハニカム構造を備えたセラミックハニカム体は、適切な多孔質材料（例えば、多孔質セラミック）の多孔質壁の交差したマトリクスから製造されることがある。触媒材料が、例えば、無機微粒子および液体ビヒクルのウォッシュコート中に懸濁されることがある。そのウォッシュコートは、例えば、被覆によって、ハニカム基体の通路内に配置されることがある。そのウォッシュコートは、通路のいくつか、またさらには全てに配置されることがあり、壁上コーティング、壁内コーティング、またはその両方を含み得る。いくつかの実施の形態において、通路の内のいくつかを施栓して、施栓された通路を形成することができる。その後、触媒被覆多孔質セラミックハニカム体（施栓されているか、または施栓されていない）は、緩衝材料で巻かれ、缶詰め過程によって、缶（または筐体）内に受け入れられることがある。
本開示によるハニカム体は、例えば、セラミック微粒子またはセラミック形成前駆体微粒子またはセラミック形成前駆体、もしくはその両方、細孔形成剤、加工助剤（例えば、メチルセルロースおよび油）、液体ビヒクルなど、およびその組合せを含むことがあるセラミック形成材料を含むセラミック形成バッチ混合物から形成することができる。次に、そのバッチ混合物を可塑化し、未焼成ハニカム体に形成することができる。セラミック形成バッチ混合物から形成された未焼成ハニカム体は、焼成されたときに、多孔質セラミック材料、例えば、排気処理目的に適した多孔質セラミックに焼結される。そのセラミックハニカム体のセラミック組成物は、コージエライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸アルミニウム、アルミナ、ムライトなど、およびその組合せであることがある。
そのハニカム体は、押出過程により成形されることがあり、ここで、可塑化されたセラミック形成バッチ混合物は、未焼成ハニカム体に押し出され、次に、これは乾燥され、焼成されて、多孔質セラミックハニカム体を形成する。その押出過程は、その吐出端に押出ダイが取り付けられた、油圧ラム押出プレス、二段脱気単一オーガー押出機、または二軸スクリュー押出機を使用して、行われることがある。他の適切な押出機または成形方法を使用してもよい。
そのようなハニカム体を製造するために使用されるハニカム押出ダイは、例えば、表皮形成マスクと組み合わされた壁形成ダイ本体を備えたマルチコンポーネント・アセンブリであることがある。例えば、米国特許第４３４９３２９号および同第４２９８３２８号の各明細書には、表皮形成マスクを備えた押出ダイが開示されている。そのダイ本体は、ダイ面に形成された一連の吐出スロットに至り、それと交差するバッチ供給孔を含むことがあり、そのスロットを通して、セラミック形成バッチ材料が押し出される。この押出過程により、十字交差した壁（交差した壁）の相互連結マトリクスを形成し、中央セル状ハニカム体を形成する。外周表皮を形成するために、マスクが使用されることがあり、そのマスクは、ハニカム体の外周を画成する、カラーの形態など、環状円周構造であることがある。そのハニカム体の外周表皮層は、ハニカム構造の壁の外周に隣接してバッチ材料を押し出すことによって、形成されることがある。
押出物と称される、押出体は、未焼成ハニカム体を作るために、切断されることがある。その押出物は、あるいは、最終的なセグメント化ハニカム体を形成するために、焼成後などに、他の焼成ハニカムセグメントと共に接続または結合されることのある、ハニカムセグメントの形態にあっても差し支えない。これらのハニカムセグメントおよび結果として生じたセグメント化ハニカム体は、どの適切なサイズまたは形状のものであってもよい。
いくつかの実施の形態において、そのハニカム体は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）を含み得る。ＤＯＣは、ディーゼル排気の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、並びに可溶性有機成分（ＳＯＦ）の酸化を促進するために使用される。ここに用いられているように、ＤＯＣは、触媒コーティングを備えたセラミックハニカム体を称する。この触媒コーティングは、多孔質セラミックハニカム体の内部多孔質壁の少なくとも一部の中、上、またはその両方に設けることができる。本開示による実施の形態は、三元触媒、すなわち、ＣＯ、ＨＣ、およびＮＯｘとの反応のために作られた触媒に使用するのにも適している。
車両に使用されるときに、ＤＯＣは、ＤＯＣの下流にあるディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）内の粒子状物質の制御された再生に役割を果たすことができる。ディーゼル微粒子フィルタは、時間と共に煤粒子を収集し、最終的に再生される必要がある。ディーゼル微粒子フィルタの再生は、排気温度が煤の酸化を促進するのに十分に高くなった場合の受動モード、またはＤＯＣ内で酸化すべき排気中に燃料が噴射され、再生が行われるようにＤＰＦに入るガスの入口温度を上昇させる能動モードのいずれかで、行われる。
多くの場合、ＤＯＣおよびＤＰＦのための空間は、車両上で限られている。したがって、これらの装置に必要な空間包囲を減少させるＤＯＣおよびＤＰＦ設計が、求められている。減少するサイズ、並びに減少する触媒装填量に関する制約は、セラミックハニカムの通路内に配置される触媒（例えば、ＤＯＣ）との流出物の比較的速い反応速度の要望である。より大きいハニカム体サイズおよび多い触媒装填量は、潜在的に、比較的速い反応速度を与えることができるが、後処理システム、すなわち、ＤＯＣの費用をかなり増加させ得る。触媒が位置している多孔質壁での流出物との反応速度を増加させることによって、本開示の１つの態様にしたがって、貴金属の形態およびハニカム体のサイズにおいて相当な費用節約が達成されるであろう。転化速度は、輸送限界により制御される、すなわち、ガスは、触媒の表面と接触しなければならない。ＤＯＣに関して、ハニカム体のサイズを減少させるための解決策の１つは、転化効率、すなわち、流出流から除去される成分の割合を増加させることによるものである。
ここに開示されたハニカム体形態は、ハニカム体の多孔質壁を通る流れを増加させ、それによって、排ガスと触媒との間の接触を増し、それゆえ、相対的転化効率を増加させることができる。それに加え、実施の形態は、ＤＯＣの減少したサイズ、同じサイズでの改善された転化効率、および／または減少したサイズと改善された転化効率との組合せを与えることができる。本開示による様々な実施の形態は、ＤＯＣの減少したサイズを考えると、ハニカム体の壁を被覆する触媒（例えば、貴金属触媒）の量も減少させるであろう。サイズと触媒使用量の減少は、費用の減少に寄与することができる。
本開示による様々な実施の形態は、触媒された複数の水力直径の通路を含有する、施栓されていないフロースルー型ハニカム体、または小さい方の通路のわずかな比率が施栓されている、施栓されたハニカム体のいずれかを提供する。隣接した通路の水力直径の差は、これらの隣接した通路内のガス速度の差をもたらすことがある。隣接した通路を隔てる壁が十分に透過性である場合、ひいては、隣接した通路の間のガス速度の差は、例えば、ベルヌーイ効果のために、壁に亘り圧力差を与える。この圧力差は、ガス流が、触媒が存在する壁を通過させることができ、これにより、排ガスと触媒との間の接触の増加のために、増加した転化効率が与えられる。
水力直径の小さい通路から水力直径の大きい通路に透過性多孔質壁を通るガス流の増加を実証するために、実験を行った。ガス流の代用に煤の蓄積を使用して、本出願の発明者等は、異なる通路デザイン、すなわち、大きい通路と小さい通路の組合せを有する、施栓されていないハニカム体の煤取込み能力に差があることを発見した。
図１は、ＡＣハニカム体（小さい点線）および非ＡＣハニカム体（大きい点線）の両方に関する全煤入力（グラムで表されている－横軸）の関数としてのハニカム体中に蓄積した煤（グラムで表されている）の量（縦軸）のグラフ１００を示している。この実験において、ＡＣハニカム体および非ＡＣハニカム体の両方とも、直径が１４．４ｃｍであり、長さが１５．２ｃｍであり、４２．６通路毎ｃｍ２のセル密度（ＣＤ）、および０．２０ｍｍの横方向壁厚（Ｔｗ）を有した。両方のハニカム体は、高い透過率（約６５％の平均バルク気孔率）を有する同じコージエライト材料から製造されていた。ＡＣハニカム体は、そのハニカム体に亘り配分された、それぞれ、大きい断面積と小さい断面積を有する大きい通路と小さい通路の組合せを有する。それゆえ、大きい通路と小さい通路は、異なる水力面積を得する。非ＡＣハニカム体は、全てが同じ断面積であり、それゆえ、同じ水力面積の通路からなる。
この実験に関して、使用した排気流に、煤が運ばれていた。先に記載したように、蓄積した煤の量を、多孔質壁を通るガス流の代用として使用した。図１から分かるように、ＡＣハニカム体の煤の蓄積は、非ＡＣハニカム体の煤の蓄積よりも相当多く、両方とも施栓されていないハニカム体である。このように、フロースルー型ハニカム体における水力直径の小さい通路と水力直径の大きい通路の両方の存在により、壁を通るガス流は多くなることが実証された。
本開示による様々な実施の形態において、第１の水力直径を有する複数の第１の通路および第１の水力直径より小さい第２の水力直径を有する複数の第２の通路を備えたフロースルー型ハニカム体が提供される。いくつかの実施の形態は、施栓されていないことがあり、通路内に配置された触媒を含むことがある。例えば、前記ＡＣハニカム体形態は、ＤＯＣ用途のためにＴＷＣを担持するために使用することができる。
他の実施の形態において、ハニカム体の出口端に近接したものなど（下記に記載されている）、第２の通路の内の少なくともいくつかの部分は施栓されることがある。図２～８は、本開示による施栓された実施の形態と施栓されていない実施の形態に使用されることのあるハニカム体配列のいくつかの例を示している。
図２は、本開示による、他の通路の水力直径より小さい水力直径を有するいくつかの通路を備えた例示のハニカム体２００の部分断面図を示す。ハニカム体２００は、第１の水力直径（例えば、より大きい水力面積）を有する複数の四辺の第１の通路２０４（いくつかに印が付けられている）および第２の水力直径（例えば、比較的小さい水力面積）を有する複数の四辺の第２の通路２０６（いくつかに印が付けられている）を形成する、複数の交差する多孔質壁２０２を備える。この実施の形態は、横断面図においてより大きい正方形とより小さい正方形を含む。しかしながら、様々な実施の形態は、四辺の通路に限定されない。
この例示の実施の形態において、第２の通路２０６の各々は、幅Ｗ２および長さＬ２を有する。第１の通路２０４の各々は、Ｗ１の幅およびＬ１の長さを有する。この例示の実施の形態において、Ｗ２およびＬ２は両方とも、長さの一単位と等しい。それゆえ、各第１の通路２０４および各第２の通路２０６は、正方形の断面積を有し得る。この例示の実施の形態において、各第１の通路２０４は水力直径を有し、各第２の通路２０６は水力直径を有する。正方形通路の水力直径の近似は、４Ａ／Ｐであり、ここで、Ａは通路の横断面積であり、Ｐは通路の内側外周長さである。それゆえ、第２の通路２０６の水力直径は第１の通路２０４の水力直径より小さく、第２の水力直径に対する第１の水力直径の比（水力直径比またはＨＤＲ）は、１．０より大きい。いくつかの実施の形態において、第２の水力直径に対する第１の水力直径の比（すなわち、ＨＤＲ＝第１の水力直径／第２の水力直径）は、１．２から２．０の範囲にあることがある。他の実施の形態において、ＨＤＲは、１．３から１．６の範囲にあることがある。
様々な実施の形態において、ある割合の第２の（より小さい）通路２０６が、ハニカム体２００の一端で施栓されている（図２～３および５～９参照）。
図２に示された通路の配列において、各第２の通路２０６は、少なくとも１つの第１の通路２０４と共通壁を共有し、第２の通路２０６の一部は、それぞれ２つの異なる第１の通路２０４と２つの共通壁を共有する。例えば、第２の通路２０６Ａは、第１の通路２０４Ａと共有された壁２０２Ａを備えることがある。それに加え、第２の通路２０６Ｂは、壁２０２Ｂおよび２０２Ｃを備えることがある。第２の通路２０６Ｂは、第１の通路２０４Ａと壁２０２Ｂを共有することがあり、第２の通路２０６Ｂは、第１の通路２０４Ｂと壁２０２Ｃを共有することがある。ハニカム体２００が栓２０５を備える場合、ひいては、栓２０５は、第１の通路２０４と共有された２つの壁を備えた第２の通路２０６内に位置することができる。図２は、ある割合のより小さい第２の通路２０６内に栓２０５があるのを示している。施栓されている場合、ひいては、施栓された通路を構成する栓を有する第２の通路２０６の割合は、ゼロより大きく、１５％以下であるべきである。これにより、施栓されたハニカム体２００における煤捕捉を向上させつつ、背圧を最小にすることができる。ハニカム体２００は、栓２０５を有するのが示されているが、必要に応じて、施栓されていなくてもよく、その場合、栓２０５の割合はゼロであり、通路（第１の通路２０４および第２の通路２０６）の各々は、その中に配置された触媒を有する。栓２０５並びにこの中に別に称された他の栓は、例えば、米国特許第４４１１８５６号、同第４４２７７２８号、同第４５５７６８２号、同第４５５７７７３号、および同第７９２２９５１号の各明細書に開示されているような、どの適切な栓形成方法によって形成されても差し支えない。
図２の説明図はハニカム体２００全体の部分図を表しているので、この説明図は、部分的な第２の通路２１０も示している。図２に示されたハニカム体２００の一部は、本開示により、任意のサイズのハニカム体２００を製造するために、反復パターンで押し出されることがあることが理解されよう。
図３は、本開示による、他の通路の水力直径より小さい水力直径を有するいくつかの通路を備えた別の例示のハニカム体３００の部分断面図を示す。ハニカム体３００は、複数の四辺の第１の通路３０４および複数の四辺の第２の通路３０６を形成する複数の多孔質壁３０２を備え、第２の通路３０６は第１の通路３０４よりも断面積が小さい。様々な実施の形態は、四辺の通路に限定されない。各第１の通路３０４は第１の水力直径を有することがあり、各第２の通路３０６は、第１の水力直径より小さい第２の水力直径を有することがある。各第２の通路３０６は１つの第１の通路３０４と共通壁を共有し、第２の通路３０６のいずれも、どの第１の通路３０４とも、複数の共通壁を共有していない。
例えば、第１の通路３０４の全てを代表する、第１の通路３０４Ａおよび第２の通路３０６の全てを代表する、第２の通路３０６Ａを参照する。第２の通路３０６Ａは、第１の通路３０４Ａと１つの壁３０２Ａを共有する。第２の通路３０６Ａは、どの他の第１の通路３０４ともどの他の壁も共有していない。栓３０５が存在する場合、ひいては、栓３０５は、第１の通路３０４と第２の通路３０６の間の壁が共有されているところで含まれることがある。施栓されている場合、ひいては、施栓された通路を構成する栓３０５を有する第２の通路３０６の割合は、ゼロより大きく、１５％以下であるべきである。ハニカム体３００は、栓３０５を有するのが示されているが、必要に応じて、施栓されていなくてもよく、その場合、栓３０５の割合はゼロであり、通路（第１の通路３０４および第２の通路３０６）の各々は、その中に配置された触媒を有する。
図３に示された配列において、完全なハニカムの一部しか示されていない。それゆえ、左端および底端に沿って、部分的な第１の通路３１０が示されている。これは、単に、反復パターンの部分構造を示すアーチファクトである。
まだ図３を参照すると、第２の水力直径に対する第１の水力直径のＨＤＲは、１．２から２．０の範囲にあることがある。あるいは、ハニカム体３００のＨＤＲは、１．３から１．６の範囲にあることがある。
図４は、本開示による、他の通路の水力直径より小さい水力直径を有するいくつかの通路を備えた別の例示のハニカム体４００の部分断面図を示す。より大きい通路４０４（いくつかに印が付けられている）およびより小さい通路４０６（いくつかに印が付けられている）のマトリクスを有するこのＡＣ形態において、ハニカム体４００は、第１の水力直径を有する八角形通路を構成する第１の複数の第１の通路４０４、および第１の水力直径より小さい第２の水力直径を有する正方形通路を構成する第２の複数の第２の通路４０６を備える。このＡＣ形態において、第１と第２の通路の壁４０２は、高度に多孔性であり、平均バルク気孔率（％Ｐ）を有し、％Ｐ≧５０％である。第１の通路４０４は、４つの第２の通路４０６の各々とそれぞれ共通壁を共有し、さらに、４つの他の第１の通路４０４の各々とそれぞれ共通壁を共有する。各第２の通路４０６は、４つの第１の通路４０４の各々とそれぞれ共通壁を共有する。この実施の形態において、ハニカム体４００は、施栓されていない、すなわち、施栓された通路の割合はゼロであり、壁４０２は、壁内、または壁上、もしくはその両方の形態として、通路（第１の通路４０４および第２の通路４０６）内に配置された触媒を含む。ＴＷＣ用途について、触媒コーティングは、壁内コーティングとして、壁の細孔内に主に含まれ得る。良好なウォッシュコート透過を促進し、壁をよく通るガス流をさらに促進するために、ハニカム体４００の多孔質壁４０２は：
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
の性質を有するべきであり、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である。
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
の性質を有するべきであり、
ここで、Ｔｗは横方向壁厚であり、ＣＤは通路密度であり、％Ｐは平均バルク気孔率であり、ｄ５０は中位孔径である。
まだ図４を参照すると、第２の水力直径に対する第１の水力直径のＨＤＲは、１．２から２．０の範囲にあることがある。あるいは、ハニカム体４００のＡＣ形態のＨＤＲは、１．３から１．６の範囲にあることがある。
図５は、本開示による、他の通路の水力直径より小さい水力直径を有するいくつかの通路を備えた別の例示のハニカム体５００の部分断面図を示す。図５の各四辺の通路は、交差する多孔質壁５０２により画成されている。ハニカム体５００は、第１の水力直径を有する複数の第１の通路５０４（いくつかに印が付けられている）、第２の水力直径を有する複数の第２の通路５０６（いくつかに印が付けられている）、第２の水力直径を有する複数の第３の通路５０８（いくつかに印が付けられている）、および第３の水力直径を有する複数の第４の通路５１０（いくつかに印が付けられている）を提供する。この例示の実施の形態において、第２の水力直径は第１の水力直径より小さい。第３の水力直径も第１の水力直径より小さく、第３の水力直径は第２の水力直径より小さい。
ハニカム体５００において、第１の通路５０４は交差した多孔質壁５０２により画成されている。第１の通路５０４は、図から分かるように、対応する対の第２の通路５０６と共通して共有されている一対の対向する垂直に配向された壁５０２を有する。同様に、第１の通路５０４は、図から分かるように、対応する対の第３の通路５０８と共通して共有されている一対の対向する水平に配向された壁５０２を有する。第２の通路５０６は交差する壁５０２により画成されている。第２の通路５０６は、対応する対の第１の通路５０４と共通して共有されている一対の垂直に配向された壁５０２を有する。同様に、第２の通路５０６は、対応する対の第４の通路５１０と共有されている一対の対向する水平に配向された壁５０２を有する。第３の通路５０８は交差する壁５０２により画成されている。第３の通路５０８は、対応する対の第４の通路５１０と共通して共有されている一対の対向する垂直に配向された壁５０２を有する。同様に、第３の通路５０８は、対応する対の第１の通路５０４と共有されている一対の対向する水平に配向された壁５０２を有する。
まだ図５を参照すると、第２の水力直径に対する第１の水力直径のＨＤＲは、１．２から２．０の範囲にあることがある。あるいは、ハニカム体５００のＨＤＲは、１．３から１．６の範囲にあることがある。いくつかの実施の形態において、第１の通路５０４の水力直径より小さい水力直径を有する通路のある割合は、ハニカム体５００の一端で、栓５０５で施栓することができる。例えば、第１の通路５０４と壁５０２を共有する、いくつかの通路５０６は施栓されることがある。必要に応じて、第３の通路５０８の内のいくつかは、施栓されることがある。
施栓されている場合、ひいては、施栓された通路を構成する栓５０５を有する、より小さい通路（第２の通路５０６に第３の通路５０８と第４の通路５１０を加えた）の割合は、ゼロより大きく、１５％以下であるべきである。ハニカム体５００は、栓５０５を有するのが示されているが、必要に応じて、施栓されていなくてもよく、その場合、栓５０５の割合はゼロであり、通路（第１の通路５０４、第２の通路５０６、第３の通路５０８、および第４の通路５１０）の各々は、その中に配置された触媒を有する。
図６は、本開示による、他の通路の水力直径より小さい水力直径を有するいくつかの通路を備えた別の例示のハニカム体６００の部分断面図を示す。図６の各四辺の通路は、交差する多孔質壁６０２により画成されている。ハニカム体６００は、第１の水力直径を有する複数の第１の通路６０４、および第２の水力直径を有する複数の第２の通路６０６を提供する。第２の水力直径は第１の水力直径より小さい。
ハニカム体６００において、第１の通路６０４は交差した多孔質壁６０２により画成されている。図から分かるように、第１の通路６０４は、対応する対の他の第１の通路６０４と共通して共有されている一対の対向する垂直に配向された壁６０２を有する。同様に、第１の通路６０４は、対応する対の第２の通路６０６と共通して共有されている一対の対向する水平に配向された壁６０２を有する。第２の通路６０６も交差する壁６０２により画成されている。第２の通路６０６は、対応する対の他の第２の通路６０６と共通して共有されている一対の垂直に配向された壁６０２を有する。同様に、第２の通路６０６は、対応する対の第１の通路６０４と共有されている一対の対向する水平に配向された壁６０２を有する。
まだ図６を参照すると、第２の水力直径に対する第１の水力直径のＨＤＲは、１．２から２．０の範囲にあることがある。あるいは、ハニカム体６００のＨＤＲは、１．３から１．６の範囲にあることがある。いくつかの実施の形態において、ある割合の第２の通路６０６は、出口端（使われているときの下流端）でなど、ハニカム体６００の一端で栓６０５により塞がれている。施栓されている場合、ひいては、施栓された通路を構成する栓６０５を有する第２の通路６０６の割合は、ゼロより大きく、１５％以下であるべきである。ハニカム体６００は、栓６０５を有するのが示されているが、必要に応じて、施栓されていなくてもよく、その場合、栓６０５の割合はゼロであり、通路の全て（第１の通路６０４および第２の通路６０６）の各々は、その中に配置された触媒を有する。
図７は、本開示による、他の通路の水力直径より小さい水力直径を有するいくつかの通路を備えた別の例示のハニカム体７００の部分断面図を示す。複数の第２の通路７０２は複数の四辺の第１の通路７０４および複数の四辺の第２の通路７０６を画成する。第１の通路７０４の各々は第１の水力直径を有し、第２の通路７０６の各々は第２の水力直径を有する。第２の水力直径は第１の水力直径より小さい。
ハニカム体７００において、第１の通路７０４は、多孔質である、交差した壁７０２により画成されている。第１の通路７０４（図７に大きい正方形として示されている）は、図から分かるように、一対の対向する垂直に配向された壁７０２を有し、その第１の部分は、それぞれ第１の対応する対の他の第１の通路７０４と共通して共有され、その第２の部分は、それぞれ、第１の対応する対の第２の通路７０６と共通して共有されている。第１の通路７０４は一対の対向する水平に配向された壁７０２を有し、その第１の部分は、第２の対応する対の他の第１の通路７０４と共通して共有され、その第２の部分は、第２の対応する対の第２の通路７０６と共通して共有されている。第２の通路７０６も交差する壁７０２により画成されている。第２の通路７０６（図７において小さい正方形として示されている）は、図から分かるように、それぞれ、第１の対応する対の第１の通路７０４の各々の一部と共通して共有されている一対の対向する垂直に配向された壁７０２を有する。第２の通路７０６も、図から分かるように、それぞれ、第２の対応する対の第１の通路７０４の各々の一部と共通して共有されている一対の対向する水平に配向された壁７０２を含む。
まだ図７を参照すると、第２の水力直径に対する第１の水力直径のＨＤＲは、１．２から２．０の範囲にあることがある。あるいは、ハニカム体７００の第２の水力直径に対する第１の水力直径のＨＤＲは、１．３から１．６に及ぶことがある。いくつかの実施の形態において、ある割合の第２の通路７０６は、出口端でなど、ハニカム体７００の一端で栓７０５により塞がれている。施栓されている場合、ひいては、施栓された通路を構成する栓７０５を有する第２の通路７０６の割合は、ゼロより大きく、１５％以下であるべきである。ハニカム体７００は、栓７０５を有するのが示されているが、必要に応じて、施栓されていなくてもよく、その場合、栓７０５の割合はゼロであり、通路の全て（第１の通路７０４および第２の通路７０６）の各々は、その中に配置された触媒を有する。
図８は、本開示による、他の通路の水力直径より小さい水力直径を有するいくつかの通路を備えた別の例示のハニカム体８００の部分断面図を示す。複数の交差する多孔質壁８０２は、複数の六辺（六角形）の第１の通路（いくつかに印が付けられている）、および複数の三辺（三角形）の第２の通路８０６（いくつかに印が付けられている）を画成している。第１の通路８０４の各々は第１の水力直径を有し、第２の通路８０６の各々は第２の水力直径を有する。様々な実施の形態において、第２の水力直径は第１の水力直径より小さい。
例示のハニカム体８００において、六辺の第１の通路８０４の各辺は、６つの三辺の通路８０６の対応する１つと共通して共有されている。さらに、三辺の第２の通路８０６の各辺は、六辺の第１の通路８０４の対応するものと共通して共有されている。
まだ図８を参照すると、第２の水力直径に対する第１の水力直径のＨＤＲは、１．２から２．０の範囲にあることがある。あるいは、ハニカム体８００のＨＤＲは、１．３から１．６に及ぶことがある。いくつかの実施の形態において、ある割合の第２の通路８０６は、出口端でなど、ハニカム体８００の一端で栓８０５により塞がれている。施栓されている場合、ひいては、施栓された通路を構成する栓８０５を有する第２の通路８０６の割合は、ゼロより大きく、１５％以下であるべきである。ハニカム体８００は、栓８０５を有するのが示されているが、必要に応じて、施栓されていなくてもよく、その場合、栓８０５の割合はゼロであり、通路の全て（第１の通路８０４および第２の通路８０６）の各々は、その中に配置された触媒を有する。
図９は、第２の通路９０６（小さい方の通路）のゼロ超かつ１５％以下が栓９０５で塞がれている、ハニカム体９００のＡＣ形態の例示の出口端を示す。ハニカム体９００の長さは、一端から他端までの長さを称する。第１のそのような端部は、入口端と指定されることがあり、他方の端部は出口端と指定されることがある。
ハニカム体９００は、交互に第１の通路９０４および第２の通路９０６を備えたＡＣ形態を有する。第１の通路９０４の各々は第１の水力直径を有し、第２の通路９０６の各々は、第１の水力直径より小さい第２の水力直径を有する。図９に示されるように、栓９０５は、ハニカム体９００の出口端に近接して配置されている。本開示によれば、栓９０５は、第２の通路９０６の非ゼロの割合であるが、全てではない割合で配置されている。すなわち、この例示の実施の形態において、栓９０５は、より小さい水力直径を有する通路のある割合で配置されており、その割合は、ゼロ超かつ１５％以下である。
下記の表１は、ＨＤＲと、施栓されている小さい水力直径の通路（例えば、第２の通路）の割合との間の関係、ハニカム体に亘る圧力降下（下記に記載されている）およびハニカム体の多孔質壁を通る流れの割合を示す。
表１は、直径が１１．８ｃｍであり、長さが１０．２ｃｍであり、０．０５ｍｍの壁厚、９３通路毎ｃｍ２、５０％の壁平均バルク気孔率、および１９μｍの壁中位孔径を有するハニカム体に関する異なるＨＤＲおよび施栓割合を示す。圧力降下および壁を通る流れの割合は、５０ｋｇ／時のガス質量流量および４５０℃のガス温度について計算した。
ハニカム体の施栓は、ハニカム体に亘る圧力降下を増加させるので、様々な実施の形態において、栓を含む第２の通路の割合は、１５％以下、他の実施の形態において、１２％以下、さらに他の実施の形態において、１０％以下であることがある。
図２～３および５～９に示された例示のハニカム体形態に関して、様々な実施の形態において、栓を含む第２の通路の割合は、２％超、他の実施の形態において、４％超、さらに他の実施の形態において、５％超であることがある。他の実施の形態において、その割合は、２％超かつ１５％以下であり得、またさらには２％超かつ１２％以下であり得る。いくつかの実施の形態において、平均バルク気孔率％Ｐは、５０％以上、５５％以上、６０％以上、いくつかの実施の形態において、またさらには６５％以上であり得る。いくつかの実施の形態において、平均バルク気孔率％Ｐは、５０％以上かつ７０％以下であり得る。
いくつかの実施の形態において、通路密度ＣＤは、６２通路毎ｃｍ２以上、他の実施の形態において、９３通路毎ｃｍ２超、さらに他の実施の形態において、１２４通路毎ｃｍ２超であることがある。いくつかの実施の形態において、壁厚Ｔｗは、０．２０ｍｍ以下、他の実施の形態において、０．１５ｍｍ未満、さらに他の実施の形態において、０．１０ｍｍ未満であり得る。
いくつかの実施の形態において、中位孔径は、４．０μｍと３０．０μｍの間、またさらには７．０μｍと２０．０μｍの間であることがある。前記セラミックハニカム体は、特定用途に適した耐熱衝撃性を可能にするのに適切に低い、熱膨張係数（ＣＴＥ）も示すべきである。例えば、そのハニカム体のＣＴＥは、２５℃から８００℃で測定して、２０．０×１０－７／℃以下、またさらには２５℃から８００℃で測定して、１５．０×１０－７／℃以下であり得る。
ＡＣ形態について、ＨＤＲは、１．２と２．０の間、さらにはいくつかの実施の形態において、１．３と１．６の間であり得る。より高いＨＤＲは、より低いＨＤＲと比べて、壁を通る流れの比率が高くなる。それゆえ、追加の煤を捕捉することができる。所望の壁厚Ｔｗおよび通路密度ＣＤは、各形態について適切な押出ダイの選択と使用により生成することができる。所望の平均バルク気孔率％Ｐおよび中位孔径は、適切なサイズのセラミック形成原材料およびバッチ混合物中の細孔形成剤の量とサイズの選択により生成することができる。先に列挙した性質の組合せを示すコージエライト含有材料は、ＴＷＣ基体およびＴＷＣを含む部分フィルタとしての使用にうまく適合されることが分かった。
いくつかの例示の実施の形態において、前記ハニカム体は、２％超かつ１５％以下の栓を含む第２の通路の割合、５０％超の平均バルク気孔率％Ｐ、６２通路毎ｃｍ２以上の通路密度ＣＤ、０．２０ｍｍ以下の壁厚Ｔｗ、４．０μｍと３０．０μｍの間の中位孔径、および１．２と２．０の間のＨＤＲを有する。
図１０は、本開示による、ハニカム体を製造する例示の方法１０００の流れ図を示す。ブロック１００２で、方法１０００は、未焼成ハニカム体を提供する。いくつかの実施の形態において、その未焼成ハニカム体は、セラミック形成バッチ混合物を押出ダイに通して押し出すことによって形成される。ブロック１００４で、方法１０００は、未焼成ハニカム体を焼成して、第１の水力直径を有する第１の通路、および第１の水力直径より小さい第２の水力直径を有する第２の通路を生成する。一般に、焼成による収縮がいくらかあるかもしれないが、焼成により、ＨＤＲ比は、感知できるほど変化しない。焼成により形成されるセラミックハニカム体は、以下に限られないが、コージエライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸アルミニウム、アルミナ、ムライトなど、およびその組合せを含むどの適切な材料により製造されていてもよい。
ブロック１００６で、方法１０００は、第１の通路内および第２の通路内に触媒を配置する。第１の通路内および第２の通路内に触媒を配置する工程は、ハニカム体を触媒含有ウォッシュコートで被覆する工程を含むことがある。そのようなウォッシュコートは、例えば、以下に限られないが、白金、パラジウム、ロジウム、その組合せなどの１種類以上の金属を含むことがある。第１の通路および第２の通路は、壁上コーティング、壁内コーティング、またはその両方を含むことがある。その触媒含有コーティングは、ＴＷＣコーティング、酸化触媒、ＳＣＲ触媒などのＮＯｘ還元触媒、ＳＯｘ触媒等であることがある。ＴＷＣコーティングについて、ウォッシュコートは、主に壁内コーティングとして通路（大きい方の通路と小さい方の通路の両方）内に配置されることがある。触媒コーティングは、浸漬など、どの適切な方法により通路に施されてもよい。触媒コーティングは、ハニカム体を施戦した後に施されることがあり、そのハニカム体は、小さい比率（≦１５％）の施栓されたより小さい通路を含む。
ブロック１００８で、方法１０００は、ある割合の第２の通路、すなわち、より小さい水力直径を有する通路内に栓を形成する工程を含む。
「ＡＣ」という頭文字は非対称セルを称する。
「ＤＯＣ」という頭文字はディーゼル酸化触媒を称する。
「ＤＰＦ」という頭文字はディーゼル微粒子除去装置を称する。
「水力直径」という用語は、円形同等物に関する非円形通路の圧力降下特徴および流体流量特徴を表現するために使用されるパラメータを称する。水力直径を決定するための一般式はＤＨ＝４Ａ／Ｐであり、式中、ＤＨは水力直径であり、Ａは通路の流れ断面積であり、Ｐは通路の湿った周囲である。
それゆえ、正方形である第２の通路２０６について、水力直径は、２×Ｗ２×Ｌ２／Ｗ２＋Ｌ２と等しく、ここで、Ｗ２は、第２の通路２０６の幅であり、Ｌ２は長さである（図２参照）。正方形である第１の通路２０４について、水力直径は、２×Ｗ１×Ｌ１／Ｗ１＋Ｌ１と等しく、ここで、Ｗ１は、ハニカム体２００内の第１の通路２０４の幅であり、Ｌ１は長さである。ここに開示された他の形状の水力直径は、上記一般式ＤＨ＝４Ａ／Ｐを使用して、計算することができる。
様々な要素、部材、領域、部分またはセクションを記載するために、第１、第２などの用語がここに使用されることがあるが、これらの要素、部材、領域、部分またはセクションは、これらの用語に限定されるべきではない。その用語は、ある要素、部材、領域、部分またはセクションを、別の要素、部材、領域、部分またはセクションから区別するために使用されることがある。例えば、先に述べられた第１の要素、部材、領域、部分またはセクションは、本開示の教示から逸脱せずに、第２の要素、部材、領域、部分またはセクションと称することができるであろう。
本開示の実施の形態が、例示の形態で開示されてきたが、特許請求の範囲およびその等価物に述べられるように、本開示の範囲から逸脱せずに、その中に様々な改変、追加、および削減を行うことができる。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
ハニカム体において、
通路密度（ＣＤ）で配列された第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクス、および
ある割合の第２の通路内に配置された栓、
を備え、
前記栓を有する第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下であり、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、ハニカム体。
ハニカム体において、
通路密度（ＣＤ）で配列された第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクス、および
ある割合の第２の通路内に配置された栓、
を備え、
前記栓を有する第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下であり、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、ハニカム体。
実施形態２
前記第１の通路が第１の水力直径を有し、前記第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、実施形態１に記載のハニカム体。
前記第１の通路が第１の水力直径を有し、前記第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態３
前記栓を有する前記第２の通路の割合が１２％以下である、実施形態２に記載のハニカム体。
前記栓を有する前記第２の通路の割合が１２％以下である、実施形態２に記載のハニカム体。
実施形態４
前記栓を有する前記第２の通路の割合が１０％以下である、実施形態３に記載のハニカム体。
前記栓を有する前記第２の通路の割合が１０％以下である、実施形態３に記載のハニカム体。
実施形態５
前記栓を有する前記第２の通路の割合が０．５％から１５％に及ぶ、実施形態２に記載のハニカム体。
前記栓を有する前記第２の通路の割合が０．５％から１５％に及ぶ、実施形態２に記載のハニカム体。
実施形態６
前記栓を有する前記第２の通路の割合が２％から１５％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
前記栓を有する前記第２の通路の割合が２％から１５％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
実施形態７
前記栓を有する前記第２の通路の割合が４％から１５％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
前記栓を有する前記第２の通路の割合が４％から１５％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
実施形態８
前記栓を有する前記第２の通路の割合が５％から１５％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
前記栓を有する前記第２の通路の割合が５％から１５％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
実施形態９
前記栓を有する前記第２の通路の割合が２％から１２％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
前記栓を有する前記第２の通路の割合が２％から１２％に及ぶ、実施形態５に記載のハニカム体。
実施形態１０
ＣＤ≧９３通路毎ｃｍ２である、実施形態１に記載のハニカム体。
ＣＤ≧９３通路毎ｃｍ２である、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態１１
ＣＤ≧１２４通路毎ｃｍ２である、実施形態１０に記載のハニカム体。
ＣＤ≧１２４通路毎ｃｍ２である、実施形態１０に記載のハニカム体。
実施形態１２
Ｔｗ≦０．１５ｍｍである、実施形態１に記載のハニカム体。
Ｔｗ≦０．１５ｍｍである、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態１３
Ｔｗ≦０．１０ｍｍである、実施形態１２に記載のハニカム体。
Ｔｗ≦０．１０ｍｍである、実施形態１２に記載のハニカム体。
実施形態１４
前記第１の通路が第１の水力直径を有し、前記第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さく、該第２の水力直径で割られた該第１の水力直径の比が１．２から２．０に及ぶ、実施形態１に記載のハニカム体。
前記第１の通路が第１の水力直径を有し、前記第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さく、該第２の水力直径で割られた該第１の水力直径の比が１．２から２．０に及ぶ、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態１５
前記第２の水力直径に対する前記第１の水力直径の比が１．３から１．６に及ぶ、実施形態１４に記載のハニカム体。
前記第２の水力直径に対する前記第１の水力直径の比が１．３から１．６に及ぶ、実施形態１４に記載のハニカム体。
実施形態１６
前記ハニカム体が出口端を備え、前記第２の通路内の前記栓が、該出口端に近接して位置している、実施形態１に記載のハニカム体。
前記ハニカム体が出口端を備え、前記第２の通路内の前記栓が、該出口端に近接して位置している、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態１７
触媒ハニカム体において、
第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスであって、各第１の通路が第１の水力直径を有し、各第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、多孔質壁のマトリクス、
出口端である割合の前記第２の通路内に配置された栓であって、該栓を有する該第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下である、栓、および
前記第１の通路および前記第２の通路の前記多孔質壁上に配置された触媒、
を備え、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、通路密度（ＣＤ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、触媒ハニカム体。
触媒ハニカム体において、
第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスであって、各第１の通路が第１の水力直径を有し、各第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、多孔質壁のマトリクス、
出口端である割合の前記第２の通路内に配置された栓であって、該栓を有する該第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下である、栓、および
前記第１の通路および前記第２の通路の前記多孔質壁上に配置された触媒、
を備え、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、通路密度（ＣＤ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、触媒ハニカム体。
実施形態１８
触媒ハニカム体において、
第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスであって、各第１の通路は第１の水力直径を有し、各第２の通路は第２の水力直径を有し、該第２の水力直径は該第１の水力直径より小さい、多孔質壁のマトリクス、
ある割合の前記第２の通路内に配置された栓であって、該栓を有する該第２の通路の割合が１５％以下である、栓、および
前記第１の通路および前記第２の通路内に配置された触媒、
を備え、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、通路密度（ＣＤ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、触媒ハニカム体。
触媒ハニカム体において、
第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスであって、各第１の通路は第１の水力直径を有し、各第２の通路は第２の水力直径を有し、該第２の水力直径は該第１の水力直径より小さい、多孔質壁のマトリクス、
ある割合の前記第２の通路内に配置された栓であって、該栓を有する該第２の通路の割合が１５％以下である、栓、および
前記第１の通路および前記第２の通路内に配置された触媒、
を備え、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、通路密度（ＣＤ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、触媒ハニカム体。
実施形態１９
ハニカム体を製造する方法において、
第１の通路および第２の通路を形成するように配列された複数の交差した多孔質壁から作られたハニカム体内の該第２の通路のある割合に施栓する工程であって、施栓された第２の通路の割合が、該第２の通路のゼロ超かつ１５％以下である工程、
を有してなる方法。
ハニカム体を製造する方法において、
第１の通路および第２の通路を形成するように配列された複数の交差した多孔質壁から作られたハニカム体内の該第２の通路のある割合に施栓する工程であって、施栓された第２の通路の割合が、該第２の通路のゼロ超かつ１５％以下である工程、
を有してなる方法。
実施形態２０
前記第１の通路が第１の水力直径を有し、前記第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、実施形態１９に記載の、ハニカム体を製造する方法。
前記第１の通路が第１の水力直径を有し、前記第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、実施形態１９に記載の、ハニカム体を製造する方法。
実施形態２１
前記通路内に触媒を施す工程をさらに含む、実施形態１９に記載の、ハニカム体を製造する方法。
前記通路内に触媒を施す工程をさらに含む、実施形態１９に記載の、ハニカム体を製造する方法。
実施形態２２
前記複数の交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、通路密度（ＣＤ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、実施形態１９に記載の、ハニカム体を製造する方法。
前記複数の交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、通路密度（ＣＤ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、実施形態１９に記載の、ハニカム体を製造する方法。
２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００ ハニカム体
２０２、２０２Ａ、２０２Ｂ、２０２Ｃ、３０２、３０２Ａ、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、８０２ 多孔質壁
２０４、２０４Ａ、３０４、３０４Ａ、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４ 第１の通路
２０５、５０５、６０５、７０５、８０５、９０５ 栓
２０６、２０６Ａ、２０６Ｂ、３０６、３０６Ａ、４０６、５０６、６０６、７０６、８０６
９０６ 第２の通路
２１０ 部分的な第２の通路
３１０ 部分的な第１の通路
５０８ 第３の通路
５１０ 第４の通路
２０２、２０２Ａ、２０２Ｂ、２０２Ｃ、３０２、３０２Ａ、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、８０２ 多孔質壁
２０４、２０４Ａ、３０４、３０４Ａ、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４ 第１の通路
２０５、５０５、６０５、７０５、８０５、９０５ 栓
２０６、２０６Ａ、２０６Ｂ、３０６、３０６Ａ、４０６、５０６、６０６、７０６、８０６
９０６ 第２の通路
２１０ 部分的な第２の通路
３１０ 部分的な第１の通路
５０８ 第３の通路
５１０ 第４の通路
Claims (5)
- ハニカム体において、
通路密度（ＣＤ）で配列された第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクス、および
ある割合の第２の通路内に配置された栓、
を備え、
前記栓を有する第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下であり、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、ハニカム体。 - 前記第１の通路が第１の水力直径を有し、前記第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、請求項１記載のハニカム体。
- 前記栓を有する前記第２の通路の割合が０．５％から１５％に及ぶ、請求項２記載のハニカム体。
- 触媒ハニカム体において、
第１の通路および第２の通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスであって、各第１の通路が第１の水力直径を有し、各第２の通路が第２の水力直径を有し、該第２の水力直径が該第１の水力直径より小さい、多孔質壁のマトリクス、
出口端である割合の前記第２の通路内に配置された栓であって、該栓を有する該第２の通路の割合がゼロ超かつ１５％以下である、栓、および
前記第１の通路および前記第２の通路の前記多孔質壁上に配置された触媒、
を備え、
前記交差した多孔質壁が、横方向壁厚（Ｔｗ）、通路密度（ＣＤ）、平均バルク気孔率（％Ｐ）、および中位孔径（ｄ５０）を有し、
Ｔｗ≦０．２０ｍｍ、
ＣＤ≧６２通路毎ｃｍ２、
％Ｐ≧５０％、および
４．０μｍ≦ｄ５０≦３０．０μｍ、
である、触媒ハニカム体。 - ハニカム体を製造する方法において、
第１の通路および第２の通路を形成するように配列された複数の交差した多孔質壁から作られたハニカム体内の該第２の通路のある割合に施栓する工程であって、施栓された第２の通路の割合が、該第２の通路のゼロ超かつ１５％以下である工程、
を有してなる方法。
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