JP4509029B2 - ハニカム構造体 - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のパティキュレート等を除去する目的等に用いられるハニカム構造体に関する。
ハニカムフィルタ60は、炭化珪素等からなるハニカム構造体であり、ハニカムフィルタ60では、四角柱状の多孔質セラミック部材70が接着剤として機能するシール材層64を介して複数個結束されてセラミックブロック65を構成し、このセラミックブロック65の周囲にも、シール材層63が形成されている。
図5は、(a)は、図4に示したハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材を模式的に示す斜視図であり、(b)は、(a)に示した多孔質セラミック部材のB−B線断面図である。
多孔質セラミック部材70は、ハニカム構造を有しており、長手方向に多数並設された貫通孔71同士を隔てる隔壁73がフィルタとして機能するようになっている。
また、ハニカム構造を有するフィルタとしては、複数の多孔質セラミック部材が結束されたもの以外に、全体がコージェライト等からなる一のセラミックで一体として形成されたものや、アルミナ、シリカ、ムライト等からなる無機繊維を用いて、押出成形をしたハニカムフィルタや、抄造した無機繊維からなる無機シートや金属シートをロール状にコルゲート加工することによって製作したハニカムフィルタが知られている(例えば、特許文献1、2、3参照)。
上記構成のハニカムフィルタは、極めて耐熱性に優れ、パティキュレートの燃焼除去(以下、再生処理という)等も容易であるため、種々の大型車両やディーゼルエンジン搭載車両等に使用されている。
第一の方法は、排気ガス中の有害ガスの浄化は連続的に行うが、捕集したパティキュレートがある程度堆積するまで再生処理は行わず、ある程度堆積した後、再生処理を行って除去し、またパティキュレートを捕集するという工程を複数回繰り返す方法である。
しかしながら、上述したようなフィルタで上記方策を用いると、フィルタの強度は低いものとなる。特に特許文献1に記載されているようなフィルタでは、フィルタの強度が非常に低いものとなってしまう。そのため、これらのフィルタでは捕集したパティキュレートの燃焼除去(以下、再生処理という)を行う際、パティキュレートの燃焼にともなって、フィルタの長手方向に大きな温度差が生じ、それによる熱応力に起因して容易にフィルタにクラック等の損傷が発生する。その結果、上述したようなフィルタでは、フィルタとしての機能を失ってしまうという問題があった。
また、積層したフィルタも開示されているが、このフィルタは、セラミック原料(杯土)にセラミック繊維を加えることにより靭性強化を図ったものであり、高気孔率化の概念がなかった。(特許文献4参照)。
上記ハニカム構造体を構成する上記無機繊維は、上記貫通孔に平行な破断面を観察した際に、上記貫通孔の形成方向と上記無機繊維の方向とのなす角度αが0〜45°となるように配向している無機繊維の数に比べて、上記貫通孔の形成方向と上記無機繊維とのなす角度αが45〜90°となるように配向している無機繊維の数が多いことを特徴とするハニカム構造体である。
なお、第一の本発明において、無機繊維が、貫通孔の形成方向に対して平行な面に比べて、貫通孔の形成方向に対して垂直な面に沿ってより多く配向しているとは、図8に示すように、ハニカム構造体(貫通孔を隔てる壁部)の破断面を観察して、貫通孔の形成方向と無機繊維101の方向とのなす角度αが0〜45°となるように配向している無機繊維101を貫通孔の形成方向に対して平行に配向している無機繊維とし、貫通孔の形成方向と無機繊維102とのなす角度αが45〜90°となるように配向している無機繊維102を貫通孔の形成方向に対して垂直方向に配向している無機繊維とした際、平行方向に配向している無機繊維よりも垂直方向に配向している無機繊維が多いことを意味する。なお、ハニカム構造体(貫通孔を隔てる壁部)の破断面における無機繊維の配向の確認は、走査型電子顕微鏡(SEM)等を用いて行うことができる。
長手方向に対して、貫通孔が重なり合うように積層されてなることを特徴とするハニカム構造体である。
以下、第一及び第二の本発明のハニカム構造体について説明する。
上記貫通孔が目封じされていない通常の貫通孔である場合には、上記ハニカム構造体は、パティキュレートを捕集するフィルタとしては機能しないが、貫通孔を含む部分に触媒を付着させることにより、有害ガスの浄化装置として機能する。
ここで、主な構成材料としての無機繊維を用いているとは、その構成材料の半分以上が無機繊維の形状を残したもので構成されて、残りの構成成分が有機バインダや無機バインダ等であることをいう。
また、第一の本発明のハニカム構造体を構成する無機繊維は、上記貫通孔の形成方向に対して平行な面に比べて、上記貫通孔の形成方向に対して垂直な面に沿ってより多く配向している。従って、排気ガスがハニカム構造体の壁部を透過しやすくなるので、初期の圧力損失を低減することができるとともに、パティキュレートを壁内部により深層ろ過しやすくなり、壁部表面でケーク層が形成されることを抑制して、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制することができる。また、ハニカム構造体を成形する前に構成材料である無機繊維に触媒を付着させることができるため、より均一に分散させて触媒をハニカム構造体に付着させることができる。その結果、第一の本発明のハニカム構造体では、有害ガスの浄化機能を増大させることができる。
また、再生処理等の際にパティキュレートの燃焼にともなって、フィルタの長手方向には大きな温度差が生じ、それによってフィルタに大きな熱応力がかかるが、第二の本発明のハニカム構造体は長手方向に積層されてなるので、フィルタ全体に大きな温度差が生じても、それぞれのユニットあたりに生じる温度差は小さく、それによる熱応力も小さいためにクラック等の損傷が非常に発生しにくいと考えられる。特に上述したような複雑な形状のフィルタでは形状上、熱応力に対して非常に弱くなるが、第二の本発明のハニカム構造体では複雑な形状であっても、上記の理由でクラック等の損傷が非常に発生しにくいと考えられる。
このような第三の本発明のハニカム構造体の製造方法を用いることにより、第一及び第二の本発明に係るハニカム構造体を好適に製造することができる。
さらに、高気孔率にすれば、熱容量が小さくなり、エンジンからの排気熱によって、容易に触媒の活性温度までハニカム構造体の温度を上げることができる。そのため、効率よく排気熱を再生及び浄化に利用することができる。
また、再生処理等の際にパティキュレートの燃焼にともなって、フィルタの長手方向には大きな温度差が生じ、それによってフィルタに大きな熱応力がかかるが、第二の本発明のハニカム構造体は長手方向に積層されてなるので、フィルタ全体には大きな温度差が生じても、それぞれのユニットあたりに生じる温度差は小さく、それによる熱応力も小さいためにクラック等の損傷が非常に発生しにくいと考えられる。特に上述したような複雑な形状のフィルタでは形状上、熱応力に対して非常に弱くなるが、第二の本発明のハニカム構造体では複雑な形状であっても、上記の理由でクラック等の損傷が非常に発生しにくいと考えられる。
実施の形態に係る第一の本発明のハニカム構造体は、いずれか一端が目封じされた多数の貫通孔(以下、有底孔という)が壁部を隔てて長手方向に並設され、フィルタとして機能するように構成された柱状のハニカム構造体であって、
上記ハニカム構造体を構成する上記無機繊維は、上記貫通孔に平行な破断面を観察した際に、上記貫通孔の形成方向と上記無機繊維の方向とのなす角度αが0〜45°となるように配向している無機繊維の数に比べて、上記貫通孔の形成方向と上記無機繊維とのなす角度αが45〜90°となるように配向している無機繊維の数が多いことを特徴とするハニカム構造体である。
上記無機繊維の材質としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等の酸化物セラミック、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック等を挙げることができる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記バインダとしては特に限定されず、珪酸ガラス、珪酸アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス等の無機ガラス、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル等を挙げることができる。
また、上記ハニカム構造体の気孔率の望ましい下限値は、60容量%、望ましい上限値は、98容量%、より望ましい下限値は、80容量%、より望ましい上限値は、95容量%である。
上記気孔率が60容量%以上では、ハニカム構造体にパティキュレートが深く浸透して濾過されやすくなるので、壁の内部に担持された触媒とパティキュレートとが接触しやすく、反応性がより向上することとなると考えられる。但し、上記気孔率が98容量%を超えると強度が不充分となりやすい。
なお、みかけの密度や気孔率は、例えば、重量法、アルキメデス法、走査型電子顕微鏡(SEM)による測定等、従来公知の方法により測定することができる。
このような触媒が担持されていることで、第一の本発明のハニカム構造体を用いたフィルタは、排気ガス中のパティキュレートを捕集し、触媒により再生処理を行うことができるフィルタとして機能するとともに、排気ガスに含有されるCO、HC及びNOx等を浄化するための触媒コンバータとして機能することができる。
上記ハニカム構造体は、無機粒子及び金属粒子を少量含んでいてもよい。上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物、酸化物等を挙げることができ、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア等からなる無機粉末等を挙げることができる。金属粒子としては、例えば、金属シリコン、アルミニウム、鉄、チタン等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
すなわち、図1(b)に示したように、有底孔11は、排気ガスの入口側又は出口側に相当する端部のいずれかが目封じされ、一の有底孔11に流入した排気ガスは、必ず有底孔11を隔てる隔壁13を通過した後、他の有底孔11から流出し、フィルタとして機能するようになっている。
また、貫通孔の大きさは、1.4mm×1.4mm〜16mm×16mmが望ましい。
この際、長手方向に貫通孔11が重なり合うように、シート状物10aが積層されている方が望ましい。
ここで、貫通孔が重なり合うように積層されているとは、隣り合うシート状物に形成された貫通孔同士が連通するように形成されていることをいう。
上記シート状物は、抄造法等により容易に得ることができ、これを積層することにより積層体からなるハニカム構造体を得ることができる。積層体は、無機の接着材等により接着形成されていてもよく、単に物理的に積層されているのみであってもよい。積層体を作製する際には、排気管に装着するためのケーシング(金属製の筒状体)に、直接、積層し、圧力を加えることにより、ハニカム構造体を構成することができる。この場合、当初から複数の積層体となっているため、クラックの発生等を防止することができる。シート状物の作成方法、積層方法等については、後述する。
また、エンジン直下に配置する場合には、フィルタのスペースは非常に限られ、フィルタの形状も複雑なものとなるが、第一の本発明の場合、図6(a)に示すように、片側に凹部が形成された形状のフィルタ30や、図6(b)に示すように、両側に凹部が形成された形状のフィルタ40のような複雑な形状であっても、抄造シート30a、40aを長手方向に重ねることにより、容易に作製することができる。また、抄造シート30a、30bを長手方向に重ねるので、長手方向に曲がっている場合や長手方向に少しずつ変形していっている場合であっても、容易に作製することができるという大きな特徴を有する。
第二の本発明のハニカム構造体の実施の形態は、下記の点で、第一の本発明のハニカム構造体の実施の形態と異なる以外は、略同一である。すなわち、第二の本発明のハニカム構造体では、必ず長手方向に貫通孔が重なり合うように、シート状物が積層されている点、及び、必ずしも無機繊維が所定の方向に配向していなくてもよい点で、第一の本発明のハニカム構造体の実施の形態と異なる以外は、その構成は略同一である。従って、ここでは各構成要件の詳細な説明は省略する。
図3は、第一及び第二の本発明のハニカム構造体が設置された車両の排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
本発明のハニカム構造体の製造方法は、主に無機繊維からなり、貫通孔が形成されたシートを、上記貫通孔が重なるように積層することを特徴とする。
本発明のハニカム構造体の製造方法を用いることにより、上述した実施の形態の第一または第二の本発明のハニカム構造体を好適に製造することができる。
(1)無機繊維への触媒付与工程
アルミナファイバ等の無機繊維を、例えば、Pt等の貴金属からなる触媒を担持した酸化物のスラリーに含浸した後引き上げ、加熱することにより、触媒が付着した無機繊維を調製する。触媒を含むスラリーに無機繊維を含浸した後引き上げ、加熱することにより、直接、無機繊維に触媒を付着させてもよい。触媒の担持量は、0.01〜Tg/無機繊維10gが好ましい。触媒が担持されていないハニカム構造体を製造する際には、この工程は必要ない。
このように、第一及び第二の本発明のハニカム構造体では、成形前に構成材料である無機繊維に直接触媒を付与することができるため、触媒をより均一に分散させた状態で付着させることができる。そのため、得られるハニカム構造体では、パティキュレートの燃焼機能及び有害ガスの浄化機能を増大させることができる。なお、触媒の付与は、抄造シートを作製後に行ってもよい。
次に、水1リットルに対し(1)の工程で得られた触媒を担持した無機繊維を5〜100gの割合で分散させ、そのほかにシリカゾル等の無機バインダを無機繊維100重量部に対して10〜40重量部、アクリルラテックス等の有機バインダを1〜10重量部の割合で添加し、さらに、必要により、硫酸アルミニウム等の凝結剤、ポリアクリルアミド等の凝集剤を少量添加し、充分撹拌することにより抄造用スラリーを調製する。
(2)で得られたスラリーを、所定形状の穴が互いに所定の間隔で形成された穴開きメッシュにより抄き、得られたものを100〜200℃の温度で乾燥することにより、図2(a)に示すような、貫通孔が形成された所定厚さの抄造シート10aを得る。抄造シート10aの厚さは、0.1〜20mmが望ましい。
第一及び第二の本発明では、例えば、所定形状の穴が市松模様に形成されているメッシュを用いることにより、両端部用の抄造シート10bを得ることができる。すなわち、この抄造シートを数枚両端部に用いれば、貫通孔を形成した後、両端部の所定の貫通孔を塞ぐという工程を行うことなく、フィルタとして機能するハニカム構造体を得ることができる。
図2(b)に示すように、片側に抑え用の金具を有する円筒状のケーシング23を用い、まず、ケーシング23内に、両端部用の抄造シート10bを数枚積層した後、内部用の抄造シート10aを所定枚数積層する。そして、最後に、両端部用の抄造シート10bを数枚積層し、さらにプレスを行い、その後、もう片方にも、抑え用の金具を設置、固定することにより、キャニングまで完了したハニカム構造体を作製することができる。
この工程では、貫通孔が重なり合うように、抄造シート10a、10bを積層する。
また、上記抄造により、上記無機繊維は、抄造シートの主面にほぼ平行に配向し、積層体を作製した際には、上記無機繊維は、貫通孔の形成方向に対して平行な面に比べて貫通孔の形成方向に対して垂直な面に沿ってより多く配向している。従って、排気ガスがハニカム構造体の壁部を透過しやすくなる結果、初期の圧力損失を低減することができるとともに、パティキュレートを壁内部により深層ろ過しやすくなり、壁部表面でケーク層が形成されることを抑制して、パティキュレート捕集時の圧力損失の上昇を抑制することができる。
また、排気ガスが無機繊維の配向方向に平行に流れる割合が多くなるために、パティキュレートが無機繊維に付着した触媒と接触する機会が増加し、パティキュレートが燃焼しやすくなる。
(1)無機繊維への触媒付与工程
アルミナファイバ(平均繊維径:5μm、平均繊維長:0.3mm)を、Ptを担持したアルミナスラリー(Pt濃度:5wt%)に2分間含浸した後、500℃で加熱することにより、触媒が付着したアルミナファイバを調製した。Ptの担持量は、0.24g/アルミナ10gであった。
次に、(1)の工程で得られたアルミナファイバを水1リットルに対して10gの割合で分散させ、そのほかに無機バインダとして、シリカゾルをファイバに対して5wt%、有機バインダとしてアクリルラテックスを3wt%の割合で添加した。さらに、凝結剤として硫酸アルミニウム、凝集剤としてポリアクリルアミドを、ともに少量添加し、充分撹拌することにより抄造用スラリーを調製した。
(2)で得られたスラリーを、4.5mm×4.5mmの穴が互いに2mmの間隔でほぼ全面に形成された直径143.8mmの穴開きメッシュにより抄き、得られたものを150℃で乾燥することにより、4.5mm×4.5mmの穴が互いに2mmの間隔で全面に形成された1mmの厚さの抄造シートA1を得た。
また、両端部用のシートを得るため、4.5mm×4.5mmの穴が市松模様に形成されているメッシュを用い、同様に抄造、乾燥を行うことにより、4.5mm×4.5mmの穴が市松模様で形成された抄造シートBを得た。
片側に抑え用の金具が取り付けられたケーシング(円筒状の金属容器)を、金具が取り付けられた側が下になるように立てた。そして、抄造シートBを3枚積層した後、抄造シートA1を150枚積層し、最後に抄造シート3枚を積層し、さらにプレスを行い、その後、もう片方にも、抑え用の金具を設置、固定することにより、その長さが150mmの積層体からなるハニカム構造体を得た。このハニカム構造体のPtの担持量は、5g/lであった。
なお、この工程では、貫通孔が重なり合うように、各シートを積層した。
Pt触媒の担持量を0.1g/アルミナ10g(実施例2)、0.15g/アルミナ10g(実施例3)としたほかは、実施例1と同様にしてハニカム構造体を得た。実施例2に係るハニカム構造体のPtの担持量は、2g/lであり、実施例3に係るハニカム構造体のPtの担持量は、3g/lであった。
アルミナファイバの繊維長を10mm(実施例4)、50mm(実施例5)としたほかは、実施例1と同様にしてハニカム構造体を得た。
アルミナファイバの代わりに、シリカ−アルミナファイバ(実施例6:平均繊維径:3μm、平均繊維長:1mm)、シリカ−アルミナファイバ(実施例7:平均繊維径:3μm、平均繊維長:20mm)を用いたほかは、実施例1と同様にしてハニカム構造体を得た。
抄造シートA1と同形状で、厚さが2mmの抄造シートA2を用い、積層する抄造シートA2を75枚としたほかは、実施例1と同様にしてハニカム構造体を得た。
抄造シートA1と同形状で、厚さが15mmの抄造シートA3を用い、積層する抄造シートA3を10枚としたほかは、実施例1と同様にしてハニカム構造体を得た。
実施例1と同様の抄造シートA1を75枚作製するとともに、穴の大きさを4.0mm×4.0mmとした以外は抄造シートA1と同様の抄造シートA4を75枚作製し、これらを交互に積層した以外は、実施例1と同様にしてハニカム構造体を得た。
実施例1と同様の抄造シートA1を75枚作製するとともに、穴の大きさを3.5mm×3.5mmとした以外は抄造シートA1と同様の抄造シートA5を75枚作製し、これらを交互に積層した以外は、実施例1と同様にしてハニカム構造体を得た。
実施例1と同様に、(1)無機繊維への触媒付与工程、(2)抄造用スラリーの調製工程を行い、次に、穴の開いていない144mm×150mmのメッシュにより抄き、得られたものを150℃で乾燥することにより、144mm×150mm×2mmの抄造シートCを得た。また、抄造シートCを144mm×4.5mm×2mmに切り出すことにより、抄造シートDを作製した。
抄造シートDを、144mm×2mmの面が接するようにして、抄造シートCの表面に4.5mm間隔で無機接着剤により接着して貼り付け、144mm×150mm×6.5mmの積層用シートを作製した。さらに、この積層用シートを無機接着剤により接着して積層し、144mm×150mm×145mmの四角柱形状のハニカム構造体を作製した。
この後、最終的に直径143.8mmの円柱形状になるように外周の切削加工及び外周に無機接着剤を用いてシール材塗布を行うことで、4.5mm×4.5mmの貫通孔が形成された円柱形状のハニカム構造体を得た。
次に、一端に抑え用の金具が取り付けられたケーシング(円筒状の金属容器)内に、抄造シートBを3枚積層した後、得られた円柱形状のハニカム構造体を押しこみ、さらに抄造シートBを3枚積層し、最後に、ケーシングの他端に、抑え用の金具を取り付けて固定することにより、直径143.8mm、長さ150mmのハニカム構造体を得た。
(1)平均粒径10μmのα型炭化珪素粉末80重量%と、平均粒径0.5μmのβ型炭化珪素粉末20重量%とを湿式混合し、得られた混合物100重量部に対して、有機バインダ(メチルセルロース)を5重量部、水を10重量部加えて混練して混練物を得た。次に、上記混練物に可塑剤と潤滑剤とを少量加えてさらに混練した後、押し出し成形を行い、生成形体を作製した。
次に、上記生成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて乾燥させ、上記生成形体と同様の組成のペーストを所定の貫通孔に充填した後、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、400℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下2200℃、3時間で焼成を行うことにより、その大きさが33mm×33mm×150mmで、貫通孔の数が3.1個/cm2、隔壁の厚さが2mmの炭化珪素焼結体からなる多孔質セラミック部材を製造した。
(1)アルミナファイバ(平均繊維径:5μm、平均繊維長:0.3mm)65重量%と、シリカゾル30重量%、有機バインダ(メチルセルロース)を3重量%、可塑剤と潤滑剤とをそれぞれ1重量%加えて混合及び混練した後、押し出し成形を行い、生成形体を作製した。
次に、上記生成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて乾燥させ、上記生成形体と同様の組成のペーストを所定の貫通孔に充填した後、再び乾燥機を用いて乾燥させた後、400℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下1200℃、3時間で焼成を行うことにより、その大きさが直径143.8mm×長さ150mmで、貫通孔の数が3.1個/cm2、隔壁の厚さが2mmのハニカム構造体を製造した。
(2)その後、従来からの方法(Ptを担持したアルミナスラリーにハニカム構造体を浸漬する方法)によりこのハニカム構造体にPtを5g/l付着させた。
(1)パティキュレートの内部への浸透度の観察
触媒を担持していないほかは、実施例及び比較例と同様のハニカム構造体を製造し、各実施例及び比較例に係るハニカム構造体をフィルタとしてエンジンの排気通路に配設して排気ガス浄化装置とした。そして、上記エンジンを回転数3000min−1、トルク50Nmで10分間運転し、長手方向に垂直な面で切断した後、パティキュレートがどの程度内部に到達しているかを走査型電子顕微鏡写真(SEM)で観察し、どの部分までパティキュレートが到達しているかを決定した。表2には、内部到達度として示している。
触媒を担持していないほかは、実施例及び比較例と同様のハニカム構造体を製造し、各実施例及び比較例に係るハニカム構造体をフィルタとしてエンジンの排気通路に配設して排気ガス浄化装置とした。そして、上記エンジンを回転数3000min−1、トルク50Nmでフィルタに8g/lのパティキュレートが捕集されるまで運転し、その後、パティキュレートを燃焼させる再生処理を施した。
さらに、上述した8g/lのパティキュレートの捕集と再生処理とを100回繰り返し、その後、ハニカム構造体を長手方向に垂直な面で切断し、クラックの発生の有無を走査型電子顕微鏡写真(SEM)で観察した。
各実施例及び比較例に係るフィルタをエンジンの排気通路に配設して排気ガス浄化装置とし、上記エンジンを回転数1200min−1、トルク10Nmで100分間運転し、パティキュレート捕集量と圧力損失を測定した。
ハニカム構造体の気孔率を重量気孔率測定法により測定した。
製造条件及び評価結果を表1、2に示す。
これに対して、比較例に係るハニカム構造体では、再生時におけるハニカム構造体に生じる温度差は170〜195℃であった。
そのため、表2にも示したように、比較例に係るハニカム構造体では、再生処理後にクラックが観察されたのに対し、実施例に係るハニカム構造体では、再生処理後にもクラックは観察されなかった。
また、実施例10、11に係るハニカム構造体では、壁部の表面に凹凸が形成されており、このようなハニカム構造体では、パティキュレート捕集後の圧力損失が低くなることが明らかとなった。
[図2](a)は、第一の本発明のハニカム構造体を構成する抄造シートを模式的に示す斜視図であり、(b)は、(a)に示す抄造シートを積層してハニカム構造体を作製する様子を示す斜視図である。
[図3]第一の本発明のハニカム構造体を用いた排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
[図4]従来のハニカムフィルタを模式的に示す斜視図である。
[図5](a)は、図4に示したハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材を模式的に示す斜視図であり、(b)は、(a)に示した多孔質セラミック部材のB−B線断面図である。
[図6]実施例1に係るハニカム構造体の貫通孔より1.5mm内部の状態を示したSEM写真である。
[図7]比較例1に係るハニカム構造体の貫通孔より1.5mm内部の状態を示したSEM写真である。
[図8](a)は、ハニカム構造体を模式的に示す正面図であり、(b)は、(a)に示すハニカム構造体のB−B線断面図である。
[図9](a)は、第一の本発明のハニカム構造体の別の一例を模式的に示す斜視図であり、(b)は、第一の本発明のハニカム構造体のさらに別の一例を模式的に示す斜視図である。
10a、10b 抄造シート
11 有底孔(貫通孔)
13 壁部
20 ハニカム構造体
23 ケーシング
200 排気ガス浄化装置
Claims (8)
- 主に無機繊維からなり、多数の貫通孔が壁部を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、
前記ハニカム構造体を構成する前記無機繊維は、前記貫通孔に平行な破断面を観察した際に、前記貫通孔の形成方向と前記無機繊維の方向とのなす角度αが0〜45°となるように配向している無機繊維の数に比べて、前記貫通孔の形成方向と前記無機繊維とのなす角度αが45〜90°となるように配向している無機繊維の数が多いことを特徴とするハニカム構造体。 - 長手方向に対して、貫通孔が重なり合うように積層されてなる請求項1に記載のハニカム構造体。
- 前記貫通孔の端部のいずれか一方が目封じされてなる請求項1又は2に記載のハニカム構造体。
- 気孔率が60〜98容量%である請求項1〜3のいずれか1に記載のハニカム構造体。
- 前記無機繊維に触媒が担持されている請求項1〜4のいずれか1に記載のハニカム構造体。
- 排気ガス浄化装置用フィルタとして機能する請求項1〜5に記載のハニカム構造体。
- 主に無機繊維からなり、複数の貫通孔が壁部を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム構造体であって、
長手方向に対して、貫通孔が重なり合うように積層されてなることを特徴とするハニカム構造体。 - 主に無機繊維からなり、貫通孔が形成されたシートを、前記貫通孔が重なるように積層することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
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