JP5208458B2 - Honeycomb structure - Google Patents

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孝治 常吉
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東京窯業株式会社
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本発明は、ハニカム構造体に関するものであり、特に、ディーゼルエンジンの排気から粒子状物質を除去するために適したハニカム構造体に関するものである。 The present invention relates to a honeycomb structure, particularly to a honeycomb structural body suitable for removing particulate matter from the exhaust of diesel engines.

ディーゼルエンジンから排出されるガスに含まれるスス等の粒子状物質(パティキュレートマター。以下、「PM」と称する)を捕集し、除去するフィルタとして、従来より、多孔質セラミックスで構成され単一の方向に延びて列設された複数の隔壁により区画された、複数のセルを備えるハニカム構造体が用いられている。 Particulate matter such as soot contained in the gas exhausted from a diesel engine (particulate matter. Hereinafter referred to as "PM") collecting the, as a filter for removing, from the prior art, single consists of porous ceramic partitioned by a plurality of partition walls which are column set extend in a direction, the honeycomb structure having a plurality of cells are used. このようなハニカム構造体では一般的に、一端が封止されたセルと他端が封止されたセルとが交互に配されており、ガスは一方向に開口したセルから流入し、多孔質の隔壁を通過してから、他方向に開口したセルから流出する。 Typically in such a honeycomb structure, one end of which is a cell which is sealed is sealed cell and the other end arranged alternately, gas flows from the opened cells in one direction, the porous after passing through the partition wall, it flows out of the opened cells in the other direction. そして、ガスが隔壁を通過する際に、ガス中のPMが多孔質の隔壁の表面及び気孔内に捕集され、除去される。 Then, the gas passes through the partition walls, PM in the gas is trapped in the surface and pores of the porous partition is removed.

そのため、気孔径が大きすぎる場合は、捕集されずに隔壁を通過してしまうPMが増加し、捕集効率が低下する。 Therefore, the pore diameter is too large is, PM is increased to get through the partition wall without being trapped, the trapping efficiency is reduced. 一方、気孔径が小さすぎる場合は、ガスの通過に対する抵抗により圧力損失が大きくなり、エンジンへの負荷が増大する。 On the other hand, if the pore diameter is too small, the pressure loss increases due to the resistance to the passage of gas, the load on the engine is increased. そこで、隔壁を構成する多孔質セラミックスの気孔径及び気孔径分布を制御することにより、相反する関係にある捕集効率と圧力損失との調和を図ったフィルタが提案されている(例えば、特許文献1,特許文献2参照)。 Therefore, by controlling the pore size and pore size distribution of the porous ceramic constituting the partition wall, a filter which aimed at harmony between collection efficiency and the pressure loss in the inverse relationship it has been proposed (e.g., Patent Documents 1, Patent Document 2).

これらのフィルタは、隔壁の気孔径を限られた狭い範囲内となるように設定することにより、PMの捕集に適した気孔の相対数を多くすることを意図したものであり、水銀圧入法によって測定された気孔径の平均値を、前者(特許文献1)では1μm〜15μm、後者(特許文献2)では20μm〜60μmとし、気孔径を常用対数で表した場合の気孔径分布における標準偏差を、共に0.20以下としている。 These filters, by setting to be within a narrow limited range of pore diameters of the partition walls, are intended to increase the relative number of pores suitable for collecting PM, mercury porosimetry standard deviation mean value of the measured pore diameters, the former (Patent Document 1) 1Myuemu~15myuemu, in the pore size distribution of the latter case the (Patent Document 2) in 20Myuemu~60myuemu, showing the pore size in common logarithm by a, are both 0.20 or less.

特許3272746号公報 Patent 3272746 No. 特開2002−242655号公報 JP 2002-242655 JP

しかしながら、ハニカム構造体でPMを捕集するためには、ガスが隔壁を通過しなくてはならないため、隔壁の厚さによっても圧力損失の大きさが左右されてしまい、上記のように気孔径や気孔径分布を制御したとしても、捕集効率が高く圧力損失の小さいハニカム構造体として不充分であるという問題があった。 However, in order to trap PM in the honeycomb structure, since the gas must pass through the partition wall, the size of the pressure loss by the partition wall thickness of will be dependent, pore diameter as described above even with controlled and pore size distribution, there is a problem that it is insufficient as a small honeycomb structure having high pressure drop collection efficiency.

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、排気中の粒子状物質(PM)の捕集効率が高く、初期圧力損失が小さいと共に、PMの捕集に伴う圧力損失の増大が抑制されたハニカム構造体の提供を課題とするものである。 Therefore, the honeycomb invention, the light of the above circumstances, the collection efficiency of the particulate matter in the exhaust (PM) is high, the initial pressure loss is small, increase in pressure loss due to the trapping of PM is suppressed it is an object of the present invention to provide a structure.

上記の課題を解決するため、本発明にかかるハニカム構造体は、「多孔質セラミックスで構成され単一の方向に延びて列設された複数の隔壁により区画された複数のセルを備えたハニカム構造体であって、水銀圧入法により測定された前記隔壁の気孔直径の平均値が1μm〜20μmであり、前記気孔直径を常用対数で表した場合の気孔径分布の標準偏差が0.20以下であり、前記隔壁の厚さが0.05mm〜0.7mmである」ものである。 To solve the above problems, the honeycomb structure according to the present invention, a honeycomb having a plurality of cells partitioned by a plurality of partition walls which are column set extend in a single direction is composed of "porous ceramics structure a body, an average value of the pore diameter of the partition walls measured by mercury porosimetry 1 m to 20 m, standard deviation of the pore size distribution when expressed the pore diameter common logarithm 0.20 or less There, the thickness of the partition wall is intended is ", 0.05Mm~0.7Mm.

「セラミックス」は特に限定されず、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等を使用することができる。 "Ceramics" is not particularly limited, silicon carbide, silicon nitride, cordierite, alumina, mullite or the like can be used.

「水銀圧入法」は、圧力をかけて水銀を開気孔に浸入させ、圧力値とそのときに浸入した水銀の体積とを用いて、円柱状と仮定した気孔の径をWashburnの式から算出する方法であり、セラミックス成形体について規定されたJIS R1655を準用することができる。 "Mercury intrusion method", by applying a pressure to intrusion of mercury into the open pores, by using a volume of mercury intruded when the pressure value to calculate the diameter of the pores assuming cylindrical from the equation Washburn a method can be applied mutatis mutandis to JIS R1655 defined for ceramic bodies. また、「水銀圧入法により測定された気孔直径の平均値」とは、累積気孔体積が全気孔体積の50%のときの直径(メディアン径)を指している。 Further, the "average value of the measured pore diameters by mercury porosimetry", the cumulative pore volume points to diameter (median diameter) in the case of 50% of the total pore volume.

気孔径及び気孔径分布を、PMの捕集に適する範囲に制御した場合、捕集開始後の初期においては、PMが捕集されつつガスの流路も確保されるが、PMの堆積が進むと、それに伴ってガスの通過に対する抵抗が増加し、圧力損失が増大する。 The pore size and pore size distribution, the case of controlling the range suitable for collecting PM, in the initial post-start collecting, but PM is ensured even flow path for being trapped gas, PM deposition progresses When, along with it increased resistance to the passage of gas, the pressure loss increases. そして、ガスの通過に対する抵抗は、隔壁が厚いほど大きなものとなる。 Then, the resistance to the passage of gas, the higher the partition wall is thick large. 一方、隔壁を薄いものとすれば、ガスの通過に対する抵抗は減少し、PMの堆積に伴って圧力損失が増大する程度も低減されると考えられる反面で、隔壁と隔壁との間に空隙を有するハニカム構造体の機械的強度が低下するおそれがある。 On the other hand, if thinner the partition wall, at the other hand the resistance to the passage of gas is reduced, is considered the pressure loss accompanying the deposition of the PM is also reduced degree of increase, the gap between the barrier ribs the mechanical strength of the honeycomb structure having may be decreased. 仮に、ハニカム構造の機械的強度が不充分で、隔壁にクラックが生じることとなれば、クラックを介してガスが通過してしまい、PMが隔壁に捕集されないため、隔壁の気孔をPMの捕集に適するよう制御したことも無意味に帰すこととなる。 If the mechanical strength of the honeycomb structure is insufficient, if the cracks occur in the partition wall, since the gas through the cracks will pass through, PM is not trapped by the partition walls, capturing the pores of the partition walls of PM it becomes be attributed pointless that was controlled to be suitable to the current.

発明者は、検討の結果、水銀圧入法により測定された隔壁の気孔直径の平均値を1μm〜20μmとし、かつ、気孔径を常用対数で表した場合の気孔径分布の標準偏差が0.20以下としたハニカム構造体において、隔壁の厚さを0.05mm〜0.7mmとすることにより、機械的強度を維持しつつ、PMの堆積に伴う圧力損失の増大を抑制できることを見出した。 Inventors, as a result of the study, the mean value of the pore diameter of the partition walls measured by mercury porosimetry and 1 m to 20 m, and the standard deviation of the pore size distribution in the case of representing the pore size in common logarithm 0.20 in the following the honeycomb structure, by a 0.05mm~0.7mm the thickness of the partition wall, while maintaining mechanical strength and found to be suppressed an increase in pressure loss due to deposition of PM. 隔壁の厚さが0.7mmを超えた場合は、初期圧力損失が大きくなると共に、PMの堆積に伴ってガスの通過抵抗が増大する程度が増し、圧力損失の増大が著しいものとなる。 If the thickness of the partition walls exceeds 0.7 mm, with the initial pressure loss increases, it increases the extent to which passage resistance of the gas increases with the deposition of the PM, becomes increase in pressure loss is remarkable. 一方、隔壁の厚さが0.05mm未満である場合は、機械的強度が低下し、隔壁にクラックが発生するおそれが大きなものとなる。 On the other hand, if the thickness of the partition wall is less than 0.05 mm, decrease mechanical strength, cracks may occur in the partition wall becomes large. なお、隔壁の厚さは、0.1mm〜0.7mmであればより望ましく、0.2mm〜0.5mmであれば更に望ましい。 The thickness of the partition wall is more preferably if 0.1Mm~0.7Mm, more preferably if 0.2 mm to 0.5 mm.

従って、上記構成の本発明によれば、隔壁の気孔径及び気孔径分布を、PMの捕集に適した範囲に制御し、かつ、機械的強度の低下を招くおそれを低減できる程度に隔壁の厚さを小さくすることにより、初期圧力損失の小ささを維持しつつ、高い捕集効率でPMを捕集することができる。 Therefore, according to the present invention having the above structure, the pore size and pore size distribution of the partition walls to control the range suitable for collecting PM, and the partition wall to the extent that can reduce the risk of deteriorating the mechanical strength by reducing the thickness, while maintaining a small initial pressure loss, it is possible to trap PM in high collection efficiency.

本発明にかかるハニカム構造体は、「前記多孔質セラミックスは、炭化珪素である」ものとすることもできる。 The honeycomb structure according to the present invention, "the porous ceramics, silicon carbide" can be assumed.

上記構成の本発明によれば、多孔質セラミックスとして、高強度で耐熱性に優れる炭化珪素を用いることにより、空隙の多い構造であり、高温の環境下で使用されるハニカム構造体として、より適したものとなる。 According to the present invention having the above structure, a porous ceramic, by using a silicon carbide excellent in heat resistance at high strength, a high structural voids, a honeycomb structure is used in a high temperature environment, more suitable the thing was. また、優れた耐熱性を有することにより、堆積したPMを燃焼させるためにハニカム構造体を加熱する場合であっても、加熱による変形や溶損の生じ難いものとなる。 Also, by having an excellent heat resistance, even when heating the honeycomb structure to burn the deposited PM, it becomes difficult to occur deformation or melting by heating.

以上のように、本発明の効果として、排気中のPMの捕集効率が高く、初期圧力損失が小さいと共に、PMの捕集に伴う圧力損失の増大が抑制されたハニカム構造体を提供することができる。 As described above, providing as an effect of the present invention, high trapping efficiency of the PM in the exhaust, with the initial pressure loss is small, the honeycomb structure increase is suppressed in the pressure loss due to the trapping of PM can.

以下、本発明の最良の一実施形態であるハニカム構造体について、図1乃至図4に基づいて説明する。 DETAILED DESCRIPTION of the honeycomb structure which is an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. ここで、図1は本実施形態のハニカム構造体の構成を模式的に示す(a)側断面図、及び(b)横断面図であり、図2は平均気孔直径と初期圧力損失との関係を示すグラフであり、図3は平均気孔直径と圧縮強度との関係を示すグラフであり、図4は隔壁の厚さと圧力損失との関係を示すグラフであり、図5は本実施形態のハニカム構造体についてPM堆積量の増加に伴う圧力損失の変化を比較例と対比して示すグラフである。 Here, FIG. 1 is a configuration of a honeycomb structure of the present embodiment schematically shows (a) side view, and (b) is a cross-sectional view, FIG. 2 is the relationship between the average pore diameter and the initial pressure loss is a graph showing, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the compressive strength and an average pore diameter, Figure 4 is a graph showing the relationship between the thickness and the pressure loss of the partition wall, Fig 5 is a honeycomb of this embodiment is a graph showing in comparison with a comparative example changes in pressure loss accompanying an increase in the PM accumulation amount about the structure. なお、本実施形態では、本発明のハニカム構造体を、ディーゼルエンジンの排気からPMを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、「DPF」と称する)として適用する場合を例示する。 In the present embodiment, the honeycomb structure of the present invention, a diesel particulate filter (hereinafter, referred to as "DPF") for trapping the PM from the exhaust of a diesel engine illustrating a case of applying a.

本実施形態のハニカム構造体10は、図1(a),(b)に示すように、多孔質セラミックスで構成され単一の方向に延びて列設された複数の隔壁2により区画された複数のセル3を備え、水銀圧入法により測定された隔壁2の気孔直径の平均値が1μm〜20μmであり、気孔直径を常用対数で表した場合の気孔径分布の標準偏差が0.20以下であり、かつ、隔壁の厚さdが0.05mm〜0.7mmとされている。 Multiple honeycomb structures 10 of the present embodiment, FIG. 1 (a), which is defined by (b), the plurality of partition walls 2 which are column set extend in a single direction is composed of a porous ceramic comprises a cell 3, the average value of the measured pore diameters of the partition walls 2 by mercury porosimetry 1 m to 20 m, with a standard deviation of pore diameter distribution in the case of representing the pore diameter common logarithm 0.20 or less There, and the thickness d of the partition wall is a 0.05Mm~0.7Mm. なお、図1(a)はガスが流入・流出する方向に平行な側断面図であり、図1(b)はこれに直交する横断面図である。 Incidentally, FIG. 1 (a) is a side sectional view parallel to the direction of inflow and outflow of gas, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view orthogonal thereto.

より詳細に説明すると、本実施形態の多孔質セラミックスは炭化珪素であり、列設された複数のセル3は、一方向に開放したセル3aと他方向に開放したセル3bとが交互となるように、それぞれのセル3の一端が封止部6によって封止されている。 More particularly, the porous ceramic of the present embodiment is silicon carbide, a plurality of cells 3 which are arrayed in, so that the cells 3b which open to the cell 3a and the other direction which is open in one direction is alternately the one end of each cell 3 is sealed by the sealing portion 6.

かかる構成のハニカム構造体10では、図1(a)に一点鎖線で示したように、PMを含むディーゼル排気をセル3aの開端から流入させると、ガスは多孔質の隔壁2を通過してから、他方向に開口したセル3bの開端から流出する。 In the honeycomb structure 10 having such a structure, as shown by the one-dot chain line in FIG. 1 (a), when flowing the diesel exhaust gas containing a PM from the open end of the cell 3a, the gas after passing through the partition wall 2 of the porous , it flows out from the open end of the cell 3b opened in the other direction. そして、ガスが隔壁2を通過する際に、隔壁の表面及び気孔内にPMが捕集される。 Then, the gas passes through the partition walls 2, PM is trapped on the surface and within the pores of the partition walls.

次に、気孔径と初期圧力損失、及び気孔径と圧縮強度との関係について検討した結果を示す。 Next, the results of investigation of the relationship pore diameter and the initial pressure loss, and the pore diameter and the compressive strength. 検討には、平均気孔直径以外は上記の構成であり、気孔率約57%、セル密度169セル/平方インチ(2.62セル/10 −3 )であるハニカム構造体について、平均気孔径(直径)の異なるものを複数作製して使用した。 The study, except the average pore diameter is above configuration, about 57% porosity, the honeycomb structure is the cell density of 169 cells / square inch (2.62 cells / 10 -3 m 2), an average pore diameter using a plurality prepare different ones of (diameter). また、初期圧力損失は、サイズが直径約100mm,長さ約140mmの円柱状のハニカム構造体を、PMを全く捕集させていない状態でガス流路に設置し、流量5Nm /minの空気を流通させ、流入側と流出側の差圧を測定して求めた。 The initial pressure loss, size diameter of about 100 mm, a cylindrical honeycomb structure having a length of about 140 mm, and placed in the gas flow path in a state that has not been completely trapped PM, the flow rate of 5 Nm 3 / min air was circulated, it was determined by measuring the differential pressure of the inlet side and the outlet side. なお、平均気孔径は、島津製作所製ポアサイザ9310を使用して水銀圧入法により測定した気孔径分布からメディアン径として求めた。 The average pore diameter was obtained as a median diameter from the pore size distribution using was measured by mercury porosimetry manufactured by Shimadzu Poasaiza 9310. また、気孔率は、アルキメデス法により求めた。 The porosity was determined by the Archimedes method.

その結果、図2に示すように、平均気孔直径が約25μm以上の範囲では、初期圧力損失はほぼ一定で6kPa未満と小さいが、平均気孔径が十数μmより小さくなると、初期圧力損失は急激に増大した。 As a result, as shown in FIG. 2, in the range the average pore diameter is more than about 25 [mu] m, the initial pressure loss is small and less than 6kPa substantially constant, the average pore diameter is less than ten [mu] m, the initial pressure loss abruptly It was increased to.

一方、上記の複数のハニカム構造体について、ガスを流通させる方向(A axis)及びこれに直交する方向(B axis)の圧縮強度を、自動車技術会規格JASO M505−87に基づきクロスヘッドスピード1mm/minで測定し、気孔径と圧縮強度との関係について調べた。 On the other hand, the plurality of honeycomb structures described above, the compressive strength in the direction (B axis) perpendicular to the direction (A axis), and this circulating gas, crosshead speed 1mm based on Automotive Technology Association Standard JASO M505-87 / measured in min, and examined the relationship between the pore diameter and the compressive strength. その結果を、図3に示す。 The results, shown in Figure 3. 一般的に、機械的強度と気孔径とは相反する関係にあるが、図3においてもその傾向は顕著であり、20μm前後を境として、それより気孔直径が大きくなると、圧縮強度は大きく低下した。 Generally, there is a contradictory relationship between the mechanical strength and the pore diameter, also the tendency is remarkable in FIG. 3, a boundary before and after 20 [mu] m, when it from the pore diameter increases, the compressive strength was decreased significantly .

以上の結果より、気孔径が大きいほど初期圧力損失を小さくすることができるが、機械的強度をある程度維持しつつ、気孔直径を大きくすることができる限度は、20μm程度であると考えられた。 From the above results, it is possible to reduce the initial pressure loss as the pore diameter is large, while still maintaining some mechanical strength, limits can be increased pore diameter, was considered to be about 20 [mu] m. 従って、上記のように、気孔直径の平均値が1μm〜20μmに設定された本実施形態のハニカム構造体によれば、機械的強度をある程度維持しつつ、初期圧力損失を小さく抑えることができる。 Therefore, as described above, according to the honeycomb structure of the present embodiment the average value of the pore diameter is set to 1 m to 20 m, while still maintaining some mechanical strength, it is possible to reduce the initial pressure loss.

次に、隔壁の厚さと圧力損失との関係について検討した結果を示す。 Next, the results of investigation of the relationship between the thickness and the pressure loss of the partition wall. 検討のために用いたハニカム構造体は、以下の方法により作製した。 Honeycomb structure used for study was prepared by the following method. まず、平均粒径(直径)12μmのSiC粉末75重量%、平均粒径(直径)10μmのSi 粉末20重量%、及び、平均粒径(直径)15μmのC粉末5重量%の混合粉末を、有機バインダー(メチルセルロース)、水、界面活性剤と混合、混練し、次いで、混練物を押出成形によりハニカム状に成形した。 First, the average particle size (diameter) 12 [mu] m SiC powder 75 wt% of an average particle size (diameter) 10μm Si 3 N 4 powder 20% by weight, and, mixing the average particle size (diameter) 15 [mu] m C powder 5% by weight of powder, organic binder (methyl cellulose), mixing water, a surfactant, and kneaded, then molded kneaded product by extrusion into a honeycomb shape. このとき、押出成形の金型の設定により、隔壁の厚さの異なるものを複数種類作製した。 At this time, by setting the mold of the extrusion molding, a plurality kinds produce different ones of thickness of the partition wall. その後、それぞれの成形体を、非酸化性雰囲気下で2300℃,10分間焼成することにより、ハニカム構造体を作製した。 Thereafter, each molded body, 2300 ° C. in a non-oxidizing atmosphere, followed by firing for 10 minutes to prepare a honeycomb structure. なお、それぞれのハニカム構造体は、何れもセル密度を200セル/平方インチ(3.10セル/10 −3 )とし、直径約140mm,長さ約150mmの円柱状とした。 Note that each of the honeycomb structure, both the cell density was 200 cells / square inch (3.10 cells / 10 -3 m 2), and a diameter of about 140 mm, a length of about 150mm cylindrical.

得られたハニカム構造体について、上記の装置を用いて、水銀圧入法により気孔径分布を測定し、累積気孔径分布より平均気孔直径(メディアン径)を求め、更に、水銀圧入法により測定された気孔直径を常用対数で表した場合の気孔径分布の標準偏差を求めたところ、平均気孔径は8μm、標準偏差は0.16であった。 The obtained honeycomb structure, using the above apparatus, the pore diameter distribution measured by mercury porosimetry, to determine the average pore diameter than the accumulated pore size distribution (median diameter) was further measured by mercury porosimetry was the standard deviation of the pore size distribution when expressed pores diameter common logarithm, the average pore diameter is 8 [mu] m, the standard deviation was 0.16.

隔壁の厚さの異なる上記のハニカム構造体を、それぞれガス流路に設置し、PMを含むガスを流量5Nm /minで流通させ、PMがハニカム構造体の体積1リットル当たり2g(ハニカム構造体1m 当たりPM2kg)堆積した時点で、流入側と流出側の差圧を測定した。 Different above the honeycomb structure having a partition wall thickness of, respectively installed in the gas flow path, to flow a gas containing PM at a flow rate of 5 Nm 3 / min, PM is 2g per volume of 1 liter honeycomb structure (honeycomb structure at the time of the 1 m 3 per PM2kg) deposition was measured differential pressure of the inlet side and the outlet side. その結果を、図4に示す。 The results, shown in Figure 4.

図4から明らかなように、隔壁の厚さが増加するほど圧力損失は大きくなり、圧力損失が増大する程度は、隔壁の厚さが大きくなるほど著しいものであった。 As apparent from FIG. 4, the pressure loss as the thickness of the partition wall is increased becomes larger, the degree to which the pressure loss increases were those remarkable as the thickness of the partition wall increases. そして、隔壁の厚さが0.7mmを超えると、圧力損失はほぼ10kPaとなった。 When the partition wall thickness of more than 0.7 mm, the pressure loss was almost 10 kPa. ここで、圧力損失が10kPaを超えると、エンジンの負荷が大きくなるため、10kPaは、通常PMを燃焼させてDPFを再生させる目安とする値である。 Here, the pressure loss is more than 10 kPa, the load of the engine increases, 10 kPa is a value as a guide to regenerate the DPF by burning ordinary PM. これにより、隔壁の厚さは、0.7mm以下とすることが適切であると考えられた。 Thus, the thickness of the partition wall was considered that it is appropriate to 0.7mm or less.

以下、本実施形態の具体的な実施例について、比較例と対比しつつ説明する。 Hereinafter, specific examples of the present embodiment will be described in comparison with a comparative example. 実施例及び比較例1,2のハニカム構造体は、隔壁の厚さを除き、上記と同様に作製した。 The honeycomb structures of Examples and Comparative Examples 1 and 2, except for the thickness of the partition wall was prepared in the same manner as described above. 隔壁の厚さは、表1に示すように、実施例では0.3mm、比較例1では1.2mm、比較例3では0.03mmとした。 The thickness of the partition wall, as shown in Table 1, in the example was 0.3 mm, in Comparative Example 1 1.2 mm, and 0.03mm in Comparative Example 3. すなわち、比較例1は、隔壁の厚さが0.05mm〜0.7mmの範囲を超える例、比較例2は0.05mm〜0.7mmの範囲に満たない例である。 That is, Comparative Example 1 is an example in which the thickness of the partition wall exceeds the range of 0.05Mm~0.7Mm, Comparative Example 2 is an example that is less than the range of 0.05Mm~0.7Mm.

次に、実施例及び比較例1,2のハニカム構造体について、圧力損失の評価を行った。 Next, the honeycomb structures of Examples and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated for pressure drop. 評価は、ガス流路に設置したハニカム構造体に、PMを含むガスを流量5Nm /minで流通させ、PMの堆積量の増加に伴う圧力損失の変化を測定することにより行った。 The rating is a honeycomb structure installed in the gas flow path, to flow a gas containing PM at a flow rate of 5 Nm 3 / min, was carried out by measuring the change in pressure loss accompanying an increase in the deposition amount of PM. その結果を、図5に示す。 The results, shown in Figure 5.

図5から明らかなように、実施例ではPMが堆積していない時点での初期圧力損失も非常に小さく、PMの堆積に伴い圧力損失は緩やかに増加したものの、圧力損失の小さい値が維持された。 As apparent from FIG. 5, the initial pressure loss is also very small at the time no PM is deposited in the embodiment, the pressure loss due to PM deposition although increased slowly, small values ​​of the pressure loss is maintained It was. これに対し、隔壁が厚い比較例1では、初期圧力損失も実施例の4倍程度と大きく、更に、PMの堆積に伴って圧力損失は大きく上昇し、実施例の圧力損失との差もPMが堆積するほど広がった。 In contrast, in the partition wall is thick in Comparative Example 1, the initial pressure loss is large and 4 times that of Example further pressure loss is large and increases with deposition of PM, also the difference between the pressure loss of Example PM There was widespread enough to deposition. このことから、隔壁が厚い場合には、堆積したPMがガスの通過抵抗に与える影響は、極めて大きいと考えられた。 Therefore, when the partition wall is thick, deposited PM is the impact on the flow resistance of the gas was considered very large.

比較例2では、ガスの流通により隔壁に亀裂が生じ、亀裂を介してガスが流通してしまい、PMの捕集を行うことができなかった。 In Comparative Example 2, cracks occur in the partition wall by the flow of gas through the cracks will in circulation gas, can not be performed collecting the PM. また、圧力損失の評価も正しく行うことができなかった。 In addition, it was not possible to be done correctly evaluation of the pressure loss.

以上のように、「水銀圧入法により測定された気孔直径の平均値が1μm〜20μm」「気孔直径を常用対数で表した場合の気孔径分布の標準偏差が0.20以下」の二要件を満たすのみでは、実用的なDPFとして使用するハニカム構造体として不充分であり、隔壁の厚さが適切に設定されることが必要であると考えられた。 As described above, two requirements of the "average value of the measured pore diameters by mercury porosimetry 1μm~20μm" "standard deviation of the pore size distribution when expressed pores diameter common logarithm 0.20 or less" alone meet, is insufficient as a honeycomb structure for use as a practical DPF, was considered necessary that the thickness of the partition wall is set appropriately. そして、隔壁の厚さを0.05mm〜0.7mmとすることにより、亀裂の発生などの機械的強度の低下を招くおそれを低減できる限度で隔壁を薄くすることができ、初期圧力損失を小さくできると共に、初期圧力損失の小ささを維持しつつ、高い捕集効率でPMを捕集することができると考えられた。 By the 0.05mm~0.7mm the thickness of the partition wall, it is possible to reduce the partition wall to the extent of reducing the risk of deteriorating the mechanical strength such as cracking, small initial pressure loss it is possible, while maintaining a small initial pressure loss was considered to be able to trap PM in high collection efficiency.

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 Has been described by way of preferred embodiments for the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, as described below, without departing from the scope of the present invention, various improvements and it is possible to change the design.

例えば、上記の実施形態では、多孔質セラミックスとして炭化珪素を用いた場合を例示したが、これに限定されず、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等を使用することができる。 For example, in the above embodiment has exemplified a case of using silicon carbide as porous ceramics, the present invention is not limited thereto, silicon nitride, cordierite, alumina, mullite or the like can be used. また、熱膨張率が小さく耐熱衝撃性に優れたチタン酸アルミニウム等を使用することもできる。 It is also possible to the thermal expansion rate is used to reduce thermal shock resistance excellent aluminum titanate and the like.

また、本発明のハニカム構造体をDPFとして適用する場合を例示したが、これに限定されず、例えば、ガソリンエンジンやボイラー等の内燃機関から排出されるガスを浄化するフィルタとして、広く適用することができる。 Although the honeycomb structure of the present invention have been illustrated a case of applying as a DPF, not limited to this, for example, as a filter for purifying gas discharged from an internal combustion engine such as a gasoline engine or a boiler, widely applied to can.

本実施形態のハニカム構造体の構成を模式的に示す(a)側断面図、及び(b)横断面図である。 The structure of the honeycomb structure of the present embodiment schematically shows (a) side view, and (b) is a cross-sectional view. 平均気孔直径と初期圧力損失との関係を示すグラフである。 Is a graph showing the relationship between the average pore diameter and the initial pressure loss. 平均気孔直径と圧縮強度との関係を示すグラフである。 Is a graph showing the relationship between the average pore diameter and compression strength. 隔壁の厚さと圧力損失との関係を示すグラフである。 Is a graph showing the relationship between the thickness and the pressure loss of the partition wall. 本実施形態のハニカム構造体についてPM堆積量の増加に伴う圧力損失の変化を比較例と対比して示すグラフである。 The honeycomb structure of the present embodiment is a graph showing in comparison with a comparative example changes in pressure loss accompanying an increase in the PM accumulation amount.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2 隔壁3,3a,3b セル6 封止部10 ハニカム構造体 2 partition wall 3, 3a, 3b cell 6 sealing portion 10 honeycomb structural body

Claims (1)

  1. 多孔質セラミックスで構成され単一の方向に延びて列設された複数の隔壁により区画された複数のセル、及び、複数の前記セルが一方向に開放したセルと他方向に開放したセルとが交互となるように、それぞれの前記セルの一端を封止する封止部を備えたハニカム構造体であって、排ガスを前記一方向に開放したセルから流入させ、前記隔壁を通過させて前記他方向に開放したセルから流出させるディーゼルパティキュレートフィルタとして使用されるものであり、 A plurality of cells partitioned by a plurality of partition walls formed of porous ceramics are column set extend in a single direction, and, and a cell in which a plurality of the cell is opened in the cell and the other direction which is open in one direction as an alternating, one end of each of the cells a honeycomb structure with a sealing portion for sealing, allowed to flow from the cell having an open exhaust gas in the one direction, the other is passed through the partition wall is intended to be used as a diesel particulate filter to flow out from the cell which is open in the direction,
    前記多孔質セラミックスは、炭化珪素、窒化珪素、及びカーボンから得られた炭化珪素焼結体であり、 The porous ceramics, silicon carbide, a silicon nitride, and silicon carbide sintered body obtained from carbon,
    水銀圧入法により測定された前記隔壁の気孔直径の平均値が8μmであり、 The average value of the pore diameter of the partition walls measured by mercury porosimetry is 8 [mu] m,
    前記気孔直径を常用対数で表した場合の気孔径分布の標準偏差が0.16であり、 The standard deviation of the pore size distribution when expressed the pore diameter common logarithm is 0.16,
    パティキュレートマターを捕集するフィルタとして機能する前記隔壁の厚さが0.3mmであることを特徴とするハニカム構造体。 Honeycomb structure thickness of the partition wall that serves as a filter for collecting particulate matters is characterized in that it is a 0.3 mm.
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