JP5220152B2 - 目封止ハニカム構造体 - Google Patents
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Description
コージェライトを構成する原料(タルク、アルミナ、カオリンを所定量混合したもの)にバインダー、分散剤、水等を加えて混練し、成形用の坏土を作製した。この坏土を用いて押出成形し、ハニカム状の成形体(ハニカム成形体)を得た。次に、得られたハニカム成形体の所定のセルの入口端面側の開口部及び残余のセルの出口端面側の開口部に目封止材を充填した。目封止材の充填に際しては、開口部に目封止材が充填されたセルと目封止材が充填されないセルとが、各端面において市松模様状を呈するようにした。また、目封止材の組成はハニカム成形体の組成と同じになるようにした。その後、このハニカム成形体を所定の温度及び時間にて焼成し、外形が、直径144mm、長さ152mmの円柱形で、隔壁厚さが12mil(305μm)、セル密度が300cpsi(465キロセル/m2)、セル形状が四角形である目封止ハニカム構造体を得た。なお、この時点で、得られた目封止ハニカム構造体の目封止部の端部には、深さが0.11〜0.12mm程度の凹部(ヒケ)が生じていた。
目封止ハニカム構造体をディーゼルエンジンの排気管に取り付けた。そして、ディーゼルエンジンを運転して、目封止ハニカム構造体に排ガスを流通させ、目封止ハニカム構造体にスートを6g/l堆積させた後、排ガス温度を約600℃まで上昇させるとともに、排ガス流量を2m3/minに制御離して、目封止ハニカム構造体に堆積したスートを、下式(1)により求められる再生効率が50〜60%となるよう時間調整して燃焼させるという再生サイクルを20回繰り返した。その後、目封止ハニカム構造体を排気管から取り外して、出口端面にクラックが生じているかどうかを確認し、クラックが生じていなかった場合を「○」、クラックが生じていた場合を「×」とした。また、1回目の再生サイクルにおける、スートを燃焼させる前(スートを6g/l堆積させた状態)の目封止ハニカム構造体の圧力損失(1回目圧力損失)と、20回目の再生サイクルにおける、スートを燃焼させる前(スートを6g/l堆積させた状態)の目封止ハニカム構造体の圧力損失(20回目圧力損失)とを測定し、20回目圧力損失が1回目圧力損失の2倍以下であった場合を「○」、2倍超であった場合を「×」とした。
再生効率(%)=(初期スート量−再生後スート量)/初期スート量×100 (1)
目封止ハニカム構造体の長さについて、許容可能な限界の値を設定し、その設定値に基づいて、目封止ハニカム構造体を収容(キャニング)するための金属容器を作製した。この金属容器に目封止ハニカム構造体を押し込んで収容した後、金属容器の入口と出口とにコーンを装着した。そして、この金属容器に、振動加速度30G、振動周波数100Hzの振動を加えながら、150℃で10分間保持した後、800℃に昇温して10分間保持するという加熱加震サイクルを50回繰り返した。その後、金属容器から目封止ハニカム構造体を取り出して、金属容器との接触部位にクラックが生じているかどうかを確認し、クラックが生じていなかった場合を「○」、クラックが生じていた場合を「×」とした。
目封止ハニカム構造体の隔壁に酸化触媒を含むスラリーを塗布することにより、隔壁上に酸化触媒を担持させた後、これを金属容器に収容し、ディーゼルエンジンの下流部の排気系に、別途用意した酸化触媒担体とともに組み込んだ。次いで、ディーゼルエンジンを運転して、目封止ハニカム構造体に排ガスを流通させ、目封止ハニカム構造体にスートを6g/l堆積させた後、排ガス温度を約600℃まで上昇させて5分間保持することにより、目封止ハニカム構造体に堆積したスートを燃焼させる再生処理を行い、再生前のスート量(初期スート量)と再生後のスート量とから、上式(1)により再生効率を求め、再生効率が50%以上であった場合を「○」とし、50%未満であった場合を「×」とした。
実施例1〜3、参考例1及び2並びに比較例1と同様にして、端面研磨による平滑化処理を施す前の目封止ハニカム構造体を得、これを比較例2の目封止ハニカム構造体とした。この比較例2の目封止ハニカム構造体について、実施例1〜3、参考例1及び2並びに比較例1と同様の方法により、耐クラック性、圧力損失増加率、キャニング性及び再生性能を評価し、その評価結果を表1に示した。
実施例1〜3、参考例1及び2並びに比較例1と同様にして、端面研磨による平滑化処理を施す前の目封止ハニカム構造体を得、この目封止ハニカム構造体の各端面(入口端面及び出口端面)に対し、緻密化材料をスプレー塗布した後、約500℃で乾燥して、比較例3の目封止ハニカム構造体を得た。なお、緻密化材料は、コージェライトを構成する原料(タルク、アルミナ、カオリンを所定量混合したもの)に、バインダーや造孔材、分散材、水等を加えて混練し、スプレー塗布に適した粘度に調整することにより作製した。緻密化材料をスプレー塗布し、乾燥した後の目封止部の端部の凹部の深さHは、0.02mm未満となっていた。この比較例3の目封止ハニカム構造体について、実施例1〜3、参考例1及び2並びに比較例1と同様の方法により、耐クラック性、圧力損失増加率、キャニング性及び再生性能を評価し、その評価結果を表1に示した。
Claims (1)
- 流体の入口側となる入口端面と流体の出口側となる出口端面との間を連通する複数のセルが、多孔質の隔壁によって区画形成されたハニカム構造体と、所定のセルの前記入口端面側の開口部及び残余のセルの前記出口端面側の開口部を目封止する目封止部とを備えた目封止ハニカム構造体であって、
前記目封止部が、前記目封止部の構成材料を前記各セルに充填後、焼成することにより形成されたものであり、
前記入口端面及び出口端面のそれぞれの外周から少なくとも幅20mmの領域において、前記焼成時に前記目封止部の端部に生じた凹部の深さが0.02mm未満となるように、端面研磨による平滑化処理が施されているとともに、前記入口端面及び出口端面のそれぞれに内包される最大の円の中心を中心とし、前記最大の円の直径の40%の長さの直径を持つ円の内側の領域においては、前記端面研磨による平滑化処理が施されていない目封止ハニカム構造体。
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