JP5438342B2 - Honeycomb filter manufacturing method and honeycomb filter - Google Patents

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Description

本発明は、排気ガス中の粒子状物質を捕集するハニカムフィルタの製造方法及び前記製造方法により製造されるハニカムフィルタに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb filter for collecting particulate matter in exhaust gas, and a honeycomb filter manufactured by the manufacturing method.

環境への影響を考慮して、自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を、排気ガスから除去する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質(パティキュレート・マター、(PMともいう))の除去に関する規制は、世界的に強化される傾向にある。このような事情から、PMを捕集し除去するためのDPF(ディーゼル・パティキュレート・フィルタ)が注目を集めている。   In consideration of the impact on the environment, particulate matter contained in exhaust gas emitted from internal combustion engines such as automobile engines, construction machinery engines, stationary engines for industrial machinery, and other combustion equipment, is removed from the exhaust gas. There is a growing need for removal. In particular, regulations regarding the removal of particulate matter (particulate matter, also referred to as PM) discharged from diesel engines tend to be strengthened globally. Under such circumstances, DPF (diesel particulate filter) for collecting and removing PM has been attracting attention.

DPFの一態様として、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定のセルと、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセルと、が交互に配設され、所定のセルが開口する一方の端部から流入した流体(排気ガス)が、隔壁を透過し、残余のセル側へ透過流体として流出し、更に、残余のセルが開口する他方の端部から流出することによって、排気ガス中のPMが捕集除去されるハニカムフィルタを挙げることが出来る。このハニカムフィルタのような、排気ガスが多孔質の隔壁を透過する構造のフィルタ(ウォールフロー型のフィルタ)は、濾過面積を大きくとれることから、濾過流速(隔壁透過流速)を低くすることが出来、圧力損失が小さく、且つ、粒子状物質の捕集効率が比較的良好なものである。   As one aspect of the DPF, a predetermined cell having a porous partition wall that partitions and forms a plurality of cells that serve as fluid flow paths, one end of which is open and the other end is plugged, The remaining cells whose end portions are plugged and the other end portions are opened alternately are arranged, and fluid (exhaust gas) flowing in from one end portion where predetermined cells open is separated by the partition walls. And a honeycomb filter in which PM in exhaust gas is collected and removed by flowing out from the other end where the remaining cells open. I can do it. A filter (wall flow type filter) having a structure in which exhaust gas permeates through porous partition walls, such as this honeycomb filter, can reduce the filtration flow rate (partition wall permeation flow rate) because the filtration area can be increased. The pressure loss is small, and the particulate matter collection efficiency is relatively good.

しかし、前述のようなハニカムフィルタを適用したDPFでは、以下のような改善すべき課題を抱えていた。   However, the DPF to which the honeycomb filter as described above is applied has the following problems to be improved.

(a)DPFは、クリーンな状態からPMの捕集を開始すると、先ず、多孔質の隔壁の細孔にPMが侵入して隔壁の内部でPMが捕集される深層濾過と、隔壁の表面でPMが捕集される表面濾過の状態となり、やがて隔壁の表面にPMが堆積されると、それ以降は、PMが層を形成して、その層自体がフィルタの役割を果たすケーク濾過に移行する。そして、このような濾過作用の進行において、初期の深層濾過の過程では、隔壁の内部(細孔)にPMが堆積していく。そのため、PM捕集開始直後に、隔壁の実質的な気孔率が低下し、隔壁を通過する排気ガスの流速が速くなって、急激に圧力損失が上昇する場合がある。このようなPM捕集開始直後の急激な圧力損失の上昇は、エンジン性能を低下させる要因となり、好ましくない。   (A) When the DPF starts to collect PM from a clean state, first, the PM enters the pores of the porous partition wall, and the depth of the filtration is collected inside the partition wall, and the surface of the partition wall When PM is deposited on the surface of the partition wall, PM will form a layer and the layer itself will move to cake filtration that acts as a filter. To do. In the progress of such filtering action, PM accumulates inside the partition walls (pores) in the initial depth filtration process. Therefore, immediately after the start of PM collection, the substantial porosity of the partition walls may decrease, the flow rate of exhaust gas passing through the partition walls may increase, and the pressure loss may increase rapidly. Such a sudden increase in pressure loss immediately after the start of PM collection becomes a factor of deteriorating engine performance, which is not preferable.

(b)DPFでは、一定のPMが捕集され堆積した時点で、PMを燃焼除去し、再生する必要がある。この場合において、一般的に、堆積したPMの量は、圧力損失から推定される。ところが、従来の隔壁細孔構造を有するDPFでは、再生時に隔壁の表面に堆積したPMが燃焼しやすく、一部隔壁の内部で捕集されたPMが燃え残り、圧力損失が初期の値に戻らず、PMの全体堆積量に対してヒステリシスを持つようになり、圧力損失から精度よくPMの量を推定することが出来ず、好ましくない。   (B) In DPF, when a certain amount of PM is collected and deposited, it is necessary to burn and remove the PM and regenerate it. In this case, generally, the amount of accumulated PM is estimated from the pressure loss. However, in the DPF having the conventional partition wall pore structure, PM deposited on the surface of the partition wall at the time of regeneration is easily combusted, and the PM trapped inside the partition wall remains unburned, and the pressure loss returns to the initial value. Therefore, it has a hysteresis with respect to the total accumulation amount of PM, and the amount of PM cannot be accurately estimated from the pressure loss, which is not preferable.

(c)DPFは、その隔壁の細孔径が小さく且つ隔壁の厚さが厚いほど、PMを効率よく捕集することが出来る。又、隔壁の内部(細孔)へのPMの侵入を防止し、早期にケーク濾過へ移行させるためにも、隔壁の細孔径は小さくする方が好ましい。しかしながら、隔壁の細孔径を小さくし、隔壁を厚くすれば、PM堆積以前の隔壁自体の圧力損失の増大を招来し、エンジン性能を低下させる要因となるため、望ましくない。   (C) DPF can collect PM more efficiently as the pore diameter of the partition wall is smaller and the partition wall thickness is larger. In order to prevent PM from entering the interior (pores) of the partition walls and to shift to cake filtration at an early stage, it is preferable to reduce the pore diameter of the partition walls. However, reducing the pore diameter of the partition walls and increasing the thickness of the partition walls is not desirable because it causes an increase in pressure loss of the partition walls before PM deposition and causes engine performance to deteriorate.

このような問題を解決する方法として、多孔質の隔壁に表層を形成した多層構造を採るハニカムフィルタが提案されている。   As a method for solving such a problem, a honeycomb filter having a multilayer structure in which a surface layer is formed on a porous partition wall has been proposed.

このような多層構造の隔壁を有するフィルタとして、以下の特許文献1〜3がある。   The following Patent Documents 1 to 3 are examples of filters having such a multi-layer structure.

特許文献1では、モノリス材料の平均孔寸法より小さい平均孔寸法を有するマイクロポーラス被膜を有する逆洗可能なフィルタであって、被膜の平均孔寸法が0.1〜5μm、セラミックの熱焼結又は反応性無機結合剤で結合されているフィルタを備えたろ過装置が開示されている。このフィルタを備えたろ過装置では、原材料の微粒子が多孔質材料の孔の中に侵入するのを、前述の被膜が実質的に阻止する構成が採用されている。   In Patent Document 1, a backwashable filter having a microporous coating having an average pore size smaller than the average pore size of a monolith material, wherein the average pore size of the coating is 0.1 to 5 μm, A filtration device comprising a filter bonded with a reactive inorganic binder is disclosed. In the filtration apparatus provided with this filter, the structure which the above-mentioned film substantially blocks | prevents that the fine particle of a raw material penetrate | invades in the hole of a porous material is employ | adopted.

特許文献2では、表面に微孔質膜を備え、送給原料をろ液と粒状物を含むフィルターケーキに分離するための触媒ろ過デバイス及び方法が開示されている。また、同文献2では、目封じ構造、供給原料ガス、触媒塗布が開示されており、さらに、微細質膜の細孔直径が0.1〜0.5μm(平均細孔直径が多孔質材料のそれよりも小さい)であることが開示されている。   Patent Document 2 discloses a catalytic filtration device and method for separating a feed material into a filter cake containing a filtrate and a particulate matter by providing a microporous membrane on the surface. Further, the document 2 discloses a sealing structure, feed gas, and catalyst coating, and further, the pore diameter of the fine membrane is 0.1 to 0.5 μm (the average pore diameter is that of the porous material). Smaller than that).

特許文献3では、耐火粒子と耐火粒子が焼結する第2の温度よりも低い第1の温度で反応する熱反応性無機結合剤の混合物を、多孔質支持体上に被覆し、第一の温度で向き結合剤を反応させ、無機分離膜を形成する方法が開示されている。また、耐火性粒子がセラミック、無機結合剤が、ガラスフリット、微細な反応性粒子、無機コロイドであることも開示されている。   In Patent Document 3, a mixture of a refractory particle and a thermally reactive inorganic binder that reacts at a first temperature lower than a second temperature at which the refractory particle sinters is coated on a porous support, A method of forming an inorganic separation membrane by reacting an orientation binder at a temperature is disclosed. It is also disclosed that the refractory particles are ceramic and the inorganic binder is glass frit, fine reactive particles, inorganic colloid.

特表平6−506138号公報JP-T 6-506138 特表平7−505083号公報Japanese National Patent Publication No. 7-505083 特公平6−67460号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-67460

しかし、特許文献1、2においては、被膜、又は微孔質膜を形成する際に、どのようにしてそれらを形成するかについては、いずれの文献にも何ら開示されていない。とりわけ、PM捕集層の形成工程等は、その強度性のみならず、圧力損失の制御や、エンジン性能の向上、さらには、製造コストの低減化へと繋がる重要な問題であるため、そのような諸所の点について記載がない特許文献2のフィルタを備えたろ過装置では、前述の課題を解消するのには不十分であるといわざるを得ない。また、特許文献3については、無機分離膜を形成するに際し、焼成を何度も行っていることから、コスト負担が増加し実現性の低いものであり、前述の課題を解消するのには不十分であるといわざるを得ない。   However, Patent Documents 1 and 2 disclose nothing about how to form a film or a microporous film when forming a film or a microporous film. In particular, the process of forming the PM trapping layer is an important problem that leads not only to its strength, but also to pressure loss control, engine performance improvement, and manufacturing cost reduction. It cannot be said that the filtration apparatus provided with the filter of Patent Document 2 that does not describe various points is insufficient to solve the above-described problems. Further, in Patent Document 3, since the firing is performed many times when forming the inorganic separation membrane, the cost burden is increased and the feasibility is low, and it is not possible to solve the above-mentioned problems. It must be said that it is enough.

本発明は、このような課題を解決すべく、研究が重ねられてなされたものであり、外周コートの熱処理と同時に、前記隔壁に捕集層を結合させる処理工程を有するハニカムフィルタの製造方法により、外周コートの熱処理とPM捕集層の熱処理を同時に行え、製造コストを低減可能、且つ、PM捕集層の強度を十分に備え、PMの初期捕集効率が高く、初期圧力損失増加率が低く、PM堆積時の圧力損失が小さく、ヒステリシス特性が小さく、再生特性を十分備え、さらに、性能、製造コスト、耐久性を兼ね備えるハニカムフィルタの製造方法を提供するものである。とりわけ、ハニカムフィルタにおける隔壁内へのPMの堆積を抑制するだけでなく圧損ヒステリシス回避でき、さらに圧損低減、圧損リニアから圧損からの堆積PM量予測精度を向上し得る。   The present invention has been made in order to solve such problems, and has been made by a method for manufacturing a honeycomb filter having a treatment step of binding a trapping layer to the partition wall simultaneously with heat treatment of the outer peripheral coat. The heat treatment of the outer peripheral coat and the heat treatment of the PM trapping layer can be performed simultaneously, the manufacturing cost can be reduced, the PM trapping layer has sufficient strength, the PM initial trapping efficiency is high, and the initial pressure loss increase rate is high. The present invention provides a method for manufacturing a honeycomb filter that is low, has low pressure loss during PM deposition, has low hysteresis characteristics, has sufficient regeneration characteristics, and has performance, manufacturing cost, and durability. In particular, it is possible not only to suppress the PM accumulation in the partition walls in the honeycomb filter but also to avoid the pressure loss hysteresis, and further to reduce the pressure loss, and improve the accuracy of predicting the accumulated PM amount from the pressure loss from the pressure loss linear.

さらに、触媒担持付けを行うことによって、優れた浄化性能を有する触媒フィルタの製造方法を提供する。   Furthermore, a catalyst filter manufacturing method having an excellent purification performance is provided by carrying a catalyst.

また、前述の製造方法によって製造されたハニカムフィルタによって、製造コストを低減可能、且つ、PM捕集層の強度を十分に備え、PMの初期捕集効率が高く、初期圧力損失増加率が低く、PM堆積時の圧力損失が小さく、ヒステリシス特性が小さく、再生特性を十分備え、さらに、性能、製造コスト、耐久性を兼ね備えるハニカムフィルタを提供できる。また、前述の製造方法によって製造された触媒担持付けフィルタによって、さらに優れた触媒浄化処理機能を備えた触媒担持フィルタを提供する。   In addition, the honeycomb filter manufactured by the above-described manufacturing method can reduce the manufacturing cost, and is sufficiently equipped with the strength of the PM collection layer, has high PM initial collection efficiency, and has a low initial pressure loss increase rate, It is possible to provide a honeycomb filter having a small pressure loss during PM deposition, a small hysteresis characteristic, sufficient regeneration characteristics, and further having performance, manufacturing cost, and durability. In addition, a catalyst-carrying filter having a further excellent catalyst purification function is provided by the catalyst-carrying filter produced by the above-described production method.

[1] セラミック原料を含有する成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備える複数のハニカムセグメントを作製し、さらに前記ハニカムセグメントを、接合材を介して接合一体化して成形した集合体としてハニカムフィルタを製造する方法であって、前記ハニカムセグメントを接合一体化して成形し集合体とした後、前記集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、前記外周加工体の前記隔壁上にパティキュレート・マターを捕集する捕集層の前駆体を形成し、前記捕集層の前駆体を乾燥させて乾燥体を得、得られた前記乾燥体の外周に外周コートを塗布し、さらに、前記外周コートの熱処理と同時に、流入側の前記隔壁上全体に、捕集層の前駆体を結合させて捕集層を製膜する処理工程を有し、前記捕集層のピーク細孔径が2μm以上8μm未満であるハニカムフィルタの製造方法。 [1] A forming raw material containing a ceramic raw material is formed to produce a plurality of honeycomb segments having porous partition walls that partition and form a plurality of cells serving as fluid flow paths. Manufacturing a honeycomb filter as an aggregate formed by joining and integrating through an assembly, wherein the honeycomb segments are joined and integrated to form an aggregate, and then the outer periphery of the aggregate is ground to obtain an outer periphery processed body And forming a precursor of a collection layer for collecting particulate matter on the partition wall of the outer periphery processed body, and drying the precursor of the collection layer to obtain a dried body, which was obtained. A processing step of applying a peripheral coat to the outer periphery of the dry body, and further forming a trapping layer by bonding a precursor of the trapping layer to the entire partition wall on the inflow side simultaneously with the heat treatment of the peripheral coat. Have A method for manufacturing a honeycomb filter, wherein the trapping layer has a peak pore diameter of 2 μm or more and less than 8 μm.

[2] セラミック原料を含有する成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備える複数のハニカムセグメントを作製し、前記ハニカムセグメントを、接合材を介して接合一体化する前に、前記ハニカムセグメントの隔壁上にパティキュレート・マターを捕集する捕集層の前駆体を形成し、前記捕集層の前駆体を乾燥させて乾燥セグメント体を得、得られた乾燥セグメント体を接合し一体化した集合体とした後、前記集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、その後、得られた前記外周加工体の外周に外周コートを塗布して、前記外周コートの熱処理と同時に、流入側の前記隔壁上全体に、捕集層の前駆体を結合させて捕集層を製膜する処理工程を有し、前記捕集層のピーク細孔径が2μm以上8μm未満であるハニカムフィルタの製造方法。 [2] A forming raw material containing a ceramic raw material is formed to produce a plurality of honeycomb segments having porous partition walls that define a plurality of cells that serve as fluid flow paths, and the honeycomb segments are bonded to the bonding material. before integrally bonding via said to form a precursor of the trapping layer for trapping particulate matter on a honeycomb segment of the partition wall, to obtain a dried segment body by drying the precursor of the collecting layer After the obtained dried segment bodies are joined and integrated into an aggregate, the outer periphery of the aggregate is ground to form an outer periphery processed body, and then an outer periphery coat is formed on the outer periphery of the obtained outer periphery processed body. Applying the heat treatment of the outer peripheral coat, and having a treatment step of forming a collection layer by bonding the precursor of the collection layer to the entire partition wall on the inflow side, the peak of the collection layer Pore diameter of 2μm or more and 8μ The method for manufacturing a honeycomb filter is less than.

[3] 前記外周コートの熱処理温度が400〜800℃である[1]又は[2]に記載のハニカムフィルタの製造方法。 [3] The method for manufacturing a honeycomb filter according to [1] or [2], wherein a heat treatment temperature of the outer peripheral coat is 400 to 800 ° C.

[4] 前記セラミック原料が炭化珪素質からなる[1]〜[3]のいずれかに記載の前記ハニカムフィルタの製造方法[4] The method for manufacturing the honeycomb filter according to any one of [1] to [3], wherein the ceramic raw material is made of silicon carbide.

[5] [1]〜[4]のいずれかに記載のハニカムフィルタの製造方法によってハニカムフィルタを作製した後、得られたハニカムフィルタに触媒を担持して製造する触媒担持フィルタの製造方法。 [5] A method for manufacturing a catalyst-carrying filter, in which a honeycomb filter is manufactured by the method for manufacturing a honeycomb filter according to any one of [1] to [4], and then the catalyst is supported on the obtained honeycomb filter.

本発明に係るハニカムフィルタは、これをDPFとして適用することによって、以下の効果を奏する。   The honeycomb filter according to the present invention has the following effects when applied as a DPF.

外周コートの熱処理と同時に、前記隔壁に捕集層を結合させる処理工程を有するハニカムフィルタの製造方法により、外周コートの熱処理とPM捕集層の熱処理を同時に行え、製造コストを低減可能、且つ、PM捕集層の強度を十分に備え、PMの初期捕集効率が高く、初期圧力損失増加率が低く、PM堆積時の圧力損失が小さく、ヒステリシス特性が小さく、再生特性を十分備え、さらに、性能、製造コスト、耐久性を兼ね備えるハニカムフィルタの製造方法を提供できるといった優れた効果を奏することができる。とりわけ、ハニカムフィルタにおける隔壁内へのPMの堆積を抑制するだけでなく圧損ヒステリシス回避でき、さらに圧損低減、圧損リニアから圧損からの堆積PM量予測精度を向上し得る。   Simultaneously with the heat treatment of the outer peripheral coat, by the honeycomb filter manufacturing method having a treatment step of binding the trapping layer to the partition wall, the heat treatment of the outer peripheral coat and the heat treatment of the PM trapping layer can be performed simultaneously, and the manufacturing cost can be reduced, and The PM trapping layer has sufficient strength, the PM initial trapping efficiency is high, the initial pressure loss increase rate is low, the pressure loss during PM deposition is small, the hysteresis characteristics are small, and the regeneration characteristics are sufficient, It is possible to provide an excellent effect that a method for manufacturing a honeycomb filter having performance, manufacturing cost, and durability can be provided. In particular, it is possible not only to suppress the PM accumulation in the partition walls in the honeycomb filter but also to avoid the pressure loss hysteresis, and further to reduce the pressure loss, and improve the accuracy of predicting the accumulated PM amount from the pressure loss from the pressure loss linear.

さらに、触媒担持付けを行うことによって、優れた浄化性能を有する触媒フィルタの製造方法を提供する。   Furthermore, a catalyst filter manufacturing method having an excellent purification performance is provided by carrying a catalyst.

また、前述の製造方法によって製造されたハニカムフィルタによって、製造コストを低減可能、且つ、PM捕集層の強度を十分に備え、PMの初期捕集効率が高く、初期圧力損失増加率が低く、PM堆積時の圧力損失が小さく、ヒステリシス特性が小さく、再生特性を十分備え、さらに、性能、製造コスト、耐久性を兼ね備えるハニカムフィルタを提供できる。また、前述の製造方法によって製造された触媒担持付けフィルタによって、さらに優れた触媒浄化処理機能を備えた触媒担持フィルタを提供する。   In addition, the honeycomb filter manufactured by the above-described manufacturing method can reduce the manufacturing cost, and is sufficiently equipped with the strength of the PM collection layer, has high PM initial collection efficiency, and has a low initial pressure loss increase rate, It is possible to provide a honeycomb filter having a small pressure loss during PM deposition, a small hysteresis characteristic, sufficient regeneration characteristics, and further having performance, manufacturing cost, and durability. In addition, a catalyst-carrying filter having a further excellent catalyst purification function is provided by the catalyst-carrying filter produced by the above-described production method.

本発明に係るハニカムフィルタの製造方法の一の実施形態であって、その処理工程を示すフロー図である。It is one Embodiment of the manufacturing method of the honey-comb filter which concerns on this invention, Comprising: It is a flowchart which shows the process process. 本発明に係るハニカムフィルタの製造方法の別の実施形態であって、その処理工程を示すフロー図である。It is another embodiment of the manufacturing method of the honey-comb filter which concerns on this invention, Comprising: It is a flowchart which shows the treatment process. 従来のハニカムフィルタの製造方法であって、その処理工程を示すフロー図である。It is a manufacturing method of the conventional honeycomb filter, Comprising: It is a flowchart which shows the treatment process. 従来のハニカムフィルタの製造方法であって、その処理工程を示すフロー図である。It is a manufacturing method of the conventional honeycomb filter, Comprising: It is a flowchart which shows the treatment process. 本発明に係るハニカムフィルタの一実施形態を模式的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing one embodiment of a honeycomb filter according to the present invention. 本発明に係るハニカムフィルタの一実施形態を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a honeycomb filter according to the present invention. 図6におけるP部分を拡大して示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which expands and shows the P section in FIG. 本発明に係るハニカムフィルタの一実施形態を示す図であり、水銀圧入法によって求められる細孔分布を示すグラフである。1 is a diagram showing an embodiment of a honeycomb filter according to the present invention, and is a graph showing a pore distribution determined by a mercury intrusion method. 本発明に係るハニカムフィルタの一実施形態を示す図であり、隔壁の表面からの距離と、気孔率と、の関係を示すグラフである。1 is a diagram illustrating an embodiment of a honeycomb filter according to the present invention, and is a graph illustrating a relationship between a distance from a partition wall surface and a porosity. FIG. 本発明に係るハニカムフィルタのヒステリシス特性を表した図であり、圧力損失と容積あたりのPM堆積量との関係を示すグラフである。It is a figure showing the hysteresis characteristic of the honey-comb filter which concerns on this invention, and is a graph which shows the relationship between a pressure loss and PM deposition amount per volume. 本発明に係るハニカムフィルタにPM捕集層を製膜する状態を模式的に示した図であって、PM捕集層を製膜する前のハニカム構造体の断面を示したものである。It is the figure which showed typically the state which forms a PM collection layer in the honeycomb filter which concerns on this invention, Comprising: The cross section of the honeycomb structure before forming a PM collection layer is shown. 本発明に係るハニカムフィルタにPM捕集層を製膜する状態を模式的に示した図であって、ハニカム構造体に治具を取り付けて、PM捕集層形成用のスラリーをハニカムフィルタの上端面から流入させた状態を示した断面図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a state in which a PM trapping layer is formed on the honeycomb filter according to the present invention, wherein a jig is attached to the honeycomb structure, and the slurry for forming the PM trapping layer is placed on the honeycomb filter. It is sectional drawing which showed the state poured in from the end surface. 本発明に係るハニカムフィルタにPM捕集層を製膜する状態を模式的に示した図であって、PM捕集層形成用のスラリーをハニカムフィルタの下端面側から吸引した状態を模式的に示した断面図である。It is the figure which showed typically the state which forms PM collection layer in the honeycomb filter which concerns on this invention, Comprising: The state which attracted | sucked the slurry for PM collection layer formation from the lower end side of a honeycomb filter typically It is sectional drawing shown. 本発明に係るハニカムフィルタにPM捕集層を製膜する状態を模式的に示した図であって、PM捕集層形成用のスラリーをハニカムフィルタの隔壁上(排ガスの流入側に)製膜した状態を示した断面図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a PM trapping layer is formed on the honeycomb filter according to the present invention, in which a slurry for forming the PM trapping layer is formed on the partition walls of the honeycomb filter (on the exhaust gas inflow side). It is sectional drawing which showed the state which carried out.

以下、本発明のハニカムフィルタを実施するための形態について具体的に説明する。但し、本発明はその発明特定事項を備えるハニカムフィルタを広く包含するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the form for implementing the honeycomb filter of this invention is demonstrated concretely. However, the present invention broadly includes honeycomb filters having the invention-specific matters, and is not limited to the following embodiments.

[1]本発明のハニカムフィルタ:
本発明のハニカムフィルタの製造方法は、セラミック原料を含有する成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備える複数のハニカムセグメントを作製し、さらに前記ハニカムセグメントを、接合材を介して接合一体化して成形した集合体としてハニカムフィルタを製造する方法であって、前記ハニカムセグメントを接合一体化して成形し集合体とした後、前記集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、前記外周加工体の前記隔壁上にパティキュレート・マターを捕集する捕集層を形成し、前記捕集層を乾燥させて乾燥体を得、得られた前記乾燥体の外周に外周コートを塗布し、さらに、前記外周コートの熱処理と同時に、前記隔壁に捕集層を結合させる処理工程を有するハニカムフィルタの製造方法として構成されている。
[1] Honeycomb filter of the present invention:
The method for manufacturing a honeycomb filter according to the present invention includes forming a forming raw material containing a ceramic raw material to produce a plurality of honeycomb segments including porous partition walls that partition and form a plurality of cells serving as fluid flow paths. A method of manufacturing a honeycomb filter as an aggregate formed by bonding and integrating the honeycomb segments via a bonding material, the honeycomb segments being bonded and integrated to form an aggregate, and an outer periphery of the aggregate To form a peripheral processed body, to form a collection layer for collecting particulate matter on the partition wall of the peripheral processed body, and to obtain a dried body by drying the collection layer. In addition, a honeycomb filter having a processing step of applying an outer periphery coat to the outer periphery of the dried body, and further combining a trapping layer with the partition wall simultaneously with the heat treatment of the outer periphery coat. It is configured as a law.

すなわち、本発明のハニカムフィルタの製造方法では、図1に示されるように、(S1)セグメント成形、(S2)乾燥、(S3)目封じ、(S4)焼成、(S5)接合、(S6)乾燥、(S7)加工、(S8)捕集層コート、(S9)乾燥、(S10)外周コート、(S11)乾燥、(S12)熱処理を施すまでの((S1)〜(S12))の各工程を経て製造されるものである。   That is, in the honeycomb filter manufacturing method of the present invention, as shown in FIG. 1, (S1) segment molding, (S2) drying, (S3) plugging, (S4) firing, (S5) bonding, (S6) Drying, (S7) processing, (S8) collection layer coating, (S9) drying, (S10) outer periphery coating, (S11) drying, (S12) (S12) to (S12) until heat treatment is performed It is manufactured through a process.

[1−1]熱処理工程:
本発明のハニカムフィルタの製造方法で行われる熱処理工程は、セグメント成形をして乾燥させ、目封じを形成して焼成し、前述のセグメントを接合して集合体として乾燥させ、得られた集合体の外周を所望形状に加工するといった、各工程の処理を経た後に、さらに、(S8)捕集層コートをして(S9)乾燥させ、(S10)外周コートの熱処理と同時に、隔壁に捕集層を結合させる処理工程を有するものである。
[1-1] Heat treatment step:
The heat treatment step performed in the method for manufacturing a honeycomb filter of the present invention includes forming a segment, drying, forming a plug, firing, joining the above segments, and drying as an aggregate. After the processing of each step such as processing the outer periphery of the substrate into a desired shape, (S8) coating the collection layer, (S9) drying, and (S10) collecting on the partition simultaneously with the heat treatment of the outer periphery coating It has a processing step for bonding the layers.

ここで、従来の製造方法では、図3に示されるように、(P1)セグメント成形をして(P2)乾燥させ、(P3)目封じをした後(P4)焼成し、得られたハニカムセグメントを(P5)接合して集合体として(P6)乾燥させ、得られた集合体の外周を所望形状に(P7)加工して、(P8)外周コートを塗布する。そして、塗布した集合体を(P9)乾燥させて(P10)熱処理をし、さらに(P11)捕集層コートをした後、再び(P12)乾燥させて、DPFを製造していた(以下、適宜、「従来の製造方法1」という)。また、別の従来の製造方法として、図4に示されるように、(Q1)セグメント成形をして(Q2)乾燥させ、(Q3)目封じをした後(Q4)焼成し、得られたハニカムセグメントを(Q5)接合して集合体として(Q6)乾燥させる。そして、得られた集合体の外周を所望形状に(Q7)加工して、(Q8)外周コートを塗布した後に(Q9)乾燥させて(Q10)熱処理をし、さらに(Q11)捕集層コートをした後、さらに(Q12)乾燥させて、再び(Q13)熱処理をするものであった(以下、適宜、「従来の製造方法2」という)。   Here, in the conventional manufacturing method, as shown in FIG. 3, (P1) segment forming, (P2) drying, (P3) plugging, (P4) firing, and the resulting honeycomb segment (P5) are joined and dried as an aggregate (P6), the outer periphery of the resulting aggregate is processed into a desired shape (P7), and (P8) an outer peripheral coat is applied. The applied assembly was (P9) dried (P10) heat treated, (P11) coated with a collection layer and then (P12) dried again to produce a DPF (hereinafter referred to as appropriate) "Conventional manufacturing method 1"). As another conventional manufacturing method, as shown in FIG. 4, (Q1) segment forming, (Q2) drying, (Q3) plugging, (Q4) firing, and the resulting honeycomb The segments are (Q5) joined and dried as an aggregate (Q6). Then, the outer periphery of the resulting assembly is processed into a desired shape (Q7), (Q8) the outer periphery coat is applied, (Q9) is dried (Q10) is heat-treated, and (Q11) the collection layer coat Then, (Q12) was further dried, and (Q13) heat treatment was performed again (hereinafter referred to as “conventional production method 2” as appropriate).

しかし、前述の従来の製造方法1では、要するに、DPF製作後捕集層をコートするものであって、捕集層をコート後には熱処理を施さないものであるから、熱処理工程は増加して製造負担を増すものではないが、捕集層の強度が弱く、使用中に形成した捕集層が剥離するなどヒステリシス特性や、再生特性も不十分なものであった。さらに、前述の従来の製造方法2では、要するに、DPF製作後、外周コートを塗布した後に乾燥させて(Q10)熱処理をし、さらに(Q11)捕集層コートをした後、さらに(Q12)乾燥させて、再び(Q13)熱処理をするものであったから、熱処理行程を実施することで捕集層の強度は付与されるものの、製造過程で熱処理工程増加するため、製造コストが上昇し、価格競争力の劣るものとなっていた。   However, in the above-described conventional manufacturing method 1, in short, since the collection layer is coated after the DPF is manufactured, and after the collection layer is coated, the heat treatment is not performed. Although the burden is not increased, the strength of the collection layer is weak, and the hysteresis characteristics and the regeneration characteristics are insufficient, such as separation of the collection layer formed during use. Furthermore, in the above-described conventional manufacturing method 2, in short, after the DPF is manufactured, the outer periphery coat is applied and then dried (Q10), heat treatment is performed, and (Q11) the collection layer is coated, and then (Q12) is dried. (Q13) Since the heat treatment is performed again, the strength of the trapping layer is given by performing the heat treatment process, but the heat treatment process increases in the manufacturing process, resulting in an increase in manufacturing cost and price competition. It was inferior in power.

換言すれば、従来の製造方法1により製造されるハニカムフィルタでは、熱処理工程を経ないで形成するため、熱処理工程を経ないでPM捕集層を形成するものでは、熱処理工程が経ないが故に、PM捕集層の強度が脆弱となってしまい、圧力損失が上昇しやすくなり、結果的にエンジン性能を低下させる。また、従来の製造方法2により製造されるハニカムフィルタでは、DPFを作製後に再度熱処理をするため、PM捕集層の強度を維持できるものの、熱処理工程が増えるが故に、製造コストを増加させる。したがって、PM捕集層の強度を十分に有しながら、低コストで製造し得るものに至っていない。   In other words, since the honeycomb filter manufactured by the conventional manufacturing method 1 is formed without going through the heat treatment step, the PM trapping layer is formed without going through the heat treatment step. The strength of the PM trapping layer becomes fragile, and the pressure loss is likely to increase, resulting in a decrease in engine performance. Moreover, in the honeycomb filter manufactured by the conventional manufacturing method 2, since the heat treatment is performed again after the DPF is manufactured, the strength of the PM trapping layer can be maintained, but the heat treatment process increases, so that the manufacturing cost is increased. Therefore, it has not reached what can be manufactured at low cost while having sufficient strength of the PM trapping layer.

そこで、本実施形態のハニカムフィルタの製造方法では、前述のように構成されることにより、(S12)の熱処理工程で、外周コートの熱処理と同時に、PM捕集層を隔壁に結合させる熱処理を一度で処理できるため、PM捕集層の強度を維持、向上しながら、製造コストを低減して価格競争力を向上させるハニカムフィルタを製造するものである。とりわけ、(1)一体化してから捕集層を形成するため、セグメントに対して捕集層を形成する場合に比べ工数を少なくすることができ、(2)所定形状に加工してから捕集層を形成するため、加工等により利用されない部分に捕集層を形成することなく、捕集層材料を有効に使うことができる等の点で優れている。   Therefore, in the method for manufacturing a honeycomb filter of the present embodiment, with the above-described configuration, in the heat treatment step (S12), the heat treatment for bonding the PM trapping layer to the partition wall is performed at the same time as the heat treatment of the outer peripheral coat. Therefore, a honeycomb filter that reduces the manufacturing cost and improves the price competitiveness while maintaining and improving the strength of the PM trapping layer is manufactured. In particular, (1) since the collection layer is formed after being integrated, man-hours can be reduced as compared with the case where the collection layer is formed on the segments, and (2) the collection after processing into a predetermined shape. Since the layer is formed, it is excellent in that the collection layer material can be used effectively without forming the collection layer in a portion not used by processing or the like.

また、ハニカムフィルタの製造方法として、ハニカムセグメントを、接合材を介して接合一体化する前に、ハニカムセグメントの隔壁上に捕集層を形成し、捕集層を乾燥させて乾燥セグメント体を得、得られた乾燥セグメント体を接合し一体化した集合体とした後、集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、その後、得られた前記外周加工体の外周に外周コートを塗布して、前記外周コートの熱処理と同時に、前記隔壁に捕集層を結合させる処理工程を有することも好ましい形態の一つである。このような製造方法によれば、図2に示されるように、(T1)セグメント成形、(T2)乾燥、(T3)目封じ、(T4)焼成、(T5)捕集層コート、(T6)乾燥、(T7)接合、(T8)乾燥、(T9)加工、(T10)外周コート、(T11)乾燥、(T12)熱処理を施すまでの((T1)〜(T12))の各工程を経て製造されるため、(T12)の熱処理工程で、外周コートの熱処理と同時に、PM捕集層を隔壁に結合させる熱処理を一度で処理できるため、PM捕集層の強度を維持、向上しながら、製造コストを低減して価格競争力を向上させるハニカムフィルタを製造するものである。とりわけ、セグメント形状で捕集層の製膜を行うため、加工形状に応じた捕集層形成用の製膜治具が不要で、同一の製膜治具で製膜可能な点で好ましい製造方法である。   Further, as a method for manufacturing a honeycomb filter, before the honeycomb segments are joined and integrated through the joining material, a collecting layer is formed on the partition walls of the honeycomb segment, and the collecting layer is dried to obtain a dry segment body. After the obtained dried segment bodies are joined and integrated into an aggregate, the outer periphery of the aggregate is ground to form an outer periphery processed body, and then an outer periphery coat is applied to the outer periphery of the obtained outer periphery processed body And it is also one of the preferable forms to have the process process which combines a collection layer with the said partition simultaneously with the heat processing of the said outer periphery coat | court. According to such a manufacturing method, as shown in FIG. 2, (T1) segment molding, (T2) drying, (T3) plugging, (T4) firing, (T5) collection layer coating, (T6) Through the steps (T1) to (T12) until drying, (T7) bonding, (T8) drying, (T9) processing, (T10) outer periphery coating, (T11) drying, and (T12) heat treatment. Since it is manufactured, in the heat treatment step (T12), the heat treatment for bonding the PM collection layer to the partition wall can be performed at the same time as the heat treatment of the outer peripheral coat, while maintaining and improving the strength of the PM collection layer, A honeycomb filter that reduces manufacturing costs and improves price competitiveness is manufactured. In particular, since the collecting layer is formed in a segment shape, a film forming jig for forming a collecting layer according to the processing shape is unnecessary, and a preferable manufacturing method in that the film can be formed with the same film forming jig. It is.

より好ましいのは、外周コートの熱処理温度が400〜800℃であることが好ましい。このように所望の熱処理を行うことで、ハニカムセグメントと接合材あるいはハニカムセグメントと外周コート材の接着強度が向上し、機械的強度や再生時(PM燃焼時)の耐熱衝撃性を向上させることができる。   More preferably, the heat treatment temperature of the outer peripheral coat is 400 to 800 ° C. By performing the desired heat treatment in this way, the bonding strength between the honeycomb segment and the bonding material or the honeycomb segment and the outer peripheral coating material can be improved, and the mechanical strength and the thermal shock resistance during regeneration (during PM combustion) can be improved. it can.

さらに、前述のようなハニカムフィルタの製造方法によってハニカムフィルタを作製した後、得られたハニカムフィルタに触媒を担持して製造することも好ましい形態の一つである。このように隔壁内に触媒を担持することで、捕集したPMの酸化を促進することができる。また排ガス中にはPM以外に未燃の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物等が含まれ、これらを浄化する触媒を担持することで、優れた浄化性能を有する触媒フィルタを製造することができる。   Furthermore, it is also one of preferred embodiments that a honeycomb filter is manufactured by the method for manufacturing a honeycomb filter as described above, and then manufactured by supporting the catalyst on the obtained honeycomb filter. In this way, by supporting the catalyst in the partition walls, the oxidation of the collected PM can be promoted. In addition, exhaust gas contains unburned hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides, etc. in addition to PM, and by carrying a catalyst that purifies these, a catalyst filter having excellent purification performance can be manufactured. it can.

[1−2]本発明に係るハニカムフィルタの製造方法の具体的成形工程:
次に、本発明に係るハニカムフィルタの製造方法について説明する。本発明に係るハニカムフィルタの製造方法としては、たとえば次のような方法が一例として挙げられる。ただし、このようなハニカム構造体の作製方法に限らず、本願の構成を採用しながら、本願の効果を奏するものであれば、公知のハニカム構造体の作製方法を適宜用いて製造することもできる。
[1-2] Specific forming step of manufacturing method of honeycomb filter according to the present invention:
Next, a method for manufacturing a honeycomb filter according to the present invention will be described. Examples of the method for manufacturing a honeycomb filter according to the present invention include the following method. However, the present invention is not limited to such a method for manufacturing a honeycomb structure, and can be manufactured by appropriately using a known method for manufacturing a honeycomb structure as long as the configuration of the present application is employed and the effects of the present application are achieved. .

[1−2−1]ハニカムセグメントの成形:
図1に示されるS1のハニカムセグメントの成形工程(又は図2に示されるT1のハニカムセグメントの成形工程)では、先ず、ハニカムフィルタの基材の材料として挙げたものの原料を用い、その原料を混合、混練して坏土を形成する。ハニカム構造の基材の材料は特に限定されないが、セラミックを好適に用いることができ、強度、耐熱性、耐食性等の観点から、炭化珪素、珪素−炭化珪素複合材料、アルミナ、ムライト、コージェライト、アルミニウムチタネート又は窒化珪素のうちのいずれかであることが好ましい。
[1-2-1] Formation of honeycomb segment:
In the step of forming the honeycomb segment S1 shown in FIG. 1 (or the step of forming the honeycomb segment T1 shown in FIG. 2), first, the raw materials listed above are used as the base material of the honeycomb filter, and the raw materials are mixed. Kneaded to form a clay. The material of the substrate of the honeycomb structure is not particularly limited, but ceramic can be suitably used, and from the viewpoint of strength, heat resistance, corrosion resistance, etc., silicon carbide, silicon-silicon carbide composite material, alumina, mullite, cordierite, It is preferably either aluminum titanate or silicon nitride.

たとえば、ハニカムセグメント原料として、珪素−炭化珪素複合材料を隔壁の材料とする場合には、SiC粉末及び金属Si粉末を80:20の質量割合で混合し、水等の分散媒、造孔材を加えて、更に、これに有機バインダ等を添加して混練し、可塑性の坏土を形成する。SiC粉末及び金属Si粉末原料(成形原料)を混練して坏土を調製する手段は、特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることが出来る。   For example, when a silicon-silicon carbide composite material is used as the material for the partition walls as the honeycomb segment raw material, SiC powder and metal Si powder are mixed at a mass ratio of 80:20, and a dispersion medium such as water or a pore former is used. In addition, an organic binder or the like is further added and kneaded to form a plastic clay. The means for preparing the kneaded material by kneading the SiC powder and the metal Si powder raw material (forming raw material) is not particularly limited, and examples thereof include a method using a kneader, a vacuum kneader or the like.

また、上記のような成形原料に添加する有機バインダとしては、たとえば、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができ、これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。造孔材としては、グラファイト、澱粉、合成樹脂等を挙げることができ、焼成工程により飛散消失する性質のものであればよい。また、コークス等の無機物質や発泡樹脂等の高分子化合物、澱粉等の有機物質等を単独で用いるか組み合わせて用いてもよい。分散剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を挙げることができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the organic binder added to the molding raw material as described above include hydroxypropoxyl methylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, and polyvinyl alcohol. These may be used alone. You may use it in combination of 2 or more types. Examples of the pore-forming material include graphite, starch, synthetic resin, and the like, as long as they have the property of scattering and disappearing in the firing process. Further, inorganic substances such as coke, polymer compounds such as foamed resin, organic substances such as starch, etc. may be used alone or in combination. Examples of the dispersant include ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

次に、得られた坏土を、所定の金型を用いて流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備える、所望形状のハニカムセグメントを成形する。ここで、ハニカムセグメントを作製する方法は、特に制限はなく、押出成形、射出成形、プレス成形等の従来公知の成形法を用いることが出来る。中でも、上述のように調製した坏土を、所望のセル形状、隔壁の厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形する方法等を好適例として挙げることが出来る。ここで、ハニカム構造の基材の材料は特に限定されないが、セラミックを好適に用いることができ、強度、耐熱性、耐食性等の観点から、炭化珪素、珪素−炭化珪素複合材料、アルミナ、ムライト、コージェライト、アルミニウムチタネート又は窒化珪素のうちのいずれかであることが好ましい。   Next, a honeycomb segment having a desired shape is formed from the obtained clay with a porous partition wall that defines a plurality of cells serving as fluid flow paths using a predetermined mold. Here, the method for producing the honeycomb segment is not particularly limited, and conventionally known molding methods such as extrusion molding, injection molding, and press molding can be used. Among them, a preferable example is a method in which the clay prepared as described above is extruded using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density. Here, the material of the substrate of the honeycomb structure is not particularly limited, but ceramic can be suitably used, and from the viewpoint of strength, heat resistance, corrosion resistance, etc., silicon carbide, silicon-silicon carbide composite material, alumina, mullite, It is preferably one of cordierite, aluminum titanate or silicon nitride.

[1−2−2]乾燥:
図1に示されるS2の乾燥工程(又は図2に示されるT2の乾燥工程)では、得られたハニカムセグメント成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させて乾燥体を作製する。乾燥の手段は、特に制限はなく、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の、従来公知の乾燥法を用いることが出来る。中でも、成形体全体を迅速且つ均一に乾燥することが出来る点で、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥又は誘電乾燥とを組み合わせた乾燥方法が好ましい。
[1-2-2] Drying:
In the drying step of S2 shown in FIG. 1 (or the drying step of T2 shown in FIG. 2), the obtained honeycomb segment formed body is dried with a microwave dryer, and further dried completely with a hot air dryer. Create a body. The drying means is not particularly limited, and conventionally known drying methods such as hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying and the like can be used. Especially, the drying method which combined hot air drying and microwave drying or dielectric drying is preferable at the point which can dry the whole molded object rapidly and uniformly.

[1−2−3]目封じ部の形成:
図1に示されるS3の目封じ部の形成工程(又は図2に示されるT3の目封じ部の形成工程)では、以下のように目封止を形成する。まず目封止部の形成方法としては、目封止スラリーを、貯留容器に貯留しておく。そして、上記マスクを施した側の端部を、貯留容器中に浸漬して、マスクを施していないセルの開口部に目封止スラリーを充填して目封止部を形成する。他方の端部については、一方の端部において目封止されたセルについてマスクを施し、上記一方の端部に目封止部を形成したのと同様の方法で目封止部を形成する。これにより、上記一方の端部において目封止されていないセルについて、他方の端部において目封止され、他方の端部においても市松模様状にセルが交互に塞がれた構造となる。また、目封止は、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を形成した後に、施してもよい。
[1-2-3] Formation of plugged portion:
In the step of forming the plugged portion of S3 shown in FIG. 1 (or the step of forming the plugged portion of T3 shown in FIG. 2), plugging is formed as follows. First, as a method for forming the plugging portion, the plugging slurry is stored in a storage container. And the edge part by the side which gave the said mask is immersed in a storage container, a plugging slurry is filled into the opening part of the cell which is not giving the mask, and a plugging part is formed. For the other end, a mask is applied to the cells plugged at one end, and the plugged portion is formed in the same manner as the plugged portion is formed at the one end. As a result, the cells not plugged at the one end are plugged at the other end, and the cells are alternately closed in a checkered pattern at the other end. The plugging may be performed after the honeycomb formed body is fired to form the honeycomb fired body.

なお、目封止材としては、ハニカムセグメント原料と同様な材料を用いると、ハニカムセグメントとの焼成時の膨張率を同じにでき、耐久性の向上につながるため好ましい。   As the plugging material, it is preferable to use the same material as the honeycomb segment raw material because the expansion coefficient at the time of firing with the honeycomb segment can be made the same and the durability is improved.

[1−2−4]焼成:
図1に示されるS4の焼成工程(又は図2に示されるT4の焼成工程)では、前述のように目封止部を形成したハニカムセグメントを、まず焼成(仮焼き)する。この仮焼きは、脱脂のためにおこなわれるものであって、たとえば、酸化雰囲気において550℃で、3時間程度で行うものが挙げられるが、これに限られるものではなく、ハニカム成形体中の有機物(有機バインダ、分散剤、造孔材等)に応じて行われることが好ましい。一般に、有機バインダの燃焼温度は100〜300℃程度、造孔材の燃焼温度は200〜800℃程度であるので、仮焼温度は200〜1000℃程度とすればよい。仮焼時間としては特に制限はないが、通常は、1〜10時間程度である。
[1-2-4] Firing:
In the firing step of S4 shown in FIG. 1 (or the firing step of T4 shown in FIG. 2), the honeycomb segment in which the plugged portions are formed as described above is first fired (calcined). This calcining is performed for degreasing and includes, for example, one performed in an oxidizing atmosphere at 550 ° C. for about 3 hours, but is not limited to this, and the organic matter in the honeycomb formed body It is preferably carried out according to (organic binder, dispersant, pore former, etc.). Generally, the combustion temperature of the organic binder is about 100 to 300 ° C., and the combustion temperature of the pore former is about 200 to 800 ° C. Therefore, the calcining temperature may be about 200 to 1000 ° C. Although there is no restriction | limiting in particular as a calcination time, Usually, it is about 1 to 10 hours.

さらに、焼成(本焼成)を行う。この「本焼成」とは、仮焼体中の成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するための操作を意味する。焼成条件(温度・時間)は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。たとえば珪素−炭化珪素複合材料の場合、Ar不活性雰囲気で焼成温度、1400℃〜1500℃程度の焼成を行うが、これに限られるものではない。   Further, firing (main firing) is performed. The “main firing” means an operation for sintering and densifying the forming raw material in the calcined body to ensure a predetermined strength. Since the firing conditions (temperature and time) vary depending on the type of molding raw material, appropriate conditions may be selected according to the type. For example, in the case of a silicon-silicon carbide composite material, firing is performed at a firing temperature of about 1400 ° C. to 1500 ° C. in an Ar inert atmosphere, but is not limited thereto.

[1−2−5]接合:
図1に示されるS5の接合工程では、前述までの各工程を経て所望寸法の複数のハニカムセグメント(焼結体)を得た後、そのハニカムセグメントの周面に、接合用スラリーを塗布し、必要数のハニカムセグメントを互いに組み付けて圧着して、(乾燥前の)ハニカムセグメント接合体を得る。接合用スラリーの材料としては、無機繊維、無機バインダ、有機バインダ、及び無機粒子から構成されてなるものを好適例として挙げることが出来る。具体的には、無機繊維としては、例えば、アルミノシリケート、マグネシウムシリケート及びアルミナ等の酸化物繊維、その他の繊維(例えば、SiC繊維)等を挙げることが出来る。無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル、粘土等を挙げることが出来る。有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等を挙げることが出来る。無機粒子としては、例えば、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等のセラミックスを挙げることが出来る。これらの材料からなる接合用スラリーは、乾燥後更に400〜800℃の熱処理を行うことで、ハニカムセグメントと接合材の接着強度が向上し、機械的強度や再生時(PM燃焼時)の耐熱衝撃性を向上させることができる。
[1-2-5] Joining:
In the joining step of S5 shown in FIG. 1, after obtaining a plurality of honeycomb segments (sintered bodies) having desired dimensions through the respective steps described above, a slurry for joining is applied to the peripheral surface of the honeycomb segments, The required number of honeycomb segments are assembled together and pressure-bonded to obtain a bonded honeycomb segment assembly (before drying). As a material for the joining slurry, a material composed of inorganic fibers, an inorganic binder, an organic binder, and inorganic particles can be cited as a preferred example. Specifically, examples of the inorganic fiber include oxide fibers such as aluminosilicate, magnesium silicate, and alumina, and other fibers (for example, SiC fibers). Examples of the inorganic binder include silica sol, alumina sol, clay and the like. Examples of the organic binder include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, and methyl cellulose. Examples of the inorganic particles include ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, cordierite, alumina, and mullite. The bonding slurry made of these materials is further subjected to a heat treatment at 400 to 800 ° C. after drying, thereby improving the bonding strength between the honeycomb segment and the bonding material, and the mechanical strength and thermal shock during regeneration (at PM combustion). Can be improved.

[1−2−6]乾燥:
図1に示されるS6の乾燥工程では、前述のハニカムセグメント接合体を加熱乾燥によって硬化させて、全体形状が四角柱状の(乾燥後の)ハニカムセグメント接合体を得る。ここでの乾燥の手段は、前述と同様に、特に制限はなく、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の、従来公知の乾燥法を用いることが出来る。中でも、接合体全体を迅速且つ均一に乾燥することが出来る点で、熱風乾燥が乾燥方法として好ましい。
[1-2-6] Drying:
In the drying step of S6 shown in FIG. 1, the above-mentioned honeycomb segment bonded body is cured by heat drying to obtain a honeycomb segment bonded body having a square columnar shape (after drying). The drying means is not particularly limited as described above. For example, a conventionally known drying method such as hot air drying, microwave drying, dielectric drying, vacuum drying, vacuum drying, freeze drying, or the like can be used. I can do it. Among these, hot air drying is preferable as a drying method in that the entire bonded body can be quickly and uniformly dried.

[1−2−7]加工:
図1に示されるS7の加工工程では、前述の乾燥させたハニカムセグメント接合体を、円柱形状に研削加工し、セグメント構造を有する円柱形状のハニカム構造体を形成する。
[1-2-7] Processing:
In the processing step of S7 shown in FIG. 1, the dried honeycomb segment bonded body is ground into a cylindrical shape to form a cylindrical honeycomb structure having a segment structure.

[1−2−8]PM捕集層コート:
図1に示されるS8のPM捕集層コート(処理)工程では、前述のハニカム構造体の隔壁の、排ガスの流入側セル(流入側の隔壁表層)に、PM捕集層を製膜する。この製膜するPM捕集層の材料としては、捕集層を形成する骨材粒子と、その粒子どうし、及び、その粒子と隔壁を構成する粒子を結合させる結合材からなることが好ましい。また、骨材となる粒子としては、たとえば、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、ジルコニア、燐酸ジルコニウム、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材、珪素−炭化珪素複合材、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、チタニア、セリア、ジルコニア等のセラミックス、Fe−Cr−Al系金属、ニッケル系金属、又は金属Si等の無機粉体等を採用することができる。また、結合材としては、シリカゾル又はアルミナゾル等のコロイダルゾルや、膨潤して結合性を示す層状の粘土化合物等を含むものであることが好ましい。具体的には、コロイダルゾルとしてコロイダルシリカを、層状の粘土化合物としてモンモリロナイトを、それぞれ挙げることが出来る。これらを水に希釈してPM捕集層の製膜用のスラリーを形成して、ハニカム構造体の隔壁上にPM捕集層の前駆体を形成することができる。またPM捕集層の細孔構造を制御するために、熱処理で消失するような造孔材を加えて捕集層を形成しても良い。造孔材としては、特に限定はなく前述したハニカムセグメントの作製に用いられるもの等を好適に用いることが出来る。
[1-2-8] PM trapping layer coat:
In the PM collection layer coating (treatment) step of S8 shown in FIG. 1, the PM collection layer is formed on the exhaust gas inflow side cell (inflow side partition wall surface layer) of the partition wall of the honeycomb structure. The material for the PM trapping layer to be formed is preferably composed of aggregate particles that form the trapping layer, the particles, and a binder that binds the particles and the particles constituting the partition walls. Examples of the particles used as the aggregate include silicon carbide, silicon nitride, cordierite, mullite, alumina, zirconia, zirconium phosphate, spinel, silicon carbide cordierite composite material, silicon-silicon carbide composite material, and lithium aluminum. Ceramics such as silicate, aluminum titanate, titania, ceria, zirconia, inorganic powder such as Fe-Cr-Al metal, nickel metal, or metal Si can be employed. The binder preferably contains a colloidal sol such as silica sol or alumina sol, or a layered clay compound that swells and exhibits binding properties. Specifically, colloidal silica can be cited as the colloidal sol, and montmorillonite can be cited as the layered clay compound. These can be diluted with water to form a slurry for forming the PM trapping layer to form a PM trapping layer precursor on the partition walls of the honeycomb structure. Moreover, in order to control the pore structure of the PM trapping layer, a trapping layer that disappears by heat treatment may be added to form the trapping layer. The pore former is not particularly limited, and those used for the preparation of the honeycomb segment described above can be suitably used.

たとえば、PM捕集層を製膜するにあたり、まず炭化珪素粒子(平均粒子径12μm)100質量部、コロイダルシリカ(固形分濃度40%の溶液)40質量部、CMC(カルボキシメチルセルロース)溶液(2%固形分)100質量部、分散材1質量部、水800質量部を加え、よく撹拌して捕集層形成用のスラリーを調整する。次に、図11Aに示されるように、PM捕集層を形成したい側(流入側セル)を上にし、図11Bに示されるようにスラリーを溜める治具15a、15bをセットする。そして、(スラリー組成(固形分濃度)と重量で形成する捕集層の膜厚等が制御できるように)所定量のスラリーを計量し、PM捕集層を形成したい側(流入側セル)を上にした状態で、図11Bに示されるように、ハニカム端面(上端面)側からスラリー17を掛け流し、入口セルにスラリーを供給する。(なお、スラリー流入の際には、図11Bの符号15cに示される開閉弁は、スラリーが流れ出さないように閉めておく。)さらに、図11Cに示されるように、スラリー17を供給後、出口セル側(治具15bの開閉弁側)から吸引することで、ろ液を排出する。(ろ液を排出することで入口セル表層に捕集層の前駆体なる膜が形成する)。こうして、図11Dに示されるように、固形分(PM捕集層の、所謂膜骨材)がセル表面に堆積し、PM捕集層24が製膜された状態となる。PM捕集層を製膜する他の方法として、例えばポンプによる製膜スラリーの圧送による供給やスラリー中にハニカム構造体を浸漬する方法も用いることができる。   For example, in forming a PM trapping layer, first, 100 parts by mass of silicon carbide particles (average particle diameter 12 μm), 40 parts by mass of colloidal silica (solution with a solid content concentration of 40%), CMC (carboxymethylcellulose) solution (2%) (Solid content) 100 parts by mass, 1 part by mass of a dispersing agent, and 800 parts by mass of water are added and stirred well to prepare a slurry for forming a collection layer. Next, as shown in FIG. 11A, the side (inflow side cell) on which the PM trapping layer is to be formed is turned up, and jigs 15a and 15b for storing slurry are set as shown in FIG. 11B. And a predetermined amount of slurry is weighed (so that the film thickness etc. of the trapping layer to be formed can be controlled by the slurry composition (solid content concentration) and weight), and the side on which the PM trapping layer is to be formed (inflow side cell) In the above state, as shown in FIG. 11B, the slurry 17 is poured from the honeycomb end face (upper end face) side, and the slurry is supplied to the inlet cell. (When the slurry flows in, the on-off valve indicated by reference numeral 15c in FIG. 11B is closed so that the slurry does not flow out.) Further, as shown in FIG. 11C, after supplying the slurry 17, The filtrate is discharged by suction from the outlet cell side (on-off valve side of the jig 15b). (Draining the filtrate forms a film as a collection layer precursor on the inlet cell surface layer). Thus, as shown in FIG. 11D, the solid content (so-called membrane aggregate of the PM trapping layer) is deposited on the cell surface, and the PM trapping layer 24 is formed. As another method for forming the PM trapping layer, for example, a supply of the film forming slurry by pumping by a pump or a method of immersing the honeycomb structure in the slurry can be used.

また、本実施形態のハニカムフィルタの熱膨張係数は、使用するハニカムフィルタの材料、PM捕集層を構成する材料により決まる値で特に好ましい値はないが、両者の熱膨張係数の差が小さいことが好ましい。熱膨張係数の差が大きいと高温の排気ガスに晒された際の発生熱応力を許容範囲内に抑えることが出来ず、熱応力破壊が起きる可能性が考えられるからである。   Further, the thermal expansion coefficient of the honeycomb filter of the present embodiment is a value determined by the material of the honeycomb filter to be used and the material constituting the PM trapping layer and is not particularly preferable, but the difference between the thermal expansion coefficients of the two is small. Is preferred. This is because if the difference in thermal expansion coefficient is large, the generated thermal stress when exposed to high-temperature exhaust gas cannot be suppressed within an allowable range, and there is a possibility that thermal stress failure may occur.

[1−2−9]乾燥:
図1に示されるS9の乾燥工程では、前述のようにPM捕集層を製膜したハニカム構造体を、前述した乾燥手段で同様に乾燥処理して硬化させる。具体的には、熱風乾燥で、120℃、3時間で乾燥させるなどの条件で乾燥することができる。
[1-2-9] Drying:
In the drying step of S9 shown in FIG. 1, the honeycomb structure on which the PM trapping layer is formed as described above is similarly dried and cured by the above-described drying means. Specifically, it can be dried under conditions such as hot air drying at 120 ° C. for 3 hours.

[1−2−10]外周コート:
さらに、図1に示されるS10の外周工程では、乾燥させたPM捕集層を形成した後のハニカム構造体の周面を、外周コート用スラリーで被覆し、乾燥により硬化させることにより、外周コート層(外周壁、図5の外周コート層(外周壁)20参照)を備える円柱形状のハニカム構造体を形成する。また、外周コート用スラリーの材料は、接合用スラリーの材料と同様なものを好適に用いることができる。これらの材料からなる外周コート用スラリーは、乾燥後更に400〜800℃の熱処理を行うことで、ハニカムセグメントと外周コート材層の接着強度が向上し、機械的強度や再生時(PM燃焼時)の耐熱衝撃性を向上させることができる。
[1-2-10] Outer peripheral coat:
Further, in the outer peripheral step of S10 shown in FIG. 1, the peripheral surface of the honeycomb structure after the dried PM trapping layer is formed is coated with the outer peripheral coat slurry, and cured by drying, so that the outer peripheral coat is formed. A cylindrical honeycomb structure having a layer (outer peripheral wall, see outer peripheral coat layer (outer peripheral wall) 20 in FIG. 5) is formed. Further, the same material as that for the joining slurry can be suitably used as the material for the outer periphery coating slurry. The outer periphery coating slurry made of these materials is further subjected to heat treatment at 400 to 800 ° C. after drying, so that the adhesive strength between the honeycomb segment and the outer periphery coating material layer is improved, and mechanical strength and regeneration (at PM combustion) are improved. The thermal shock resistance of can be improved.

[1−2−11]乾燥:
その後、図1に示されるS11の乾燥工程では、前述と同様の乾燥手段によって、乾燥させる。
[1-2-11] Drying:
Thereafter, in the drying step of S11 shown in FIG. 1, drying is performed by the same drying means as described above.

[1−2−12]熱処理:
さらに、図1に示されるS12の熱処理工程では、前述のように外周コート層をコート、乾燥させたハニカム構造体を、700℃、30分間で熱処理して硬化させる。このようにすることによって、外周コートの熱処理と同時に、隔壁に捕集層を結合させる処理を行えることができ、新たな熱処理工程の増加を必要とせず、PM捕集層が排ガス流入側の隔壁上に製膜(形成)された所望のハニカムフィルタを得ることができる。
[1-2-12] Heat treatment:
Furthermore, in the heat treatment step of S12 shown in FIG. 1, the honeycomb structure coated and dried with the outer peripheral coat layer as described above is heat-treated at 700 ° C. for 30 minutes to be cured. By doing in this way, it is possible to perform the process of bonding the trapping layer to the partition wall at the same time as the heat treatment of the outer peripheral coat, and the PM trapping layer does not require an additional heat treatment step, and the PM trapping layer is located on the exhaust gas inflow side partition. A desired honeycomb filter formed (formed) thereon can be obtained.

[2]本発明の別の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法:
本発明の別の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法は、ハニカムセグメントを、接合材を介して接合一体化する前に、前記ハニカムセグメントの隔壁上に捕集層を形成し、前記捕集層を乾燥させて乾燥セグメント体を得、得られた乾燥セグメント体を接合し一体化した集合体とした後、前記集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、その後、得られた前記外周加工体の外周に外周コートを塗布して、前記外周コートの熱処理と同時に、前記隔壁に捕集層を結合させる処理工程を有するハニカムフィルタの製造方法として構成されている。
[2] Manufacturing method of honeycomb filter as another embodiment of the present invention:
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a honeycomb filter, in which a collecting layer is formed on partition walls of the honeycomb segment before the honeycomb segment is joined and integrated via a joining material, and the collecting layer is formed. Is dried to obtain a dry segment body, and the resulting dry segment body is joined and integrated into an aggregate, and then the outer periphery of the aggregate is ground to form a peripheral processed body. The honeycomb filter manufacturing method includes a processing step of applying an outer periphery coat to the outer periphery of the outer periphery processed body and simultaneously bonding the trapping layer to the partition walls at the same time as the heat treatment of the outer periphery coat.

すなわち、本発明の別の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法では、図2に示されるように、(T1)セグメント成形、(T2)乾燥、(T3)目封じ、(T4)焼成、(T5)捕集層コート、(T6)乾燥、(T7)接合、(T8)乾燥、(T9)加工、(T10)外周コート、(T11)乾燥、(T12)熱処理の各工程を経て製造されるものである。このような方法によりハニカムフィルタが製造されることにより、ハニカムセグメントに捕集層コート後に熱処理を行うことで、捕集層強度の強度付与を施すことができ、外周コート後に熱処理工程を行うことで、新たな熱処理工程も増加することもなくコスト負担の軽減となる。   That is, in the method for manufacturing a honeycomb filter as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, (T1) segment molding, (T2) drying, (T3) plugging, (T4) firing, (T5 ) Collecting layer coat, (T6) drying, (T7) bonding, (T8) drying, (T9) processing, (T10) outer periphery coating, (T11) drying, and (T12) heat treatment. It is. By manufacturing a honeycomb filter by such a method, it is possible to give strength to the collection layer by performing heat treatment after the collection layer coating on the honeycomb segment, and by performing a heat treatment step after the outer periphery coating. This reduces the cost burden without increasing the number of new heat treatment steps.

以下、具体的に本発明の別の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法を説明するが、本発明の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法と、同様の処理工程は可能な限り説明を省略し、差異が生じている点について説明することにする。したがって、省略した処理工程については、前述した本発明の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法を参照されたい。   Hereinafter, a method for manufacturing a honeycomb filter according to another embodiment of the present invention will be specifically described, but the description of the same processing steps as those of the method for manufacturing a honeycomb filter according to an embodiment of the present invention will be omitted as much as possible. The point where the difference occurs will be explained. Therefore, for the omitted processing steps, refer to the above-described method for manufacturing a honeycomb filter as an embodiment of the present invention.

なお、本発明の別の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法においても、(T1)セグメント成形、(T2)乾燥、(T3)目封じ、(T4)焼成までの各処理工程は、前述のように、本発明の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法1と同様であるため、ここでは、(T5)PM捕集層コート以下の処理工程について説明することとし、(T1)〜(T4)までの各処理工程については、本発明の実施形態としてのハニカムフィルタの製造方法1を参照されたい。   In the method for manufacturing a honeycomb filter as another embodiment of the present invention, the processing steps up to (T1) segment forming, (T2) drying, (T3) sealing, and (T4) firing are as described above. In addition, since it is the same as the manufacturing method 1 of the honeycomb filter as the embodiment of the present invention, here, (T5) PM trapping layer coating and subsequent processing steps will be described, and from (T1) to (T4) For each processing step, refer to the honeycomb filter manufacturing method 1 as an embodiment of the present invention.

[2−1]PM捕集層コート:
前述までの(T1)〜(T4)の、各工程を経て所望寸法の複数のハニカムセグメント(焼結体)を得た後、図2に示される(T5)のPM捕集層のコート処理工程では、PM捕集層を形成する。この点、ハニカムセグメントを接合した後にPM捕集層を形成する本発明実施形態のハニカムフィルタの製造方法1とは異なり、また、従来の製造方法とも異なる。具体的には、前述のハニカムセグメント(焼結体)であって接合前のハニカムセグメントの隔壁の、排ガスの流入側セル(流入側の隔壁表層)に、PM捕集層を製膜する。なお、PM捕集層形成用のスラリーの調整は本発明実施形態のハニカムフィルタの製造方法1と同様にして行われる。また、図示はしないが、ハニカムセグメントにPM捕集層を形成する場合には、前述のような接合体用の治具ではなく(図11B参照)、ハニカムセグメントのサイズに合った治具を用いて、接合体にPM捕集層を形成するのと同様に、ハニカムセグメントにPM捕集層を製膜するとよい。
[2-1] PM trapping layer coat:
After obtaining a plurality of honeycomb segments (sintered bodies) having desired dimensions through the respective steps (T1) to (T4) described above, the coating process step of the PM collection layer of (T5) shown in FIG. Then, a PM collection layer is formed. This is different from the manufacturing method 1 of the honeycomb filter according to the embodiment of the present invention in which the PM trapping layer is formed after joining the honeycomb segments, and also from the conventional manufacturing method. Specifically, a PM trapping layer is formed on the exhaust gas inflow side cell (inflow side partition wall surface layer) of the partition walls of the honeycomb segment (sintered body) before being joined. In addition, adjustment of the slurry for PM collection layer formation is performed similarly to the manufacturing method 1 of the honey-comb filter of this invention embodiment. Although not shown, when the PM trapping layer is formed on the honeycomb segment, a jig suitable for the size of the honeycomb segment is used instead of the above-mentioned jig for the joined body (see FIG. 11B). Thus, the PM trapping layer may be formed on the honeycomb segment in the same manner as the PM trapping layer is formed on the joined body.

[2−2]乾燥:
図2に示される(T6)の乾燥工程では、PM捕集層を製膜したハニカムセグメント成形体を乾燥機で乾燥し、乾燥体を作製する。乾燥の手段は、特に制限はなく、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の、従来公知の乾燥法を用いることが出来る。中でも、PM捕集層を製膜したハニカムセグメント全体を迅速且つ均一に乾燥することが出来る点で、熱風乾燥が、乾燥方法として好ましい。
[2-2] Drying:
In the drying step (T6) shown in FIG. 2, the honeycomb segment formed body on which the PM trapping layer has been formed is dried with a dryer to produce a dried body. The drying means is not particularly limited, and conventionally known drying methods such as hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying and the like can be used. Among these, hot air drying is preferable as a drying method in that the entire honeycomb segment formed with the PM trapping layer can be quickly and uniformly dried.

[2−3]接合:
図2に示される(T7)の接合工程では、(T6)の乾燥工程で乾燥させたハニカムセグメントを、そのハニカムセグメントの周面に、接合用スラリーを塗布し、必要数のハニカムセグメントを互いに組み付けて圧着して、(乾燥前の)ハニカムセグメント接合体を得る。接合用スラリーの材料としては、無機繊維、無機バインダ、有機バインダ、及び無機粒子から構成されてなるものを好適例として挙げることが出来る。具体的には、無機繊維としては、例えば、アルミノシリケート、マグネシウムシリケート及びアルミナ等の酸化物繊維、その他の繊維(例えば、SiC繊維)等を挙げることが出来る。無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル、粘土等を挙げることが出来る。有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルローズ、メチルセルロース等を挙げることが出来る。無機粒子としては、例えば、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等のセラミックスを挙げることが出来る。これらの材料からなる接合用スラリーは、乾燥後更に400〜800℃の熱処理を行うことで、ハニカムセグメントと接合材の接着強度が向上し、機械的強度や再生時(PM燃焼時)の耐熱衝撃性を向上させることができる。
[2-3] Joining:
In the joining step (T7) shown in FIG. 2, the honeycomb segments dried in the drying step (T6) are coated on the peripheral surfaces of the honeycomb segments, and the required number of honeycomb segments are assembled together. To obtain a bonded honeycomb segment assembly (before drying). As a material for the joining slurry, a material composed of inorganic fibers, an inorganic binder, an organic binder, and inorganic particles can be cited as a preferred example. Specifically, examples of the inorganic fiber include oxide fibers such as aluminosilicate, magnesium silicate, and alumina, and other fibers (for example, SiC fibers). Examples of the inorganic binder include silica sol, alumina sol, clay and the like. Examples of the organic binder include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, and methyl cellulose. Examples of the inorganic particles include ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, cordierite, alumina, and mullite. The bonding slurry made of these materials is further subjected to a heat treatment at 400 to 800 ° C. after drying, thereby improving the bonding strength between the honeycomb segment and the bonding material, and the mechanical strength and thermal shock during regeneration (at PM combustion). Can be improved.

[2−4]乾燥:
図2に示される(T8)の接合工程では、前述の(乾燥前の)ハニカムセグメント接合体を、前述したような乾燥手段によって硬化させて、全体形状が四角柱状の(乾燥後の)ハニカムセグメント接合体を得る。
[2-4] Drying:
In the joining step (T8) shown in FIG. 2, the above-mentioned honeycomb segment joined body (before drying) is cured by the drying means as described above, and the overall shape is a square pillar-shaped (after drying) honeycomb segment. Obtain a zygote.

[2−5]加工:
図2に示される(T9)の加工工程では、さらに、乾燥させたハニカムセグメント接合体を、円柱形状に研削加工し、セグメント構造を有する円柱形状のハニカム構造体を形成する。
[2-5] Processing:
In the processing step (T9) shown in FIG. 2, the dried bonded honeycomb segment assembly is further ground into a columnar shape to form a columnar honeycomb structure having a segment structure.

[2−6]外周コート:
さらに、図2に示される(T10)の外周コート工程では、円柱形状のハニカム構造体の周面を、外周コート用スラリーで被覆し、乾燥により硬化させることにより、外周コート層(外周壁、図5の外周コート層(外周壁)20参照)を備える円柱形状のハニカム構造体を形成する。また、外周コート用スラリーの材料は、接合用スラリーの材料と同様なものを好適に用いることができる。これらの材料からなる外周コート用スラリーは、乾燥後更に400〜800℃の熱処理を行うことで、ハニカムセグメントと外周コート材層の接着強度が向上し、機械的強度や再生時(PM燃焼時)の耐熱衝撃性を向上させることができる。
[2-6] Outer peripheral coat:
Further, in the outer periphery coating step (T10) shown in FIG. 2, the outer peripheral coating layer (outer peripheral wall, FIG. 2) is formed by coating the peripheral surface of the cylindrical honeycomb structure with the outer peripheral coating slurry and curing it by drying. A cylindrical honeycomb structure having 5 outer peripheral coat layers (outer peripheral walls) 20) is formed. Further, the same material as that for the joining slurry can be suitably used as the material for the outer periphery coating slurry. The outer periphery coating slurry made of these materials is further subjected to heat treatment at 400 to 800 ° C. after drying, so that the adhesive strength between the honeycomb segment and the outer periphery coating material layer is improved, and mechanical strength and regeneration (at PM combustion) are improved. The thermal shock resistance of can be improved.

[2−7]乾燥:
その後、図2に示される(T11)の乾燥工程では、前述と同様の乾燥手段によって、乾燥させる。
[2-7] Drying:
Thereafter, in the drying step (T11) shown in FIG. 2, drying is performed by the same drying means as described above.

[2−8]熱処理:
さらに、図2に示される(T12)の熱処理工程では、乾燥させたハニカム構造体を、700℃、30分間熱処理して硬化させる。このようにすることによって、外周コートの熱処理と同時に、隔壁に捕集層を結合させる処理を行えることができ、新たな熱処理工程の増加を必要とせず、ハニカムフィルタを得ることができる。
[2-8] Heat treatment:
Further, in the heat treatment step (T12) shown in FIG. 2, the dried honeycomb structure is cured by heat treatment at 700 ° C. for 30 minutes. By doing so, it is possible to perform a treatment for binding the trapping layer to the partition wall simultaneously with the heat treatment of the outer peripheral coat, and it is possible to obtain a honeycomb filter without requiring an additional new heat treatment step.

[3]触媒担持方法:
さらに、前述のようなハニカムフィルタの製造方法によって成形されたハニカムフィルタに、触媒を担持させて、触媒フィルタを形成する場合には、例えば以下のような形成方法を例示できる。
[3] Catalyst loading method:
Furthermore, when a catalyst is supported on a honeycomb filter formed by the above-described honeycomb filter manufacturing method to form a catalyst filter, for example, the following forming method can be exemplified.

触媒成分の担持方法は特に限定されないが、公知の方法で担持することができる。例えば、ディッピング或いは吸引等の方法等が挙げられる。更に、例えば、ハニカム構造体の隔壁に対して、触媒成分を含む触媒液をウォッシュコートした後、乾燥、熱処理する方法等により、隔壁を構成する粒子の表面や隔壁の細孔内に触媒を担持することができる。触媒を担持したハニカム構造体の乾燥方法は特に限定されないが、公知の方法で乾燥することができる。例えば過剰な触媒スラリーをエアーブローで除去した後、熱風乾燥機内に触媒を担持したハニカム構造体を入れて乾燥しても良いし、熱風発生機により得られた熱風をハニカム構造体の各セルに通過させて乾燥しても良い。乾燥温度としては、80℃から200℃程度の温度で乾燥を行うことが好ましい。更に、触媒を担持し、乾燥を行ったハニカムセグメントを熱処理することで、担持した触媒成分をハニカムセグメントの隔壁表面や隔壁の細孔内に強固に固着することができる。熱処理をする温度としては、400℃から600℃が好ましい。また担持する触媒量やその形状は、触媒液の濃度やコートする時間等を制御することにより所望の値に調整することができる。なお、触媒成分を高分散状態で担持させるため、予めアルミナのような比表面積の大きな耐熱性無機酸化物に一旦担持させた後、ハニカム構造体の隔壁に担持させることが好ましい。   The method for supporting the catalyst component is not particularly limited, but it can be supported by a known method. For example, a method such as dipping or suction may be used. Furthermore, for example, a catalyst liquid containing a catalyst component is washed on the partition walls of the honeycomb structure, and then dried and heat-treated, so that the catalyst is supported on the surface of the particles constituting the partition walls or in the pores of the partition walls. can do. Although the drying method of the honeycomb structure carrying the catalyst is not particularly limited, it can be dried by a known method. For example, after removing excess catalyst slurry by air blow, the honeycomb structure carrying the catalyst may be put in a hot air dryer and dried, or the hot air obtained by the hot air generator is supplied to each cell of the honeycomb structure. You may let it pass and dry. As a drying temperature, it is preferable to perform drying at a temperature of about 80 to 200 ° C. Furthermore, by carrying out the heat treatment of the honeycomb segment on which the catalyst is supported and dried, the supported catalyst component can be firmly fixed on the partition wall surface of the honeycomb segment or in the pores of the partition wall. The temperature for the heat treatment is preferably 400 ° C to 600 ° C. The amount of catalyst to be supported and its shape can be adjusted to desired values by controlling the concentration of the catalyst solution, the coating time, and the like. In order to support the catalyst component in a highly dispersed state, it is preferable that the catalyst component is once supported in advance on a heat-resistant inorganic oxide having a large specific surface area such as alumina and then supported on the partition walls of the honeycomb structure.

[4]ハニカムフィルタ:
これまで説明したハニカムフィルタの製造方法によって、作製されたハニカムフィルタであることが好ましい。前述したハニカムフィルタの製造方法によって製造されることによって、コスト負担を軽減しながら本願の効果を奏することができるハニカムフィルタとなるため好ましい。具体的には、以下のような特徴を有するハニカムフィルタを製造できる。
[4] Honeycomb filter:
It is preferable that the honeycomb filter is manufactured by the method for manufacturing a honeycomb filter described so far. It is preferable that the honeycomb filter is manufactured by the above-described honeycomb filter manufacturing method because the honeycomb filter can achieve the effects of the present invention while reducing the cost burden. Specifically, a honeycomb filter having the following characteristics can be manufactured.

[4−1]本発明のハニカムフィルタ:
本発明のハニカムフィルタ1は、図5、図6、図7に示されるように、多数の細孔を有する多孔質のセラミックからなる隔壁4によって区画された、排ガスの流路となる複数のセル3を備えるハニカムフィルタであって、前記複数のセル3の一方の開口端部2aと他方の開口端部2bには互い違いに目封じされてなる目封止部10が形成されてなり、前記隔壁4上には、平均細孔径の小さいPM捕集層24が形成されているハニカムフィルタ1として構成されている。
[4-1] Honeycomb filter of the present invention:
As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the honeycomb filter 1 of the present invention includes a plurality of cells that are defined by partition walls 4 made of porous ceramic having a large number of pores and that serve as exhaust gas flow paths. 3, in which the opening portions 2 a and the other opening end portions 2 b of the plurality of cells 3 are formed with alternately plugged portions 10, and the partition walls 4 is configured as a honeycomb filter 1 in which a PM trapping layer 24 having a small average pore diameter is formed.

[4−1]PM捕集層:
本実施形態のハニカムフィルタでは、多数の細孔を有する多孔質のセラミックからなる隔壁上に、隔壁より平均細孔径の小さいPM捕集層が表層として形成されている。すなわち、PM捕集層として平均細孔径の小さい層を隔壁上に形成することにより、このPM捕集層で排ガスのスート(黒鉛)を主体とする粒子状物質(PM)を捕集し、スートの細孔内部への通過を阻止する役割を果たさせている。換言すれば、このPM捕集層に、スートの隔壁の細孔内部への通過を阻止する役割を果たさせているのは、隔壁の細孔内部へスートが通過すると、隔壁の細孔内にスートが堆積し、その堆積時に圧損するおそれが上昇するため、その圧損の上昇を抑制しながら、高いスートの燃焼速度を得るためである。
[4-1] PM collection layer:
In the honeycomb filter of the present embodiment, a PM trapping layer having an average pore diameter smaller than that of the partition walls is formed as a surface layer on the partition walls made of porous ceramic having a large number of pores. That is, by forming a layer having a small average pore diameter on the partition wall as a PM trapping layer, particulate matter (PM) mainly composed of exhaust gas soot (graphite) is trapped in the PM trapping layer. It plays a role of blocking the passage of the inside of the pores. In other words, the PM trapping layer plays a role of preventing the soot from passing into the pores of the partition walls when the soot passes into the pores of the partition walls. This is to obtain a high soot burning rate while suppressing an increase in the pressure loss because the soot accumulates on the surface and the risk of pressure loss during the deposition increases.

また、本実施形態のハニカムフィルタでは、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定のセルと、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセルと、が交互に配設され、例えば、所定のセルが開口する一方の端部から流入した流体(排気ガス)が、PM捕集層として製膜される表層が備わる側から隔壁を透過し、残余のセル側へ透過流体として流出し、更に、残余のセルが開口する他方の端部から流出することによって、排気ガス中のPMが捕集除去されるウォールフロー型のフィルタである。   Further, in the honeycomb filter of the present embodiment, a predetermined cell in which one end is opened and the other end is plugged, and one end is plugged and the other end is opened. The remaining cells are alternately arranged, for example, a fluid (exhaust gas) flowing in from one end where a predetermined cell opens, and a partition wall from the side provided with a surface layer on which a PM trapping layer is formed Is a wall flow type filter that collects and removes PM in the exhaust gas by flowing out from the other end where the remaining cells open. is there.

また、本実施形態のハニカムフィルタでは、その好ましい態様において、PM捕集層として製膜される表層の、ピーク細孔径が、2μm以上8μm未満、気孔率が40%以上80%未満であることが好ましい。このように形成されることにより、良好なPM捕集効率の維持、PM捕集開始直後の急激な圧力損失上昇防止、PM堆積時の圧力損失低減、捕集層の耐久性を実現できる。他方、ピーク細孔径が、2μm未満ではPMが堆積していない初期の圧力損失が過大になるおそれがあり、8μm以上を超えると捕集効率が悪化するおそれや捕集層を通り抜け細孔内部に到達するスートが増え、PM堆積時の圧力損失低減効果が低下する場合がある。また、気孔率が40%未満であると、PMが堆積していない初期の圧力損失が過大になるおそれがあり、さらに、80%以上になると耐久性のあるPM捕集層としての表層を製造することが困難である。   In the preferred embodiment of the honeycomb filter of the present embodiment, the surface layer formed as the PM trapping layer has a peak pore diameter of 2 μm or more and less than 8 μm, and a porosity of 40% or more and less than 80%. preferable. By being formed in this way, it is possible to maintain good PM collection efficiency, prevent a sudden increase in pressure loss immediately after the start of PM collection, reduce pressure loss during PM deposition, and durability of the collection layer. On the other hand, if the peak pore diameter is less than 2 μm, the initial pressure loss where PM is not deposited may be excessive, and if it exceeds 8 μm, the collection efficiency may deteriorate or the collection layer may pass through the inside of the pores. There may be an increase in soot reaching, and the pressure loss reduction effect during PM deposition may be reduced. Also, if the porosity is less than 40%, the initial pressure loss where PM is not deposited may be excessive, and if it is 80% or more, the surface layer as a durable PM collection layer is manufactured. Difficult to do.

図6に示されるように、本実施形態のハニカムフィルタ1では、その使用時においては、排気ガス(流体)は、一方の端面2a側から(所定のセル3が開口する一方の端部(端面2a側の端部)から)、セル3内に流入し、PM捕集層24が設けられた側から、隔壁4を通過し、透過流体として、他方の端面2b側が開口したセル3(残余のセル3)へ流出させ、他方の端面2b側(残余のセル3の他方の端部(端面2b側の端部))から外部へと流出する。この隔壁4を通過する際に、排気ガスに含まれるPMの大部分が隔壁4の表層に形成されたPM捕集層24で捕集される。PM捕集層24で排気ガスに含まれるPMを捕集することで、隔壁4の細孔内部へのPMの通過を阻止し、PM堆積時の圧損上昇を抑制する。   As shown in FIG. 6, in the honeycomb filter 1 of the present embodiment, when used, the exhaust gas (fluid) flows from one end face 2a side (one end (end face where a predetermined cell 3 opens)). From the side where the PM trapping layer 24 is provided, and from the side where the PM trapping layer 24 is provided, the cell 3 (residual residual surface 2b) is opened as the permeated fluid. It flows out to the cell 3) and flows out from the other end surface 2b side (the other end of the remaining cell 3 (end on the end surface 2b side)) to the outside. When passing through the partition walls 4, most of the PM contained in the exhaust gas is collected by the PM collection layer 24 formed on the surface layer of the partition walls 4. By collecting PM contained in the exhaust gas by the PM trapping layer 24, PM is prevented from passing into the pores of the partition walls 4, and an increase in pressure loss during PM deposition is suppressed.

なお、図6は本実施形態のハニカムフィルタに排ガスを流入させた際の模式図であって、ハニカムフィルタの長さ方向(軸方向)に断面した状態を示している。   FIG. 6 is a schematic view when exhaust gas is allowed to flow into the honeycomb filter of the present embodiment, and shows a state in which the honeycomb filter is sectioned in the length direction (axial direction).

また、図5に示されるように、本実施形態のハニカムフィルタ1は、複数のハニカムセグメント40を、接合材層21を介して接合し、得られた接合体の外周部分を研削し所定形状に加工したハニカムセグメント接合体30の外周部を外周コートスラリーで被覆した外周コート層20を有するものである。また、ハニカムフィルタ1では、目封止部10が、端面2a,2bにおいてセル3を目封止するように配置された状態である。   Further, as shown in FIG. 5, in the honeycomb filter 1 of the present embodiment, the plurality of honeycomb segments 40 are joined through the joining material layer 21, and the outer peripheral portion of the obtained joined body is ground into a predetermined shape. The outer peripheral coat layer 20 is formed by coating the outer peripheral portion of the processed honeycomb segment bonded body 30 with the outer peripheral coat slurry. Further, in the honeycomb filter 1, the plugging portions 10 are arranged so as to plug the cells 3 at the end faces 2a and 2b.

また、本実施形態のハニカムフィルタのセルの密度(セル密度)は、15個/cm以上65個/cm未満であることが好ましく、且つ、隔壁4の厚さは、200μm以上600μm未満であることが好ましい。PM堆積時の圧力損失は、濾過面積が大きいほどに低減されるから、セル密度は大きい方が、PM堆積時の圧力損失は低下する。一方、初期の圧力損失は、セルの水力直径を小さくすることによって増加する。よって、PM堆積時の圧力損失低減の観点からはセル密度は大きい方がよいが、初期圧損低減の観点からはセル密度を小さくした方がよい。隔壁4の厚さは、厚くすれば捕集効率が向上するが、初期の圧力損失は増加する。初期の圧力損失、PM堆積時の圧力損失、及び捕集効率のトレードオフを考慮して、全てを満足するセル密度及び隔壁の厚さの範囲が、上記した範囲である。 The cell density (cell density) of the honeycomb filter of the present embodiment is preferably 15 / cm 2 or more and less than 65 / cm 2 , and the thickness of the partition wall 4 is 200 μm or more and less than 600 μm. Preferably there is. Since the pressure loss during PM deposition decreases as the filtration area increases, the pressure loss during PM deposition decreases as the cell density increases. On the other hand, the initial pressure loss is increased by reducing the hydraulic diameter of the cell. Therefore, the cell density is preferably large from the viewpoint of reducing the pressure loss during PM deposition, but the cell density is preferably small from the viewpoint of reducing the initial pressure loss. If the thickness of the partition wall 4 is increased, the collection efficiency is improved, but the initial pressure loss is increased. In consideration of the trade-off between the initial pressure loss, the pressure loss during PM deposition, and the collection efficiency, the range of the cell density and the partition wall thickness satisfying all of them is the above-described range.

また、本実施形態のハニカムフィルタでは、PM捕集層として製膜されるPM捕集層における、ピーク細孔径が、隔壁4の平均細孔径と同等か又は小さいことが好ましい。ここで、ピーク細孔径とは、細孔分布のピークを構成する細孔径をいう。本明細書において、隔壁の細孔径分布は、水銀圧入法により測定した値で表される。細孔径分布と、後述する平均細孔径は、例えば、島津製作所社製、商品名:ポロシメータ 型式9810を使用して測定することが出来る。図8は、水銀圧入法によって求められる細孔径分布を示すグラフであり、細孔容積と細孔径の関係を表している。本明細書において、PM捕集層のピーク細孔径は、(PM捕集層をつけたまま(PM捕集層あり)の)隔壁の細孔径分布の測定結果と、遷移層(PM捕集層と隔壁との境界)を含まないPM捕集層を除去したもの(隔壁に相当、PM捕集層なし)における細孔径分布の測定結果と、の差を、PM捕集層の細孔径分布とみなし、そのピークにより定義される(図8参照)。   In the honeycomb filter of the present embodiment, it is preferable that the peak pore diameter in the PM collection layer formed as the PM collection layer is equal to or smaller than the average pore diameter of the partition walls 4. Here, the peak pore diameter means the pore diameter constituting the peak of the pore distribution. In the present specification, the pore size distribution of the partition walls is represented by a value measured by a mercury intrusion method. The pore size distribution and the average pore size described later can be measured using, for example, a product name: Porosimeter Model 9810 manufactured by Shimadzu Corporation. FIG. 8 is a graph showing the pore size distribution obtained by the mercury intrusion method, and shows the relationship between the pore volume and the pore size. In this specification, the peak pore diameter of the PM collection layer is the result of measuring the pore size distribution of the partition wall (with the PM collection layer (with the PM collection layer)) and the transition layer (PM collection layer). The difference between the pore size distribution of the PM trapping layer and the measurement result of the pore size distribution in the PM trapping layer that does not include the PM trapping layer (equivalent to the partition wall, without the PM trapping layer) It is defined by its peak (see FIG. 8).

また、本実施形態のハニカムフィルタでは、PM捕集層24の厚さは、PM捕集層24の気孔率、細孔径により好適な厚さに設定することが必要である。PM捕集層24の細孔径が大きい場合や、気孔率が大きい場合では、PMがPM捕集層24を通過し易くなるので、捕集層の厚みを大きめにする必要がある。またPM捕集層24の細孔径が小さい場合や、気孔率が小さい場合は、PMがPM捕集層24を通過し難くなるので、捕集層の厚みが小さくてもPM捕集層24で十分PMを捕集することができる。また何れの場合も過度にPM捕集層の膜厚を大きくすると、捕集層自身の透過抵抗が増加し、ハニカム構造体としての圧力損失が増加する恐れがあるので、その捕集層構造により、適宜必要膜厚を見極めることが必要である。   Further, in the honeycomb filter of the present embodiment, the thickness of the PM trapping layer 24 needs to be set to a suitable thickness depending on the porosity and pore diameter of the PM trapping layer 24. When the pore diameter of the PM trapping layer 24 is large or when the porosity is large, PM becomes easy to pass through the PM trapping layer 24, so the thickness of the trapping layer needs to be increased. Further, when the pore diameter of the PM trapping layer 24 is small or the porosity is small, it becomes difficult for the PM to pass through the PM trapping layer 24. Therefore, even if the trapping layer has a small thickness, Sufficient PM can be collected. In either case, excessively increasing the PM trapping layer thickness increases the permeation resistance of the trapping layer itself, which may increase the pressure loss of the honeycomb structure. It is necessary to determine the required film thickness as appropriate.

このPM捕集層として製膜される表層の厚さは、たとえば、画像解析装置(株式会社ニコン製、商品名「NEXIV、VMR−1515」)を用いて、PM捕集層形成後のハニカムセグメントの断面を計測し、PM捕集層が形成されているセルの径を算出し、PM捕集層形成前のハニカムセグメントのセル径との差の1/2をPM捕集層の厚さとして求めることができる。また、隔壁の断面のSEM(走査型電子顕微鏡)を通じた画像解析を行うことによって求めることもできる。たとえば、図9は、ハニカムフィルタの隔壁の表面からの距離と、気孔率との関係を示すグラフである。PM捕集層として製膜される表層の厚さを求めるに際しては、先ず、PM捕集層を形成した側を含む隔壁の厚さの半分の厚さの領域につき、厚さ方向に1000又はそれ以上に分割し、分割した各領域における正方形内の気孔率を、表面に近い領域から、画像上の空間/固体面積比として測定していき、表面からの距離に対してプロットする。尚、各距離において20視野の平均値をプロットするものとする。そして、最も表面に近い1点を除く表面に近い3点の平均を求め、これをPM捕集層の気孔率とする(気孔率xとよぶ)。一方、表面から充分に離れた位置(隔壁の厚さ方向の中央部分)において、正方形20視野(正方形の一辺は隔壁の厚さの1/1000)の平均の空間/固体面積比を測定し、これを隔壁の気孔率とする(気孔率yとよぶ)。そして、気孔率xと気孔率yの算術平均による直線と、上記プロットを結ぶ直線と、が交差する位置(表面からの距離)を、PM捕集層の厚さ(深さ)として求めることができる。   The thickness of the surface layer formed as the PM trapping layer can be determined, for example, by using an image analyzer (trade name “NEXIV, VMR-1515” manufactured by Nikon Corporation), and the honeycomb segment after the PM trapping layer is formed. Measure the cross section of, calculate the diameter of the cell in which the PM trapping layer is formed, and ½ the difference from the cell diameter of the honeycomb segment before forming the PM trapping layer as the thickness of the PM trapping layer Can be sought. Moreover, it can also obtain | require by performing the image analysis through SEM (scanning electron microscope) of the cross section of a partition. For example, FIG. 9 is a graph showing the relationship between the distance from the surface of the partition wall of the honeycomb filter and the porosity. When determining the thickness of the surface layer formed as the PM trapping layer, first, 1000 or more in the thickness direction for a region having a thickness half the thickness of the partition including the side on which the PM trapping layer is formed. Dividing into the above, the porosity in the square in each divided area is measured as the space / solid area ratio on the image from the area close to the surface, and plotted against the distance from the surface. In addition, the average value of 20 visual fields shall be plotted at each distance. Then, an average of three points close to the surface excluding one point closest to the surface is obtained, and this is used as the porosity of the PM trapping layer (referred to as porosity x). On the other hand, at a position sufficiently away from the surface (the central part in the partition wall thickness direction), an average space / solid area ratio of 20 square fields (one side of the square is 1/1000 of the partition wall thickness) is measured. This is defined as the porosity of the partition wall (referred to as porosity y). Then, the position (distance from the surface) where the straight line obtained by the arithmetic mean of the porosity x and the porosity y and the straight line connecting the plots intersect (distance from the surface) is obtained as the thickness (depth) of the PM trapping layer. it can.

また、本実施形態のハニカムフィルタでは、隔壁の平均細孔径が、10μm以上60μm未満であることが好ましい。この隔壁の平均細孔径は、水銀圧入法により測定した値である。隔壁の平均細孔径では、隔壁1枚を切り出した後、PM捕集層を研削により除去し、残りの部分(隔壁に相当)について測定することにより得られる。またこの細孔径はPM捕集層形成前のハニカムセグメントから、隔壁を切り出して測定しても良い。   In the honeycomb filter of the present embodiment, the average pore diameter of the partition walls is preferably 10 μm or more and less than 60 μm. The average pore diameter of the partition wall is a value measured by a mercury intrusion method. The average pore diameter of the partition wall can be obtained by cutting out one partition wall, removing the PM trapping layer by grinding, and measuring the remaining part (corresponding to the partition wall). The pore diameter may be measured by cutting out partition walls from the honeycomb segment before forming the PM trapping layer.

また、本実施形態のハニカムフィルタでは、図7に示されるように、PM捕集層24の気孔率が、隔壁4の気孔率より大きいことが好ましい。本明細書において、気孔率は、隔壁の断面のSEM(走査型電子顕微鏡)を通じた画像解析を行うことによって測定した値である。PM捕集層、隔壁とも得られた画像内における任意の正方形状の20視野(正方形の1片は隔壁の厚さの1/1000)の空間/固体面積比を測定し、その平均値を算出し、気孔率とした。   In the honeycomb filter of the present embodiment, it is preferable that the porosity of the PM collection layer 24 is larger than the porosity of the partition walls 4 as shown in FIG. In this specification, the porosity is a value measured by performing image analysis through a SEM (scanning electron microscope) of the cross section of the partition wall. Measure the space / solid area ratio of 20 square fields (one square piece is 1/1000 of the partition wall thickness) in the obtained image for both the PM collection layer and partition wall, and calculate the average value. And the porosity.

なお、PM捕集層が、「隔壁上に」形成されるとは、ガスの流入側に形成される隔壁上に形成されることをいう。すなわち、ハニカムフィルタに備えられるガス流入側の隔壁であって、その隔壁上にスートの侵入を防ぐために平均細孔径を小さく形成したPM捕集層としての領域が形成されることをいう。換言すれば、このPM捕集層が、ガスの流入側となる入口として形成されていることを意味する。具体的には、図6、7に示されるように、セル3が有する隔壁4上に、PM捕集層24が、ガスの流入路の入口として形成されている。   The PM collection layer being formed “on the partition wall” means that it is formed on the partition wall formed on the gas inflow side. That is, it is a partition wall on the gas inflow side provided in the honeycomb filter, and a region as a PM trapping layer having a small average pore diameter is formed on the partition wall in order to prevent soot from entering. In other words, this PM trapping layer is formed as an inlet on the gas inflow side. Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, a PM trapping layer 24 is formed on the partition wall 4 of the cell 3 as an inlet of a gas inflow passage.

(本実施形態のハニカムフィルタのその他の構成)
本実施形態におけるハニカムフィルタでは、図5,6に示されるように、多数の細孔を有する多孔質のセラミックからなる隔壁4によって区画された、排ガスの流路となる複数のセル3を備えている。複数のセル3の一方の開口端部2aと他方の開口端部2bには互い違いに目封じされてなる目封止部10が形成されている。ただし、ハニカム構造の全体形状については特に限定されるものではなく、例えば、図5に示されるような円筒状の他、楕円柱状、長円柱状、四角柱状、三角柱状、その他の多角柱状等の形状を挙げることができる。
(Other configurations of the honeycomb filter of the present embodiment)
As shown in FIGS. 5 and 6, the honeycomb filter according to the present embodiment includes a plurality of cells 3 that are partitioned by partition walls 4 made of porous ceramic having a large number of pores and serve as exhaust gas flow paths. Yes. Plugged portions 10 are alternately formed at one open end 2a and the other open end 2b of the plurality of cells 3. However, the overall shape of the honeycomb structure is not particularly limited. For example, in addition to a cylindrical shape as shown in FIG. 5, an elliptical column shape, a long column shape, a quadrangular column shape, a triangular column shape, other polygonal column shapes, etc. The shape can be mentioned.

また、ハニカムフィルタが備えるセル形状(セルの形成方向に対して垂直な断面におけるセル形状)としては、特に制限はないが、例えば、図5に示されるような四角形セルの他に、三角形、及び六角形等の多角形、八角形と四角形の組み合わせ、円形、楕円形、又はレーシングトラック形、若しくはそれらが一部変形した形状等を挙げることができる。ただし、このような形状に限られるものではなく、公知のセルの形状を広く包含することができる。作製容易という観点から、セルの断面の形状は、三角形、四角形、六角形、あるいは八角形と四角形との組み合わせが好ましい。特に八角形と四角形とを組み合わせた場合、八角形のセルを流体入口側にすることによって、流体入口側の表面積を大きくすることが可能となり、捕集する粒子状物質の量を多くすることが出来る。また、流体入口側のセルの表層にPM捕集層を形成することから、流体入口側の表面積を大きくすることで、PM捕集層形成後でも十分な水力直径を維持できるので、ハニカムフィルタの圧損低減の面で有利である。また円形セル又は四角形以上の多角形セルでは、セル断面において、コーナー部のPM捕集層の厚付きを軽減し、PM捕集層の厚さを均一にできる点で好ましい。   In addition, the cell shape (cell shape in a cross section perpendicular to the cell formation direction) included in the honeycomb filter is not particularly limited. For example, in addition to the square cells as shown in FIG. Examples include a polygon such as a hexagon, a combination of an octagon and a rectangle, a circle, an ellipse, a racing track, or a shape obtained by partially deforming them. However, it is not limited to such a shape, and can widely include known cell shapes. From the viewpoint of easy production, the cross-sectional shape of the cell is preferably a triangle, a rectangle, a hexagon, or a combination of an octagon and a rectangle. In particular, when octagons and squares are combined, by making octagonal cells on the fluid inlet side, it is possible to increase the surface area on the fluid inlet side and increase the amount of particulate matter to be collected. I can do it. In addition, since the PM trapping layer is formed on the surface layer of the cell on the fluid inlet side, a sufficient hydraulic diameter can be maintained even after the PM trapping layer is formed by increasing the surface area on the fluid inlet side. This is advantageous in terms of reducing pressure loss. Further, a circular cell or a polygonal cell having a square shape or more is preferable in that the thickness of the PM trapping layer at the corner portion can be reduced and the thickness of the PM trapping layer can be made uniform in the cell section.

[5]触媒担持ハニカムフィルタ:
これまで説明した触媒担持フィルタの製造方法によって、或いは、これまで説明したハニカムフィルタの製造方法によって作製された、触媒担持フィルタであることが好ましい。前述したハニカムフィルタの製造方法或いは触媒担持フィルタの製造方法によって製造されることによって、コスト負担を軽減しながら本願の効果を奏することができる触媒担持フィルタとなるため好ましい。具体的には、以下のような特徴を有する触媒フィルタを製造できる。
[5] Catalyst-supporting honeycomb filter:
A catalyst-carrying filter produced by the method for producing a catalyst-carrying filter described so far or by the method for producing a honeycomb filter explained so far is preferable. It is preferable to manufacture by the above-described honeycomb filter manufacturing method or catalyst-carrying filter manufacturing method because the catalyst-carrying filter can achieve the effects of the present application while reducing the cost burden. Specifically, a catalyst filter having the following characteristics can be manufactured.

本実施形態のように、PM捕集層を隔壁上に形成し、隔壁に触媒をコートさせることによって、高負荷、高速走行でエンジンを回転させても、圧損を低減させながらPM捕集層でスート及びAshを確実に捕集し、さらに担持させた触媒の浄化作用によって、スートを確実に燃焼処理できるため好ましい。更に、このPM捕集層でスート及びAshが捕集されるため、隔壁に担持した触媒の被毒の防止や耐久性の向上を実現でき、低温での燃焼性を改善や触媒担持量の削減ができる。   As in this embodiment, the PM trapping layer is formed on the partition wall, and the partition wall is coated with a catalyst, so that even if the engine is rotated at a high load and high speed, the PM trapping layer is reduced while reducing the pressure loss. It is preferable because the soot and Ash can be reliably collected and the soot can be reliably combusted by the purification action of the supported catalyst. Furthermore, because soot and Ash are collected in this PM collection layer, it is possible to prevent poisoning of the catalyst supported on the partition walls and improve durability, improve low temperature combustibility and reduce the amount of catalyst supported Can do.

[5−1]触媒:
前述の隔壁にコートする触媒としては、酸化触媒等が挙げられる。ただし、このようなものに限定されず、本願の効果を奏することができるものであって、公知のものであれば、本実施形態に適用できる。
[5-1] Catalyst:
Examples of the catalyst for coating the partition walls include an oxidation catalyst. However, the present invention is not limited to this, and the effects of the present application can be obtained. Any known one can be applied to the present embodiment.

[5−1−1]酸化触媒:
酸化触媒としては、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の貴金属が好適に用いられる。
[5-1-1] Oxidation catalyst:
As the oxidation catalyst, a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) is preferably used.

また、本発明の触媒担持フィルタにおいては、他の触媒や浄化材が担持されていてもよい。例えば、アルカリ金属(Li、Na、K、Cs等)やアルカリ土類金属(Ca、Ba、Sr等)からなるNO吸蔵触媒、三元触媒、セリウム(Ce)及び/又はジルコニウム(Zr)の酸化物に代表される助触媒、HC(Hydro Carbon)吸着材等が担持されていてもよい。 In the catalyst-carrying filter of the present invention, another catalyst or a purification material may be carried. For example, NO x storage catalyst, three-way catalyst, cerium (Ce) and / or zirconium (Zr) made of alkali metals (Li, Na, K, Cs, etc.) and alkaline earth metals (Ca, Ba, Sr, etc.) A co-catalyst typified by an oxide, an HC (Hydro Carbon) adsorbent, or the like may be supported.

たとえば、触媒にはCeとそれ以外の少なくとも1種の希土類金属、アルカリ土類金属、または遷移金属を含んでもよい。   For example, the catalyst may include Ce and at least one other rare earth metal, alkaline earth metal, or transition metal.

ここで、希土類金属としては、たとえば、Sm,Gd,Nd,Y,La,Pr等から選択することができる。   Here, the rare earth metal can be selected from, for example, Sm, Gd, Nd, Y, La, Pr and the like.

また、触媒に含まれるアルカリ土類金属としては、たとえば、Mg,Ca,Sr,Ba等から選択することができる。   The alkaline earth metal contained in the catalyst can be selected from, for example, Mg, Ca, Sr, Ba and the like.

また、触媒に含まれる遷移金属としては、たとえば、Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Sc,Ti,V,Cr等から選択することきる。   The transition metal contained in the catalyst can be selected from, for example, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sc, Ti, V, and Cr.

また、酸化触媒、NO吸蔵触媒等の触媒成分の担持方法は特に限定されないが、例えば、ハニカム構造体の隔壁に対して、触媒成分を含む触媒液をウォッシュコートした後、高温で熱処理して焼き付ける方法等が挙げられる。また、例えば、ディッピング法等の従来公知のセラミック膜形成方法を利用して、セラミックスラリーをハニカム構造の基材の隔壁に付着させ、乾燥、焼成する方法等により、触媒担持層を形成すればよい。この際、触媒担持層の厚みは触媒コートスラリーの濃度や触媒担持に要する時間等を制御することにより所望の値に調整することができる。 Further, the oxidation catalyst, carrying a catalyst component such as the NO X storage catalyst is not particularly limited, for example, the barrier ribs of the honeycomb structure, the catalyst solution containing the catalyst component was washcoat, was heat-treated at a high temperature The method of baking etc. are mentioned. Further, for example, a catalyst supporting layer may be formed by a method in which a ceramic slurry is attached to a partition wall of a substrate having a honeycomb structure, dried, and fired using a conventionally known ceramic film forming method such as a dipping method. . At this time, the thickness of the catalyst support layer can be adjusted to a desired value by controlling the concentration of the catalyst coat slurry, the time required for catalyst support, and the like.

なお、酸化触媒、NO吸蔵触媒等の触媒成分は、高分散状態で担持させるため、予めアルミナのような比表面積の大きな耐熱性無機酸化物に一旦担持させた後、ハニカム構造体の隔壁等に担持させてもよい。 Since catalyst components such as an oxidation catalyst and NO X storage catalyst are supported in a highly dispersed state, the catalyst components are first supported on a heat-resistant inorganic oxide having a large specific surface area, such as alumina, and then the partition walls of the honeycomb structure. You may make it carry on.

また、上記触媒は、例えば、吸引法等の従来公知の触媒担持方法を応用して、触媒スラリーを隔壁及び/又はPM捕集層の細孔内に担持させ、乾燥、焼成する方法等により形成してもよい。   Further, the catalyst is formed by, for example, a method in which a catalyst slurry is supported in the partition walls and / or the pores of the PM collection layer by applying a conventionally known catalyst supporting method such as a suction method, and is dried and calcined. May be.

このPM捕集層の平均細孔径は、パティキュレートを捕集するという目的を果たすために、適度な大きさに形成されることが好ましい。すなわち、隔壁のPM捕集層の平均細孔径が小さ過ぎると、PM捕集層でAshが捕集される際に、AshがPM捕集層の細孔上部(Ashの流入側入口又は入口付近)で、いわば蓋となって目詰まりし易くなり、隔壁の出口側へのガスの流入を遮るおそれがある。ガスの流入が遮られると、隔壁に担持された触媒の浄化処理を妨げることになり、触媒浄化性能を低減させることになるから、好ましくない。他方、PM捕集層の平均細孔径が大き過ぎると、PMを捕集しづらくなり、その結果、隔壁に向けて、いわば筒抜けとなって、ガス浄化を十分に出来なくなるおそれがある。したがって、触媒浄化性能を低減させることになるから、好ましくない。   The average pore diameter of the PM trapping layer is preferably formed to an appropriate size in order to fulfill the purpose of trapping particulates. That is, if the average pore diameter of the PM trapping layer of the partition wall is too small, when the Ash is trapped in the PM trapping layer, the Ash is located above the pores of the PM trapping layer (in the inlet side or near the inlet of the Ash). ), It becomes a lid so that clogging is likely to occur, and there is a risk of blocking the inflow of gas to the outlet side of the partition wall. If the gas inflow is blocked, the purification treatment of the catalyst supported on the partition wall is hindered, and the catalyst purification performance is reduced, which is not preferable. On the other hand, if the average pore diameter of the PM trapping layer is too large, it becomes difficult to trap PM, and as a result, the cylinder may be pulled out toward the partition wall, and gas purification may not be sufficiently performed. Therefore, the catalyst purification performance is reduced, which is not preferable.

換言すれば、隔壁に触媒が適量に担持(コート)されることが好ましい。隔壁に触媒が適量に担持(コート)されることより、PMを十分に捕集でき、担持される触媒も十分に機能するからである。   In other words, it is preferable that an appropriate amount of catalyst is supported (coated) on the partition walls. This is because the catalyst is supported (coated) in an appropriate amount on the partition walls, so that PM can be sufficiently collected and the supported catalyst functions sufficiently.

以下、本発明を実施例により、更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[1−1]隔壁の厚さ、セル密度、セルの大きさ:
画像解析装置(株式会社ニコン製、商品名「NEXIV、VMR−1515」)を用いて、ハニカムセグメントの断面を計測することで算出した。具体的には、ハニカムセグメントの隔壁に相当する座標を自動で認識し、隔壁の厚さを計測した。さらに、前述の装置を使用して、隔壁間の距離を測定し、セル密度、及び入口セルの大きさ(出口セルの大きさ)を算出した。
[1-1] Partition wall thickness, cell density, cell size:
It calculated by measuring the cross section of a honeycomb segment using the image analysis apparatus (The Nikon Corporation make, brand name "NEXIV, VMR-1515"). Specifically, the coordinates corresponding to the partition walls of the honeycomb segment were automatically recognized, and the thickness of the partition walls was measured. Furthermore, using the above-mentioned apparatus, the distance between the partition walls was measured, and the cell density and the size of the inlet cell (the size of the outlet cell) were calculated.

[1−2]隔壁の平均細孔径:
島津製作所社製、商品名:ポロシメータ 型式9810を使用して測定した。具体的には、ハニカムフィルタから隔壁を切り出し、PM捕集層を研削により除去し、残りの部分(隔壁に相当)について水銀圧入法によって平均細孔径を測定し、これを隔壁の平均細孔径とした。
[1-2] Average pore diameter of partition walls:
Measurement was performed using a product name: Porosimeter Model 9810, manufactured by Shimadzu Corporation. Specifically, the partition walls were cut out from the honeycomb filter, the PM trapping layer was removed by grinding, and the average pore diameter was measured by mercury porosimetry for the remaining part (corresponding to the partition walls). did.

[1−3]隔壁の気孔率:
SEM(走査型電子顕微鏡)を通じて、ハニカムセグメントの断面の画像を撮り、画像解析ソフトで二極化し、セグメント部分と空孔部分の面積を計測し、気孔率を算出した。具体的には、隔壁の表面から充分に離れた位置(隔壁の厚さ方向の中央部分)において、正方形20視野(正方形の一辺は隔壁の厚さの1/1000)の平均の空間/固体面積比を測定し、これを隔壁の気孔率とした。
[1-3] Porosity of partition walls:
Through SEM (scanning electron microscope), an image of the cross section of the honeycomb segment was taken, and the image was analyzed with the image analysis software. The area of the segment portion and the pore portion was measured, and the porosity was calculated. Specifically, the average space / solid area of 20 square fields (one side of the square is 1/1000 of the thickness of the partition wall) at a position sufficiently separated from the surface of the partition wall (center portion in the thickness direction of the partition wall). The ratio was measured and used as the porosity of the partition wall.

[1−4]PM捕集層の厚さ:
画像解析装置(株式会社ニコン製、商品名「NEXIV、VMR−1515」)を用いて、PM捕集層形成後のハニカムセグメントの断面を計測し、PM捕集層が形成されているセルの径を算出し、PM捕集層形成前のハニカムセグメントのセル径との差の1/2をPM捕集層の厚さとした。
[1-4] Thickness of PM trapping layer:
Using an image analysis device (trade name “NEXIV, VMR-1515” manufactured by Nikon Corporation), the cross section of the honeycomb segment after the PM collection layer is formed is measured, and the diameter of the cell in which the PM collection layer is formed And 1/2 of the difference from the cell diameter of the honeycomb segment before forming the PM trapping layer was taken as the thickness of the PM trapping layer.

[1−5]PM捕集層のピーク細孔径:
島津製作所社製、商品名:ポロシメータ 型式9810を使用して測定した。具体的には、ハニカムフィルタから隔壁を切り出し、前述のポロシメータにより、PM捕集層が形成されているハニカムセグメントの細孔分布を測定し、PM捕集層以外の基材である隔壁の細孔分布との差分を計算し、増加した部分の細孔径の最大値を、PM捕集層のピーク細孔径とした。
[1-5] Peak pore diameter of PM trapping layer:
Measurement was performed using a product name: Porosimeter Model 9810, manufactured by Shimadzu Corporation. Specifically, the partition wall is cut out from the honeycomb filter, the pore distribution of the honeycomb segment in which the PM collection layer is formed is measured by the above-described porosimeter, and the pores of the partition wall, which is a substrate other than the PM collection layer, are measured. The difference from the distribution was calculated, and the maximum value of the increased pore diameter was taken as the peak pore diameter of the PM trapping layer.

[1−6]PM捕集層の気孔率:
SEM(走査型電子顕微鏡)を通じて、ハニカムセグメントの断面の画像を撮り、画像解析ソフトで二極化し、PM捕集層部分と空孔部分の面積を計測し、PM捕集層の気孔率を算出した。具体的には、PM捕集層内で、正方形20視野(正方形の一辺は隔壁の厚さの1/1000)の空間/固体面積比を測定し、これらの平均をPM捕集層の気孔率とした。
[1-6] Porosity of PM trapping layer:
Take an image of the cross section of the honeycomb segment through SEM (scanning electron microscope), bipolarize it with image analysis software, measure the area of the PM trapping layer and the pores, and calculate the porosity of the PM trapping layer did. Specifically, the space / solid area ratio of 20 square fields (one side of the square is 1/1000 of the partition wall thickness) is measured in the PM collection layer, and the average of these is calculated as the porosity of the PM collection layer. It was.

[1−7]PM捕集層の重量:
重量が熱容量に強い相関関係を有し、再生特性に寄与するため、天秤にて完成体の重量を測定した。セグメントの外径は同一であるため、ハニカムフィルタが同一形状であれば、接合材重量、コート材重量も同一となるため、完成体の重量からPM捕集層の重量に置き換えることができる。
[1-7] Weight of PM trapping layer:
Since the weight has a strong correlation with the heat capacity and contributes to the regeneration characteristics, the weight of the finished product was measured with a balance. Since the outer diameters of the segments are the same, if the honeycomb filter has the same shape, the weight of the bonding material and the weight of the coating material are also the same. Therefore, the weight of the finished product can be replaced with the weight of the PM trapping layer.

[2−1]PM捕集層強度:
触媒を担持する前のハニカムフィルタにおける、PM捕集層の強度を下記のように評価した。まず、0.3MPaのエアーでDPF出口側からブローし、入口側から排出されたPM捕集層材料の重量を測定した。エアブロー前後の重量差によって剥離したPM捕集層材料の重量を算出した。また、PM捕集層材料の重量は、[DPF重量]−[同じハニカムセグメントで作製したDPF(参考例のDPF)]から算出し、さらに、剥離重量割合を以下の式(A)により算出した。
剥離重量割合=[剥離したPM捕集層材料の重量割合]/[PM捕集層材料の重量]×100・・・(A)
[2-1] PM trapping layer strength:
The strength of the PM trapping layer in the honeycomb filter before supporting the catalyst was evaluated as follows. First, air was blown from the DPF outlet side with 0.3 MPa air, and the weight of the PM trapping layer material discharged from the inlet side was measured. The weight of the PM trapping layer material separated by the weight difference before and after air blowing was calculated. Further, the weight of the PM trapping layer material was calculated from [DPF weight]-[DPF made of the same honeycomb segment (DPF of reference example)], and the peel weight ratio was calculated by the following formula (A). .
Peel weight ratio = [Weight ratio of peeled PM trapping layer material] / [PM trapping layer material weight] × 100 (A)

さらに前述の(A)式によって算出された数値が、10%以下を○、10%より大きい数値を×とした。なお、剥離重量割合が10%を基準にして評価したのは、10%を超えると、実使用条件下でも同様な剥離が起きる可能性が高く、PM捕集層が強度不足となり、PM捕集層の機能が発現しなくなるため、実際の使用に耐えられないためである。また同様に、PM捕集層の強度が不十分であると、触媒担持工程中に、PM捕集層が剥離する場合もあり、目的とするPM捕集層の機能が発現しない場合もある。   Furthermore, the numerical value calculated by the above-mentioned formula (A) is 10% or less, and the numerical value larger than 10% is ×. In addition, when the peel weight ratio was evaluated based on 10%, if it exceeds 10%, there is a high possibility that the same peel occurs even under actual use conditions, and the PM trapping layer becomes insufficient in strength. This is because the function of the layer is not expressed, and the layer cannot withstand actual use. Similarly, if the strength of the PM trapping layer is insufficient, the PM trapping layer may be peeled off during the catalyst supporting step, and the intended function of the PM trapping layer may not be exhibited.

[2−2]初期捕集効率:
PM濃度が1mg/m、温度が200℃、流量が2.4Nm/minの条件で、軽油バーナーからの排気ガスを、ハニカムフィルタに流入させ、PMがハニカムフィルタに堆積する前の初期状態において、上流(ハニカムフィルタに流入する前)及び下流(ハニカムフィルタから流出した後)のPM粒子数を測定した。そして、((上流のPM粒子数)−(下流のPM粒子数))/(上流のPM粒子数)×100の式により、捕集効率を算出した。PM粒子数の測定は、TSI社製のSMPS(Scanning Mobility Particle Sizer)を使用して、PM粒子をカウントすることにより行った。初期捕集効率は、80%以上であれば評価を○とし、80%未満であれば×とした。
[2-2] Initial collection efficiency:
The initial state before PM is deposited on the honeycomb filter when exhaust gas from the light oil burner is caused to flow into the honeycomb filter under the conditions that the PM concentration is 1 mg / m 3 , the temperature is 200 ° C., and the flow rate is 2.4 Nm 3 / min. , The number of PM particles upstream (before flowing into the honeycomb filter) and downstream (after flowing out of the honeycomb filter) was measured. Then, the collection efficiency was calculated according to the formula of ((the number of upstream PM particles) − (the number of downstream PM particles)) / (the number of upstream PM particles) × 100. The number of PM particles was measured by counting the PM particles using SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer) manufactured by TSI. When the initial collection efficiency was 80% or more, the evaluation was “good”, and when it was less than 80%, the evaluation was “poor”.

[2−3]初期圧力損失:
PMが堆積していないハニカムフィルタに、8Nm/minの流量で常温の空気を流入させ、ハニカムフィルタの上流(排ガスがハニカムフィルタに流入する、ハニカムフィルタの入口端面側)と下流(排ガスがハニカムフィルタから流出する、ハニカムフィルタの出口端面側)との圧力差を、差圧計で測定し、初期圧力損失を求めた。
[2-3] Initial pressure loss:
Air at normal temperature is flowed into the honeycomb filter on which PM is not deposited at a flow rate of 8 Nm 3 / min. The pressure difference with the honeycomb filter outlet end face side) was measured with a differential pressure gauge to determine the initial pressure loss.

[2−3−1]初期圧力損失増加率:
((初期圧力損失)−(同じハニカムセグメントで作製したDPF(参考例のDPF)の圧力損失))/(同じハニカムセグメントで作製したDPF(参考例のDPF)の圧力損失))×100の式により、初期圧力損失増加率を算出した。初期圧力損失増加率は、20%未満であれば評価を○とし、20%以上40%未満を△、40%以上であれば×とした。
[2-3-1] Initial pressure loss increase rate:
((Initial pressure loss) − (pressure loss of DPF (reference example DPF) manufactured with the same honeycomb segment)) / (pressure loss of DPF (reference example DPF) manufactured with the same honeycomb segment)) × 100 Thus, the increase rate of the initial pressure loss was calculated. The initial pressure loss increase rate was evaluated as ◯ if it was less than 20%, Δ if it was 20% or more but less than 40%, and x if it was 40% or more.

[2−4]PM堆積時の圧力損失:
PMが堆積していないハニカムフィルタに対して、PMを容積あたりの質量として4g/L堆積させ、そのPMを堆積させたハニカムフィルタに、2.4Nm/minの流量で200℃の空気を流入させ、ハニカムフィルタの上流と下流との圧力差を、差圧計で測定し、PM堆積時の圧力損失(圧力損失Aと呼ぶ、後述する図10を参照)を求めた。
[2-4] Pressure loss during PM deposition:
4 g / L of PM is deposited as a mass per volume on a honeycomb filter on which PM is not deposited, and 200 ° C. air flows at a flow rate of 2.4 Nm 3 / min into the honeycomb filter on which the PM is deposited. The pressure difference between the upstream and downstream of the honeycomb filter was measured with a differential pressure gauge, and the pressure loss during PM deposition (referred to as pressure loss A, see FIG. 10 described later) was obtained.

また、PM圧力損失減少率(以下、適宜「PM圧損減少率」という)は、前述の圧力損失Aを用いて以下の式により算出した。
PM圧損減少率=((同じハニカムセグメントで作製したDPF(参考例のDPF)のPM圧力損失A)−(PM圧力損失A))÷(同じハニカムセグメントで作製したDPF(参考例のDPF)のPM圧力損失A)×100
Further, the PM pressure loss reduction rate (hereinafter referred to as “PM pressure loss reduction rate” as appropriate) was calculated by the following equation using the pressure loss A described above.
PM pressure loss reduction rate = ((PM pressure loss A of DPF (reference example DPF) made of the same honeycomb segment) − (PM pressure loss A)) ÷ (DPF made of the same honeycomb segment (DPF of the reference example)) PM pressure loss A) x 100

このようにしてPM圧損減少率の値を求め、20%以上を○、10%以上20%未満を△、10%未満を×として評価した。   Thus, the value of the PM pressure loss reduction rate was determined, and 20% or more was evaluated as ◯, 10% or more and less than 20% as Δ, and less than 10% as x.

[2−5]ヒステリシス特性:
図10は、ハニカムフィルタのヒステリシス特性を表したグラフであり、圧力損失と容積あたりのPM堆積量との関係を示すものである。本実施例では、ハニカムフィルタに、200℃の温度で、PMを容積あたりの質量として6g/L堆積させた後、400℃の温度で一部のPMを燃焼させ、PMが2g/Lに減少したときの圧力損失(圧力損失Cと呼ぶ)を求めた。そして、上記圧力損失Aと圧力損失Cとの差である圧力損失差Bの算出し、圧力損失Aに対する圧力損失差Bの比を%表示し、これをヒステリシス特性として評価した。具体的には、10%以下を○、10%以上20%未満を△、20%以上を×として評価した。
[2-5] Hysteresis characteristics:
FIG. 10 is a graph showing the hysteresis characteristics of the honeycomb filter, and shows the relationship between the pressure loss and the PM deposition amount per volume. In this example, after depositing 6 g / L of PM as mass per volume at a temperature of 200 ° C. on a honeycomb filter, a part of PM is burned at a temperature of 400 ° C., and the PM is reduced to 2 g / L. Pressure loss (referred to as pressure loss C) was obtained. And the pressure loss difference B which is the difference of the said pressure loss A and the pressure loss C was calculated, ratio of the pressure loss difference B with respect to the pressure loss A was displayed in%, and this was evaluated as a hysteresis characteristic. Specifically, 10% or less was evaluated as ◯, 10% or more and less than 20% as Δ, and 20% or more as ×.

[2−6]再生特性:
ディーゼル燃料軽油の燃焼により発生させたスート(スス)を含む燃焼ガスを、ハニカムフィルタに流入させ、PM量8g/Lをハニカムフィルタに捕集させた。その後、ポストインジェクションにより排気ガス温度を上昇させ、ハニカムフィルタの入口ガス温度を650℃で10分間保持し、ハニカムフィルタ中のスートを燃焼除去した。燃焼除去中の最高温度を測定した。具体的には、最高温度が1250℃未満を○、最高温度が1250℃以上を×として評価した。
[2-6] Reproduction characteristics:
Combustion gas containing soot (soot) generated by combustion of diesel fuel gas oil was introduced into the honeycomb filter, and a PM amount of 8 g / L was collected in the honeycomb filter. Thereafter, the exhaust gas temperature was raised by post-injection, the inlet gas temperature of the honeycomb filter was maintained at 650 ° C. for 10 minutes, and the soot in the honeycomb filter was removed by combustion. The maximum temperature during combustion removal was measured. Specifically, the maximum temperature was evaluated as less than 1250 ° C., and the maximum temperature as 1250 ° C. or more was evaluated as x.

[3]総合評価:
以下のような、性能評価、製造コスト評価、耐久性の評価を行った。
[3] Overall evaluation:
The following performance evaluation, manufacturing cost evaluation, and durability evaluation were performed.

[3−1]性能:
参考例として成形したハニカムフィルタに対しての優位性で、DPFの性能評価をした。具体的には、優位性は、前述のPM捕集層強度、初期捕集効率、初期圧力損失、PM堆積時の圧力損失、ヒステリシス特性、及び再生特性の各評価を総合して検討し、○:全ての項目で優位性有り、△:一部の項目で優位性有り、×:優位性なし、の点から評価した。
[3-1] Performance:
As a reference example, the DPF performance was evaluated based on the superiority of the honeycomb filter formed. Specifically, the superiority is studied by comprehensively examining each of the above-described PM collection layer strength, initial collection efficiency, initial pressure loss, pressure loss during PM deposition, hysteresis characteristics, and regeneration characteristics. : Evaluation was made from the point of superiority in all items, Δ: superiority in some items, ×: no superiority.

[3−2]製造コスト:
接合後、PM捕集層形成後、及び外周コート後の熱処理回数により評価した。具体的には、○:700℃以上の熱処理回数1回、×:700℃以上の熱処理回数2回とした。なお、結合材であるコロイダルシリカが十分な強度発現しないため200℃以下の乾燥工程は回数に含めないこととした。
[3-2] Manufacturing cost:
It evaluated by the frequency | count of the heat processing after joining, PM collection layer formation, and outer periphery coating. Specifically, ◯: the number of heat treatments of 700 ° C. or higher was 1 time, and x: the number of heat treatments of 700 ° C. or higher was 2 times. In addition, since the colloidal silica which is a binder does not exhibit sufficient strength, the drying step at 200 ° C. or lower is not included in the number of times.

[3−3]耐久性:
触媒を担持する前のハニカムフィルタにおけるPM捕集層の剥離の有無で評価した。具体的には、前述の剥離重量割合の評価を用い、前述の(A)式によって算出された数値が、10%以下を○、10%より大きい数値を×とした。
[3-3] Durability:
Evaluation was made based on whether or not the PM trapping layer was peeled off in the honeycomb filter before supporting the catalyst. Specifically, using the above-described evaluation of the peeling weight ratio, the numerical value calculated by the above-described equation (A) was 10% or less, and the numerical value larger than 10% was taken as x.

[3−4]総合評価:
総合評価は、○:性能評価、製造コスト評価、耐久性の全ての項目が○、△:性能評価、製造コスト評価、耐久性の一部が△、×:性能評価、製造コスト評価、耐久性の一部が×として行った。
[3-4] Overall evaluation:
Comprehensive evaluation: ○: all items of performance evaluation, manufacturing cost evaluation, durability are △, △: performance evaluation, manufacturing cost evaluation, part of durability is Δ, ×: performance evaluation, manufacturing cost evaluation, durability Part of was done as x.

[4−1]ハニカムセグメントの作製:
ハニカムセグメント原料として、SiC粉80質量%及び金属Si粉20質量%の混合粉末を使用し、この混合粉末100質量部に、造孔材を13質量部、分散媒を35質量部、有機バインダを6質量部、分散剤を0.5質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。分散媒として水を使用し、造孔材としては平均粒子径10μmのでんぷんとアクリル酸系高分子樹脂の混合物を使用し、有機バインダ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、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。次いで、セル形状が八角形セル−四角形セルが交互に形成される所定スリット幅の金型を用いて坏土を押出成形し、セル形状が八角形セル−四角形セルの所望寸法のハニカムセグメント形状を得た。
[4-1] Preparation of honeycomb segment:
As a honeycomb segment raw material, a mixed powder of SiC powder 80% by mass and metal Si powder 20% by mass is used. To this mixed powder 100 parts by mass, a pore former is 13 parts by mass, a dispersion medium 35 parts by mass, and an organic binder. 6 parts by mass and 0.5 parts by mass of a dispersant were added, mixed and kneaded to prepare a clay. Water is used as a dispersion medium, a mixture of starch and acrylic acid polymer resin having an average particle size of 10 μm is used as a pore former, hydroxypropylmethylcellulose is used as an organic binder, and ethylene glycol is used as a dispersant. used. Next, the clay is extruded using a mold having a predetermined slit width in which the cell shape is octagonal cells-rectangular cells are alternately formed, and the honeycomb shape of the desired size of the octagonal cells-rectangular cells is obtained. Obtained.

[4−2]目封止ハニカムセグメントの作製:
ハニカムセグメントをマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカムセグメントの一方の端面のセル開口部に、市松模様状(千鳥模様状)に交互にマスクを施し、マスクを施した側の端部を、前述のハニカムセグメン原料を含有する目封止スラリーに浸漬し、市松模様状に交互に配列された目封止部を形成した。その後、目封止部を形成したハニカム成形体を熱風乾燥機で乾燥し、更に、酸化雰囲気において550℃で、3時間程度で焼成(仮焼き)した。さらに、Ar不活性雰囲気で、焼成温度として1450℃の焼成温度にて2時間の焼成を行った。このようにして、セル密度46.5(個/cm)、隔壁の厚さ0.25mm、入口セルの形状が八角形で、その大きさが1.41mm、出口セルの形状が四角形で、その大きさが1.01mm、平均細孔径が14μm、気孔率41%からなる長さ152mm、一辺が36mmの四角柱状のハニカムセグメントAを用意した。このセグメント特性を表1に示す。
[4-2] Production of plugged honeycomb segment:
After the honeycomb segment is dried with a microwave dryer and further completely dried with a hot air dryer, the cell openings on one end face of the honeycomb segment are alternately masked in a checkered pattern (staggered pattern), The end portion on the masked side was immersed in the plugging slurry containing the honeycomb segment raw material described above to form plugged portions alternately arranged in a checkered pattern. Thereafter, the honeycomb formed body on which the plugged portions were formed was dried with a hot air dryer, and further fired (calcined) at about 550 ° C. for about 3 hours in an oxidizing atmosphere. Further, firing was performed for 2 hours at a firing temperature of 1450 ° C. in an Ar inert atmosphere. Thus, the cell density is 46.5 (cells / cm 3 ), the partition wall thickness is 0.25 mm, the shape of the inlet cell is octagonal, the size is 1.41 mm, the shape of the outlet cell is square, A rectangular columnar honeycomb segment A having a size of 1.01 mm, an average pore diameter of 14 μm, a length of 152 mm consisting of a porosity of 41%, and a side of 36 mm was prepared. The segment characteristics are shown in Table 1.

また、同様に、セル密度46.5(個/cm)、隔壁の厚さ0.31mm、入口セルの形状が八角形で、その大きさが1.36mm、出口セルの形状が四角形で、その大きさが0.96mm、平均細孔径が14μm、気孔率41%からなるハニカムセグメントB、セル密度46.5(個/cm)、隔壁の厚さ0.25mm、入口セルの形状が八角形で、その大きさが1.41mm、出口セルの形状が四角形で、その大きさが1.01mm、平均細孔径が23μm、気孔率58%からなるハニカムセグメントC、セル密度46.5(個/cm)、隔壁の厚さ0.31mm、入口セルの形状が八角形で、その大きさが1.36mm、出口セルの形状が四角形で、その大きさが0.96mm、平均細孔径が23μm、気孔率58%からなるハニカムセグメントDを夫々予め用意した。ハニカムセグメントのセル形状は押出成形時の金型を変更することで、気孔率、細孔径は使用するSiC粒子の大きさや添加する造孔材の大きさ、添加量を適宜調整することにより、これらのハニカムセグメントを得た。これらのハニカムセグメント特性を表1に示す。 Similarly, the cell density is 46.5 (cells / cm 3 ), the partition wall thickness is 0.31 mm, the shape of the inlet cell is an octagon, the size is 1.36 mm, the shape of the outlet cell is a square, Honeycomb segment B having a size of 0.96 mm, an average pore diameter of 14 μm, a porosity of 41%, a cell density of 46.5 (pieces / cm 3 ), a partition wall thickness of 0.25 mm, and an inlet cell shape of 8 Honeycomb segment C having a square shape, a size of 1.41 mm, an outlet cell shape of a square, a size of 1.01 mm, an average pore diameter of 23 μm, and a porosity of 58%, a cell density of 46.5 (pieces) / Cm 3 ), the partition wall thickness is 0.31 mm, the shape of the inlet cell is octagonal, the size is 1.36 mm, the shape of the outlet cell is square, the size is 0.96 mm, and the average pore diameter is 23μm, porosity 58% The two cam segments D were prepared respectively in advance. The cell shape of the honeycomb segment can be changed by changing the mold at the time of extrusion, and the porosity and pore diameter can be adjusted by appropriately adjusting the size of the SiC particles to be used, the size of the pore former to be added, and the addition amount. Of honeycomb segments were obtained. These honeycomb segment characteristics are shown in Table 1.

なお、前述の「セル密度」、「入口セルの大きさ」、及び「出口セルの大きさ」については、画像解析装置(株式会社ニコン製、商品名「NEXIV VMR1515」)で、ハニカムセグメント断面を計測することで算出した。   For the above-mentioned “cell density”, “inlet cell size”, and “exit cell size”, the honeycomb segment cross section was measured with an image analyzer (trade name “NEXIV VMR1515” manufactured by Nikon Corporation). Calculated by measuring.

Figure 0005438342
Figure 0005438342

[5]PM捕集層のスラリーの調整:
PM捕集層を形成するスラリーの調整を行った。まず所定量の水に、骨材としてSiC(平均粒子径12μm)を0.65質量%、結合材としてコロイダルシリカ(固形分濃度40%の溶液)4.5質量%を加え、よく撹拌して捕集層形成用のスラリーIを調整する。同様に、骨材としてSiC(平均粒子径12μm)を1.30質量%、結合材としてコロイダルシリカ(固形分濃度40%の溶液)4.5質量%を加えて調整した捕集層形成用のスラリーII、骨材としてSiC(平均粒子径12μm)を2.60質量%、結合材としてコロイダルシリカ(固形分濃度40%の溶液)4.5質量%を加えて調整した捕集層形成用のスラリーIII、骨材としてSiC(平均粒子径15μm)を1.30質量%、結合材としてコロイダルシリカ(固形分濃度40%の溶液)5.1質量%を加えて調整した捕集層形成用のスラリーIV、骨材としてSiC(平均粒子径15μm)を1.30質量%、結合材としてコロイダルシリカ(固形分濃度40%の溶液)6.2質量%を加え、更にポリメタクリル酸メチル粒子(PMMA、平均粒子径5μm)を0.5質量%を加えて調整した捕集層形成用のスラリーIV、を夫々用意した。これらのPM捕集層を形成するために使用するスラリーI〜Vの調合割合を表2に示す。
[5] Preparation of slurry for PM collection layer:
The slurry for forming the PM trapping layer was adjusted. First, add 0.65% by mass of SiC (average particle size: 12 μm) as an aggregate and 4.5% by mass of colloidal silica (solution with a solid concentration of 40%) as a binder in a predetermined amount of water, and stir well. The slurry I for collecting layer formation is adjusted. Similarly, for collecting layer formation prepared by adding SiC (average particle diameter of 12 μm) as an aggregate to 1.30% by mass and colloidal silica (solution having a solid content of 40%) as a binder by adding 4.5% by mass. For forming a collection layer prepared by adding 2.60% by mass of SiC (average particle size 12 μm) as an aggregate, and 4.5% by mass of colloidal silica (solution having a solid concentration of 40%) as a binder. For forming a collection layer prepared by adding Slurry III, 1.30% by mass of SiC (average particle size 15 μm) as an aggregate, and 5.1% by mass of colloidal silica (solution with a solid content of 40%) as a binder Slurry IV, SiC (average particle size 15 μm) as an aggregate, 1.30% by mass, colloidal silica (solution with a solid content of 40%) as a binder, 6.2% by mass, and polymethyl methacrylate particles PMMA, average particle size 5 [mu] m) the slurry IV for trapping layer formed was adjusted by adding 0.5 wt% were respectively prepared. Table 2 shows the mixing ratio of the slurries I to V used to form these PM trapping layers.

Figure 0005438342
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次に、前述のように予め容易したハニカムセグメントA〜Dと、PM捕集層を形成するためのスラリーI〜Vを用いて、以下のように実施例1〜12、比較例1〜4、参考例1〜4のハニカムフィルタを作製した。   Next, using the honeycomb segments A to D that have been facilitated in advance as described above and the slurries I to V for forming the PM trapping layer, Examples 1 to 12, Comparative Examples 1 to 4, and Honeycomb filters of Reference Examples 1 to 4 were produced.

(実施例1)
まず、前述の(焼成後の)ハニカムセグメントAを4×4本使用して、そのハニカムセグメントの周面に、接合用スラリーを塗布し、互いに組み付けて圧着して、(乾燥前の)ハニカムセグメント接合体を得、熱風乾燥機で乾燥しハニカムセグメント接合体を硬化させて、全体形状が四角柱状の(乾燥後の)ハニカムセグメント接合体を得た。接合用スラリーは、無機粒子としてSiC粉末、酸化物繊維としてアルミノシリケート質繊維、コロイド状酸化物としてシリカゾル水溶液及び粘土を、それぞれ混合し、更に水を加えてミキサーにより30分間混合し、接合材層用スラリーを調製した。さらに、乾燥させたハニカムセグメント接合体を、所望の円柱形状に研削加工し、セグメント構造を有する円柱形状のハニカム構造体を形成した。その後、前述のハニカム構造体の隔壁の、排ガスの流入側セル(流入側の隔壁表層)に、前述のように予め用意したスラリーIIを用いて、入口セルの表層にPM捕集層の前駆体なる膜を形成した。その後、PM捕集層を形成したハニカム構造体を前述した乾燥手段で、同様に乾燥により硬化させた。さらに、乾燥させたPM捕集層を形成後のハニカム構造体の周面を、外周コート用スラリーで被覆し、乾燥により硬化させて、外周コート層を備えるφ144mm×152mmの円柱形状のハニカム構造体を形成し、前述と同様の乾燥手段によって、120℃、2時間で乾燥させた。外周コート用スラリーは、接合材層用スラリーと同じものを用いた。
Example 1
First, 4 × 4 honeycomb segments A (after firing) were used, and a slurry for joining was applied to the peripheral surface of the honeycomb segments, assembled to each other, and pressure-bonded. A joined body was obtained, dried with a hot air dryer, and the joined honeycomb segment joined body was cured to obtain a joined honeycomb segment joined body having a square pillar shape (after drying). The bonding slurry is composed of SiC powder as inorganic particles, aluminosilicate fiber as oxide fibers, silica sol aqueous solution and clay as colloidal oxides, water added and mixed for 30 minutes with a mixer. A slurry was prepared. Further, the dried bonded honeycomb segment assembly was ground into a desired columnar shape to form a columnar honeycomb structure having a segment structure. Thereafter, using the slurry II prepared in advance as described above for the exhaust gas inflow side cell (inflow side partition wall surface) of the partition walls of the honeycomb structure described above, the precursor of the PM collection layer on the surface layer of the inlet cell. A film was formed. Thereafter, the honeycomb structure on which the PM trapping layer was formed was similarly cured by drying using the drying means described above. Furthermore, the peripheral surface of the honeycomb structure after the dried PM trapping layer is formed is coated with a slurry for outer periphery coating, cured by drying, and a cylindrical honeycomb structure of φ144 mm × 152 mm provided with the outer periphery coating layer And dried at 120 ° C. for 2 hours by the same drying means as described above. The outer periphery coating slurry was the same as the bonding material layer slurry.

そして、乾燥させたハニカム構造体を、700℃、30分間の熱処理により硬化させて、φ144mm×152mmの円柱形状のハニカムフィルタを得た。   Then, the dried honeycomb structure was cured by heat treatment at 700 ° C. for 30 minutes to obtain a cylindrical honeycomb filter with a diameter of 144 mm × 152 mm.

そして、得られたハニカムフィルタに触媒を担持した。触媒スラリーは、Ptを担持したγ−Al触媒とCeO粉末(助触媒)にAlゾルと水を添加して調製した。次いで、触媒スラリーを、ウォッシュコートにより、白金成分がハニカムフィルタに対し1.06g/L、全触媒成分が30g/Lとなるように担持した。触媒の担持は、ハニカムフィルタの排ガス流出側の端面から触媒スラリーをセル(排ガス流出側のセル)内に流入させ、隔壁に多くの触媒が存在するよう担持した。そして、120℃の温度で乾燥後、更に500℃、3時間の熱処理を行うことにより、触媒を担持した実施例1のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが49μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1905gであり、各特性を表3に示した。 The catalyst was supported on the obtained honeycomb filter. The catalyst slurry was prepared by adding Al 2 O 3 sol and water to a Pt-supported γ-Al 2 O 3 catalyst and CeO 2 powder (co-catalyst). Next, the catalyst slurry was supported by wash coating so that the platinum component was 1.06 g / L and the total catalyst component was 30 g / L with respect to the honeycomb filter. The catalyst was loaded by allowing the catalyst slurry to flow into the cell (cell on the exhaust gas outflow side) from the end face on the exhaust gas outflow side of the honeycomb filter so that a large amount of catalyst was present in the partition walls. And after drying at the temperature of 120 degreeC, the honeycomb filter of Example 1 which carry | supported the catalyst was obtained by further heat-processing for 3 hours at 500 degreeC. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 49 μm, a PM trapping layer peak pore size of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1905 g. It was shown to.

(実施例2)
まず、前述の(焼成後の)ハニカムセグメントAの、排ガスの流入側セル(流入側の隔壁表層)に、前述のように予め用意したスラリーIIを用いて、入口セルの表層にPM捕集層の前駆体なる膜を形成した。その後、PM捕集層を形成したハニカム構造体を前述した乾燥手段で、同様に乾燥により硬化させた。さらに、乾燥させたPM捕集層を形成後のハニカムセグメントを、4×4本使用して、そのハニカムセグメントの周面に、接合用スラリーを塗布し、互いに組み付けて圧着して、(乾燥前の)ハニカムセグメント接合体を得、熱風乾燥機で乾燥しハニカムセグメント接合体を硬化させて、全体形状が四角柱状の(乾燥後の)ハニカムセグメント接合体を得る以外は実施例1と同様な方法にてハニカムフィルタを得た。
(Example 2)
First, using the slurry II prepared in advance as described above for the exhaust gas inflow side cell (inflow side partition wall surface layer) of the honeycomb segment A described above (after firing), a PM trapping layer is formed on the surface of the inlet cell. A precursor film was formed. Thereafter, the honeycomb structure on which the PM trapping layer was formed was similarly cured by drying using the drying means described above. Furthermore, 4 × 4 honeycomb segments after forming the dried PM trapping layer were used, and the joining slurry was applied to the peripheral surface of the honeycomb segments, assembled together, and pressure-bonded (before drying). The honeycomb segment joined body is obtained by drying with a hot air dryer and cured to obtain a honeycomb segment joined body having a square columnar shape (after drying). A honeycomb filter was obtained.

得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが50μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1910gであり、各特性は表3に示した。   The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 50 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1910 g. It was shown to.

(実施例3)
PM捕集層を形成するスラリー量を実施例1の1.5倍量とした以外は、実施例1と同様の方法によって、実施例3のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが74μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1970gであり、各特性は表3に示した。
(Example 3)
A honeycomb filter of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of slurry for forming the PM trapping layer was 1.5 times that of Example 1. The obtained honeycomb filter has a PM trapping layer thickness of 74 μm, a PM trapping layer peak pore size of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1970 g. It was shown to.

(実施例4)
PM捕集層を形成するスラリーとしてスラリーIを使用する以外は、実施例1と同様の方法によって、実施例4のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが25μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1850gであり、各特性は表3に示した。
Example 4
A honeycomb filter of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Slurry I was used as the slurry for forming the PM trapping layer. The obtained honeycomb filter has a PM trapping layer thickness of 25 μm, a PM trapping layer peak pore size of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1850 g. It was shown to.

(実施例5)
PM捕集層を形成するスラリーとしてスラリーIIIを使用する以外は、実施例1と同様の方法によって、実施例5のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが75μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1970gであり、各特性は表3に示した。
(Example 5)
A honeycomb filter of Example 5 was obtained by the same method as Example 1 except that slurry III was used as the slurry for forming the PM trapping layer. The obtained honeycomb filter has a PM trapping layer thickness of 75 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1970 g. It was shown to.

(実施例6)
PM捕集層を形成するスラリーとしてスラリーIVを使用する以外は、実施例1と同様の方法によって、実施例6のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが50μm、PM捕集層のピーク細孔径4.5μm、PM捕集層の気孔率60%、DPF質量1900gであり、各特性は表3に示した。
(Example 6)
A honeycomb filter of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that slurry IV was used as the slurry for forming the PM trapping layer. The obtained honeycomb filter has a PM trapping layer thickness of 50 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 4.5 μm, a PM trapping layer porosity of 60%, and a DPF mass of 1900 g. It was shown to.

(実施例7)
前述の(焼成後の)ハニカムセグメントBを使用する以外は、実施例1と同様の方法によって、実施例7のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが50μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1910gであり、各特性は表3に示した。
(Example 7)
A honeycomb filter of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned (after firing) honeycomb segment B was used. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 50 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1910 g. It was shown to.

(実施例8)
前述の(焼成後の)ハニカムセグメントCを使用する以外は、実施例6と同様の方法によって、実施例8のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが49μm、PM捕集層のピーク細孔径4.6μm、PM捕集層の気孔率61%、DPF質量1625gであり、各特性は表3に示した。
(Example 8)
A honeycomb filter of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 6, except that the above-described honeycomb segment C (after firing) was used. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 49 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 4.6 μm, a PM trapping layer porosity of 61%, and a DPF mass of 1625 g. It was shown to.

(実施例9)
前述の(焼成後の)ハニカムセグメントCを使用し、PM捕集層を形成するスラリーとしてスラリーIVを使用する以外する以外は、実施例2と同様の方法によって、実施例9のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが50μm、PM捕集層のピーク細孔径4.6μm、PM捕集層の気孔率61%、DPF質量1630gであり、各特性は表3に示した。
Example 9
A honeycomb filter of Example 9 was obtained in the same manner as in Example 2 except that the above-described honeycomb segment C (after firing) was used and the slurry IV was used as the slurry for forming the PM trapping layer. It was. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 50 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 4.6 μm, a PM trapping layer porosity of 61%, and a DPF mass of 1630 g. It was shown to.

(実施例10)
PM捕集層を形成するスラリー量を実施例8の1.5倍量とした以外は、実施例8と同様の方法によって、実施例10のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが75μm、PM捕集層のピーク細孔径4.6μm、PM捕集層の気孔率61%、DPF質量1675gであり、各特性は表3に示した。
(Example 10)
A honeycomb filter of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 8, except that the amount of slurry for forming the PM trapping layer was 1.5 times that of Example 8. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 75 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 4.6 μm, a PM trapping layer porosity of 61%, and a DPF mass of 1675 g. It was shown to.

(実施例11)
PM捕集層を形成するスラリーとしてスラリーIIを使用する以外は、実施例8と同様の方法によって、実施例11のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが49μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1595gであり、各特性は表3に示した。
(Example 11)
A honeycomb filter of Example 11 was obtained in the same manner as in Example 8, except that Slurry II was used as the slurry for forming the PM trapping layer. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 49 μm, a PM trapping layer peak pore size of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1595 g. It was shown to.

(実施例12)
PM捕集層を形成するスラリーとしてスラリーVを使用する以外は、実施例8と同様の方法によって、実施例12のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが49μm、PM捕集層のピーク細孔径5.1μm、PM捕集層の気孔率68%、DPF質量1615gであり、各特性は表3に示した。
(Example 12)
A honeycomb filter of Example 12 was obtained in the same manner as in Example 8, except that slurry V was used as the slurry for forming the PM trapping layer. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 49 μm, a PM trapping layer peak pore size of 5.1 μm, a PM trapping layer porosity of 68%, and a DPF mass of 1615 g. It was shown to.

(比較例1)
実施例1と同様に、前述の(焼成後の)ハニカムセグメントAを4×4本使用して、そのハニカムセグメントの周面に、接合用スラリーを塗布し、互いに組み付けて圧着して、(乾燥前の)ハニカムセグメント接合体を得、熱風乾燥機で乾燥しハニカムセグメント接合体を硬化させて、全体形状が四角柱状の(乾燥後の)ハニカムセグメント接合体を得た。接合用スラリーは、無機粒子としてSiC粉末、酸化物繊維としてアルミノシリケート質繊維、コロイド状酸化物としてシリカゾル水溶液及び粘土を、それぞれ混合し、更に水を加えてミキサーにより30分間混合し、接合材層用スラリーを調製した。さらに、乾燥させたハニカムセグメント接合体を、所望の円柱形状に研削加工し、セグメント構造を有する円柱形状のハニカム構造体を形成した。次に、加工後のハニカム構造体の周面を、外周コート用スラリーで被覆し、乾燥により硬化させて、外周コート層を備えるφ144mm×152mmの円柱形状のハニカム構造体を形成し、前述と同様の乾燥手段によって、120℃、2時間で乾燥させ、さらに、乾燥させたハニカム構造体を、700℃、30分間の熱処理により硬化させた。その後、前述のハニカム構造体の隔壁の、排ガスの流入側セル(流入側の隔壁表層)に、前述のように予め用意したスラリーIIを用いて、入口セルの表層にPM捕集層の前駆体なる膜を形成し、前述と同様の乾燥手段によって、120℃、2時間で乾燥させて、φ144mm×152mmの円柱形状のハニカムフィルタを得た。そして、得られたハニカムフィルタに実施例1と同様な方法で触媒を担持し、比較例1のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが49μm、PM捕集層のピーク細孔径5.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1905gであり、各特性を表3に示した。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1, 4 × 4 honeycomb segments A (after firing) were used, and the joining slurry was applied to the peripheral surface of the honeycomb segments, assembled to each other, and pressure-bonded (dried). A previous honeycomb segment bonded body was obtained, dried with a hot air dryer, and the honeycomb segment bonded body was cured to obtain a honeycomb segment bonded body having a square pillar shape (after drying). The bonding slurry is composed of SiC powder as inorganic particles, aluminosilicate fiber as oxide fibers, silica sol aqueous solution and clay as colloidal oxides, water added and mixed for 30 minutes with a mixer. A slurry was prepared. Further, the dried bonded honeycomb segment assembly was ground into a desired columnar shape to form a columnar honeycomb structure having a segment structure. Next, the peripheral surface of the honeycomb structure after processing is coated with a slurry for outer periphery coating and cured by drying to form a cylindrical honeycomb structure having a diameter of 144 mm × 152 mm provided with an outer periphery coating layer. Then, the dried honeycomb structure was dried at 120 ° C. for 2 hours, and the dried honeycomb structure was cured by heat treatment at 700 ° C. for 30 minutes. Thereafter, using the slurry II prepared in advance as described above for the exhaust gas inflow side cell (inflow side partition wall surface) of the partition walls of the honeycomb structure described above, the precursor of the PM collection layer on the surface layer of the inlet cell. A film having a cylindrical shape of φ144 mm × 152 mm was obtained by drying at 120 ° C. for 2 hours by the same drying means as described above. Then, the catalyst was supported on the obtained honeycomb filter in the same manner as in Example 1 to obtain a honeycomb filter of Comparative Example 1. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 49 μm, a PM trapping layer peak pore size of 5.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1905 g. It was shown to.

(比較例2)
PM捕集層を形成したφ144mm×152mmの円柱形状のハニカムフィルタを得た後、700℃、30分間の熱処理によりPM捕集層を硬化させる以外は、比較例1と同様の方法によって、比較例2のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが48μm、PM捕集層のピーク細孔径3.1μm、PM捕集層の気孔率48%、DPF質量1910gであり、各特性は表3に示した。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 1 was obtained in the same manner as Comparative Example 1 except that a cylindrical honeycomb filter having a diameter of 144 mm × 152 mm formed with a PM trapping layer was obtained, and the PM trapping layer was cured by heat treatment at 700 ° C. for 30 minutes. 2 honeycomb filters were obtained. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 48 μm, a PM trapping layer peak pore size of 3.1 μm, a PM trapping layer porosity of 48%, and a DPF mass of 1910 g. It was shown to.

(比較例3)
前述の(焼成後の)ハニカムセグメントCを使用し、PM捕集層を形成するスラリーとしてスラリーIVを使用する以外する以外は、比較例1と同様の方法によって、比較例3のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが51μm、PM捕集層のピーク細孔径4.6μm、PM捕集層の気孔率61%、DPF質量1630gであり、各特性は表3に示した。
(Comparative Example 3)
A honeycomb filter of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the above-described honeycomb segment C (after firing) was used and the slurry IV was used as the slurry for forming the PM trapping layer. It was. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 51 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 4.6 μm, a PM trapping layer porosity of 61%, and a DPF mass of 1630 g. It was shown to.

(比較例4)
PM捕集層を形成したφ144mm×152mmの円柱形状のハニカムフィルタを得た後、700℃、30分間の熱処理によりPM捕集層を硬化させる以外は、比較例3と同様の方法によって、比較例4のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、PM捕集層の厚さが48μm、PM捕集層のピーク細孔径4.5μm、PM捕集層の気孔率60%、DPF質量1625gであり、各特性は表3に示した。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that a cylindrical honeycomb filter having a φ 144 mm × 152 mm formed with a PM trapping layer was obtained, and the PM trapping layer was cured by heat treatment at 700 ° C. for 30 minutes. 4 honeycomb filters were obtained. The obtained honeycomb filter had a PM trapping layer thickness of 48 μm, a PM trapping layer peak pore diameter of 4.5 μm, a PM trapping layer porosity of 60%, and a DPF mass of 1625 g. It was shown to.

(参考例1)
実施例1と同様に、前述の(焼成後の)ハニカムセグメントBを4×4本使用して、そのハニカムセグメントの周面に、接合用スラリーを塗布し、互いに組み付けて圧着して、(乾燥前の)ハニカムセグメント接合体を得、熱風乾燥機で乾燥しハニカムセグメント接合体を硬化させて、全体形状が四角柱状の(乾燥後の)ハニカムセグメント接合体を得た。接合用スラリーは、無機粒子としてSiC粉末、酸化物繊維としてアルミノシリケート質繊維、コロイド状酸化物としてシリカゾル水溶液及び粘土を、それぞれ混合し、更に水を加えてミキサーにより30分間混合し、接合材層用スラリーを調製した。さらに、乾燥させたハニカムセグメント接合体を、所望の円柱形状に研削加工し、セグメント構造を有する円柱形状のハニカム構造体を形成した。次に、加工後のハニカム構造体の周面を、外周コート用スラリーで被覆し、乾燥により硬化させて、外周コート層を備えるφ144mm×152mmの円柱形状のハニカム構造体を形成し、前述と同様の乾燥手段によって、120℃、2時間で乾燥させ、さらに、乾燥させたハニカム構造体を、700℃、30分間の熱処理により硬化させφ144mm×152mmの円柱形状のハニカムフィルタを得た。このようにして、PM捕集層を形成せずに、DPF質量1910gからなる、参考例1のハニカムフィルタを得た。
(Reference Example 1)
In the same manner as in Example 1, 4 × 4 honeycomb segments B (after firing) were used, and the joining slurry was applied to the peripheral surfaces of the honeycomb segments, assembled to each other, and pressure-bonded (dried). A previous honeycomb segment bonded body was obtained, dried with a hot air dryer, and the honeycomb segment bonded body was cured to obtain a honeycomb segment bonded body having a square pillar shape (after drying). The bonding slurry is composed of SiC powder as inorganic particles, aluminosilicate fiber as oxide fibers, silica sol aqueous solution and clay as colloidal oxides, water added and mixed for 30 minutes with a mixer. A slurry was prepared. Further, the dried bonded honeycomb segment assembly was ground into a desired columnar shape to form a columnar honeycomb structure having a segment structure. Next, the peripheral surface of the honeycomb structure after processing is coated with a slurry for outer periphery coating and cured by drying to form a cylindrical honeycomb structure having a diameter of 144 mm × 152 mm provided with an outer periphery coating layer. The dried honeycomb structure was cured by heat treatment at 700 ° C. for 30 minutes to obtain a cylindrical honeycomb filter having a diameter of 144 mm × 152 mm. In this way, a honeycomb filter of Reference Example 1 having a DPF mass of 1910 g was obtained without forming a PM trapping layer.

(参考例2)
前述の(焼成後の)ハニカムセグメントAを使用する以外は、参考例1と同様の方法によって、参考例2のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、DPF質量1625gであった。
(Reference Example 2)
A honeycomb filter of Reference Example 2 was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that the above-described (after firing) honeycomb segment A was used. The obtained honeycomb filter had a DPF mass of 1625 g.

(参考例3)
前述の(焼成後の)ハニカムセグメントDを使用する以外は、参考例1と同様の方法によって、参考例3のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、DPF質量1630gであった。
(Reference Example 3)
A honeycomb filter of Reference Example 3 was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that the above-described honeycomb segment D (after firing) was used. The obtained honeycomb filter had a DPF mass of 1630 g.

(参考例4)
前述の(焼成後の)ハニカムセグメントCを使用する以外は、参考例1と同様の方法によって、参考例4のハニカムフィルタを得た。得られたハニカムフィルタは、DPF質量1540gであった。
(Reference Example 4)
A honeycomb filter of Reference Example 4 was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the above-mentioned (after firing) honeycomb segment C was used. The obtained honeycomb filter had a DPF mass of 1540 g.

以上のような工程により作製した、実施例1〜12、比較例1〜4、及び参考例1〜4のハニカムフィルタの特性を表3に示すとともに、前述の評価試験を行った結果を、表3に示す。   Table 3 shows the characteristics of the honeycomb filters of Examples 1 to 12, Comparative Examples 1 to 4, and Reference Examples 1 to 4 manufactured by the process as described above, and the results of the evaluation test described above are shown in Table 3. 3 shows.

Figure 0005438342
Figure 0005438342

(考察)
表3に示される結果より、実施例1〜10のハニカムフィルタは、捕集層強度を十分備え、PMの初期捕集効率が高く、初期圧力損失増加率が低く、PM堆積時の圧力損失が小さく、ヒステリシス特性が小さく、再生特性を十分備えるハニカムフィルタを実現でき、総合評価としても、性能、製造コスト、耐久性を備えるハニカムフィルタを実現でき、より優れたものであった。また、実施例11では、初期圧力損失増加率が若干高く、実施例1〜10と比較すれば性能面で劣るものではあるが、PM捕集層の強度を十分に備えながら製造コストの低減化を図れるハニカムフィルタを実現でき、優れたものであった。さらに、実施例12では、PM堆積時の圧力損失における、PM圧力損失低減率が低く、実施例1〜10と比較すれば性能面で劣るものではあるが、PM捕集層の強度等を十分に備えながら製造コストの低減化等を図れるハニカムフィルタを実現でき、優れたものであった。
(Discussion)
From the results shown in Table 3, the honeycomb filters of Examples 1 to 10 have sufficient collection layer strength, high initial PM collection efficiency, low initial pressure loss increase rate, and low pressure loss during PM deposition. A honeycomb filter having a small size, a small hysteresis characteristic, and sufficient regeneration characteristics can be realized. Also, as a comprehensive evaluation, a honeycomb filter having performance, manufacturing cost, and durability can be realized, which is superior. Further, in Example 11, the rate of increase in the initial pressure loss is slightly high, and although it is inferior in performance compared with Examples 1 to 10, the manufacturing cost is reduced while sufficiently providing the strength of the PM trapping layer. It was possible to realize a honeycomb filter capable of achieving the above. Furthermore, in Example 12, the PM pressure loss reduction rate in the pressure loss at the time of PM deposition is low, and although it is inferior in terms of performance as compared with Examples 1 to 10, the strength of the PM trapping layer is sufficient. It was possible to realize a honeycomb filter capable of reducing the manufacturing cost while being prepared, and it was excellent.

他方、比較例1、3では、PM捕集層を製膜した後に、乾燥工程のみで熱処理を施さなかったため、PM捕集層が強度不足となり、ヒステリシス特性及び、再生特性も共に悪いものであった。さらに、性能、耐久性の点でも十分でなく、実用性が難しいことが実証された。また、比較例2、4では、PM捕集層を製膜して乾燥させた後に、再び熱処理工程を行ったため、製造コストが増加し、価格競争力という点で実用性が乏しいことが裏づけられた。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3, since the PM collection layer was formed and then heat treatment was not performed only in the drying process, the PM collection layer was insufficient in strength, and both the hysteresis characteristics and the regeneration characteristics were poor. It was. Furthermore, the performance and durability were not sufficient, and it was proved that practicality was difficult. Moreover, in Comparative Examples 2 and 4, since the PM collection layer was formed and dried, and then the heat treatment process was performed again, it was confirmed that the manufacturing cost increased and the practicality was poor in terms of price competitiveness. It was.

さらに、参考例1〜4では、PM捕集層を形成しないため、初期捕集効率、PM堆積時の圧力損失、ヒステリシス特性、及び再生特性が悪く、性能が劣ることが裏づけられた。   Furthermore, in Reference Examples 1 to 4, since the PM trapping layer was not formed, it was confirmed that the initial trapping efficiency, the pressure loss during PM deposition, the hysteresis characteristics, and the regeneration characteristics were poor and the performance was poor.

本発明に係るハニカムフィルタの製造方法は、本発明に係るハニカムフィルタを作製する手段として利用することが出来る。   The method for manufacturing a honeycomb filter according to the present invention can be used as a means for manufacturing the honeycomb filter according to the present invention.

本発明に係るハニカムフィルタは、自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排気ガス中の粒子状物質を排気ガス中から除去するために利用することが出来る。   The honeycomb filter according to the present invention removes particulate matter in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobile engines, construction machine engines, and stationary engines for industrial machines, and other combustion devices, from the exhaust gas. Can be used for

1:ハニカムフィルタ、2a,2b:端面、3:セル、4:隔壁、10:目封止部、15a、15b:治具、15c:開閉弁、17:(PM捕集層用)スラリー、20:外周コート層(外周壁)、21:接合材層、24:PM捕集層(表層)、30:ハニカムセグメント接合材(加工後)、40:ハニカムセグメント。 1: honeycomb filter, 2a, 2b: end face, 3: cell, 4: partition, 10: plugging portion, 15a, 15b: jig, 15c: on-off valve, 17: (for PM trapping layer) slurry, 20 : Outer peripheral coating layer (outer peripheral wall), 21: bonding material layer, 24: PM collection layer (surface layer), 30: honeycomb segment bonding material (after processing), 40: honeycomb segment.

Claims (5)

セラミック原料を含有する成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備える複数のハニカムセグメントを作製し、さらに前記ハニカムセグメントを、接合材を介して接合一体化して成形した集合体としてハニカムフィルタを製造する方法であって、
前記ハニカムセグメントを接合一体化して成形し集合体とした後、前記集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、
前記外周加工体の前記隔壁上にパティキュレート・マターを捕集する捕集層の前駆体を形成し、
前記捕集層の前駆体を乾燥させて乾燥体を得、
得られた前記乾燥体の外周に外周コートを塗布し、
さらに、前記外周コートの熱処理と同時に、流入側の前記隔壁上全体に、捕集層の前駆体を結合させて捕集層を製膜する処理工程を有し、
前記捕集層のピーク細孔径が2μm以上8μm未満であるハニカムフィルタの製造方法。
A forming raw material containing a ceramic raw material is formed to produce a plurality of honeycomb segments having porous partition walls that define a plurality of cells that serve as fluid flow paths, and the honeycomb segments are further bonded via a bonding material. A method of manufacturing a honeycomb filter as an aggregate formed by joining and integrating,
After the honeycomb segments are joined and integrated to form an aggregate, the outer periphery of the aggregate is ground to form a peripheral processed body,
Forming a collection layer precursor for collecting particulate matter on the partition wall of the outer periphery processed body;
Drying the collection layer precursor to obtain a dried product,
Apply an outer periphery coat on the outer periphery of the dried body obtained
Furthermore, simultaneously with the heat treatment of the outer peripheral coat, it has a processing step of forming a trapping layer by bonding a precursor of the trapping layer to the entire partition on the inflow side,
A method for manufacturing a honeycomb filter, wherein the trapping layer has a peak pore diameter of 2 μm or more and less than 8 μm.
セラミック原料を含有する成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備える複数のハニカムセグメントを作製し、
前記ハニカムセグメントを、接合材を介して接合一体化する前に、前記ハニカムセグメントの隔壁上にパティキュレート・マターを捕集する捕集層の前駆体を形成し、前記捕集層の前駆体を乾燥させて乾燥セグメント体を得、得られた乾燥セグメント体を接合し一体化した集合体とした後、前記集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、その後、得られた前記外周加工体の外周に外周コートを塗布して、前記外周コートの熱処理と同時に、流入側の前記隔壁上全体に、捕集層の前駆体を結合させて捕集層を製膜する処理工程を有し、前記捕集層のピーク細孔径が2μm以上8μm未満であるハニカムフィルタの製造方法。
Forming a forming raw material containing a ceramic raw material to produce a plurality of honeycomb segments including porous partition walls that define a plurality of cells that serve as fluid flow paths,
The honeycomb segments, prior to joining integrated via the bonding material, wherein the precursor of the collection layer is formed for collecting the particulate matter on the honeycomb segments of the septum, the precursor of the collecting layer After drying to obtain a dry segment body, the obtained dry segment body is joined and integrated into an aggregate, and then the outer periphery of the aggregate is ground to form a peripheral processed body, and then the outer periphery obtained and the outer periphery to the outer periphery coating processing body is applied, have the outer peripheral heat treatment coat and simultaneously, the whole on the partition wall on the inflow side, is bound precursor of the trapping layer to film a collection layer processing step And the manufacturing method of the honeycomb filter whose peak pore diameter of the said collection layer is 2 micrometers or more and less than 8 micrometers.
前記外周コートの熱処理温度が400〜800℃である請求項1又は2に記載のハニカムフィルタの製造方法。   The method for manufacturing a honeycomb filter according to claim 1 or 2, wherein a heat treatment temperature of the outer peripheral coat is 400 to 800 ° C. 前記セラミック原料が炭化珪素質からなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の前記ハニカムフィルタの製造方法The method for manufacturing the honeycomb filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the ceramic raw material is made of silicon carbide. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のハニカムフィルタの製造方法によってハニカムフィルタを作製した後、得られたハニカムフィルタに触媒を担持して製造する触媒担持フィルタの製造方法。   A method for producing a catalyst-carrying filter, comprising producing a honeycomb filter by the method for producing a honeycomb filter according to any one of claims 1 to 4 and then carrying the catalyst on the obtained honeycomb filter.
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