JP6165896B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents
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長手方向に沿って、第1の端面から第2の端面に延伸する複数のセルが触媒の担持されたセル壁によって区画されたハニカムユニットを有する柱状のハニカム構造体と、
該ハニカム構造体の外周面に巻き回された無機マット材と、
該無機マット材が巻き回されたハニカム構造体を収容する筒状金属部材と、
を有する排ガス処理装置であって、
前記ハニカムユニットは、導電性を有し、
前記筒状金属部材の内表面の前記無機マット材と当接する部分には、厚さが20μm〜400μmの緻密な絶縁層が形成されていることを特徴とする排ガス処理装置が提供される。
前記混合層は、厚さが50μm〜400μmの範囲であることが好ましい。
前記混合層は、前記筒状金属部材の内表面と前記ガラス層の間に形成され、
前記ガラス層は、厚さが20μm以上であり、および/または
前記混合層は、厚さが50μm以上であることが好ましい。
次に、図3を参照して、筒状金属部材600の内表面に設置された緻密な絶縁層について、詳しく説明する。図3は、本発明による排ガス処理装置に含まれる筒状金属部材600の長手方向に対して垂直な断面を模式的に示した図である。
次に、本発明による排ガス処理装置100を構成する他の部材について、詳しく説明する。
図2の例では、ハニカム構造体200は、円柱形状を有するが、ハニカム構造体200の形状は、いかなる形状であっても良い。例えば、ハニカム構造体200の形状は、楕円柱、四角柱、多角柱等であっても良い。
ハニカムユニット340および/または440は、前述のように、炭化珪素(SiC)等を主体とした無機材料で構成され、これに電気抵抗を低下させるため、例えば、窒化アルミニウム(AlN)のような、少量の電気抵抗調整成分が添加されている。
ハニカム構造体300および/または400の接着層350および/または450は、接着層用ペーストを原料として形成される。接着層用ペーストは、無機粒子、無機バインダ、無機繊維、および/または有機バインダを含んでも良い。
無機マット材500は、無機繊維を含む限り、いかなる組成のマット材であっても良い。
次に、本発明による排ガス処理装置100の製造方法について説明する。
(ハニカム構造体の製造方法)
ハニカム構造体は、以下の方法で製造される。
(筒状金属部材への絶縁層の形成方法)
筒状金属部材600の絶縁層610は、以下の方法で形成される。
以下の方法で、実際に、内表面に絶縁層が形成された筒状金属部材を作製した。また、この筒状金属部材を有する排ガス処理装置を作製した。
筒状金属部材には、外径105mm(肉厚2mm)、全長90mmのSUS304綱管を使用した。使用前に、このSUS304綱管をアルコール中で超音波洗浄した。
以下の手順で、排ガス処理装置を作製した。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(実施例2に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例2に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例2では、筒状金属部材の内表面に形成されたガラス層の厚さは、20μmとした。その他の作製条件は、実施例1と同様である。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(実施例3に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例3に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例3では、筒状金属部材の内表面に形成されたガラス層の厚さは、80μmとした。その他の作製条件は、実施例1と同様である。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(実施例4に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例4に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例4では、筒状金属部材の内表面に形成されたガラス層の厚さは、400μmとした。その他の作製条件は、実施例1と同様である。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(比較例1に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(比較例1に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この比較例1では、筒状金属部材の内表面に形成されたガラス層の厚さは、8μmとした。その他の作製条件は、実施例1と同様である。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(比較例2に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(比較例2に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この比較例2では、筒状金属部材の内表面に形成されたガラス層の厚さは、600μmとした。その他の作製条件は、実施例1と同様である。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(実施例5に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例5に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例5では、以下のようにして、SUS304綱管の内表面に絶縁層を形成した。
実施例5と同様の方法で、筒状金属部材(実施例6に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例6に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例6では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、100μmとした。その他の作製条件は、実施例5と同様である。
実施例5と同様の方法で、筒状金属部材(実施例7に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例7に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例7では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、400μmとした。その他の作製条件は、実施例5と同様である。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(実施例8に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例8に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例8では、以下のようにして、SUS304綱管の内表面に絶縁層を形成した。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(実施例9に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例9に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例9では、以下のようにして、SUS304綱管の内表面に絶縁層を形成した。
実施例5と同様の方法で、筒状金属部材(比較例3に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(比較例3に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この比較例3では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、600μmとした。その他の作製条件は、実施例5と同様である。
実施例5と同様の方法で、筒状金属部材(比較例4に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(比較例4に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この比較例4では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、20μmとした。その他の作製条件は、実施例5と同様である。
実施例1と同様の方法で、筒状金属部材(実施例10に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例10に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例10では、以下のようにして、SUS304綱管の内表面に絶縁層を形成した。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(実施例11に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例11に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例11では、筒状金属部材の内表面に設置された混合層の厚さは、50μmとし、ガラス層の厚さは、5μmとした。その他の作製条件は、実施例10と同様である。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(実施例12に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例12に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例12では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、200μmとし、ガラス層の厚さは、200μmとした。その他の作製条件は、実施例10と同様である。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(実施例13に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例13に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例13では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、50μmとし、ガラス層の厚さは、25μmとした。その他の作製条件は、実施例10と同様である。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(実施例14に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例14に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例14では、第1のスラリーは、以下のようにして調製した。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(実施例15に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(実施例15に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この実施例15では、第1のスラリーは、以下のようにして調製した。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(比較例5に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(比較例5に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この比較例5では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、300μmとし、ガラス層の厚さは、300μmとした。その他の作製条件は、実施例10と同様である。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(比較例6に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(比較例6に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この比較例6では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、20μmとし、ガラス層の厚さは、5μmとした。その他の作製条件は、実施例10と同様である。
実施例10と同様の方法で、筒状金属部材(比較例7に係る筒状金属部材)および排ガス処理装置(比較例7に係る排ガス処理装置)を作製した。ただし、この比較例7では、筒状金属部材の内表面に形成された混合層の厚さは、10μmとし、ガラス層の厚さは、10μmとした。その他の作製条件は、実施例10と同様である。
前述の方法で作製した実施例1〜実施例15に係る筒状金属部材、および比較例1〜比較例7に係る筒状金属部材を用いて、絶縁層の密着性評価試験を行った。評価試験方法として、以下の熱衝撃試験を採用した。
次に、実施例1〜実施例15に係る排ガス処理装置、および比較例1〜比較例7に係る排ガス処理装置を用いて、装置の抵抗(体積抵抗)値測定を行った。抵抗値の測定には、抵抗測定器(デジタル超高抵抗/微小電流計(R8340、アドバンテスト社製))を使用した。具体的には、以下のように行った。
200 ハニカム構造体
210、215 端面
222 セル
224 セル壁
230 外周面
260、261 電極
300 ハニカム構造体(分割構造)
310、315 端面
322 セル
324 セル壁
330 外周面
340 ハニカムユニット
342、343 ハニカムユニットの端面
350 接着層
360、361 電極
400 ハニカム構造体(分割構造)
410、415 端面
422 セル
424 セル壁
430 外周面
440 ハニカムユニット
442、443 ハニカムユニットの端面
450 接着層
460、461 電極
500 無機マット材
600 筒状金属部材
602 内表面
610 絶縁層
610A 第1の層
610B 第2の層
7501 電極端子
7502 電極端子
7601 絶縁碍子
7602 絶縁碍子
812 入口
814 出口
900 排ガス処理装置
910 ハニカム構造体
920 無機マット材
930 筒状金属部材
940A、940B 測定用電極
Claims (8)
- 長手方向に沿って、第1の端面から第2の端面に延伸する複数のセルが触媒の担持されたセル壁によって区画されたハニカムユニットを有する柱状のハニカム構造体と、
該ハニカム構造体の外周面に巻き回された無機マット材と、
該無機マット材が巻き回されたハニカム構造体を収容する筒状金属部材と、
を有する排ガス処理装置であって、
前記ハニカムユニットは、導電性を有し、
前記筒状金属部材の内表面の前記無機マット材と当接する部分には、厚さが20μm〜400μmの絶縁層が形成されており、
前記絶縁層は、非晶質結合材および結晶質金属酸化物で構成された混合層を有し、
前記混合層は、厚さが50μm〜400μmの範囲であることを特徴とする車両用の排ガス処理装置。 - 前記絶縁層は、ガラス層を有することを特徴とする請求項1に記載の排ガス処理装置。
- 長手方向に沿って、第1の端面から第2の端面に延伸する複数のセルが触媒の担持されたセル壁によって区画されたハニカムユニットを有する柱状のハニカム構造体と、
該ハニカム構造体の外周面に巻き回された無機マット材と、
該無機マット材が巻き回されたハニカム構造体を収容する筒状金属部材と、
を有する排ガス処理装置であって、
前記ハニカムユニットは、導電性を有し、
前記筒状金属部材の内表面の前記無機マット材と当接する部分には、厚さが20μm〜400μmの絶縁層が形成されており、
前記絶縁層は、ガラス層と、非晶質結合材および結晶質金属酸化物で構成された混合層とを有し、
前記混合層は、前記筒状金属部材の内表面と前記ガラス層の間に形成され、
前記ガラス層は、厚さが20μm以上であり、および/または
前記混合層は、厚さが50μm以上であることを特徴とする車両用の排ガス処理装置。 - 前記混合層は、前記筒状金属部材と前記ガラス層の間の熱膨張係数を有することを特徴とする請求項3に記載の排ガス処理装置。
- 前記混合層は、0.6×10−6/℃〜17×10−6/℃の範囲の熱膨張係数を有することを特徴とする請求項3または4に記載の排ガス処理装置。
- 前記結晶質金属酸化物は、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化マンガン、酸化クロム、および酸化アルミニウムのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の排ガス処理装置。
- 前記無機マット材の厚さは、前記無機マット材が巻き回された前記ハニカム構造体が前記筒状金属部材に収容された状態で、1mm〜20mmであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の排ガス処理装置。
- 前記ハニカムユニットは、炭化珪素で構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の排ガス処理装置。
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