JP7353217B2 - ハニカムフィルタ - Google Patents
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Description
それぞれの前記セルの前記第一端面側又は前記第二端面側の開口部に配設された目封止部と、を備え、
前記隔壁が、コージェライトを主成分として含む材料から構成され、
水銀圧入法によって測定された前記隔壁の気孔率が、55~65%であり、
水銀圧入法によって測定された前記隔壁の平均細孔径が、6~8μmであり、且つ、
水銀圧入法によって測定された前記隔壁の累積細孔容積を、横軸を細孔径(μm)とし、縦軸をlog微分細孔容積(cm3/g)として示した細孔径分布において、前記log微分細孔容積の最大値を含む第一ピークは、当該log微分細孔容積の最大値の1/3値幅に相当する細孔径の値が8μm以下であり、
前記隔壁の厚さが、0.20~0.25mmである、ハニカムフィルタ。
図1~図3に示すように、本発明のハニカムフィルタの第一実施形態は、ハニカム構造部4と、目封止部5と、を備えた、ハニカムフィルタ100である。ハニカム構造部4は、第一端面11から第二端面12まで延びる流体の流路となる複数のセル2を取り囲むように配置された多孔質の隔壁1を有する柱状のものである。ハニカムフィルタ100において、ハニカム構造部4は、柱状を呈し、その外周側面に、外周壁3を更に有している。即ち、外周壁3は、格子状に配設された隔壁1を囲繞するように配設されている。目封止部5は、それぞれのセル2の第一端面11側又は第二端面12側の開口部に配設されている。
図1~図3に示す本実施形態のハニカムフィルタの製造方法については、特に制限はなく、例えば、以下のような方法により製造することができる。まず、ハニカム構造部を作製するための可塑性の坏土を調製する。ハニカム構造部を作製するための坏土は、例えば、以下のように調製することができる。原料粉末として、タルク、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ等を用い、これらの原料粉末を、シリカが42~56質量%、アルミナが30~45質量%、マグネシアが12~16質量%の範囲に入る化学組成となるようにして調製することができる。
コージェライト化原料として、タルク、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及び多孔質シリカを用意した。そして、各原料の累積粒度分布を、HORIBA社製のレーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(商品名:LA-960)を用いて測定した。実施例1においては、各原料の配合比率(質量部)が表1に示す値となるように、各原料を配合してコージェライト化原料を調製した。表1において、「粒度D50(μm)」の横方向の行は、各原料の50体積%の粒子径(即ち、メジアン径)を示している。
隔壁の気孔率の測定は、Micromeritics社製のオートポア9500(商品名)を用いて行った。気孔率の測定においては、ハニカムフィルタから隔壁の一部を切り出して試験片とし、得られた試験片を用いて気孔率の測定を行った。試験片は、縦、横、高さのそれぞれの長さが、約10mm、約10mm、約20mmの直方体のものとした。試験片の採取箇所については、ハニカム構造部の軸方向の中心付近とした。
隔壁の平均細孔径の測定は、Micromeritics社製のオートポア9500(商品名)を用いて行った。平均細孔径の測定においても、気孔率の測定に用いた試験片を用いて測定を行った。なお、隔壁の平均細孔径は、水銀圧入法により全細孔容積の半分の容積を与える細孔径と定義して算出した値である。
隔壁の累積細孔容積の測定は、Micromeritics社製のオートポア9500(商品名)を用いて行った。累積細孔容積の測定においても、気孔率の測定に用いた試験片を用いて測定を行った。
まず、各実施例及び比較例のハニカムフィルタを排ガス浄化用フィルタとした排ガス浄化装置を作製した。次に、作製した排ガス浄化装置を、1.2L直噴ガソリンエンジン車両のエンジン排気マニホルドの出口側に接続して、排ガス浄化装置の流出口から排出されるガスに含まれる煤の個数を、PN測定方法によって測定した。走行モードに関しては、RDE走行のワーストを模擬した走行モード(RTS95)を実施した。モード走行後に排出された煤の個数の累計を、判定対象となる排ガス浄化装置の煤の個数とし、その煤の個数から捕集効率(%)を算出した。表4の「捕集効率比」の欄に、比較例1のハニカムフィルタを使用した排ガス浄化装置の捕集効率の値を100%とした場合における、各実施例及び比較例のハニカムフィルタを使用した排ガス浄化装置の捕集効率の値(%)を示す。捕集効率評価においては、下記評価基準に基づき、各実施例及び比較例のハニカムフィルタの評価を行った。
評価「優」:捕集効率比(%)の値が、120%以上である場合、その評価を「優」とする。
評価「良」:捕集効率比(%)の値が、115%以上であり、120%未満である場合、その評価を「良」とする。
評価「可」:捕集効率比(%)の値が、100%を超え、115%未満の場合、その評価を「可」とする。
評価「不可」:捕集効率比(%)の値が、100%以下の場合、その評価を「不可」とする。
1.2L直噴ガソリンエンジンから排出される排ガスを700℃、600m3/hの流量で流入させて、ハニカムフィルタの流入端面側と流出端面側との圧力を測定した。そして、流入端面側と流出端面側との圧力差を算出することにより、ハニカムフィルタの圧力損失(kPa)を求めた。表4の「圧力損失比」の欄に、比較例1のハニカムフィルタの圧力損失の値を100%とした場合における、各実施例及び比較例のハニカムフィルタを圧力損失の値(%)を示す。圧力損失評価においては、下記評価基準に基づき、各実施例のハニカムフィルタの評価を行った。結果を、表4に示す。
評価「優」:圧力損失比(%)の値が、93%以下である場合、その評価を「優」とする。
評価「良」:圧力損失比(%)の値が、93%を超え、96%以下である場合、その評価を「良」とする。
評価「可」:圧力損失比(%)の値が、96%を超え、100%以下である場合、その評価を「可」とする。
評価「不可」:圧力損失比(%)の値が、100%を超える場合、その評価を「不可」とする。
実施例2~4においては、コージェライト化原料に用いる各原料の配合比率(質量部)を表1に示すように変更した。また、有機造孔材及びその他原料の配合比率(質量部)についても表2に示すように変更した。このような原料を用いて坏土を調製したこと以外は、実施例1と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。
比較例1~4においては、コージェライト化原料に用いる各原料の配合比率(質量部)を表1に示すように変更した。また、有機造孔材及びその他原料の配合比率(質量部)についても表2に示すように変更した。このような原料を用いて坏土を調製したこと以外は、実施例1と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。比較例1においては、有機造孔材としての吸水性ポリマーに変えて、粒度D50が15μmのコークス(骸炭)を造孔材として用いた。表2において、「有機造孔材」の欄に、造孔材としてのコークスの配合比率(質量部)を示す。
実施例1~4のハニカムフィルタは、捕集効率、及び圧力損失の全ての評価において、基準となる比較例1のハニカムフィルタの各性能を上回るものであることが確認できた。したがって、実施例1~4のハニカムフィルタは、捕集性能に優れるとともに、従来のハニカムフィルタに比して、圧力損失の上昇を抑制することができることが分かった。一方、比較例2~4のハニカムフィルタは、実施例1~4のハニカムフィルタに比して、捕集効率、又は圧力損失の評価結果が劣るものであった。
Claims (3)
- 第一端面から第二端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを取り囲むように配置された多孔質の隔壁を有する柱状のハニカム構造部と、
それぞれの前記セルの前記第一端面側又は前記第二端面側の開口部に配設された目封止部と、を備え、
前記隔壁が、コージェライトを主成分として含む材料から構成され、
水銀圧入法によって測定された前記隔壁の気孔率が、55~65%であり、
水銀圧入法によって測定された前記隔壁の平均細孔径が、6~8μmであり、且つ、
水銀圧入法によって測定された前記隔壁の累積細孔容積を、横軸を細孔径(μm)とし、縦軸をlog微分細孔容積(cm3/g)として示した細孔径分布において、前記log微分細孔容積の最大値を含む第一ピークは、当該log微分細孔容積の最大値の1/3値幅に相当する細孔径の値が8μm以下であり、
前記隔壁の厚さが、0.20~0.25mmである、ハニカムフィルタ。 - 前記細孔径分布において、前記隔壁の全細孔容積に対する、細孔径が20μmを超える細孔容積の比率が、12%未満である、請求項1に記載のハニカムフィルタ。
- 前記細孔径分布において、前記隔壁の全細孔容積に対する、細孔径が5μm未満の細孔容積の比率が、25%未満である、請求項1又は2に記載のハニカムフィルタ。
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