JPWO2016098834A1 - ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
ハニカム構造体１０は、各入口流路（第１流路）７０Ｈｉｎ及び各出口流路（第２流路）７０Ｈｏｕｔの断面積が軸方向に一定である中央隔壁１０ｃｅｎｔと、中央隔壁１０ｃｅｎｔから出口端面１０Ｅｏｕｔに向かって、各入口流路７０Ｈｉｎの断面積が縮小され、かつ、各出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積が拡大される、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔとを有する。見かけの単位体積あたりの出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量は、見かけの単位体積あたりの中央隔壁１０ｃｅｎｔに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量よりも小さい。
Description
本発明は、ハニカムフィルタに関する。
従来より、プラグによる封口でなく、隔壁の変形、すなわち、封口対象の流路に隣接する流路の断面積を拡大するように端部の隔壁を傾斜させて封口対象の流路を封口したハニカム構造体が知られている。
ところで、このようなハニカム構造体は、プラグにより封口したハニカム構造体に比べて圧力損失が小さくなることが期待されるが、触媒又は触媒を担持する担体をハニカム構造体に保持させると、プラグにより封口したハニカム構造体と同様に圧力損失が大きくなってしまい、圧力損失の低減の効果が低くなることが判明した。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、触媒又は触媒を担持する担体を保持させてもなお、圧力損失低減効果の高いハニカムフィルタを提供することを目的とする。
本発明に係るハニカムフィルタは、一端面（入口）で開放されて他端面（出口）で閉じられた複数の第１流路（入口流路）、及び、前記一端面で閉じられて前記他端面で開放された複数の第２流路（出口流路）を形成する柱状で多孔質のハニカム構造体、及び、前記ハニカム構造体に保持された、触媒、又は、触媒を担持した担体を備える。
前記ハニカム構造体は、各前記第１流路及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定である中央隔壁と、前記中央隔壁から前記他端面に向かって、各前記第１流路の断面積が縮小され、かつ、各前記第２流路の断面積が拡大される、他端側傾斜隔壁と、を有する。
そして、見かけの単位体積あたりの前記他端側傾斜隔壁に保持された前記触媒又は前記触媒を担持した担体の質量は、見かけの単位体積あたりの前記中央隔壁に保持された前記触媒又は前記触媒を担持した担体の質量よりも小さい。
前記ハニカム構造体は、各前記第１流路及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定である中央隔壁と、前記中央隔壁から前記他端面に向かって、各前記第１流路の断面積が縮小され、かつ、各前記第２流路の断面積が拡大される、他端側傾斜隔壁と、を有する。
そして、見かけの単位体積あたりの前記他端側傾斜隔壁に保持された前記触媒又は前記触媒を担持した担体の質量は、見かけの単位体積あたりの前記中央隔壁に保持された前記触媒又は前記触媒を担持した担体の質量よりも小さい。
本発明によれば、触媒又は触媒を担持した担体をハニカム構造体に保持させることによる他端側傾斜隔壁の細孔の閉塞等を抑制できる。
ここで、前記ハニカム構造体は、さらに、前記中央隔壁から前記一端面に向かって、各前記第１流路の断面積が拡大され、かつ、各前記第２流路の断面積が縮小される、一端側傾斜隔壁を有することができる。
これにより、より一層の圧力損失の低減が可能である。
これにより、より一層の圧力損失の低減が可能である。
前記一端面はガスの入口側であり、前記他端面はガスの出口側であることができる。
また、複数の前記第１流路及び複数の前記第２流路の前記中央隔壁における断面形状は六角形であることができる。
本発明に係るハニカムフィルタの製造方法は、一端面（入口）が開放されて他端面（出口）が閉じられた複数の第１流路（入口流路）、及び、前記一端面が閉じられて前記他端面が開放された複数の第２流路（出口流路）を形成する柱状で多孔質のハニカム構造体に触媒又は触媒を担持した担体を保持させる工程を備える。
前記ハニカム構造体は、各前記第１流路及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定である中央隔壁と、前記中央隔壁から前記他端面に向かって、各前記第１流路の断面積が縮小され、かつ、各前記第２流路の断面積が拡大される、他端側傾斜隔壁と、を有する。
前記保持させる工程は、前記触媒又は前記担体を含む液を、前記ハニカム構造体の前記他端側傾斜隔壁に接触しないように、前記ハニカム構造体の前記中央隔壁に接触させる工程を含む。
前記ハニカム構造体は、各前記第１流路及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定である中央隔壁と、前記中央隔壁から前記他端面に向かって、各前記第１流路の断面積が縮小され、かつ、各前記第２流路の断面積が拡大される、他端側傾斜隔壁と、を有する。
前記保持させる工程は、前記触媒又は前記担体を含む液を、前記ハニカム構造体の前記他端側傾斜隔壁に接触しないように、前記ハニカム構造体の前記中央隔壁に接触させる工程を含む。
本発明によれば、上記のハニカムフィルタを容易に製造することができる。
ここで、前記保持させる工程は、前記液を前記ハニカム構造体に接触させる前に、前記ハニカム構造体の前記他端側傾斜隔壁を保護層で被覆する工程を更に含むことができる。
本発明によれば、触媒又は触媒を担持した担体を保持させてもなお、圧力損失低減効果の高いハニカムフィルタが提供される。
図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。
（第１実施形態）
本実施形態に係るハニカムフィルタ１００は、図１に示すような柱状で多孔質のハニカム構造体１０及び当該ハニカム構造体１０に保持された触媒又は触媒が担持された担体を備える。ハニカム構造体１０は、入口端面（一端面）１０Ｅｉｎ及び出口端面（他端面）１０Ｅｏｕｔを有する。ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎで開放されて出口端面１０Ｅｏｕｔで閉じられた複数の入口流路（複数の第１流路）７０Ｈｉｎ、及び、入口端面１０Ｅｉｎで閉じられて出口端面１０Ｅｏｕｔで開放された複数の出口流路（複数の第２流路）７０Ｈｏｕｔを形成する。また、ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎを有する入口側傾斜隔壁（一端側傾斜隔壁）１０ｉｎ、出口端面１０Ｅｏｕｔを有する出口側傾斜隔壁（他端側傾斜隔壁）１０ｏｕｔ、及び、これらの間にある中央隔壁１０ｃｅｎｔを有する。
（第１実施形態）
本実施形態に係るハニカムフィルタ１００は、図１に示すような柱状で多孔質のハニカム構造体１０及び当該ハニカム構造体１０に保持された触媒又は触媒が担持された担体を備える。ハニカム構造体１０は、入口端面（一端面）１０Ｅｉｎ及び出口端面（他端面）１０Ｅｏｕｔを有する。ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎで開放されて出口端面１０Ｅｏｕｔで閉じられた複数の入口流路（複数の第１流路）７０Ｈｉｎ、及び、入口端面１０Ｅｉｎで閉じられて出口端面１０Ｅｏｕｔで開放された複数の出口流路（複数の第２流路）７０Ｈｏｕｔを形成する。また、ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎを有する入口側傾斜隔壁（一端側傾斜隔壁）１０ｉｎ、出口端面１０Ｅｏｕｔを有する出口側傾斜隔壁（他端側傾斜隔壁）１０ｏｕｔ、及び、これらの間にある中央隔壁１０ｃｅｎｔを有する。
ハニカム構造体１０の外径は、例えば、５０〜２５０ｍｍとすることができる。ハニカム構造体１０の軸方向長さは、例えば、５０〜３００ｍｍとすることができる。
図２は、ハニカム構造体１０の中央隔壁１０ｃｅｎｔの断面である。中央隔壁１０ｃｅｎｔは、軸方向に沿って断面積がそれぞれ実質的に一定の多数の入口流路７０Ｈｉｎ及び多数の出口流路７０Ｈｏｕｔを形成する。本実施形態では、中央隔壁１０ｃｅｎｔにおいて、１つの入口流路７０Ｈｉｎが３つの他の入口流路７０Ｈｉｎと隣接し、かつ、３つの出口流路７０Ｈｏｕｔと隣接するように、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔが規則的に配置されている。１つの出口流路７０Ｈｏｕｔは６つの入口流路７０Ｈｉｎと隣接し、他の出口流路７０Ｈｏｕｔとは隣接しない。各流路は、合計６つの流路とそれぞれ隔壁を介して隣接している。中央隔壁１０ｃｅｎｔにおいて、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔの断面形状は略六角形である。中央隔壁１０ｃｅｎｔにおける、２つの流路を隔てる壁Ｗの厚みは、例えば、０．１０〜０．３５ｍｍとすることができる。流路の密度は、例えば、１５０〜４００ｃｐｓｉとすることができる。
次に、図３の（ａ）及び（ｂ）を参照して、入口側傾斜隔壁（一端側傾斜隔壁）１０ｉｎの構造を示す。入口側傾斜隔壁１０ｉｎは、中央隔壁１０ｃｅｎｔから入口端面１０Ｅｉｎに向かって、中央隔壁１０ｃｅｎｔに比べて入口流路７０Ｈｉｎの断面積を徐々に拡大し、かつ、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を徐々に縮小して閉じるように、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔの軸に対して傾斜している。具体的には、入口側傾斜隔壁１０ｉｎは、中央隔壁１０ｃｅｎｔから入口端面１０Ｅｉｎに向かって、中央隔壁１０ｃｅｎｔで略六角形である入口流路７０Ｈｉｎの断面積を徐々に拡大して入口端面１０Ｅｉｎでは断面形状を三角形にし、かつ、入口端面１０Ｅｉｎに到達する以前に出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を０とする。入口端面１０Ｅｉｎにおいて、拡大された入口流路７０Ｈｉｎを形成する各三角形の頂点が出口流路７０Ｈｏｕｔの中心に到達し、これにより、出口流路７０Ｈｏｕｔが封口されている。入口側傾斜隔壁１０ｉｎの軸方向長さＨｉｎは、例えば、２０ｍｍ以下とすることができる。入口側傾斜隔壁１０ｉｎにおける、２つの流路を隔てる板状部分の厚みは、例えば、０．１０〜０．３５ｍｍとすることができる。この厚みは、中央隔壁１０ｃｅｎｔにおける隔壁の厚みに対して±１０％以内の厚みであることができる。
次に、図４の（ａ）及び（ｂ）を参照して、出口側傾斜隔壁（他端側傾斜隔壁）１０ｏｕｔの構造を示す。出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔは、中央隔壁１０ｃｅｎｔから出口端面１０Ｅｏｕｔに向かって、中央隔壁１０ｃｅｎｔに比べて出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を徐々に拡大し、かつ、入口流路７０Ｈｉｎの断面積を徐々に縮小して閉じるように、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔの軸に対して傾斜している。具体的には、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔは、中央隔壁１０ｃｅｎｔから出口端面１０Ｅｏｕｔに向かって、中央隔壁１０ｃｅｎｔで略六角形である出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積をそれぞれ辺の部分が角になるような六角形に徐々に拡大し、かつ、出口端面１０Ｅｏｕｔに到達する以前に出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を０とする。出口端面１０Ｅｏｕｔにおいて、拡大された出口流路７０Ｈｏｕｔの各六角形の頂点が入口流路７０Ｈｉｎの中央付近に到達し、これにより、入口流路７０Ｈｉｎが封口されている。出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔの軸方向長さＨｏｕｔは、例えば、１〜２０ｍｍとすることができる。出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔにおける、２つの流路を隔てる板状部分の厚みは、例えば、０．１０〜０．３５ｍｍとすることができる。この厚みは、中央隔壁１０ｃｅｎｔにおける隔壁の厚みに対して±１０％以内の厚みであることができる。
入口端面１０Ｅｉｎにおける開口率は、出口端面１０Ｅｏｕｔにおける開口率よりも大きくすることができる。
ハニカム構造体１０の材料は多孔質セラミックであり、ガスが通過できる一方煤などの粒子を捕集できる空孔を有する。セラミックの例は、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、コージェライトである。チタン酸アルミニウムは、マグネシウムやケイ素などを含むことができる。
触媒の例は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、銀、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅からなる群より選択される少なくとも１つの金属元素を含む触媒、又は、ゼオライト粒子からなる触媒である。触媒の粒径は、例えば、１ｎｍ〜１０μｍとすることができる。
触媒は、ハニカム構造体１０の表面に直接保持されても良いが、ハニカム構造体に保持された担体に担持されていてもよい。担体は、助触媒として機能する場合もある。
担体の例は、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、セリア、Ｌａ２Ｏ３、ＢａＯ、ゼオライト等の酸化物、あるいは、これらの内の１種以上を含む複合酸化物の粒子である。担体の粒径は、例えば、０．１〜１００μｍとすることができる。
特に、本実施形態においては、見かけの単位体積あたりの出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔに保持された、触媒又は触媒を担持した担体の質量Ｍｏｕｔが、見かけの単位体積あたりの中央隔壁１０ｃｅｎｔに保持された、触媒又は触媒を担持した担体の質量Ｍｃｅｎｔよりも低い。好ましくは、Ｍｏｕｔ／Ｍｃｅｎｔ≦０．７であり、より好ましくは、Ｍｏｕｔ／Ｍｃｅｎｔ≦０．５である。ここで、出口側傾斜隔壁の見かけの体積とは、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔの非流路部（隔壁部）及び流路部（入口流路及び出口流路）の合計体積である。また、中央隔壁の見かけの体積とは、中央隔壁の非流路部（隔壁部）及び流路部（入口流路及び出口流路）の合計体積である。
また、見かけの単位体積あたりの入口側傾斜隔壁１０ｉｎに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量Ｍｉｎは、見かけの単位体積あたりの中央隔壁１０ｃｅｎｔに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量Ｍｃｅｎｔよりも高くしてもよいし、質量Ｍｃｅｎｔ以下であってもよい。
続いて、本実施形態に係るハニカムフィルタの作用を説明する。このような入口側傾斜隔壁１０ｉｎ及び出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔを有するハニカムフィルタ１００は、プラグにより流路を封口するハニカムフィルタ１００に比べて、低い初期圧力損失を有することができる。しかしながら、本発明者らによれば、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔの空孔が触媒又は触媒を担持した担体により閉塞あるいは狭められると、圧力損失の低減効果が減殺されやすいことが判明した。本実施形態にかかるハニカムフィルタ１００によれば、フィルタの見かけの単位体積あたりの出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量が、フィルタの見かけの単位体積あたりの中央隔壁１０ｃｅｎｔに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量よりも低い。これにより、フィルタの圧力損失に大きく寄与する出口側傾斜隔壁の空孔に対する触媒や担体による閉塞や狭隘化を抑えて、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔによる圧力損失低減効果を十分に発揮させることができ、したがって、ハニカムフィルタ１００の初期圧力損失を抑制することができる。
このフィルタにおいては、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔの通気度を、中央隔壁１０ｃｅｎｔ及び入口側傾斜隔壁１０ｉｎに比べて小さくすることも可能である。
続いて、このようなハニカムフィルタの製造方法を説明する。まず、セラミック原料を押出成形機により押出成形して、中央隔壁１０ｃｅｎｔと同じ断面形状を有するハニカム成形体を製造する。このハニカム成形体は、未封口の入口流路７０Ｈｉｎ及び未封口の出口流路７０Ｈｏｕｔをそれぞれ貫通した状態で有する。
セラミック原料の組成は、焼成後に多孔質のセラミックを与える物であればよい。例えば、セラミック原料と、有機バインダと、造孔剤と、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を含むことができる。
セラミック原料は、セラミックを構成する元素を含有する粉末である。バインダは、有機バインダであることができ、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。添加物としては、例えば、潤滑剤および可塑剤、分散剤が挙げられる。
続いて、図５に示すように、得られた未焼成のハニカム成形体１００’の入口端面１０Ｅｉｎにおいて、入口側傾斜隔壁１０ｉｎを形成する。具体的には、三角錐形状の多数の突起４１０ａを有する封口用治具４００を用意する。そして、各突起４１０ａが入口流路７０Ｈｉｎ内に入るように、封口用治具４００を移動させる。これにより、入口流路７０Ｈｉｎの隔壁が変形され、流路の断面積が拡大される一方、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積が縮小される。そして、最終的には、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、入口流路７０Ｈｉｎの断面形状は三角形となり、出口流路７０Ｈｏｕｔで隔壁同士が完全に圧着し、出口流路７０Ｈｏｕｔは封止される。すなわち、出口流路７０Ｈｏｕｔは入口端面１０Ｅｉｎにおいて閉じられる。なお、封口用治具４００に対して振動や超音波を与えても良い。
次に、同様に、出口端面１０Ｅｏｕｔに出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔを形成する。出口流路７０Ｈｏｕｔに挿入する封口用治具の突起は、六角錐形状とすることができる。その後、必要に応じて乾燥した後、両端面を封止されたハニカム成形体１００’を焼成してハニカム構造体を得る。
続いて、見かけの単位体積あたりの出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量が、見かけの単位体積あたりの中央隔壁１０ｃｅｎｔに保持された触媒又は触媒を担持した担体の質量よりも小さくなるように、ハニカム構造体１０に触媒又は触媒を担持した担体を保持させる。
具体的には、触媒又は触媒を担持した担体を含む液、例えば、スラリーを、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔに接触しないように、中央隔壁１０ｃｅｎｔに接触させればよい。
例えば、ハニカム構造体の入口側傾斜隔壁１０ｉｎ及び中央隔壁１０ｃｅｎｔのみが上記液に浸かり、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔが液から露出するように、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔが上向きとなるようにしてハニカム構造体１０を液にディップする方法、ハニカム構造体の入口側傾斜隔壁１０ｉｎが上になるように載置し、入口側傾斜隔壁１０ｉｎに付着させた液を下向きエアブロー等で流下させ、エアブローの風量や流下時間を調節することにより、液が中央隔壁１０ｃｅｎｔに達した後に出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔに付着しないようにする方法、出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔを最初に有機物（樹脂層等）を主成分とする保護層で被覆し、その後、液中へのディップや液の流下を行い、その後、大気中での加熱等により保護層を消失させる方法等がある。
触媒を担持していない担体をハニカム構造体に保持させた後、当該担体に触媒を担持させることもできる。この場合、触媒を担持していない担体を含む液を出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔに接触しないように中央隔壁１０ｃｅｎｔに塗布し、その後、同様にして触媒を含有する液体をハニカム構造体に塗布すればよい。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。
例えば、入口流路及び出口流路の配置、すなわち１つの入口流路に隣接する出口流路の数及び１つの出口流路に隣接する入口流路の数も、上記実施形態に限定されない。なお、本明細書において、「２つの流路が隣接する」ことは、２つの流路が１つの隔壁を介して隔壁の厚み方向に隔てられることを意味することができる。
例えば、入口流路及び出口流路の配置、すなわち１つの入口流路に隣接する出口流路の数及び１つの出口流路に隣接する入口流路の数も、上記実施形態に限定されない。なお、本明細書において、「２つの流路が隣接する」ことは、２つの流路が１つの隔壁を介して隔壁の厚み方向に隔てられることを意味することができる。
また、傾斜隔壁の形状も、中央隔壁から他端面に向かって、各入口流路の断面積が縮小され、かつ、各出口流路の断面積が拡大されるものであればよく、詳細な形状は、各流路の断面形状、流路の配置に応じて適宜変形できる。
また、流路の断面形状も特に上記実施形態に限定されず、四角形、八角形等の多角形、円形等が可能である。
また、上記実施形態のハニカム構造体１０は、出口側だけでなく、入口側にも入口傾斜隔壁を有する構造であるが、入口端において入口流路がプラグにより封口されていて入口側傾斜隔壁を有さない構造でも実施は可能である。
さらに、フィルタの外形形状も円柱体でなくても良く、例えば、四角柱でもよい。セル密度は、例えば、２００〜４００ｃｐｓｉとすることができる。
（参照例１）
触媒及び触媒を担持した担体を保持させていない、上記実施形態で示すような構造を有するコージェライト製の多孔質のハニカム構造体を用意した。外径は１１８．４ｍｍ、長さ９１ｍｍ、セル密度は２５０ｃｐｓｉ、壁厚み１０ｍｉｌ（０．２５ｍｍ）、入口端の開口率４３％、出口端の開口率３０％、隔壁の空隙率５８％、平均空孔径１８μｍであった。入口側傾斜隔壁及び出口側傾斜隔壁の軸方向長さはそれぞれ１８ｍｍとした。室温で６００Ｎｍ３／ｈの空気を供給した際の圧力損失は、４．７３ｋＰａであった。
触媒及び触媒を担持した担体を保持させていない、上記実施形態で示すような構造を有するコージェライト製の多孔質のハニカム構造体を用意した。外径は１１８．４ｍｍ、長さ９１ｍｍ、セル密度は２５０ｃｐｓｉ、壁厚み１０ｍｉｌ（０．２５ｍｍ）、入口端の開口率４３％、出口端の開口率３０％、隔壁の空隙率５８％、平均空孔径１８μｍであった。入口側傾斜隔壁及び出口側傾斜隔壁の軸方向長さはそれぞれ１８ｍｍとした。室温で６００Ｎｍ３／ｈの空気を供給した際の圧力損失は、４．７３ｋＰａであった。
（参照例２）
参照例１と同じハニカム構造体について、入口側傾斜隔壁のみに触媒を保持させた。具体的にはゼオライト粒子ＺＳＭ−５（触媒：平均粒径２．２μｍ）及び溶媒として水を含有する液を用意し、ディップ法により入口側傾斜隔壁のみに塗布し、乾燥させた。圧力損失は、４．９１ｋＰａであった。見かけの単位体積あたりの入口側傾斜隔壁に保持された前記触媒の質量を９０ｇ／Ｌ程度とした。
参照例１と同じハニカム構造体について、入口側傾斜隔壁のみに触媒を保持させた。具体的にはゼオライト粒子ＺＳＭ−５（触媒：平均粒径２．２μｍ）及び溶媒として水を含有する液を用意し、ディップ法により入口側傾斜隔壁のみに塗布し、乾燥させた。圧力損失は、４．９１ｋＰａであった。見かけの単位体積あたりの入口側傾斜隔壁に保持された前記触媒の質量を９０ｇ／Ｌ程度とした。
（参照例３）
参照例１と同じハニカム構造体に対して、出口側傾斜隔壁のみに触媒を保持させる以外は、参照例２と同様にした。圧力損失は、６．１３ｋＰａであった。
参照例１と同じハニカム構造体に対して、出口側傾斜隔壁のみに触媒を保持させる以外は、参照例２と同様にした。圧力損失は、６．１３ｋＰａであった。
（参照例４）
参照例１と同じハニカム構造体に対して、入口側傾斜隔壁及び出口側傾斜隔壁のみに触媒を保持させる以外は、参照例２と同様にした。圧力損失は、６．６４ｋＰａであった。
参照例１と同じハニカム構造体に対して、入口側傾斜隔壁及び出口側傾斜隔壁のみに触媒を保持させる以外は、参照例２と同様にした。圧力損失は、６．６４ｋＰａであった。
（参照例５）
参照例１と同じハニカム構造体に対して、入口側傾斜隔壁、中央隔壁、及び、出口側傾斜隔壁の全てに触媒を保持させる以外は参照例２と同様とした。圧力損失は、９．４７ｋＰａであった。
参照例１と同じハニカム構造体に対して、入口側傾斜隔壁、中央隔壁、及び、出口側傾斜隔壁の全てに触媒を保持させる以外は参照例２と同様とした。圧力損失は、９．４７ｋＰａであった。
（参照例６）
傾斜隔壁により封口するのではなく、プラグにより封口する以外は参照例１と同様とした。触媒を保持させていない。圧力損失は、６．０４ｋＰａであった。
傾斜隔壁により封口するのではなく、プラグにより封口する以外は参照例１と同様とした。触媒を保持させていない。圧力損失は、６．０４ｋＰａであった。
（実施例１）
入口側隔壁及び中央隔壁のみに触媒を保持させる以外は参照例２と同様とした。圧力損失は、６．０６ｋＰａであった。
参照例１〜４の比較により、出口側隔壁に触媒を保持させると圧力損失が高くなりやすいことがわかる。なお、参照例２〜４は、ハニカム構造体の中央隔壁以外の部分にしか触媒を保持していないため、触媒としての性能が不十分な状態である。実施例１では、中央隔壁に担体を保持させつつ、参照例５に比べて圧力損失の大きな低減が実現された。
結果を表１に示す。
入口側隔壁及び中央隔壁のみに触媒を保持させる以外は参照例２と同様とした。圧力損失は、６．０６ｋＰａであった。
参照例１〜４の比較により、出口側隔壁に触媒を保持させると圧力損失が高くなりやすいことがわかる。なお、参照例２〜４は、ハニカム構造体の中央隔壁以外の部分にしか触媒を保持していないため、触媒としての性能が不十分な状態である。実施例１では、中央隔壁に担体を保持させつつ、参照例５に比べて圧力損失の大きな低減が実現された。
結果を表１に示す。
７０Ｈｉｎ…入口流路（第１流路）、７０Ｈｏｕｔ…出口流路（第２流路）、１０…ハニカム構造体、１０ｃｅｎｔ…中央隔壁、１０ｏｕｔ…出口側傾斜隔壁（他端側傾斜隔壁）、１０ｉｎ…入口側傾斜隔壁（一端側傾斜隔壁）、１０Ｅｉｎ…入口端面（一端面）、１０Ｅｏｕｔ…出口端面（他端面）、１００…ハニカムフィルタ、４００…封口用治具、４１０ａ…突起、Ｈｉｎ…入口側傾斜隔壁１０ｉｎの軸方向長さ、Ｈｏｕｔ…出口側傾斜隔壁１０ｏｕｔの軸方向長さ、Ｗ…壁。
Claims (6)
- 一端面で開放されて他端面で閉じられた複数の第１流路、及び、前記一端面で閉じられて前記他端面で開放された複数の第２流路を形成する柱状で多孔質のハニカム構造体、及び、
前記ハニカム構造体に保持された、触媒、又は、触媒を担持した担体を備え、
前記ハニカム構造体は、
各前記第１流路及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定である中央隔壁と、
前記中央隔壁から前記他端面に向かって、各前記第１流路の断面積が縮小され、かつ、各前記第２流路の断面積が拡大される、他端側傾斜隔壁と、を有し、
見かけの単位体積あたりの前記他端側傾斜隔壁に保持された前記触媒又は前記触媒を担持した担体の質量は、見かけの単位体積あたりの前記中央隔壁に保持された前記触媒又は前記触媒を担持した担体の質量よりも小さい、ハニカムフィルタ。 - 前記ハニカム構造体は、さらに、前記中央隔壁から前記一端面に向かって、各前記第１流路の断面積が拡大され、かつ、各前記第２流路の断面積が縮小される、一端側傾斜隔壁を有する、請求項１記載のハニカムフィルタ。
- 前記一端面はガスの入口側であり、前記他端面はガスの出口側である、請求項１又は２記載のハニカムフィルタ。
- 複数の前記第１流路及び複数の前記第２流路の前記中央隔壁における断面形状は六角形である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
- 一端面が開放されて他端面が閉じられた複数の第１流路、及び、前記一端面が閉じられて前記他端面が開放された複数の第２流路を形成する柱状で多孔質のハニカム構造体に触媒又は触媒を担持した担体を保持させる工程を備えるハニカムフィルタの製造方法であって、
前記ハニカム構造体は、各前記第１流路及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定である中央隔壁と、
前記中央隔壁から前記他端面に向かって、各前記第１流路の断面積が縮小され、かつ、各前記第２流路の断面積が拡大される、他端側傾斜隔壁と、を有し、
前記保持させる工程は、前記触媒又は前記触媒を担持した担体を含む液を、前記ハニカム構造体の前記他端側傾斜隔壁に接触しないように、前記ハニカム構造体の前記中央隔壁に接触させる工程を含む、ハニカムフィルタの製造方法。 - 前記保持させる工程は、前記液を前記ハニカム構造体に接触させる前に、前記ハニカム構造体の前記他端側傾斜隔壁を保護層で被覆する工程を更に含む、請求項５記載の方法。
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