KR20090101821A - 허니컴 필터 - Google Patents

허니컴 필터

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KR20090101821A
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Abstract

(과제) 탄화규소 등의 열팽창 계수가 큰 재료를 이용하여 제작되어 있어도, 사용시에 허니컴 필터가 케이싱에 수용된 정규 위치로부터 어긋나지 않는 허니컴 필터를 제공하는 것.
(해결 수단) 다수의 셀이 셀벽을 사이에 두고 길이 방향으로 병설되고, 상기 셀중 어느 일방의 단부가 밀봉된 기둥 형상의 허니컴 소성체가 접착재층을 개재하여 복수개 결속되어 이루어지는 세라믹 블록과, 상기 세라믹 블록의 외주면에 형성된 시일재층으로 이루어지는 허니컴 필터로서, 상기 허니컴 소성체는, 탄화규소 또는 실리콘 함유 탄화규소로 이루어지고, 상기 세라믹 블록의 외주면에는 요철이 형성되어 있고, 상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철은, 상기 셀벽의 일부가 돌출되어 이루어지는 볼록부를 포함하고, 상기 시일재층은, 상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철을 따라 형성되어 있고, 상기 허니컴 필터의 외주면에는 요철이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 허니컴 필터.

Description

허니컴 필터{HONEYCOMB FILTER}
본 발명은 허니컴 필터에 관한 것이다.
버스, 트럭 등의 차량이나 건설 기계 등의 내연 기관으로부터 배출되는 매연 등의 파티큘레이트 (이하, PM 이라고도 함) 가 환경이나 인체에 해를 미치는 것이 최근 문제가 되고 있다. 그래서, 배기 가스 중의 PM 을 포집하고, 배기 가스를 정화하는 필터로서 다공질 세라믹으로 이루어지는 허니컴 구조체를 사용한 허니컴 필터가 여러 가지 제안되어 있다.
이와 같은 허니컴 필터의 재료로서는, 탄화규소가 알려져 있다. 탄화규소는 열팽창 계수가 크기 때문에, 탄화규소를 허니컴 필터의 재료로서 사용하는 경우에는, 길이 방향으로 다수의 셀이 병설된 기둥 형상의 다공질 세라믹 소결체 (허니컴 소성체) 를 복수개 조합하여 이루어지는 집합형 허니컴 필터의 구조가 채용된다.
특허 문헌 1 에는, 이와 같은 집합형 허니컴 필터로서, 허니컴 소성체를 복수개 조합하여 허니컴 소성체의 집합체 (세라믹 블록) 를 제작하고, 세라믹 블록의 외주를 단면이 대략 원 형상 등이 되도록 절삭 가공하고, 절삭 가공에 의해 노출된 요철이 형성된 외주면에 요철 해소층을 형성하여 이루어지는 허니컴 필터가 기재되어 있다.
요철 해소층은, 절삭 가공에 의해 노출된 셀벽의 형상에 대응한 요철을 매립하여, 허니컴 필터의 형상을 원기둥 형상 등으로 하기 위하여 형성되어 있다.
특허 문헌 1 에는, 이 요철 해소층이 형성되어 있음으로써, 외주에 노출된 셀벽으로부터 배기 가스가 리크하는 (새는) 것을 방지할 수 있는 것이 기재되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2001-162121호
배기 가스 정화 용도에 사용되는 허니컴 필터는, 통상 그 주위에 세라믹 섬유 등의 유지 시일재가 감겨져, 배기관의 도중에 형성된 케이싱 내에 수용된다.
허니컴 필터가 케이싱 내에 수용될 때에는, 허니컴 필터가 케이싱 내에서 어긋나는 것을 방지하기 위하여, 케이싱의 내벽면으로부터 허니컴 필터의 길이 방향의 단면의 중심 방향을 향하여 압력이 가해진다.
여기서, 최근 허니컴 필터에 대해서는, 그 압력 손실을 낮게 하기 위하여, 셀벽의 두께를 보다 얇게 하고, 셀벽의 기공률을 보다 높게 하는 것이 요구되고 있다. 그 때문에, 허니컴 필터의 기계적 강도는 종래의 것보다 낮아지는 경향이 있다.
따라서, 허니컴 필터를 케이싱에 수용할 때에 허니컴 필터에 파손이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 케이싱에 수용할 때에 허니컴 필터에 가하는 압력을 종래에 가하였던 압력보다 낮게 할 필요가 있다.
그러나, 케이싱에 수용할 때에 허니컴 필터에 가하는 압력을 낮게 했을 경우, 특허 문헌 1 에 기재된 허니컴 필터와 같이, 요철 해소층이 형성되어 외주의 요철이 매립된 허니컴 필터를 사용하면, 허니컴 필터의 사용 중에 허니컴 필터가 케이싱으로부터 어긋나 버리는 경우가 있다.
특히, 허니컴 필터에 포집한 PM 을 연소시키는 재생 처리를 실시했을 때에, 연소에 의해 발생한 열에 의해 허니컴 필터가 팽창되고, 그 후 허니컴 필터의 온도가 저하되어 허니컴 필터가 수축되는 과정에 있어서, 허니컴 필터가 케이싱에 수용된 정규 위치로부터 어긋나는 경우가 있다.
또한, 탄화규소 등의 열팽창 계수가 큰 재료를 이용하여 제작한 허니컴 필터에 있어서, 이와 같은 요인에 의한 허니컴 필터의 위치 어긋남이 발생하기 쉬운 경향이 있다.
본 발명은, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 탄화규소 등의 열팽창 계수가 큰 재료를 이용하여 제작되어 있어도, 사용시에 허니컴 필터가 케이싱에 수용된 정규 위치로부터 어긋나는 일이 없는 허니컴 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 청구항 1 에 기재된 허니컴 필터는, 다수의 셀이 셀벽을 사이에 두고 길이 방향으로 병설되고, 상기 셀중 어느 일방의 단부가 밀봉된 기둥 형상의 허니컴 소성체가 접착재층을 개재하여 복수개 결속되어 이루어지는 세라믹 블록과, 상기 세라믹 블록의 외주면에 형성된 시일재층으로 이루어지는 허니컴 필터로서,
상기 허니컴 소성체는, 탄화규소 또는 실리콘 함유 탄화규소로 이루어지고,
상기 세라믹 블록의 외주면에는 요철이 형성되어 있고,
상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철은, 상기 셀벽의 일부가 돌출되어 이루어지는 볼록부를 포함하고,
상기 시일재층은, 상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철을 따라 형성되어 있고,
상기 허니컴 필터의 외주면에는 요철이 존재하고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 1 에 기재된 허니컴 필터에 있어서는, 복수개의 허니컴 소성체가 결속되어 이루어지는 세라믹 블록의 외주면에 요철이 형성되어 있고, 그 요철을 따라 시일재층이 형성되어 있다.
시일재층은, 세라믹 블록의 외주면에 있는 요철을 모두 완전히 매립하지 않도록 형성되어 있다.
즉, 허니컴 필터의 외주면은 평활하지 않고, 허니컴 필터의 외주면에는 요철이 존재하고 있다.
허니컴 필터의 외주면에 요철이 존재하고 있으면, 케이싱 내에 허니컴 필터를 수용할 때에, 허니컴 필터의 주위에 감겨진 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수가 높아진다. 그 때문에, 탄화규소 또는 실리콘 함유 탄화규소와 같은 열팽창 계수가 높은 재료를 이용하여 제작된 허니컴 필터에 열이 가해져 열팽창 및 열수축이 반복된 경우에도, 허니컴 필터가 케이싱 내에서 정규 위치로부터 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 셀이 밀봉재에 의해 밀봉되어 있는 경우, 「셀벽의 일부가 돌출되어 이루어지는 볼록부」란, 세라믹 블록의 외주면에 있어서, 밀봉재를 제외한 셀벽이 돌출된 부분을 말하는 것으로 한다.
청구항 2 에 기재된 허니컴 필터에 있어서, 상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철은, 세라믹 블록의 외주를 가공함으로써 형성되어 있다.
청구항 3 에 기재된 허니컴 필터에 있어서, 상기 시일재층은, 상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철의 모든 표면을 따라 형성되어 있다.
청구항 4 에 기재된 허니컴 필터에 있어서, 상기 허니컴 필터의 상기 외주면에 존재하는 상기 요철의 깊이는 0.1 ∼ 0.5㎜ 이다.
상기 요철의 깊이가 0.1㎜ 이상이면, 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수를 보다 높게 할 수 있다.
또한, 상기 요철의 깊이가 0.5㎜ 이하이면, 셀벽을 통과하지 않은 배기 가스가 허니컴 필터와 유지 시일재 사이의 간극 (공간) 에 유통되는 것을 방지할 수 있다.
청구항 5 에 기재된 허니컴 필터에 있어서는, 상기 접착재층과 상기 시일재층의 재질이 동일하다.
도 1 은 본 발명의 허니컴 필터의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 의 (a) 는 허니컴 소성체의 일례를 모식적으로 나타낸 사시도이고, 도 2 의 (b) 는 도 2 의 (a) 에 나타내는 허니컴 소성체의 A-A 선 단면도이다.
도 3 은 각기둥 형상의 세라믹 블록의 측면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타낸 각기둥 형상의 세라믹 블록의 외주를 가공하여 이루어지는 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록의 측면도이다.
도 5 는 도 4 에 나타낸 세라믹 블록의 외주면에 시일재층이 형성되어 이루어지는 허니컴 필터의 측면도이다.
도 6 은 도 5 에 있어서 곡선 B 로 둘러싼 영역을 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 7 은 제 1 실시형태의 허니컴 필터가 설치된 배기 가스 정화 장치의 단면도이다.
도 8 은 도 7 에 나타내는 배기 가스 정화 장치의 D-D 선 단면도이다.
도 9 의 (a), 도 9 의 (b) 및 도 9 의 (c) 는 제 2 실시형태의 허니컴 필터를 구성하는 허니컴 소성체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 10 은 본 발명의 허니컴 필터의 다른 일례를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 11 은 도 10 에 있어서 곡선 E 로 둘러싼 영역을 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 허니컴 필터의 외주면
12 : 볼록부
13 : 세라믹 블록의 외주면
100 : 허니컴 필터
101 : 접착재층
102 : 시일재층 (코팅층)
103, 203 : 세라믹 블록
110, 320, 330, 340 : 허니컴 소성체
111 : 셀
112 : 밀봉재
113 : 셀벽
G : 배기 가스
(제 1 실시형태)
이하, 본 발명의 허니컴 필터의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 허니컴 필터의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 에 나타내는 허니컴 필터 (100) 에서는, 다공질 탄화규소 또는 실리콘 함유 탄화규소로 이루어지는 허니컴 소성체 (110) 가 접착재층 (101) 을 개재하여 복수개 결속되어 세라믹 블록 (103) 을 구성하고, 또한 이 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 시일재층 (102) 이 형성되어 있다.
도 1 에 나타내는 허니컴 필터 (100) 는 대략 원기둥 형상이며, 허니컴 필터 (100) 의 외주면 (10) (상기 대략 원기둥 형상의 허니컴 필터의 측면) 에는 요철이 형성되어 있다.
허니컴 필터 (100) 의 외주면 (10) 의 요철 형상은, 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 의 요철 형상과 대응하고 있다.
이하, 외주면에 요철을 갖는 허니컴 필터를 구성하는 허니컴 소성체, 허니컴 소성체가 복수개 결속되어 이루어지는 세라믹 블록, 그리고 세라믹 블록의 외주면에 시일재층이 형성된 허니컴 필터 및 시일재층에 대하여 설명한다.
먼저, 허니컴 소성체에 대하여 설명한다.
도 2 의 (a) 는, 허니컴 소성체의 일례를 모식적으로 나타낸 사시도이며, 도 2 의 (b) 는, 도 2 의 (a) 에 나타내는 허니컴 소성체의 A-A 선 단면도이다.
도 2 의 (a) 및 도 2 의 (b) 에 나타내는 허니컴 소성체 (110) 에는, 다수의 셀 (111) 이 셀벽 (113) 을 사이에 두고 길이 방향 (도 2 의 (a) 중, a 의 방향) 으로 병설되어 있고, 셀 (111) 중 어느 하나의 단부가 밀봉재 (112) 로 밀봉되어 있다. 따라서, 일방의 단면이 개구된 셀 (111) 에 유입된 배기 가스 (G) 는 반드시 셀 (111) 을 사이에 두는 셀벽 (113) 을 통과한 후, 타방의 단면이 개구된 다른 셀 (111) 로부터 유출되도록 되어 있다.
따라서, 셀벽 (113) 이 PM 등을 포집하기 위한 필터로서 기능한다.
계속해서, 허니컴 소성체가 복수개 결속되어 이루어지는 세라믹 블록에 대하여 설명한다.
도 3 은, 각기둥 형상의 허니컴 소성체가 16 개 결속되어 이루어지는 각기둥 형상의 세라믹 블록의 측면도이다.
도 3 에 나타내는 각기둥 형상의 세라믹 블록 (203) 은, 각기둥 형상의 허니컴 소성체 (110) 가 세로에 4 개, 가로에 4 개의 합계 16 개, 접착재층 (101) 을 개재하여 결속되어 이루어진다.
이 세라믹 블록 (203) 의 외주면 (213) 은 평활하다.
도 3 중에 나타낸 원은 세라믹 블록 (203) 의 외주를 가공하는 면을 나타내고 있고, 각기둥 형상의 세라믹 블록 (203) 의 외주가 가공되어, 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록이 된다.
도 4 는, 도 3 에 나타낸 각기둥 형상의 세라믹 블록의 외주를 가공하여 이루어지는 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록의 측면도이다.
도 4 에 나타내는 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 은 평활하지 않고, 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에는 요철이 형성되어 있다.
세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 있는 요철은, 허니컴 소성체 (110) 의 셀벽의 일부가 돌출되어 이루어지는 볼록부 (12) 를 갖는다.
그리고, 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 있는 요철의 형상은 허니컴 소성체 (110) 의 셀벽의 형상 및 세라믹 블록의 외주가 가공된 위치에 대응한 형상으로 되어 있다.
계속해서, 세라믹 블록의 외주면에 시일재층 (코트층이라고도 함) 이 형성된 허니컴 필터 및 시일재층 (코트층) 에 대하여 설명한다.
도 5 는, 도 4 에 나타낸 세라믹 블록의 외주면에 시일재층이 형성되어 이루어지는 허니컴 필터의 측면도이다.
또한, 도 5 는 도 1 에 나타낸 허니컴 필터 (100) 의 측면도이기도 하다.
시일재층 (102) 은, 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 있는 요철을 따라 형성되어 있고, 특히 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 있는 요철의 모든 표면을 따라 형성되어 있다.
시일재층 (102) 은, 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 있는 요철을 모두 매립하지 않고 (요철을 해소해 버리지 않고), 요철이 남도록 (존재하도록), 시일재층 (102) 의 두께가 얇아지도록 시일재 페이스트가 도포되어 형성되어 있다.
따라서, 허니컴 필터 (100) 의 외주면 (10) 에는, 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 있는 요철에서 유래하는 요철이 존재하고 있고, 허니컴 필터 (100) 의 외주면 (10) 에 존재하는 요철의 형상은 세라믹 블록 (103) 의 외주면 (13) 에 있는 요철의 형상에 대응한 형상으로 되어 있다.
도 6 은, 도 5 에 있어서 곡선 B 로 둘러싼 영역을 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
본 명세서에 있어서의 허니컴 필터의 외주면에 존재하고 있는 요철의 깊이의 정의에 대하여, 도 6 을 참조하여 설명한다.
허니컴 필터의 외주면 (10) 에 있어서, 가장 외측에 돌출되어 있는 돌출부 (16) 에 접하도록 원 (14) 을 그린다. 이 원으로 표시되는 표면을 「돌출면」으로 한다.
다음으로, 원 (14) 의 내측에, 허니컴 필터의 외주면에 있어서 가장 움푹 패여 있는 오목부 (recessed portion: 17) 에 접하도록 원 (15) 을 그린다. 이 원 (15) 으로 나타내는 표면을 「오목면」으로 한다.
그리고, 돌출면을 나타내는 원 (14) 과 오목면을 나타내는 원 (15) 의 간격 (도 6 중, 화살표 C 로 나타내는 길이) 을, 허니컴 필터의 외주면에 존재하고 있는 요철의 깊이로 정의한다.
허니컴 필터의 외주면에 존재하고 있는 요철의 깊이는 0.1 ∼ 0.5㎜ 인 것이 바람직하다.
또한, 허니컴 필터의 형상이 대략 원기둥 형상이 아닌 경우, 예를 들어 타원 기둥 형상인 경우에는, 돌출면 및 오목면을 결정할 때에 원 대신에 타원을 이용하면 된다. 즉, 허니컴 필터의 단면 형상과 서로 유사한 도형을 이용하면 된다.
또한, 허니컴 필터의 단면 형상에 상관없이, 돌출면을 결정하는 도형과 오목면을 결정하는 도형이 서로 유사한 형상이 되도록 하면 된다.
시일재층을 구성하는 재료로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 무기 바인더, 유기 바인더, 무기 섬유, 무기 입자 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것 등을 들 수 있다.
시일재층의 두께는, 허니컴 필터를 구성하는 허니컴 소성체의 셀의 크기에 따라, 허니컴 필터의 외주면에 요철이 존재하도록 정하면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.1 ∼ 0.5㎜ 인 것이 바람직하다.
이하, 본 실시형태의 허니컴 필터의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 세라믹 원료로서 평균 입자경이 상이한 탄화규소 분말과 유기 바인더와, 액상의 가소제와 윤활제와 물을 혼합하여 성형체 제조용 습윤 혼합물을 조제한다.
계속해서, 상기 습윤 혼합물을 압출 성형기에 투입한다.
상기 습윤 혼합물을 압출 성형기에 투입하면, 습윤 혼합물은 압출 성형에 의해 소정 형상의 허니컴 성형체가 된다.
다음으로, 허니컴 성형체를 소정의 길이로 절단하고, 마이크로파 건조기, 열풍 건조기, 유전 건조기, 감압 건조기, 진공 건조기, 동결 건조기 등을 이용하여 건조시킨 후, 소정의 셀에 밀봉재가 되는 밀봉재 페이스트를 충전하여 상기 셀을 밀봉하는 밀봉 공정을 실시한다.
다음으로, 허니컴 성형체 중의 유기물을 탈지로 중에서 가열하는 탈지 공정을 실시하고, 소성 공정을 실시한다.
이와 같이 하여, 도 2 의 (a) 및 도 2 의 (b) 에 나타내는 바와 같은 각기둥 형상의 허니컴 소성체를 제작한다.
또한, 절단 공정, 건조 공정, 밀봉 공정, 탈지 공정 및 소성 공정의 조건으로서는, 종래부터 허니컴 소성체를 제작할 때에 이용되고 있는 조건을 적용할 수 있다.
그리고, 얻어진 허니컴 소성체의 측면에, 접착재층이 되는 시일재 페이스트를 도포하여 시일재 페이스트층을 형성하고, 이 시일재 페이스트층 상에 순차적으로 다른 허니컴 소성체를 적층하는 공정을 반복하여 소정 수의 허니컴 소성체가 결속된 허니컴 소성체의 집합체를 제작한다. 또한, 시일재 페이스트로서는, 예를 들어 무기 바인더와 유기 바인더와 무기 섬유 및/또는 무기 입자로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
또한, 이 허니컴 소성체의 집합체를 가열하여 시일재 페이스트층을 건조, 고화시켜 접착재층을 형성하고, 도 3 에 나타내는 바와 같은 각기둥 형상의 세라믹 블록을 제작한다.
계속해서, 다이아몬드 커터를 이용하여 세라믹 블록의 외주에 절삭 가공을 실시하여, 도 4 에 나타내는 바와 같은 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록으로 한다.
절삭 가공에 의해 형성된 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록의 외주면에는, 허니컴 소성체의 셀벽의 일부가 돌출되어 이루어지는 볼록부를 포함하는 요철이 형성된다.
그리고, 세라믹 블록의 외주면에 있는 요철을 따라, 요철이 존재 (잔존) 하도록 시일재 페이스트를 얇게 도포한다. 시일재 페이스트로서는 상기 서술한 접착재층을 형성할 때에 사용한 시일재 페이스트와 동일한 시일재 페이스트를 사용할 수 있다.
시일재 페이스트의 도포는 스퀴지 (squeegee) 등을 이용하여 실시할 수 있다.
구체적으로는, 접착재층의 형성에 사용한 시일재 페이스트에 물 등을 첨가하여 점도를 낮게 한 시일재 페이스트를 조제하고, 이 시일재 페이스트를 세라믹 블록의 외주면에 도포하고, 시일재 페이스트가 도포된 세라믹 블록을 통 형상 (파이프 형상) 의 스퀴지에 통과시킴으로써 시일재 페이스트의 도포를 실시할 수 있다.
이 경우, 스퀴지와 세라믹 블록 사이의 간극, 및 세라믹 블록에 가해지는 스퀴지로부터의 압력을 각각 조정하여, 외주면에 요철이 존재 (잔존) 하도록 한다.
또한, 도포한 시일재 페이스트를 건조 고화시킴으로써, 세라믹 블록의 외주면에 시일재층을 형성할 수 있다.
이상의 공정에 의해, 그 외주면에 요철이 존재 (잔존) 하는, 도 5 에 나타내는 바와 같은 허니컴 필터를 제조할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 허니컴 필터를 제조하는 경우에 있어서는, 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록의 외주면을 구성하게 되는 셀을 밀봉하지 않고 각기둥 형상의 세라믹 블록을 제작하고, 이 세라믹 블록을 이용하여 외주 가공 공정을 실시할 수도 있다. 이로써, 일방의 단면측으로부터 타방의 단면측까지 연속하여 허니컴 필터의 외주면에 요철이 형성된 허니컴 필터 (후술하는 제 2 실시형태에 관련된 허니컴 필터와 동일한 형상의 허니컴 필터 (도 10 및 도 11 참조)) 를 제조할 수 있다.
본 실시형태의 허니컴 필터는, 배기 가스 정화 장치 내에 설치되어 배기 가스 정화 용도에 사용된다.
이하, 본 실시형태의 허니컴 필터가 설치된 배기 가스 정화 장치에 대하여 설명한다.
도 7 은, 본 실시형태의 허니컴 필터가 설치된 배기 가스 정화 장치의 단면도이다.
배기 가스 정화 장치 (220) 는, 주로 허니컴 필터 (100), 허니컴 필터 (100) 의 외방을 덮는 케이싱 (221), 허니컴 필터 (100) 와 케이싱 (221) 사이에 배치된 유지 시일재 (단열재) (222) 로 구성되어 있고, 케이싱 (221) 의 배기 가스가 도입되는 측의 단부에는, 엔진 등의 내연 기관에 연결된 도입관 (224) 이 접속되어 있고, 케이싱 (221) 의 타단부에는, 외부에 연결된 배출관 (225) 이 접속되어 있다. 또한, 도 7 중, 화살표는 배기 가스의 흐름을 나타내고 있다.
도 8 은, 도 7 에 나타내는 배기 가스 정화 장치의 D-D 선 단면도이다.
본 실시형태의 허니컴 필터 (100) 가 설치된 배기 가스 정화 장치 (220) 에서는, 유지 시일재 (222) 가 허니컴 필터 (100) 의 외주면 (10) 에 형성된 요철에 파고들어가 있어, 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수가 높아져 있다.
그 때문에, 허니컴 필터 (100) 에 열이 가해져 열팽창 및 열수축이 반복된 경우에도, 허니컴 필터 (100) 가 케이싱 (221) 내에서 어긋나는 것이 방지된다.
이하, 본 실시형태의 허니컴 필터의 작용 효과에 대하여 열거한다.
(1) 본 실시형태의 허니컴 필터의 외주면에는 요철이 존재하고 있기 때문에, 케이싱 내에 허니컴 필터를 수용할 때에, 허니컴 필터의 주위에 감겨진 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수가 높아진다. 그 때문에, 허니컴 필터에 열이 가해져 열팽창 및 열수축이 반복된 경우에도, 허니컴 필터가 케이싱 내에서 정규 위치로부터 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
(2) 또한, 허니컴 필터의 상기 외주면에 존재하고 있는 상기 요철의 깊이는 0.1 ∼ 0.5㎜ 로 되어 있다.
그 때문에, 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수를 높게 할 수 있고, 또한 셀벽을 통과하지 않은 배기 가스가 허니컴 필터와 유지 시일재 사이의 간극 (공간) 에 유통되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 일방의 단면측으로부터 타방의 단면측까지 연속된 요철이 외주면에 형성된 허니컴 필터 (후술하는 제 2 실시형태에 관련된 허니컴 필터와 동일한 형상의 허니컴 필터 (도 10 및 도 11 참조)) 로 한 경우에는, 허니컴 필터의 외주면의 형상을 보다 복잡하게 할 수 있다. 그 때문에, 케이싱 내에 허니컴 필터를 수용할 때에, 허니컴 필터의 주위에 감겨진 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수를 보다 높게 할 수 있다. 그 때문에, 허니컴 필터에 열이 가해져 열팽창 및 열수축이 반복된 경우에도, 허니컴 필터가 케이싱 내에서 정규 위치로부터 어긋나는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 보다 구체적으로 개시한 실시예를 나타낸다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
평균 입자경 22㎛ 를 갖는 탄화규소의 조(粗)분말 52.8 중량% 와, 평균 입자경 0.5㎛ 의 탄화규소의 미분말 22.6 중량% 를 혼합하고, 얻어진 혼합물에 대하여,아크릴 수지 2.1 중량%, 유기 바인더 (메틸셀룰로오스) 4.6 중량%, 윤활제 (닛폰 유지 (日油) 사 제조 유니루브(UNILUB)) 2.8 중량%, 글리세린 1.3 중량%, 및 물 13.8 중량% 를 첨가하고 혼련하여 습윤 혼합물을 얻은 후, 압출 성형하는 압출 성형 공정을 실시하고, 도 2 의 (a) 에 나타낸 형상과 대략 동일한 형상으로서, 셀을 밀봉하지 않은 생(生) 허니컴 성형체를 제작하였다.
이어서, 마이크로파 건조기를 이용하여 상기 생 허니컴 성형체를 건조시켜, 허니컴 성형체의 건조체로 한 후, 상기 생 성형체와 동일한 조성의 밀봉재 페이스트를 소정의 셀에 충전하고, 밀봉재 페이스트를 충전한 허니컴 성형체의 건조체를 다시 건조기를 이용하여 건조시켰다.
허니컴 성형체의 건조체를 400℃ 에서 탈지하는 탈지 공정을 실시하고, 상압의 아르곤 분위기하 2200℃, 3 시간의 조건으로 소성 공정을 실시하여, 기공률이45%, 평균 기공 직경이 15㎛, 크기가 34.3㎜ × 34.3㎜ × 150㎜, 셀의 수 (셀 밀도) 가 300 개/inch2, 셀벽의 두께가 0.25㎜ (10mil) 의 탄화규소 소결체로 이루어지는 허니컴 소성체를 제조하였다.
평균 섬유 길이 20㎛ 의 알루미나 섬유 30 중량%, 평균 입자경 0.6㎛ 의 탄화규소 입자 21 중량%, 실리카 졸 15 중량%, 카르복시메틸셀룰로오스 5.6 중량%, 및 물 28.4 중량% 를 함유하는 내열성의 시일재 페이스트를 이용하여 허니컴 소성체를 다수 접착시키고, 또한 시일재 페이스트를 120℃ 에서 건조 고화시켜 접착재층을 형성하여 각기둥 형상의 세라믹 블록을 제작하였다.
계속해서, 각기둥 형상의 세라믹 블록의 외주를 다이아몬드 커터를 이용하여 절단함으로써 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록을 제작하였다.
이 세라믹 블록의 외주면에는, 허니컴 소성체의 셀벽의 일부가 돌출되어 이루어지는 볼록부를 포함하는 요철이 형성된다.
계속해서, 접착재층의 형성에 사용한 시일재 페이스트 70 중량% 에 물 30 중량% 를 혼합하고 혼련함으로써 조제한 시일재 페이스트를, 세라믹 블록의 외주면에 있는 요철을 따라, 외주면에 요철이 존재 (잔존) 하도록 하고 통 형상 (파이프 형상) 의 스퀴지를 이용하여 도포하였다.
그리고, 세라믹 블록의 외주면에 도포한 시일재 페이스트를 120℃ 에서 건조 고화시켜 시일재층을 형성하여, 외주면에 시일재층을 갖고, 또한 외주면에 요철이 존재하고 있는 원기둥 형상의 허니컴 필터를 제조하였다.
실시예 1 에서 제조한 허니컴 필터에 대하여, 외주면에 존재하고 있는 요철의 깊이를 측정한 결과 0.3㎜ 였다.
(실시예 2 및 실시예 3)
시일재 페이스트를 도포하는 양 (두께), 세라믹 블록에 가해지는 스퀴지로부터의 압력, 및 스퀴지와 세라믹 블록 사이의 간극을 변경하고, 허니컴 필터의 외주면에 존재 (잔존) 하는 요철의 깊이를 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 허니컴 필터를 제조하였다.
(비교예 1)
세라믹 블록의 외주면에 도포하는 시일재 페이스트의 양을 늘리고, 스퀴지와 세라믹 블록 사이의 간극을 변경함으로써 세라믹 블록의 외주에 있는 요철을 모두 매립하여, 허니컴 필터의 외주면이 평활하게 되도록 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 허니컴 필터를 제조하였다.
(비교예 2)
세라믹 블록의 외주면에 시일재층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 원기둥 형상의 세라믹 블록으로 이루어지는 허니컴 필터를 제조하였다.
이들 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 허니컴 필터에 대하여, 배기 가스 정화 장치에 설치했을 때의 성능을 평가하였다.
(허니컴 필터의 위치 어긋남의 평가)
도 7 에 나타내는 바와 같이, 허니컴 필터의 주위에 유지 시일재를 감아 허니컴 필터를 배기 가스 정화 장치 내에 설치하고, 또한 배기 가스 정화 장치의 일단을 2ℓ (리터) 의 커먼 레일식 디젤 엔진에 접속하였다.
그리고, 엔진을 회전 수가 2000min-1, 토크가 47Nm 이 되도록 운전하여, 엔진으로부터의 배기 가스를 허니컴 필터에 유통시켰다. 그리고, PM 이 허니컴 필터 1 리터 당 6.0g 포집될 때까지 운전을 실시한 후, 포스트 인젝션에 의해 PM 을 연소시켜, 허니컴 필터의 재생 처리를 실시하고, 이것을 1 사이클로 하였다.
이 사이클을 50 사이클 반복한 후에, 허니컴 필터의 위치가 시험 전과 어느 정도 어긋나 있었는지를 평가하였다.
각 실시예 등에서 제조한 허니컴 필터에 대하여, 시험 전의 위치로부터의 어긋남량 (㎜) 을 표 1 에 정리하여 나타내었다.
(PM 의 누설의 평가)
상기 어긋남의 평가 시험과 동일하게, 허니컴 필터를 배기 가스 정화 장치 내에 설치하고, 엔진으로부터의 배기 가스를 허니컴 필터에 유통시켰다.
그리고, 배기 가스를 1 시간 허니컴 필터에 유통시킨 후에 배기 가스 정화 장치를 분해하고, 허니컴 필터의 외주면에 감은 유지 시일재의 표면을 육안으로 관찰하여, 허니컴 필터의 외주면으로부터의 PM 의 누설 유무를 확인하였다.
각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 허니컴 필터에 대하여, 허니컴 필터의 외주면으로부터의 PM 의 누설 유무를 표 1 에 정리하여 나타내었다.
허니컴 필터 평가 결과
시일재층의 유무 외주면의 요철의 유무 요철의 깊이 위치 어긋남 PM 누설 유무
(㎜) (㎜)
실시예1 있음 있음 0.3 <1 없음
실시예2 있음 있음 0.1 <1 없음
실시예3 있음 있음 0.5 <1 없음
비교예1 있음 없음 - 15 없음
비교예2 없음 있음 1.1 <1 있음
각 실시예에서 제조한 허니컴 필터를 사용하면, 재생 처리를 반복했을 경우, 즉 허니컴 필터의 열팽창 및 열수축이 반복된 경우에도 허니컴 필터의 케이싱 내에서의 위치 어긋남은 1㎜ 미만이었다.
한편, 비교예 1 에서 제조한 허니컴 필터를 이용하여 재생 처리를 반복했을 경우, 허니컴 필터의 케이싱 내에서의 위치 어긋남이 커져 있었다.
이 결과로부터, 각 실시예의 허니컴 필터에 있어서는, 허니컴 필터의 외주면에 요철이 존재하고 있기 때문에 허니컴 필터의 주위에 감겨진 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수가 높아져 있었던 것이라고 추측된다.
또한, 시일재층이 형성되어 있는 각 실시예의 허니컴 필터에서는, 허니컴 필터의 외주면으로부터 PM 이 누설되지 않았다.
한편, 비교예 2 에서 제조한 허니컴 필터에 있어서는, 외주면에 시일재층이 형성되어 있지 않았기 때문에, PM 이 허니컴 필터의 외주면으로부터 누설되어 있었다. 즉, 허니컴 필터의 외주면에 시일재층을 형성함으로써, 허니컴 필터의 외주면으로부터 PM 이 새는 것을 방지할 수 있을 것이라고 생각된다.
(제 2 실시형태)
이하, 본 발명의 일 실시형태인 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서는, 단면 형상이 상이한 복수 종류의 허니컴 소성체를 제작하고, 복수 종류의 허니컴 소성체를 조합함으로써, 외주를 연삭하지 않고 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록을 제작하여 본 발명에 관련된 허니컴 필터를 제조한다.
도 9 의 (a), 도 9 의 (b) 및 도 9 의 (c) 는, 제 2 실시형태의 허니컴 필터를 구성하는 허니컴 소성체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 9 의 (a) 에 나타내는 허니컴 소성체 (320) 는, 요철을 갖는 측면을 1 개, 평활한 측면을 2 개 갖는다.
도 9 의 (b) 에 나타내는 허니컴 소성체 (330) 는, 요철을 갖는 측면을 1 개, 평활한 측면을 3 개 갖는다.
도 9 의 (c) 에 나타내는 허니컴 소성체 (340) 는, 요철을 갖는 측면을 갖지 않고, 평활한 측면을 4 개 가지며, 각기둥 형상이다.
본 실시형태에 있어서는, 각기둥 형상의 허니컴 소성체 (340) 를 중앙에 4 개 배치하고, 중앙의 허니컴 소성체 (340) 의 주위에 인접하여 허니컴 소성체 (330) 를 8 개 배치하고, 허니컴 소성체 (330) 에 인접하여 허니컴 소성체 (320) 를 4 개 배치하고, 각 허니컴 소성체의 측면간을 접착재층을 개재하여 결속하여 세라믹 블록을 제작한다.
이와 같이 하여 제작된 세라믹 블록의 길이 방향에 수직인 단면 형상은, 도 4 에 나타내는 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록 (103) 의 단면의 형상과 대략 동일하다.
이 세라믹 블록의 외주면에는, 허니컴 소성체 (320) 와 허니컴 소성체 (330) 의 요철을 갖는 측면의 형상에서 유래한 요철이 형성되어 있다.
그리고, 세라믹 블록의 외주면에 있는 요철을 따라, 요철이 존재 (잔존) 하도록 시일재 페이스트를 얇게 도포하여 시일재층을 형성함으로써, 그 외주면에 요철이 존재하는 허니컴 필터를 제조할 수 있다.
도 10 은, 본 실시형태의 허니컴 필터의 일례를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 11 은, 도 10 에 있어서 곡선 E 로 둘러싼 영역을 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 허니컴 필터 (300) 에 있어서는, 시일재층 (302) 이, 세라믹 블록 (303) 의 외주면 (313) 에 있는 요철을 따라 형성되어 있고, 특히 세라믹 블록 (303) 의 외주면 (313) 에 있는 요철의 모든 표면을 따라 형성되어 있다.
즉, 본 실시형태의 허니컴 필터 (300) 의 외주면 (310) 에는, 세라믹 블록 (303) 의 외주면 (313) 에 있는 요철에서 유래하는 요철 (돌출부 (316), 오목부 (317)) 이 존재하고 있고, 허니컴 필터 (300) 의 외주면 (310) 에 존재하는 요철의 형상은 세라믹 블록 (303) 의 외주면 (313) 에 있는 요철의 형상에 대응한 형상으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서 사용하는 각 허니컴 소성체는, 압출 성형에 의해 허니컴 성형체를 제작할 때에 사용하는 다이스의 형상이 상이한 것 이외에는 제 1 실시형태와 동일하게 하여 제작할 수 있다.
본 실시형태의 허니컴 필터도, 제 1 실시형태에 있어서 설명한 효과 (1) 및 (2) 를 발휘할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 허니컴 필터에 있어서는, 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 대략 원기둥 형상의 세라믹 블록의 외주면을 구성하는 셀이 모두 밀봉되어 있지 않다. 그 때문에, 본 실시형태의 허니컴 필터의 외주면에는, 일방의 단면측으로부터 타방의 단면측까지 연속하여 요철이 형성되어 있다. 즉, 허니컴 필터의 외주면의 형상이 보다 복잡하게 되어 있다.
따라서, 케이싱 내에 허니컴 필터를 수용할 때에는, 허니컴 필터의 주위에 감겨진 유지 시일재와 허니컴 필터의 외주면 사이의 마찰 계수를 보다 높게 할 수 있다. 그 때문에, 허니컴 필터에 열이 가해져 열팽창 및 열수축이 반복된 경우에도, 허니컴 필터가 케이싱 내에서 정규 위치로부터 어긋나는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
(그 밖의 실시형태)
본 발명의 허니컴 필터의 형상은 대략 원기둥 형상에 한정되는 것이 아니고, 대략 타원 기둥 형상, 대략 장원 (長圓) 기둥 형상, 대략 다각 기둥 형상 등의 임의의 기둥 형상이면 된다.
또한, 허니컴 소성체의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 허니컴 소성체끼리를 결속시켜 세라믹 블록을 제작할 때에 결속되기 쉬운 형상인 것이 바람직하고, 그 단면 형상으로서는 정사각형, 직사각형, 육각형, 부채 형상 등을 들 수 있다.
상기 허니컴 소성체의 기공률은 특별히 한정되지 않지만 35 ∼ 60% 인 것이 바람직하다. 상기 허니컴 소성체를 필터로서 사용했을 때, 기공률이 35% 미만이면, 본 발명의 허니컴 필터가 바로 막히는 경우가 있고, 한편 기공률이 60% 를 초과하면, 허니컴 소성체의 강도가 저하되어 용이하게 파괴되는 경우가 있기 때문이다.
또한, 허니컴 필터를 구성하는 허니컴 소성체의 평균 기공 직경은 5 ∼ 30㎛ 인 것이 바람직하다.
상기 허니컴 소성체를 필터로서 사용했을 때, 평균 기공 직경이 5㎛ 미만이면, 파티큘레이트가 쉽게 막혀 버리는 경우가 있고, 한편 평균 기공 직경이 30㎛ 를 초과하면, 파티큘레이트가 기공을 통과해 빠져나가 버려, 그 파티큘레이트를 포집할 수 없어, 필터로서 기능할 수 없는 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기 기공률 및 기공 직경은, 예를 들어 수은 압입법, 아르키메데스법, 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의한 측정 등의 종래 공지된 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 허니컴 필터를 구성하는 허니컴 소성체의 셀벽의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 0.2 ∼ 0.4㎜ 가 바람직하다.
셀벽의 두께가 0.2㎜ 미만이면, 허니컴 구조를 지지하는 셀벽의 두께가 얇아져, 허니컴 필터의 강도를 유지할 수 없게 될 우려가 있고, 한편 상기 두께가 0.4㎜ 를 초과하면, 압력 손실의 상승을 일으키는 경우가 있기 때문이다.
또한, 허니컴 필터의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의 셀 밀도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 31.0 개/㎝2 (200 개/inch2), 바람직한 상한은 93.0 개/㎝2 (600 개/inch2), 보다 바람직한 하한은 38.8 개/㎝2 (250 개/inch2), 보다 바람직한 상한은 77.5 개/㎝2 (500 개/inch2) 이다.
허니컴 필터의 구성 재료의 주성분은 탄화규소로 한정되는 것은 아니고, 탄화규소에 금속 규소가 배합된 것 (규소 함유 탄화규소) 이어도 된다.
특히, 탄화규소를 60 중량% 이상 함유하는 규소 함유 탄화규소질 세라믹이 바람직하다.
또한, 탄화규소는 재결정 SiC 이어도 되고, 반응 소결 SiC 이어도 된다.
또한, 세라믹 분말의 입경은 특별히 한정되지 않지만, 이후의 소성 공정을 거쳐 제작된 허니컴 소성체의 크기가 탈지된 허니컴 성형체의 크기에 비해 작아지는 경우가 적은 것이 바람직하다.
습윤 혼합물에 있어서의 유기 바인더로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 메틸셀룰로오스가 바람직하다. 유기 바인더의 배합량은, 통상 세라믹 분말 100 중량부에 대하여 1 ∼ 10 중량부가 바람직하다.
습윤 혼합물에 있어서의 가소제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 글리세린 등을 들 수 있다. 또한, 윤활제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르 등의 폴리옥시알킬렌계 화합물 등을 들 수 있다.
윤활제의 구체예로서는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 모노부틸 에테르, 폴리옥시프로필렌 모노부틸 에테르 등을 들 수 있다.
또한, 가소제, 윤활제는 경우에 따라서는, 습윤 혼합물에 함유되어 있지 않아도 된다.
또한, 습윤 혼합물을 조제할 때에는, 분산매액을 사용해도 되고, 분산매액으로서는, 예를 들어 물, 벤젠 등의 유기 용매, 메탄올 등의 알코올 등을 들 수 있다.
또한, 습윤 혼합물 중에는 성형 보조제가 첨가되어 있어도 된다.
성형 보조제로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 에틸렌글리콜, 덱스트린, 지방산, 지방산 비누, 폴리알코올 등을 들 수 있다.
또한, 습윤 혼합물에는, 필요에 따라 산화물계 세라믹을 성분으로 하는 미소 중공 구체인 벌룬이나, 구상 아크릴 입자, 그래파이트 등의 조공제(造孔濟)를 첨가해도 된다.
벌룬으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 알루미나 벌룬, 유리 마이크로 벌룬, 시라스 (shirasu) 벌룬, 플라이 애시 (fly ash) 벌룬 (FA 벌룬), 뮬라이트 (mullite) 벌룬 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 알루미나 벌룬이 바람직하다.
셀을 밀봉하는 밀봉재 페이스트로서는 특별히 한정되지 않지만, 후공정을 거쳐 제조되는 밀봉재의 기공률이 30 ∼ 75% 가 되는 것이 바람직하고, 예를 들어 습윤 혼합물과 동일한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 허니컴 필터에 있어서, 접착재층의 형성을 위하여 사용하는 시일재 페이스트와, 시일재층 (코트층) 의 형성을 위하여 사용하는 시일재 페이스트는, 동일한 재료이어도 되고 상이한 재료이어도 된다.
시일재 페이스트에 있어서의 무기 바인더로서는, 예를 들어 실리카 졸, 알루미나 졸 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 무기 바인더 중에서는 실리카 졸이 바람직하다.
시일재 페이스트에 있어서의 유기 바인더로서는, 예를 들어 폴리비닐 알코올, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 유기 바인더 중에서는 카르복시메틸셀룰로오스가 바람직하다.
시일재 페이스트에 있어서의 무기 섬유로서는, 예를 들어 실리카-알루미나, 뮬라이트, 알루미나, 실리카 등의 세라믹 섬유 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 무기 섬유 중에서는 알루미나 섬유가 바람직하다.
시일재 페이스트에 있어서의 무기 입자로서는, 예를 들어 탄화물, 질화물 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 탄화규소, 질화규소, 질화붕소로 이루어지는 무기 분말 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 무기 입자 중에서는 열전도성이 우수한 탄화규소가 바람직하다.
또한, 시일재 페이스트에는 필요에 따라 산화물계 세라믹을 성분으로 하는 미소 중공 구체인 벌룬이나, 구상 아크릴 입자, 그래파이트 등의 조공제를 첨가해도 된다. 벌룬으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 알루미나 벌룬, 유리 마이크로 벌룬, 시라스 벌룬, 플라이 애시 벌룬 (FA 벌룬), 뮬라이트 벌룬 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 알루미나 벌룬이 바람직하다.
또한, 접착재층을 형성하는 방법으로서는, 제 1 실시형태에 있어서 설명한 방법에 특별히 한정되는 것이 아니고, 제작하는 세라믹 블록의 형상과 대략 동일 형상의 형틀 내에 각 허니컴 소성체를 임시 고정시킨 상태로 하고, 시일재 페이스트를 각 허니컴 소성체 사이에 주입하는 방법 등에 의해 실시할 수도 있다.
허니컴 필터에는, 배기 가스를 정화하기 위한 촉매를 담지시켜도 되고, 담지시키는 촉매로서는, 예를 들어 백금, 팔라듐, 로듐 등의 귀금속이 바람직하고, 이 중에서는 백금이 보다 바람직하다. 또한, 그 밖의 촉매로서 예를 들어, 칼륨, 나트륨 등의 알칼리 금속, 바륨 등의 알칼리 토금속을 사용할 수도 있다. 이들 촉매는 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상 병용해도 된다.

Claims (5)

  1. 다수의 셀이 셀벽을 사이에 두고 길이 방향으로 병설되고, 상기 셀중 어느 일방의 단부가 밀봉된 기둥 형상의 허니컴 소성체가 접착재층을 개재하여 복수개 결속되어 이루어지는 세라믹 블록과, 상기 세라믹 블록의 외주면에 형성된 시일재층으로 이루어지는 허니컴 필터로서,
    상기 허니컴 소성체는, 탄화규소 또는 실리콘 함유 탄화규소로 이루어지고,
    상기 세라믹 블록의 외주면에는 요철이 형성되어 있고,
    상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철은, 상기 셀벽의 일부가 돌출되어 이루어지는 볼록부를 포함하고,
    상기 시일재층은, 상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철을 따라 형성되어 있고,
    상기 허니컴 필터의 외주면에는 요철이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 허니컴 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철은, 세라믹 블록의 외주를 가공함으로써 형성되어 있는 허니컴 필터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시일재층은, 상기 세라믹 블록의 외주면에 있는 상기 요철의 모든 표면을 따라 형성되어 있는 허니컴 필터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 허니컴 필터의 상기 외주면에 존재하는 상기 요철의 깊이는 0.1 ∼ 0.5㎜ 인 허니컴 필터.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접착재층과 상기 시일재층의 재질이 동일한 허니컴 필터.
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