WO2009098995A1 - ハニカムフィルタ及びその製造方法 - Google Patents

ハニカムフィルタ及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009098995A1
WO2009098995A1 PCT/JP2009/051466 JP2009051466W WO2009098995A1 WO 2009098995 A1 WO2009098995 A1 WO 2009098995A1 JP 2009051466 W JP2009051466 W JP 2009051466W WO 2009098995 A1 WO2009098995 A1 WO 2009098995A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
outer peripheral
honeycomb filter
coat layer
honeycomb
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/051466
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Mizutani
Original Assignee
Ngk Insulators, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ngk Insulators, Ltd. filed Critical Ngk Insulators, Ltd.
Priority to EP09707552A priority Critical patent/EP2241374A4/en
Publication of WO2009098995A1 publication Critical patent/WO2009098995A1/ja
Priority to US12/552,880 priority patent/US8329111B2/en
Priority to US13/462,657 priority patent/US20120211157A1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/396—Distribution of the active metal ingredient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/478—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on aluminium titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • C04B38/0016—Honeycomb structures assembled from subunits
    • C04B38/0019—Honeycomb structures assembled from subunits characterised by the material used for joining separate subunits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/28—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by using adhesive material, e.g. cement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
    • F01N2510/0682—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having a discontinuous, uneven or partially overlapping coating of catalytic material, e.g. higher amount of material upstream than downstream or vice versa
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a honeycomb filter and a method for manufacturing the honeycomb filter, and more particularly, to a honeycomb filter in which the catalyst is hardly deposited on the outer peripheral coat layer and the catalyst is less likely to aggregate in partition walls that define the outermost peripheral cells.
  • Honeycomb filters made of ceramics are used to collect dust and other particulate matter contained in automobile exhaust gas and incineration exhaust gas generated during incineration of waste.
  • a diesel particulate filter (hereinafter also referred to as “DPF”) is used to efficiently remove particulate matter (hereinafter also referred to as “PM”) such as soot discharged from the internal combustion engine. .
  • This DPF will eventually become clogged if the captured PM is not removed, so it is necessary to remove and regenerate the captured PM.
  • the regeneration of the DPF is generally possible by heating the DPF itself and burning PM.
  • a method for regenerating DPF for example, there is a method in which an oxidation type catalyst is supported on DPF and PM is efficiently burned by high-temperature exhaust gas from a diesel engine.
  • the catalyst When the catalyst is supported on the DPF, the catalyst is normally supported on the entire partition wall. Since the catalyst is supported on the entire partition wall, PM can be efficiently burned over the entire DPF. However, since the temperature rises from the end portion (inlet side end portion) of the DPF where the exhaust gas flows in toward the end portion (exit side end portion) where the exhaust gas flows out, the outlet side of the DPF If the temperature in the vicinity of the end portion becomes excessively high, the catalyst deteriorates, the partition wall cracks, or the partition wall melts in the vicinity of the DPF outlet side end portion.
  • a honeycomb filter is disclosed (for example, see Patent Document 2).
  • a conventional honeycomb filter is manufactured by disposing an outer peripheral coat layer on an outer peripheral surface and then supporting a catalyst on a porous partition wall.
  • the air passing through the cell flows in the direction of the outer peripheral coat layer in the outermost peripheral cell.
  • Catalyst may be deposited.
  • the catalyst may agglomerate on the partition walls that define the outermost peripheral cells.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the problem is that the catalyst is unlikely to be deposited on the outer peripheral coat layer, and the partition walls form the outermost peripheral cells. It is an object of the present invention to provide a honeycomb filter in which the catalyst hardly aggregates.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a honeycomb filter in which a catalyst is not easily deposited on the outer peripheral coat layer, and the catalyst is less likely to aggregate in partition walls that define and form the outermost peripheral cells.
  • the present inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by manufacturing a honeycomb filter in a predetermined process, and have completed the present invention. .
  • honeycomb filter and the manufacturing method thereof are provided.
  • a plurality of honeycomb segments each including a cell structure having a plurality of cells partitioned by porous partition walls, and an outer wall disposed on an outer periphery of the cell structure.
  • a catalyst carrier in which a catalyst is supported on the partition wall of the cutting body, the outer periphery of the catalyst carrier, and the outer periphery of the catalyst carrier are configured to form a joined body joined together.
  • An outer peripheral coat layer disposed on the outer periphery coat layer, and the amount of the catalyst supported in the outer periphery coat layer separated by 50 ⁇ m or more from the boundary surface between the catalyst support and the outer periphery coat layer.
  • the measurement piece obtained by burying a resin in the boundary portion of the cut surface having a cut surface where the boundary portion of the outer peripheral coat layer can be observed is obtained by energy dispersive fluorescent X-ray analysis using a scanning electron microscope. Measurement When, the honeycomb filter is less than 5 wt%.
  • the amount of the catalyst supported on the measurement piece is measured by energy dispersive X-ray fluorescence analysis using a scanning electron microscope, the amount of the catalyst supported is separated from the boundary surface by 50 ⁇ m or more.
  • the outer peripheral coating layer is separated from the boundary surface by 50 ⁇ m or more.
  • the honeycomb filter according to [1] which is not detected in the honeycomb filter.
  • a plurality of honeycomb segments each including a cell structure having a plurality of cells partitioned by porous partition walls, and an outer wall disposed on an outer periphery of the cell structure.
  • the honeycomb filter of the present invention has an effect that the catalyst is difficult to be deposited on the outer peripheral coat layer, and the catalyst is less likely to aggregate in the partition walls that define the outermost peripheral cell. Therefore, when the DPF is heated to burn PM, it is possible to suppress the occurrence of cracks due to a partial temperature rise that occurs in the DPF.
  • a honeycomb filter of the present invention it is possible to manufacture a honeycomb filter in which the catalyst is not easily deposited on the outer peripheral coating layer and the catalyst is less likely to aggregate in the partition walls that form the outermost peripheral cells. There is an effect. Therefore, the catalyst is supported by the minimum necessary amount, and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a honeycomb filter of the present invention. It is the partial front view which looked at the honeycomb filter shown by FIG. 1 from the end surface side. It is a perspective view which shows typically an example of the honeycomb segment which comprises the honeycomb filter of this invention.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3. It is a perspective view which shows the installation method of the honeycomb segment using the installation reference
  • honeycomb filter of the present invention includes a catalyst carrier and an outer peripheral coat layer. Further, the honeycomb filter of the present invention is a cut in which the amount of the catalyst supported in the outer peripheral coat layer separated by 50 ⁇ m or more from the interface between the catalyst support and the outer peripheral coat layer can observe the boundary portion between the catalyst support and the outer peripheral coat layer.
  • the measurement piece obtained by filling the resin in the boundary portion at the cut surface with a surface is measured by energy dispersive X-ray fluorescence analysis using a scanning electron microscope, it is 5% by mass or less. 1% by mass or less is preferable.
  • the honeycomb filter of the present invention is hard to deposit a catalyst on the outer peripheral coat layer.
  • the “boundary surface” refers to a surface of the outer peripheral coat layer that comes into contact with the catalyst support when the catalyst support and the outer peripheral coat layer are in close contact with each other. Further, when the catalyst carrier and the outer peripheral coat layer are not in close contact, the surface of the outer peripheral coat layer that faces the catalyst carrier.
  • the honeycomb filter of the present invention is 50 ⁇ m from the boundary surface between the catalyst carrier of the partition wall forming the outermost cell and the outer peripheral coating layer with respect to the amount of catalyst supported on the partition wall forming the cell other than the outermost cell.
  • the ratio of the amount of the catalyst within the range (hereinafter also referred to as “catalyst ratio”) is preferably less than 30% by mass, more preferably less than 20% by mass, and particularly preferably less than 10% by mass. Most preferably, it is less than 1% by weight. For this reason, it can be said that the honeycomb filter of the present invention is such that the catalyst hardly aggregates in the partition walls that partition the outermost peripheral cells.
  • the “carrying amount of catalyst” is a value measured by energy dispersive X-ray fluorescence analysis.
  • the “boundary surface” as used herein refers to the surface of the catalyst carrier that comes into contact with the outer peripheral coat layer when the catalyst carrier and the outer peripheral coat layer are in close contact with each other. Is not in close contact, it means the surface of the catalyst carrier facing the outer peripheral coating layer.
  • the catalyst is difficult to be deposited on the outer peripheral coat layer, and the catalyst is less likely to aggregate in the partition wall forming the outermost peripheral cell. Therefore, when the DPF is heated to burn PM , It is possible to suppress the occurrence of cracks due to a partial temperature rise in the DPF.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of the honeycomb filter of the present invention
  • FIG. 2 is a partial front view of the honeycomb filter shown in FIG. 1 as viewed from the end face side.
  • the honeycomb filter 1 includes a cell structure having a plurality of cells 5 defined by porous partition walls 6 on which a catalyst is supported, and an outer wall disposed on the outer periphery of the cell structure.
  • the honeycomb segment 2 a bonding material layer 9 formed by bonding a plurality of honeycomb segments 2 with the respective outer walls, an outer peripheral surface 10 formed by cutting the outer peripheral portion of the bonded body, and an outer peripheral surface 10.
  • the honeycomb filter 1 has a columnar shape, but the shape of the honeycomb filter of the present invention is not limited to a columnar shape, and can be appropriately selected as necessary.
  • the honeycomb filter 1 includes a cell structure having a plurality of cells 5 defined by porous partition walls 6 on which a catalyst is supported, and an outer wall 8 disposed on the outer periphery of the cell structure.
  • an outer peripheral coat layer 4 provided.
  • the plugging 7 is formed so that one end face and the other end face have a complementary checkerboard pattern.
  • Catalyst carrier comprises a cell structure having a plurality of cells defined by porous partition walls, and an outer wall disposed on the outer periphery of the cell structure. A plurality of each constitutes a joined body joined by the respective outer walls, and a catalyst is supported on the partition wall of the machined body obtained by cutting the outer peripheral portion of the constructed joined body.
  • the cutting body is obtained by cutting the outer peripheral portion of the joined body.
  • the shape of the outer peripheral part by cutting is not particularly limited, and can take any shape.
  • the joined body is configured by joining a plurality of honeycomb segments using a joining material between the respective outer walls.
  • the number of honeycomb segments to be joined is not particularly limited, but is usually about 9 to 16.
  • the honeycomb segment includes a cell structure having a plurality of cells partitioned by porous partition walls, and an outer wall disposed on the outer periphery of the cell structure.
  • the plurality of cells defined by the porous partition walls communicate with each other between the two end faces of the honeycomb segment, and serve as fluid flow paths.
  • the material of the honeycomb segment is preferably porous, more preferably an average pore diameter of 5 to 40 ⁇ m, and a porosity of 30 to 85%. More specifically, from the viewpoint of strength and heat resistance, a silicon-silicon carbide based composite material using silicon carbide (SiC), silicon carbide (SiC) as an aggregate, and silicon (Si) as a binder, silicon nitride And at least one selected from the group consisting of cordierite, mullite, alumina, spinel, silicon carbide cordierite composite, lithium aluminum silicate, aluminum titanate, and Fe—Cr—Al based metal. preferable. Among these, it is more preferable to use silicon carbide or a silicon-silicon carbide based composite material.
  • a silicon dioxide film is usually formed on the surface of silicon-silicon carbide. Since the melting point of silicon dioxide is higher than the melting point of silicon, even if the temperature of the honeycomb filter rises and exceeds the melting point of silicon, the silicon dioxide surface protective film can prevent the partition wall from being melted.
  • the average pore diameter is a value measured by the method of “JASO Automotive Standard, Automotive Exhaust Gas Purification Catalyst Ceramic Monolith Carrier Test Method, Total Pore Volume, Median Pore Diameter” described in 6.3 of M505-87.
  • the porosity is a value measured by a method calculated from the pore volume.
  • the partition wall thickness is preferably 6 to 70 mil, more preferably 8 to 30 mil, and particularly preferably 10 to 20 mil.
  • the cell density is preferably 50 to 400 cpsi, more preferably 70 to 370 cpsi, and particularly preferably 80 to 320 cpsi. If the partition wall thickness is less than 6 mil, the strength may be low. On the other hand, if the partition wall thickness exceeds 70 mils, the pressure loss may be too high and the engine output may decrease. Further, when the cell density is less than 50 cpsi, the strength may be low. On the other hand, if the cell density is more than 400 cpsi, the pressure loss may be too high and the engine output may decrease.
  • the plurality of cells partitioned by the porous partition walls are plugged so as to exhibit a complementary checkered pattern on one end surface and the other end surface.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a honeycomb segment constituting the honeycomb filter of the present invention.
  • the honeycomb segment 2 includes a cell structure having a plurality of cells 5 partitioned by porous partition walls 6 and an outer wall 8 disposed on the outer periphery of the cell structure, and has a honeycomb shape. ing. Further, in the cell 5, the plugging 7 is formed so as to exhibit a complementary checkered pattern on one end face 11 and the other end face 12.
  • the shape of the honeycomb segment 2 is a prismatic shape.
  • the shape of the honeycomb segment constituting the honeycomb filter of the present invention is not limited to the prismatic shape, and may be appropriately selected as necessary. Can do.
  • the bonding material is used for bonding a plurality of honeycomb segments to each other between the outer walls, and the constituents thereof include a heat-resistant ceramic fiber, a filler made of ceramic particles, and an inorganic adhesive such as colloidal silica. And the main component is preferably.
  • the catalyst is not particularly limited as long as it can burn PM by the heat of exhaust gas.
  • a simple substance or a compound containing an element selected from a noble metal element, an element of Group VIa of the periodic table, and an element of Group VIII of the periodic table can be used. More specifically, platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), nickel (Ni), cobalt (Co), molybdenum (Mo), tungsten (W), cerium (Ce), copper (Cu) , Vanadium (V), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), and the like. Further, a NOx selective reduction type catalyst component or a NOx storage type catalyst component may be used.
  • the concentration of the catalyst supported on the partition walls is preferably 5 to 250 g / L, more preferably 10 to 100 g / L, and particularly preferably 15 to 50 g / L. If the catalyst concentration is less than 5 g / L, PM may not be sufficiently removed by combustion. On the other hand, if the concentration of the catalyst exceeds 250 g / L, the pressure loss may become too high, or the cost may increase.
  • the concentration of the catalyst can be calculated, for example, by cutting out a block of a certain volume from the honeycomb filter and dividing the mass difference before and after carrying the catalyst by the cut-out volume.
  • the catalyst ratio is preferably less than 30% by mass, more preferably less than 20% by mass, particularly preferably less than 10% by mass, and most preferably less than 1% by mass. By setting it as such a range, an excess catalyst is not carry
  • (1-2) Outer peripheral coat layer The outer peripheral coat layer is disposed on the outer peripheral surface of the catalyst carrier.
  • the amount of the catalyst supported in the outer peripheral coat layer separated by 50 ⁇ m or more from the boundary surface between the catalyst carrier and the outer peripheral coat layer has a cut surface where the boundary portion between the catalyst support and the outer peripheral coat layer can be observed.
  • the measurement piece obtained by burying the resin in the boundary portion is measured by energy dispersive X-ray fluorescence analysis using a scanning electron microscope, it is 5% by mass or less and 1% by mass or less. preferable.
  • the catalyst when the presence or absence of the catalyst in the measurement piece is measured by energy dispersive X-ray fluorescence analysis using a scanning electron microscope, the catalyst may not be detected in the outer peripheral coat layer separated by 50 ⁇ m or more from the boundary surface. Further preferred.
  • the coating material used for the outer peripheral coating layer it is preferable to use a slurry of refractory particles.
  • the cut surface only needs to be able to observe the boundary portion between the catalyst carrier and the outer peripheral coat layer, and may be, for example, a cut surface generated by cutting parallel to the end face of the honeycomb filter.
  • Examples of the resin that fills the boundary between the catalyst carrier and the outer peripheral coat layer on the cut surface include, for example, the trade name “Specifix Epoxy Resin” (manufactured by Struers) and the trade name “Specifix-20 curing agent” (manufactured by Struers) Can be prepared by mixing and curing. When observing with a scanning electron microscope, it is preferable to observe a polished surface obtained by polishing the observation surface.
  • the scanning electron microscope and energy dispersive X-ray fluorescence analysis used for measurement are not particularly limited.
  • An example of a scanning electron microscope is a trade name “S-3200N” (manufactured by Hitachi).
  • an energy dispersive fluorescent X-ray analysis for example, there is a trade name “EMAX-5770W” (manufactured by Horiba Ltd.).
  • a honeycomb filter manufacturing method of the present invention includes a cell structure having a plurality of cells partitioned by porous partition walls, an outer wall disposed on the outer periphery of the cell structure, A step (1) of obtaining a joined body by joining a plurality of honeycomb segments each having an outer wall of each of the honeycomb segments to obtain a cut body by cutting an outer peripheral portion of the obtained joined body, A step (2) of obtaining a catalyst carrier by supporting a catalyst on the partition walls, and a step (3) of obtaining an outer circumference coat body by disposing an outer circumference coat layer on the outer circumference of the obtained catalyst carrier.
  • step (4) it is possible to perform the process (4) which fixes a catalyst to a partition by heating an outer periphery coat body after a process (2) or a process (3), of process (3) It is preferable to perform step (4) later. This is because reducing the heat treatment step by one makes it possible to reduce manufacturing costs such as carbon dioxide generated in the manufacturing step and heating costs.
  • Step (1) a plurality of honeycomb segments each including a cell structure having a plurality of cells partitioned by porous partition walls and an outer wall disposed on the outer periphery of the cell structure,
  • the outer walls are joined to obtain a joined body, and the outer peripheral portion of the obtained joined body is cut to obtain a cut body.
  • the joined body is produced by joining a plurality of honeycomb segments with their outer walls.
  • a joining method for example, there is a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-279729. More specifically, an installation reference jig 23 having two planes (first plane 20 and second plane 21) that form a right angle as shown in FIG.
  • the paste-like bonding material 24 is applied to the outer wall of the honeycomb segment 2, arranged in a direction parallel to the first plane 20 and in a direction parallel to the second plane 21, placed in a predetermined position, pressurized, and then bonded.
  • the method obtained by drying and hardening can be mentioned.
  • the honeycomb segment can be manufactured using a conventionally known method. More specifically, the honeycomb segment material is kneaded by adding a binder such as methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, a pore former, a surfactant, water as a solvent, and the like. Thus, a plastic clay is prepared, and the prepared clay is formed into a columnar body and dried. Then, it can produce by the method of forming plugging in a cell and baking.
  • a binder such as methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, a pore former, a surfactant, water as a solvent, and the like.
  • a plastic clay is prepared, and the prepared clay is formed into a columnar body and dried. Then, it can produce by the method of forming plugging in a cell and baking.
  • the kneading method, the method of forming the prepared clay into a columnar body, and the drying method are not particularly limited.
  • Examples of the kneading method include a method using a kneader, a vacuum kneader, or the like.
  • molding the prepared clay into a columnar body conventionally well-known shaping
  • molding methods such as extrusion molding, injection molding, and press molding, can be used, for example.
  • a drying method for example, a conventionally known drying method such as hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying or the like can be used.
  • a drying method that combines hot air drying and microwave drying or dielectric drying in that the whole can be quickly and uniformly dried.
  • the drying conditions can be appropriately selected depending on the material of the honeycomb segment.
  • a conventionally known method can be used. More specifically, after a sheet is attached to the end face of the honeycomb segment, a hole is opened at a position corresponding to the cell forming the plugging of the sheet. With the sheet attached, the end surface is immersed in the plugging slurry, and through the holes formed in the sheet, the plugging slurry is filled into the open end portions of the cells forming the plugging, The method of drying and baking it can be used.
  • the plugging slurry is a slurry of a plugging material.
  • the plugging material is preferably the same as the material of the honeycomb segment in order to reduce the difference in thermal expansion between the plugging and the porous partition walls.
  • the firing method for example, there is a method of firing in a firing furnace.
  • the firing furnace and firing conditions can be appropriately selected according to the shape, material, etc. of the honeycomb segment.
  • organic substances such as a binder may be burned and removed by temporary firing.
  • the firing may be performed before the cell is filled with the sealing slurry, or after the cell is filled with the plugging slurry, or after the cell is filled with the plugging slurry. It is preferable. This is because the cost of the generated carbon dioxide and the heat treatment step can be reduced by reducing the heat treatment step by one.
  • an organic binder for example, methylcellulose, carboxymethylrose, etc.
  • a dispersant for example, water, etc.
  • water etc.
  • a kneader such as a mixer
  • the cutting body can be manufactured by cutting the outer peripheral portion of the manufactured joined body.
  • the outer peripheral portion to be cut is preferably 2 cells or more from the outer peripheral surface, and more preferably 2 to 4 cells.
  • the cutting method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, it can be carried out by the method described in Japanese Patent No. 2604876. More specifically, the peripheral speed of the grindstone is preferably 750 to 2100 m / min, preferably 1300 to 1500 m / min, and the processing speed is preferably 0.7 to 0.9 mm / sec. When the peripheral speed of the grindstone is less than 750 m / min, the time required for the cutting process becomes long, and the cost of the product may be unnecessarily increased. On the other hand, if the peripheral speed of the grindstone is more than 2100 m / min, the ceramic honeycomb fired body may be chipped and desired dimensional accuracy may not be obtained. If the processing speed is less than 0.7 mm / second, the processing time may be long. On the other hand, if it exceeds 0.9 mm / second, chipping may occur, and the life of the grindstone may be shortened.
  • Step (2) is a step of obtaining a catalyst carrier by carrying a catalyst on the partition walls of the cut body.
  • Examples of the method for supporting the catalyst on the partition walls of the machined body include the following methods. First, a desired catalyst is dispersed in a dispersion medium such as water to prepare a catalyst support liquid. Next, the catalyst can be supported on the partition walls existing in the cutting body by immersing the cutting body in the catalyst supporting liquid.
  • Step (3) is a step of obtaining an outer peripheral coat body by disposing an outer peripheral coat layer on the outer peripheral surface of the catalyst carrier.
  • the method for disposing the outer peripheral coat layer is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, there is a method of coating the outer peripheral surface with a coating material.
  • Step (4) is a step of fixing the catalyst to the partition walls by heating the outer peripheral coat body. Step (4) can be performed by heating the catalyst carrier immediately after step (2), but by reducing the heat treatment step by one, the generated carbon dioxide and the production cost can be reduced. Therefore, it is preferable to carry out after the step (3).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 shows a case where the left end surface 11 of the honeycomb segment 2 serves as an exhaust gas (fluid) inlet, and a right end surface 12 serves as an exhaust gas (fluid) outlet.
  • Exhaust gas flows into the honeycomb segment 2 from the open cells 5 (inflow cells) without being plugged, passes through the porous partition walls 6 and is opened without other plugging. It flows out from the cell 5 (outflow cell). Then, PM containing soot in the exhaust gas is captured by the partition 6 when passing through the partition 6. In this way, exhaust gas can be purified. And by such trapping, PM containing soot accumulates with time in the honeycomb segment 2 and the pressure loss increases, so it is necessary to burn the PM and regenerate the DPF.
  • the amount of the catalyst supported on the outer peripheral coat layer was measured by quantitatively analyzing the Ce content.
  • Example 1 As a material of the honeycomb segment, a mixture of SiC powder and metal Si powder at a mass ratio of 80:20 is used, starch and foamed resin are added as a pore former, and methyl cellulose, hydroxypropoxyl methyl cellulose, surfactant , And water were added and kneaded to prepare a plastic clay.
  • the prepared clay was extruded using a honeycomb structure forming die having a cell structure of 12 mil / 300 cpsi (“0.3 mm” / “46.5 cells / cm 2 ”), and then dried. . Thereafter, plugged cells were formed and fired to obtain prismatic honeycomb segments.
  • 16 pieces of the obtained prismatic honeycomb segments were applied to each outer wall with a paste-like bonding material, arranged in 4 ⁇ 4, and then pressed from four sides. Thereafter, the bonding material was dried to obtain a bonded body. After the bonding material was dried, the bonded body was cut into a cylindrical shape to obtain a cut processed body.
  • the catalyst was supported on the obtained cut processed body and dried at 150 ° C. to obtain a catalyst supported body.
  • the catalyst concentration was adjusted so as to be a desired value uniformly throughout the honeycomb filter.
  • the outer peripheral coating layer was disposed on the outer peripheral surface of the catalyst support by a thickness of 1 mm using silicon carbide, and then dried at 550 ° C. and the catalyst was fixed to the partition wall to produce a cylindrical honeycomb filter.
  • the overall size of the honeycomb filter was 144 mm ⁇ ⁇ 152 mmL (length). “Evaluation of presence / absence of catalyst in outer peripheral coat layer” of this honeycomb filter is “None”, “Amount of catalyst supported on outer peripheral coat layer” is 0% by mass, and “Evaluation of presence / absence of crack” is “None”. "Met.
  • Examples 2 to 9, Examples 11 to 13 A cylindrical honeycomb filter was produced in the same manner as in Example 1 except for the conditions shown in Table 1. Each manufactured honeycomb filter was evaluated for “catalyst at outer peripheral coating layer” and “presence of cracks”. The results are shown in Table 1.
  • Example 10 When extruding the prepared clay, press the pressure plate with a pressure plate up to 5 mm from the end surface on the inlet side, except that the shape of the cell on the inlet side is an octagon and the shape of the cell on the outlet side is a square.
  • Example 1 It carried out similarly to Example 1 until it obtained the cutting body. After the outer peripheral coat layer was disposed by a thickness of 1 mm using silicon carbide on the outer peripheral surface of the obtained cut processed body, the catalyst was supported. After drying at 150 ° C. to obtain an outer periphery-coated body, the obtained outer periphery-coated body was heated at 550 ° C. to fix the catalyst to the partition walls, thereby producing a cylindrical honeycomb filter. The evaluation of “existence of catalyst in outer peripheral coat layer” of this honeycomb filter is “present”, “the amount of catalyst supported on outer peripheral coat layer” is 7% by mass, and “evaluation of presence / absence of crack” is “existent”. "Met.
  • honeycomb filter of the present invention was less susceptible to cracking than the conventional honeycomb filter, and the catalyst was less likely to be observed on the outer peripheral coat layer. Further, the catalyst hardly aggregates in the partition walls that partition the outermost peripheral cells.
  • the honeycomb filter of the present invention can be used as a filter for exhaust gas.
  • it can be suitably used as a diesel particulate filter (DPF) for capturing and removing particulate matter (PM) contained in exhaust gas from a diesel engine or the like.
  • DPF diesel particulate filter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

　多孔質の隔壁（６）によって区画形成された複数のセル（５）を有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメント（２）の複数個が、それぞれの外壁どうしで接合された接合体を構成するとともに、構成された接合体の外周部が切削加工された切削加工体の隔壁に触媒が担持された触媒担持体と、触媒担持体の外周面（１０）上に配設された外周コート層（４）と、を備え、触媒担持体と外周コート層（４）の境界面から５０μｍ以上離れた外周コート層（４）中における触媒の担持量が、走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により測定した場合に、５質量％以下であるハニカムフィルタ（１）である。

Description

ハニカムフィルタ及びその製造方法
　本発明はハニカムフィルタ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、外周コート層に触媒が堆積されにくく、かつ、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いハニカムフィルタ及びその製造方法に関する。
　自動車の排ガスや廃棄物の焼却時に発生する焼却排ガス等に含まれる、塵やその他の粒子状物質を捕集するため、セラミックスからなるハニカムフィルタが使用されている。特に、内燃機関から排出されるスート等の粒子状物質（以下、「ＰＭ」ともいう）を効率的に除去するために、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」ともいう）が使用されている。
　このＤＰＦは、捕捉したＰＭを除去しなければ最終的に目詰りしてしまうため、捕捉したＰＭを除去して再生する必要がある。ＤＰＦの再生は、一般的にはＤＰＦ自体を加熱してＰＭを燃焼させることにより可能である。ＤＰＦの再生方法としては、例えば、ＤＰＦに酸化型の触媒を担持し、ディーゼル機関の高温排ガスにより効率的にＰＭを燃焼させる方法がある。
　ＤＰＦに触媒を担持する場合には、通常、触媒が隔壁全体に担持されるようにする。触媒が隔壁全体に担持されることにより、ＤＰＦ全体に渡って効率的にＰＭを燃焼することができる。しかし、ＤＰＦの排ガスが流入する側の端部（入口側端部）から、排ガスが流出する側の端部（出口側端部）に向かって温度が上昇するようになるため、ＤＰＦの出口側端部付近の温度が過剰に高くなると、ＤＰＦの出口側端部付近において、触媒が劣化したり、隔壁にクラックが生じたり、隔壁が溶損したりするようになる。
　これに対し、ＤＰＦの出口側端部付近の、触媒の担持量を減らしたり、触媒を非担持にしたりすることにより、ＤＰＦの出口側端部付近の触媒劣化等の問題を解消しようとする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、再生を繰り返した場合の再生効率が十分ではないという問題があったため、触媒劣化、隔壁のクラックの発生及び隔壁の溶損を抑制するとともに、再生時の再生効率を高くすることが可能なハニカムフィルタが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３－１５４２２３号公報 特開２００７－２１６１６５号公報
　従来のハニカムフィルタは、外周面上に外周コート層を配設した後に多孔質の隔壁に触媒を担持させて製造する。この製造方法では、多孔質の隔壁に担持させた余剰触媒をエアーブロー等で取り除く際、セル内を通過するエアーは、最外周のセル内では外周コート層の方向へ流れるため、外周コート層に触媒が堆積する場合がある。また、最外周のセルを区画形成する隔壁に触媒が凝集する場合がある。
　本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、外周コート層に触媒が堆積されにくく、かつ、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いハニカムフィルタを提供することにある。
　また、本発明の課題とするところは、外周コート層に触媒が堆積されにくく、かつ、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いハニカムフィルタの製造方法を提供することにある。
　本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、所定の工程でハニカムフィルタを製造することによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
　即ち、本発明によれば、以下に示すハニカムフィルタ及びその製造方法が提供される。
　［１］多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメントの複数個が、それぞれの前記外壁どうしで接合された接合体を構成するとともに、構成された前記接合体の外周部が切削加工された切削加工体の前記隔壁に触媒が担持された触媒担持体と、前記触媒担持体の外周面上に配設された外周コート層と、を備え、前記触媒担持体と前記外周コート層の境界面から５０μｍ以上離れた前記外周コート層中における前記触媒の担持量が、前記触媒担持体と前記外周コート層の境界部を観測可能な切断面を有し、前記切断面における前記境界部に樹脂を埋めて得られる測定片を、走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により測定した場合に、５質量％以下であるハニカムフィルタ。
　［２］走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により、前記測定片における前記触媒の担持量を測定した場合に、前記触媒の担持量が、前記境界面から５０μｍ以上離れた前記外周コート層中で１質量％以下である前記［１］に記載のハニカムフィルタ。
　［３］走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により、前記測定片における前記触媒の有無を測定した場合に、前記触媒が、前記境界面から５０μｍ以上離れた前記外周コート層中で検出されない前記［１］に記載のハニカムフィルタ。
　［４］最外周のセル以外のセルを区画形成する前記隔壁における前記触媒の担持量に対する、前記最外周のセルを区画形成する前記隔壁の前記触媒担持体と前記外周コート層の境界面から５０μｍ以内における前記触媒の担持量の割合が３０質量％未満である前記［１］～［３］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
　［５］多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメントの複数個を、それぞれの前記外壁どうしで接合して接合体を得、得られた前記接合体の外周部を切削加工して切削加工体を得る工程（１）、前記切削加工体の前記隔壁に触媒を担持して触媒担持体を得る工程（２）、及び得られた前記触媒担持体の外周面上に外周コート層を配設して外周コート体を得る工程（３）、を備えるハニカムフィルタの製造方法。
　［６］前記工程（３）の後に、前記外周コート体を熱することで前記触媒を前記隔壁に固定する工程（４）を更に備える前記［５］に記載のハニカムフィルタの製造方法。
　本発明のハニカムフィルタは、外周コート層に触媒が堆積されにくく、かつ、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いという効果を奏するものである。そのため、ＤＰＦを加熱してＰＭを燃焼させるときに、ＤＰＦに生じる部分的な温度上昇によるクラックの発生を抑制することができる。
　また、本発明のハニカムフィルタの製造方法によれば、外周コート層に触媒が堆積されにくく、かつ、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いハニカムフィルタを製造することができるという効果を奏する。そのため、必要最低限の量だけ触媒を担持することになり、製造コストを削減することができる。
本発明のハニカムフィルタの一実施形態を模式的に示す斜視図である。 図１に示されるハニカムフィルタを端面側から見た部分正面図である。 本発明のハニカムフィルタを構成するハニカムセグメントの一例を模式的に示す斜視図である。 図３におけるＡ－Ａ線断面図である。 設置基準治具を用いたハニカムセグメントの設置方法を示す斜視図である。
符号の説明
１：ハニカムフィルタ、２：ハニカムセグメント、４：外周コート層、５：セル、６：隔壁、７：目封止、８：外壁、９：接合材層、１０：外周面、１１，１２：端面、２０：第一平面、２１：第二平面、２３：設置基準治具、２４：接合材、２５：パッド。
　以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
　（１）ハニカムフィルタ
　本発明のハニカムフィルタは、触媒担持体と外周コート層を備えるものである。また、本発明のハニカムフィルタは、触媒担持体と外周コート層の境界面から５０μｍ以上離れた外周コート層中における触媒の担持量が、触媒担持体と外周コート層の境界部を観測可能な切断面を有し、切断面における境界部に樹脂を埋めて得られる測定片を、走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により測定した場合に、５質量％以下のものであり、１質量％以下のものであることが好ましい。また、走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により、測定片における触媒の有無を測定した場合に、触媒が、境界面から５０μｍ以上離れた外周コート層中で検出されないものであることが更に好ましい。このため、本発明のハニカムフィルタは、外周コート層に触媒が堆積されにくいものであるといえる。なお、ここでいう「境界面」とは、触媒担持体と外周コート層が密着している場合には、外周コート層の、触媒担持体と当接する面をいう。また、触媒担持体と外周コート層が密着していない場合には、外周コート層の、触媒担持体と対向する面をいう。
　更に、本発明のハニカムフィルタは、最外周のセル以外のセルを区画形成する隔壁における触媒の担持量に対する、最外周のセルを区画形成する隔壁の触媒担持体と外周コート層の境界面から５０μｍ以内における触媒の担持量の割合（以下、「触媒割合」ともいう）が３０質量％未満であることが好ましく、２０質量％未満であることが更に好ましく、１０質量％未満であることが特に好ましく、１質量％未満であることが最も好ましい。このため、本発明のハニカムフィルタは、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いものであるといえる。なお、「触媒の担持量」は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により測定した値である。また、ここでいう「境界面」とは、触媒担持体と外周コート層が密着している場合には、触媒担持体の、外周コート層と当接する面をいい、触媒担持体と外周コート層が密着していない場合には、触媒担持体の、外周コート層と対向する面をいう。
　本発明のハニカムフィルタは、外周コート層に触媒が堆積されにくく、かつ、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いものであるため、ＤＰＦを加熱してＰＭを燃焼させるときに、ＤＰＦに生じる部分的な温度上昇によるクラックの発生を抑制することができる。
　ここで、本発明のハニカムフィルタについて図を用いて説明する。図１は、本発明のハニカムフィルタの一実施形態を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示されるハニカムフィルタを端面側から見た部分正面図である。
　図１において、ハニカムフィルタ１は、触媒が担持された多孔質の隔壁６によって区画形成された複数のセル５を有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁とを備えたハニカムセグメント２と、ハニカムセグメント２の複数個をそれぞれの外壁どうしで接合してできる接合材層９と、接合体の外周部を切削加工してできる外周面１０と、外周面１０に配設された外周コート層４と、を有している。なお、図１において、ハニカムフィルタ１は、円柱状の形状であるが、本発明のハニカムフィルタの形状は円柱状に限定されるものではなく、必要に応じて適宣選択することができる。
　図２において、ハニカムフィルタ１は、触媒が担持された多孔質の隔壁６によって区画形成された複数のセル５を有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設される外壁８とを備えたハニカムセグメント２と、ハニカムセグメント２の複数個をそれぞれの外壁８どうしで接合してできる接合材層９と、接合体の外周部を切削加工してできる外周面１０と、外周面１０に配設された外周コート層４と、を有している。なお、複数のセル５においては、一方の端面と他方の端面とが相補的な市松模様を呈するように目封止７が形成されている。
　（１－１）触媒担持体
　触媒担持体は、多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメントの複数個が、それぞれの外壁どうしで接合された接合体を構成するとともに、構成された接合体の外周部が切削加工された切削加工体の隔壁に触媒が担持されたものである。
　（切削加工体）
　切削加工体は、接合体の外周部が切削加工されたものである。切削加工による外周部の形状は特に限定されるものではなく、任意の形状をとることができる。
　（接合体）
　接合体は、複数個のハニカムセグメントを、それぞれの外壁どうしで接合材を用いて接合して構成されるものである。接合するハニカムセグメントの個数は特に限定されるものではないが、通常、９～１６個程度である。
　（ハニカムセグメント）
　ハニカムセグメントは、多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えるものである。多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルは、ハニカムセグメントの二つの端面間を連通しており、流体の流路となる。
　ハニカムセグメントの材質は、多孔質であることが好ましく、平均細孔径が５～４０μｍであり、気孔率が３０～８５％であることが更に好ましい。より具体的には、強度及び耐熱性の観点から、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材とし、かつ珪素（Ｓｉ）を結合材とする珪素－炭化珪素系複合材料、窒化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素－コージェライト系複合材、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、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ系金属からなる群より選択される少なくとも１種を材質として用いることが好ましい。これらの中でも、炭化珪素又は珪素－炭化珪素系複合材料を用いることが更に好ましい。珪素－炭化珪素系複合材料を材質としたハニカムセグメントを用いてハニカムフィルタを製造した場合には、通常、珪素－炭化珪素の表面に二酸化珪素の膜が形成される。二酸化珪素の融点は珪素の融点より高いため、ハニカムフィルタの温度が上昇し珪素の融点を超えた場合であっても、二酸化珪素の表面保護膜により、隔壁の溶損を防止することができる。なお、平均細孔径は、「ＪＡＳＯ　自動車規格　自動車排気ガス浄化触媒セラミックモノリス担体の試験方法　Ｍ５０５－８７の６．３に記載の全細孔容積、メジアン細孔径」の方法で測定された値であり、気孔率は、細孔容積より算出の方法で測定された値である。
　セル構造体に関して、隔壁の厚さは６～７０ｍｉｌであることが好ましく、８～３０ｍｉｌであることが更に好ましく、１０～２０ｍｉｌであることが特に好ましい。また、セル密度は５０～４００ｃｐｓｉであることが好ましく、７０～３７０ｃｐｓｉであることが更に好ましく、８０～３２０ｃｐｓｉであることが特に好ましい。隔壁の厚さが６ｍｉｌ未満であると、強度が低い場合がある。一方、隔壁の厚さが７０ｍｉｌ超であると、圧力損失が高すぎてエンジン出力が低下する場合がある。また、セル密度が、５０ｃｐｓｉ未満であると、強度が低い場合がある。一方、セル密度が４００ｃｐｓｉ超であると、圧力損失が高すぎてエンジン出力が低下する場合がある。
　多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルには、一方の端面と他方の端面において相補的な市松模様を呈するように目封止が形成される。セルにこのような目封止が形成されることで、流体が本発明のハニカムフィルタを用いたＤＰＦを流れるときに、連通する端面間をそのまま通過することは無く、触媒が担持された隔壁を少なくとも一度は通過しなくてはならない。触媒が担持された隔壁を通過する際に、流体に含まれるＰＭが除去される。
　ハニカムセグメントについて図３を用いて説明する。図３は、本発明のハニカムフィルタを構成するハニカムセグメントの一例を模式的に示す斜視図である。
　ハニカムセグメント２は、多孔質の隔壁６によって区画形成された複数のセル５を有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁８とを備えるものであり、ハニカム形状を有している。また、セル５においては、一方の端面１１と他方の端面１２において相補的な市松模様を呈するように目封止７が形成されている。なお、図３において、ハニカムセグメント２の形状は角柱状であるが、本発明のハニカムフィルタを構成するハニカムセグメントの形状は角柱状に限定されるものではなく、必要に応じて適宣選択することができる。
　（接合材）
　接合材は複数個のハニカムセグメントをそれぞれの外壁どうしで接合するために用いるものであり、その構成成分は、耐熱性を有するセラミックファイバー、セラミック粒子等からなるフィラーと、コロイダルシリカ等の無機接着剤とを主成分とすることが好ましい。
　（触媒）
　触媒としては、排ガスの熱によりＰＭを燃焼することができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、貴金属元素、周期表ＶＩａ族の元素、及び周期表ＶＩＩＩ族の元素の中から選ばれる元素を含む単体又は化合物を用いることができる。より具体的には、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の元素を含む単体又は化合物を挙げることができる。また、ＮＯｘ選択還元型触媒成分やＮＯｘ吸蔵型触媒成分を用いても良い。
　隔壁に担持される触媒の濃度は、５～２５０ｇ／Ｌであることが好ましく、１０～１００ｇ／Ｌであることが更に好ましく、１５～５０ｇ／Ｌであることが特に好ましい。触媒の濃度が５ｇ／Ｌ未満であると、ＰＭを充分に燃焼除去することができない場合がある。一方、触媒の濃度が２５０ｇ／Ｌ超であると、圧力損失が高くなりすぎてしまう場合や、コスト高となる場合がある。なお、触媒の濃度は、例えば、ハニカムフィルタからある体積のブロックを切り出し、触媒を担持する前後の質量差を、切り出した体積で割ることにより算出することができる。
　触媒割合は３０質量％未満であることが好ましく、２０質量％未満であることが更に好ましく、１０質量％未満であることが特に好ましく、１質量％未満であることが最も好ましい。このような範囲とすることで、余剰の触媒を担持することがなく、製造コストを削減することができる。
　（１－２）外周コート層
　外周コート層は、触媒担持体の外周面上に配設されるものである。また、触媒担持体と外周コート層の境界面から５０μｍ以上離れた外周コート層中における触媒の担持量は、触媒担持体と外周コート層の境界部を観測可能な切断面を有し、切断面における境界部に樹脂を埋めて得られる測定片を、走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により測定した場合に、５質量％以下であり、１質量％以下であることが好ましい。また、走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により、測定片における触媒の有無を測定した場合に、触媒は、境界面から５０μｍ以上離れた外周コート層中では検出されないことが更に好ましい。
　外周コート層に用いられるコーティング材としては、耐火性粒子をスラリー化したものを用いることが好ましい。
　切断面は、触媒担持体と外周コート層の境界部を観測可能であれば良く、例えば、ハニカムフィルタの端面と平行に切断して生じる切断面であって良い。
　切断面における触媒担持体と外周コート層の境界部に埋める樹脂は、例えば、商品名「スペシフィックスエポキシ系樹脂」（ストルアス社製）と商品名「スペシフィックス－２０硬化剤」（ストルアス社製）を混ぜて硬化させて調製することができる。なお、走査型電子顕微鏡で観測する際には、観測面を研磨した研磨面を観測することが好ましい。
　測定に用いる走査型電子顕微鏡及びエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析は特に限定されるものではない。走査型電子顕微鏡としては、例えば、商品名「Ｓ－３２００Ｎ」（日立社製）がある。また、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析としては、例えば、商品名「ＥＭＡＸ－５７７０Ｗ」（堀場製作所社製）がある。
　（２）ハニカムフィルタの製造方法
　本発明のハニカムフィルタの製造方法は、多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメントの複数個を、それぞれの外壁どうしで接合して接合体を得、得られた接合体の外周部を切削加工して切削加工体を得る工程（１）、切削加工体の隔壁に触媒を担持して触媒担持体を得る工程（２）、及び得られた触媒担持体の外周面上に外周コート層を配設して外周コート体を得る工程（３）、を備える。また、当該製造方法では、外周コート体を熱することで触媒を隔壁に固定する工程（４）を工程（２）又は工程（３）の後に行うことが可能ではあるが、工程（３）の後に、工程（４）を行うことが好ましい。これは、熱処理工程を１回分減らすことで、製造工程で発生する二酸化炭素及び加熱費用等の製造コストの削減が可能となるからである。
　（２－１）工程（１）
　工程（１）は、多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメントの複数個を、それぞれの外壁どうしで接合して接合体を得、得られた接合体の外周部を切削加工して切削加工体を得る工程である。ハニカムセグメントの複数個を、それぞれの外壁どうしで接合した接合体を用いることで、熱応力が緩和され、排ガスの急激な温度変化や局所的な発熱にさらされ内部に不均一な温度分布が生じた場合のクラックの発生を抑制することができる。また、得られた接合体の外周部を切削加工するので、本発明のハニカムフィルタは任意の形状にすることができる。
　（接合体の作製方法）
　接合体は、ハニカムセグメントの複数個が、それぞれの外壁どうしで接合して作製されるものである。接合方法としては、例えば、特開２０００－２７９７２９号公報に記載されている方法がある。より具体的には、図５に示すような直角をなす２つの平面（第一平面２０及び第二平面２１）を有する設置基準治具２３を用い、この設置基準治具２３上にて、複数のハニカムセグメント２の外壁にペースト状の接合材２４を塗布し、第一平面２０と平行な方向及び第二平面２１と平行な方向に並べて所定位置に設置し、加圧した後、接合材２４を乾燥及び硬化させて得る方法を挙げることができる。なお、第一平面２０と第二平面２１には、必要に応じてハニカムセグメント２に接触するパッド２５を設けても良い。
　（ハニカムセグメントの作製方法）
　ハニカムセグメントは、従来公知の方法を用いて作製することができる。より具体的には、ハニカムセグメントの材質に、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等のバインダー、造孔材、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、混練することで可塑性の坏土を調製し、調製した坏土を柱状体に成形し、乾燥する。その後、セルに目封止を形成し、焼成する方法で作製することができる。
　混練方法、調製した坏土を柱状体に成形する方法、及び乾燥方法は特に制限されるものではない。混練方法としては、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法がある。また、調製した坏土を柱状体に成形する方法としては、例えば、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できる。これらの中でも、調製した坏土を、所望の外壁厚さ、隔壁厚さ、セル密度にするハニカム構造体成形用口金を用いて押出成形する方法が好ましい。更に、乾燥方法としては、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方法を用いることができる。これらの中でも、全体を迅速かつ均一に乾燥することができる点で、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を用いることが好ましい。乾燥条件は、ハニカムセグメントの材質等により適宜選択することができる。
　セルに目封止を形成する方法としては、従来公知の方法を用いることができる。より具体的には、ハニカムセグメントの端面にシートを貼り付けた後、このシートの目封止を形成するセルに対応した位置に穴を開ける。このシートを貼り付けたままの状態で、該端面を目封止用スラリーに浸し、シートに開けた穴を通じて、目封止を形成するセルの開口端部内に目封止用スラリーを充填し、それを乾燥及び焼成する方法を用いることができる。なお、目封止用スラリーは、目封止の材質をスラリー化したものである。目封止の材質は、目封止と多孔質である隔壁との熱膨張差を小さくするために、ハニカムセグメントの材質と同一のものを用いることが好ましい。
　焼成方法としては、例えば、焼成炉において焼成する方法がある。焼成炉及び焼成条件は、ハニカムセグメントの形状、材質等に合わせて適宜選択することができる。焼成の前に仮焼成によりバインダー等の有機物を燃焼除去しても良い。なお、焼成は、セルに封止用スラリーを充填する前に行っても良く、セルに目封止用スラリーを充填した後に行っても良いが、セルに目封止用スラリーを充填した後に行うことが好ましい。これは、熱処理工程を１回分減らすことで、発生する二酸化炭素及び熱処理工程等のコストを削減することができるからである。
　（接合材の調製方法）
　接合材は接合材の構成成分に、必要に応じて有機バインダー（例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルロース等）、分散剤、水等を加え、それをミキサー等の混練機を使用して混合・混練してペースト状にすることで調製することができる。
　（切削加工体の作製方法）
　切削加工体は、作製した接合体の外周部を切削加工することで作製することができる。切削加工する外周部は、外周面から２セル分以上であることが好ましく、２～４セル分であることが更に好ましい。このように切削加工することで、本発明のハニカムフィルタの形状を任意の形状にすることができ、また、外周部に存在する変形したセルを除くことができる。
　切削加工する方法は、特に限定されるものではなく従来公知の方法を用いることができる。例えば、特許第２６０４８７６号公報に記載の方法で行うことができる。より具体的には、砥石の周速を７５０～２１００ｍ／ｍｉｎ、好ましくは１３００～１５００ｍ／ｍｉｎの範囲で行い、加工速度を０．７～０．９ｍｍ／秒の速度で行うことが好ましい。砥石の周速が７５０ｍ／ｍｉｎ未満であると、切削加工に要する時間が長くなり、製品のコストを不必要に高くする場合がある。一方、砥石の周速が２１００ｍ／ｍｉｎ超であると、セラミックハニカム焼成体が欠けたりして所望の寸法精度が得られない場合がある。また、加工速度が０．７ｍｍ／秒未満であると、加工時間が長くなる場合がある。一方、０．９ｍｍ／秒超であると、チッピングを起こす場合があり、砥石の寿命が短くなる場合がある。
　（２－２）工程（２）
　工程（２）は、切削加工体の隔壁に触媒を担持させて触媒担持体を得る工程である。切削加工体の隔壁に触媒を担持させる方法としては、例えば、以下の方法がある。先ず、所望の触媒を水等の分散媒に分散させて触媒担持液を調製する。次いで、切削加工体を触媒担持液に浸すことによって、切削加工体に存する隔壁に触媒を担持させることができる。
　（２－３）工程（３）
　工程（３）は、触媒担持体の外周面上に外周コート層を配設して外周コート体を得る工程である。外周コート層を配設する方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば、外周面上をコーティング材で被覆する方法がある。工程（３）を工程（２）の後に行うことで、外周コート層に触媒が堆積さにくく、かつ、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いため、製造コストを削減することができる。
　（２－４）工程（４）
　工程（４）は、外周コート体を熱することで触媒を隔壁に固定する工程である。工程（４）は、工程（２）の直後に、触媒担持体を加熱することで行うことも可能ではあるが、熱処理工程を１回分減らすことで、発生する二酸化炭素及び製造コストの削減が可能となるために、工程（３）の後に行うことが好ましい。
　（３）その他
　ここで、本発明のハニカムフィルタを用いた際の、流体の一形態について図４を用いて説明する。図４は、図３におけるＡ－Ａ線断面図である。図４においては、ハニカムセグメント２の左側端面１１が排気ガス（流体）の入口となる場合を示し、右側端面１２が排気ガス（流体）の出口となる場合を示す。排気ガスは、目封止されることなく開口しているセル５（流入セル）からハニカムセグメント２内に流入し、多孔質の隔壁６を通過して他の目封止されることなく開口しているセル５（流出セル）から流出する。そして、隔壁６を通過する際に排気ガス中のスートを含むＰＭが隔壁６に捕捉される。このようにして、排気ガスの浄化を行うことが出来る。そして、このような捕捉によって、ハニカムセグメント２の内部にはスートを含むＰＭが経時的に堆積して圧力損失が大きくなるため、ＰＭを燃焼させ、ＤＰＦを再生する必要がある。
　以下、本発明を実施例に基づいて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。なお、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。
　［気孔率（％）］：細孔容積より算出の方法で測定された値を用いた。
　［外周コート層での触媒の評価及び担持量（質量％）］：触媒担持体と外周コート層の境界部に、商品名「スペシフィックスエポキシ系樹脂」（ストルアス社製）と商品名「スペシフィックス－２０硬化剤」（ストルアス社製）を混ぜて硬化させて調製した樹脂を埋めて得られる測定片を、走査型電子顕微鏡（商品名「Ｓ－３２００Ｎ」、日立社製）を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線（商品名「ＥＭＡＸ－５７７０Ｗ」、堀場製作所社製）を用いて分析することにより評価した。触媒が、境界面から５０μｍ以上離れた外周コート層中で検出されなかったものを「無」と評価し、検出されたものを「有」と評価した。また、外周コート層での触媒の担持量は、Ｃｅ含有量を定量分析することにより測定した。
　［クラック有無の評価］：目視にてクラックの発生を評価した。クラックが発生したものを「有」と評価し、発生しなかったものを「無」と評価した。
　（実施例１）
　ハニカムセグメントの材質として、ＳｉＣ粉末と金属Ｓｉ粉末を８０：２０の質量の割合で混合したものを用い、造孔材として澱粉、発泡樹脂を加え、更に、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤、及び水を添加して、混練することで可塑性の坏土を調製した。
　調製した坏土を、セル構造が１２ｍｉｌ／３００ｃｐｓｉ（「０．３ｍｍ」／「４６．５セル／ｃｍ２」）となるようなハニカム構造体成形用口金を使用して押出成形した後、乾燥した。その後、セルに目封止を形成し、焼成して角柱状ハニカムセグメントを得た。
　得られた角柱状ハニカムセグメントを１６個、それぞれの外壁にペースト状の接合材を塗布し、４×４に並べて組み付けた後、四方より加圧した。その後、接合材を乾燥させて接合体を得た。接合材の乾燥後、接合体を円柱形状になるように切削加工し、切削加工体を得た。
　得られた切削加工体に触媒を担持し、１５０℃で乾燥することで触媒担持体を得た。触媒には、質量比がアルミナ：白金：セリア＝８：１．７：２である混合物を用いた。なお、触媒の濃度は、ハニカムフィルタ全体で均一に所望の値となるように調製した。
　触媒担持体の外周面上に炭化珪素を用いて厚さ１ｍｍ分だけ外周コート層を配設した後、５５０℃で乾燥及び触媒を隔壁に固定させて、円柱状のハニカムフィルタを製造した。ハニカムフィルタ全体の大きさは、１４４ｍｍφ×１５２ｍｍＬ（長さ）であった。このハニカムフィルタの「外周コート層での触媒の有無の評価」は「無」であり、「外周コート層での触媒の担持量」は０質量％であり、「クラック有無の評価」は「無」であった。
　（実施例２～９、実施例１１～１３）
　表１に示す条件以外は、実施例１と同様にして円柱状のハニカムフィルタを製造した。製造した各ハニカムフィルタに関して、「外周コート層での触媒」及び「クラック有無」の評価を行った。結果を表１に示す。
　（実施例１０）
　調製した坏土を押し出し成形する際に、入口側端面から５ｍｍのところまで抑え板をおいて加圧し、入口側のセルの形状を八角形に、出口側のセルの形状を四角形にしたこと以外は実施例１と同様にして、円柱状のハニカムフィルタを製造した。製造したハニカムフィルタに関して、「外周コート層での触媒」及び「クラック有無」の評価を行った。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（比較例１）
　切削加工体を得るまでは、実施例１と同様にして行った。得られた切削加工体の外周面上に炭化珪素を用いて厚さ１ｍｍ分だけ外周コート層を配設した後、触媒を担持した。１５０℃で乾燥して外周コート体を得た後、得られた外周コート体を５５０℃で加熱することで触媒を隔壁に固定して、円柱状のハニカムフィルタを製造した。このハニカムフィルタの「外周コート層での触媒の有無」の評価は「有」であり、「外周コート層での触媒の担持量」は７質量％であり、「クラック有無の評価」は「有」であった。
　（比較例２～９、比較例１１～１３）
　表２に示す条件以外は、比較例１と同様にして円柱状のハニカムフィルタを製造した。製造した各ハニカムフィルタに関して、「外周コート層での触媒」及び「クラック有無」の評価を行った。結果を表２に示す。
　（比較例１０）
　調製した坏土を押し出し成形する際に、入口側端面から５ｍｍのところまで抑え板をおいて加圧し、入口側のセルの形状を八角形に、出口側のセルの形状を四角形にしたこと以外は比較例１と同様にして、円柱状のハニカムフィルタを製造した。製造したハニカムフィルタに関して、「外周コート層での触媒」及び「クラック有無」の評価を行った。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　本発明のハニカムフィルタは、従来のものに比べて、クラックが発生し難く、外周コート層で触媒が観測されにくいものであった。また、最外周のセルを区画形成する隔壁において触媒が凝集し難いものであった。
　本発明のハニカムフィルタは、排気ガス用のフィルタとして利用可能である。例えば、ディーゼルエンジン等からの排気ガスに含まれている粒子状物質（ＰＭ）を捕捉して除去するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として好適に利用することができる。

Claims (6)

  1. 　多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメントの複数個が、それぞれの前記外壁どうしで接合された接合体を構成するとともに、構成された前記接合体の外周部が切削加工された切削加工体の前記隔壁に触媒が担持された触媒担持体と、
    　前記触媒担持体の外周面上に配設された外周コート層と、を備え、
    　前記触媒担持体と前記外周コート層の境界面から５０μｍ以上離れた前記外周コート層中における前記触媒の担持量が、
    　前記触媒担持体と前記外周コート層の境界部を観測可能な切断面を有し、前記切断面における前記境界部に樹脂を埋めて得られる測定片を、走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により測定した場合に、５質量％以下であるハニカムフィルタ。
  2. 　走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により、前記測定片における前記触媒の担持量を測定した場合に、前記触媒の担持量が、前記境界面から５０μｍ以上離れた前記外周コート層中で１質量％以下である請求項１に記載のハニカムフィルタ。
  3. 　走査型電子顕微鏡を使用し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析により、前記測定片における前記触媒の有無を測定した場合に、前記触媒が、前記境界面から５０μｍ以上離れた前記外周コート層中で検出されない請求項１に記載のハニカムフィルタ。
  4. 　最外周のセル以外のセルを区画形成する前記隔壁における前記触媒の担持量に対する、前記最外周のセルを区画形成する前記隔壁の、前記触媒担持体と前記外周コート層の境界面から５０μｍ以内における前記触媒の担持量の割合が３０質量％未満である請求項１～３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  5. 　多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するセル構造体と、前記セル構造体の外周に配設された外壁と、を備えたハニカムセグメントの複数個を、それぞれの前記外壁どうしで接合して接合体を得、得られた前記接合体の外周部を切削加工して切削加工体を得る工程（１）、
    　前記切削加工体の前記隔壁に触媒を担持して触媒担持体を得る工程（２）、及び
    　得られた前記触媒担持体の外周面上に外周コート層を配設して外周コート体を得る工程（３）、を備えたハニカムフィルタの製造方法。
  6. 　前記工程（３）の後に、前記外周コート体を熱することで前記触媒を前記隔壁に固定する工程（４）を更に備えた請求項５に記載のハニカムフィルタの製造方法。
PCT/JP2009/051466 2008-02-05 2009-01-29 ハニカムフィルタ及びその製造方法 WO2009098995A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09707552A EP2241374A4 (en) 2008-02-05 2009-01-29 WABENFILTER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
US12/552,880 US8329111B2 (en) 2008-02-05 2009-09-02 Honeycomb filter and method for manufacturing the same
US13/462,657 US20120211157A1 (en) 2008-02-05 2012-05-02 Honeycomb filter and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-025285 2008-02-05
JP2008025285A JP2009183835A (ja) 2008-02-05 2008-02-05 ハニカムフィルタ及びその製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/552,880 Continuation US8329111B2 (en) 2008-02-05 2009-09-02 Honeycomb filter and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009098995A1 true WO2009098995A1 (ja) 2009-08-13

Family

ID=40952071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/051466 WO2009098995A1 (ja) 2008-02-05 2009-01-29 ハニカムフィルタ及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8329111B2 (ja)
EP (1) EP2241374A4 (ja)
JP (1) JP2009183835A (ja)
WO (1) WO2009098995A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0908461B1 (pt) 2008-02-05 2020-06-16 Basf Corporation Sistema de tratamento de emissão adequado para o tratamento de um sistema de descarga a jusante de um motor a gasolina de injeção direta
CN102574039B (zh) * 2009-09-30 2015-09-02 住友大阪水泥股份有限公司 废气净化过滤器
JP5562676B2 (ja) * 2010-02-18 2014-07-30 日本碍子株式会社 炭化珪素ハニカム構造体の製造方法、坏土、及びハニカム成形体
US8815189B2 (en) 2010-04-19 2014-08-26 Basf Corporation Gasoline engine emissions treatment systems having particulate filters
FR2987109B1 (fr) * 2012-02-21 2014-03-21 Renault Sas Procede de mesure du perimetre d'un canal d'un catalyseur
WO2018037637A1 (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 エヌ・イーケムキャット株式会社 ハニカム構造体、ハニカム構造型触媒および製造方法
JP7049156B2 (ja) * 2018-03-30 2022-04-06 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP7361641B2 (ja) 2020-03-10 2023-10-16 日本碍子株式会社 角柱状ハニカム構造体用トレイ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2604876B2 (ja) 1990-03-27 1997-04-30 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体の製造方法
JP2000279729A (ja) 1999-03-30 2000-10-10 Ibiden Co Ltd セラミックフィルタユニット及びその製造方法、セラミックフィルタ
JP2003154223A (ja) 2001-07-18 2003-05-27 Ibiden Co Ltd 触媒つきフィルタ、その製造方法及び排気ガス浄化システム
JP2003291054A (ja) * 2002-03-29 2003-10-14 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
WO2007091688A1 (ja) * 2006-02-10 2007-08-16 Ngk Insulators, Ltd. ハニカムセグメント、ハニカム構造体及びその製造方法
JP2007216165A (ja) 2006-02-17 2007-08-30 Ngk Insulators Ltd ハニカムフィルタ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219667A (en) * 1991-12-12 1993-06-15 Corning Incorporated Honeycomb structure and method of forming
US5629067A (en) * 1992-01-30 1997-05-13 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic honeycomb structure with grooves and outer coating, process of producing the same, and coating material used in the honeycomb structure
DE69906741T2 (de) * 1998-07-07 2003-12-24 Corning Inc Dieselabgasfilter
JP4216174B2 (ja) * 2003-01-09 2009-01-28 日本碍子株式会社 コート材、セラミックスハニカム構造体及びその製造方法
EP1741686B1 (en) * 2004-04-30 2011-04-13 NGK Insulators, Ltd. Honeycomb structure and method for producing same
KR100813445B1 (ko) * 2004-10-08 2008-03-13 이비덴 가부시키가이샤 허니컴 구조체 및 그 제조 방법
US7883563B2 (en) * 2006-04-25 2011-02-08 Sharp Kabushiki Kaisha Honeycomb structure and manufacturing method thereof, and air cleaner and water purifier containing the honeycomb structure
JPWO2008120386A1 (ja) * 2007-03-29 2010-07-15 イビデン株式会社 ハニカム構造体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2604876B2 (ja) 1990-03-27 1997-04-30 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体の製造方法
JP2000279729A (ja) 1999-03-30 2000-10-10 Ibiden Co Ltd セラミックフィルタユニット及びその製造方法、セラミックフィルタ
JP2003154223A (ja) 2001-07-18 2003-05-27 Ibiden Co Ltd 触媒つきフィルタ、その製造方法及び排気ガス浄化システム
JP2003291054A (ja) * 2002-03-29 2003-10-14 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
WO2007091688A1 (ja) * 2006-02-10 2007-08-16 Ngk Insulators, Ltd. ハニカムセグメント、ハニカム構造体及びその製造方法
JP2007216165A (ja) 2006-02-17 2007-08-30 Ngk Insulators Ltd ハニカムフィルタ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2241374A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2241374A1 (en) 2010-10-20
US20120211157A1 (en) 2012-08-23
US8329111B2 (en) 2012-12-11
US20090324455A1 (en) 2009-12-31
EP2241374A4 (en) 2011-08-17
JP2009183835A (ja) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100930849B1 (ko) 허니컴 구조체 및 배기 가스 처리 장치
KR100944133B1 (ko) 허니컴 필터
KR100953292B1 (ko) 허니콤 구조체 및 배기 가스 처리 장치
JP4870559B2 (ja) ハニカム構造体
WO2009098995A1 (ja) ハニカムフィルタ及びその製造方法
JPWO2003084640A1 (ja) 排気ガス浄化用ハニカムフィルタ
WO2009101682A1 (ja) ハニカム構造体、排ガス浄化装置、及び、ハニカム構造体の製造方法
JPWO2005108328A1 (ja) ハニカム構造体及びその製造方法
JP5634984B2 (ja) ハニカムフィルタ及びその製造方法
WO2007043245A1 (ja) ハニカムユニット及びハニカム構造体
WO2006106785A1 (ja) ハニカム構造体
JP5634983B2 (ja) ハニカムフィルタ及びその製造方法
JP5498828B2 (ja) ハニカム構造体
EP1997790A1 (en) Honeycomb structure
JP5144402B2 (ja) ハニカム構造体
JP2008215337A (ja) ハニカム構造体および排気ガス処理装置
EP2221099B1 (en) Honeycomb structure
JP5234970B2 (ja) ハニカム構造体、排ガス浄化装置、及び、ハニカム構造体の製造方法
JP2008100408A (ja) セラミックスハニカム構造体
US20090010817A1 (en) Honeycomb filter
JP5600245B2 (ja) ハニカムセグメント接合体
EP2684590B1 (en) Honeycomb structure
EP1955751A1 (en) Honeycomb filter
JP2004075522A (ja) セラミックハニカム構造体
JP2008272738A (ja) ハニカム構造体

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009707552

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09707552

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE