DE102018203459A1

DE102018203459A1 - Verschlossene Wabenstruktur

Info

Publication number: DE102018203459A1
Application number: DE102018203459.1A
Authority: DE
Inventors: Tatsuyuki Kuki
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: US20180264453A1; CN108571356B; CN108571356A; DE102018203459B4; US11167279B2; JP2018149510A; JP6802096B2

Abstract

Bereitgestellt wird eine für eine hervorragende Auffangleistung konfigurierte und zum Unterdrücken von Variationen des Druckverlusts nach Imprägnieren mit einem Katalysator zur Abgasreinigung fähige verschlossene Wabenstruktur. Eine verschlossene Wabenstruktur, enthaltend: einen poröse Trennwände 1 enthaltenden säulenförmigen Wabenstrukturkörper 4; und an offenen Enden von Waben 2 an einer der Stirnseiten angeordnete Verschlussteile 5. Die Trennwände 1 haben ein mittels Quecksilberporosimetrie gemessenes summiertes Porenvolumen. Der dem summierten Porenvolumen von 10% entsprechende Porendurchmesser D10 ist größer als oder gleich 6 µm, und der dem summierten Porenvolumen von 90% entsprechende Porendurchmesser D90 ist kleiner als oder gleich 58 µm. Die verschlossene Wabenstruktur erfüllt die Beziehung von Ausdruck (1),In Ausdruck (1) bezeichnen D30, D50 und D70 die dem summierten Porenvolumen von 30%, 50% beziehungsweise 70% entsprechenden Werte des Porendurchmessers.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft verschlossene Wabenstrukturen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine für eine hervorragende Auffangleistung konfigurierte und zum Unterdrücken der Erzeugung einer Variation des Druckverlusts nach Imprägnieren mit einem Katalysator zur Abgasreinigung fähige verschlossene Wabenstruktur.
Beschreibung des Stands der Technik
Herkömmlicherweise war eine verschlossene Wabenstruktur mit einer Wabenstruktur bekannt, welche für einen Filter zum Auffangen von Feinstaub in einem aus einem Verbrennungsmotor wie einem Dieselmotor emittierten Abgas oder eine Vorrichtung zum Aufbereiten eines giftigen Gasbestandteils wie CO, HC und NOx verwendet wird (siehe Patentdokument 1). Eine Wabenstruktur enthält aus einer porösen Keramik wie Cordierit oder Siliciumcarbid bestehende Trennwände, und diese Trennwände definieren eine Vielzahl von Waben. Eine verschlossene Wabenstruktur enthält eine solche Wabenstruktur, welche mit Verschlussteilen versehen ist, um die offenen Enden der Vielzahl von Waben abwechselnd auf der Seite der Einström-Stirnseite und der Seite der Ausström-Stirnseite zu verschließen. Anders ausgedrückt, eine verschlossene Wabenstruktur hat Einströmwaben, welche auf der Seite der Einström-Stirnseite offen sind und auf der Seite der Ausström-Stirnseite verschlossen sind, und Ausströmwaben, welche auf der Seite der Einström-Stirnseite verschlossen sind und auf der Seite der Ausström-Stirnseite offen sind, und diese Einströmwaben und Ausströmwaben sind über die Trennwände abwechselnd angeordnet. Die porösen Trennwände dieser verschlossenen Wabenstruktur dienen als Filter zum Auffangen von Feinstaub in einem Abgas. Im Folgenden wird der Feinstaub in einem Abgas gegebenenfalls als „PM“ bezeichnet. „PM“ steht für „Particulate Matter“.
Eine verschlossene Wabenstruktur reinigt Abgas wie folgt. Eine verschlossene Wabenstruktur ist so angeordnet, dass ihre Seite der Einström-Stirnseite sich auf der stromaufwärts liegenden Seite des Abgassystems, zur Emission von Abgas befindet. Dann strömt das Abgas von der Seite der Einström-Stirnseite her in die Einströmwaben der verschlossenen Wabenstruktur. Das in die Einströmwaben strömende Abgas durchläuft die porösen Trennwände zu den Ausströmwaben hin und wird dann aus der Ausström-Stirnseite der verschlossenen Wabenstruktur ausgestoßen. Feinstaub und dergleichen in dem Abgas werden während des Durchgangs durch die porösen Trennwände zwecks Entfernung aufgefangen. In der verschlossenen Wabenstruktur sind in den Trennwänden definierte Poren mit einem Katalysator imprägniert, und der Katalysator dient zum Entfernen eines giftigen Gasbestandteils aus einem Abgas zwecks Reinigung. Die so konfigurierte verschlossene Wabenstruktur kann das Abgas beim Durchgang durch die Trennwände reinigen, indem sie mittels des in die Poren imprägnierten Katalysators giftige Gasbestandteile aus dem Abgas entfernt.
Ein in Patentdokument 1 beschriebener poröser Wabenfilter besteht zum Beispiel aus einem Cordierit als Haupt-Kristallphase enthaltenden Werkstoff, und eine Porendurchmesser-Verteilung des Cordierits wird wie folgt gesteuert. Bei dem durch Patentdokument 1 offenbarten Verfahren wird die Porendurchmesser-Verteilung so gesteuert, dass das Volumen der Poren mit Durchmessern unter 10 µm 15% oder weniger des Gesamt-Porenvolumens ausmacht, das Volumen von Poren mit Durchmessern von 10 bis 50 µm 75% oder mehr des Gesamt-Porenvolumens ausmacht und das Volumen von Poren mit Durchmessern über 50 µm 10% oder weniger des Gesamt-Porenvolumens ausmacht.
[Patentdokument 1] JP-A-2002-219319
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die verschlossene Wabenstruktur reinigt ein Abgas durch Auffangen von Feinstaub des Abgases in Poren der Trennwände während des Durchgangs durch die Poren. Was die Porendurchmesser-Verteilung der in den porösen Trennwänden einer solchen verschlossenen Wabenstruktur gebildeten Poren anbelangt, hat die herkömmlicherweise als bevorzugt betrachtete Verteilung eine scharfe Spitzenform, um eine Zunahme des Druckverlusts wirkungsvoll zu unterdrücken und so den Auffangwirkungsgrad zu verbessern. Wenn eine verschlossene Wabenstruktur Trennwände hat, welche die Porendurchmesser-Verteilung mit einer scharfen Spitzenform aufweisen, kann eine solche verschlossene Wabenstruktur einen geringen Druckverlust aufweisen.
Eine solche verschlossene Wabenstruktur hat jedoch den Nachteil, dass eine Vielzahl solcher hergestellter verschlossener Wabenstrukturen, welche jeweils mit einem Katalysator zur Abgasreinigung imprägniert sind, hinsichtlich des Druckverlusts voneinander verschieden sind.
Das heißt, wenn eine die Porendurchmesser-Verteilung mit einer scharfen Spitzenform aufweisende Trennwände enthaltende verschlossene Wabenstruktur mit einem einen bestimmten Partikeldurchmesser aufweisenden Katalysator imprägniert wird, kann eine solche verschlossene Wabenstruktur auch nach Imprägnieren mit dem Katalysator einen geringen Druckverlust aufweisen. Wenn der Partikeldurchmesser des Katalysators sich geringfügig ändert, weil zum Beispiel das Produktionslos des Katalysators wechselt, kann die verschlossene Wabenstruktur einen Wert des Druckverlusts haben, welcher sich stark von dem Wert der mit dem zuvor verwendeten Katalysator imprägnierten verschlossenen Wabenstruktur unterscheidet. Wahrscheinlich resultiert ein solches Problem aus der scharfen Spitzenform der Porendurchmesser-Verteilung. Alternativ kann der Druckverlust einzelner verschlossener Wabenstrukturen infolge eines geringen Unterschieds in der Imprägnierbedingung des Katalysators stark abweichen, selbst wenn der Katalysator zum selben Produktionslos gehört.
Eine in letzter Zeit realisierte Steuerungsverarbeitung von Kraftfahrzeugmotoren enthält eine Regenerationsverarbeitung einer verschlossenen Wabenstruktur. Bei dieser Verarbeitung wird die durch die verschlossene Wabenstruktur aufgefangene Menge Ruß erfasst und wird der innerhalb der verschlossenen Wabenstruktur angesammelte Ruß zwecks Entfernung nach Bedarf zu dem optimalen Zeitpunkt verbrannt. Eine solche Motorsteuerungsverarbeitung misst den Druckverlust der verschlossenen Wabenstruktur und bestimmt den Zeitpunkt zum Starten der Regenerationsverarbeitung auf der Grundlage des gemessenen Druckverlusts. In einem solchen Fall kann, wenn eine Vielzahl als das gleiche Produkt hergestellter verschlossener Wabenstrukturen eine große Variation des Druckverlusts aufweist, ein ernsthaftes Problem in der Motorsteuerungsverarbeitung auftreten. Deshalb besteht ein Bedarf an einer für einen Filter zur Abgasreinigung verwendeten verschlossenen Wabenstruktur, welche nach Imprägnieren mit einem Katalysator zur Abgasreinigung eine geringe Variation des Druckverlusts aufweist.
In Anbetracht solcher Probleme der herkömmlichen Verfahren stellt die vorliegende Erfindung eine für eine hervorragende Auffangleistung konfigurierte und zum Unterdrücken von Variationen des Druckverlusts nach Imprägnieren mit einem Katalysator zur Abgasreinigung fähige verschlossene Wabenstruktur bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt die folgende verschlossene Wabenstruktur bereit.

[1] Eine verschlossene Wabenstruktur, enthaltend: einen säulenförmigen Wabenstrukturkörper mit einer Einström-Stirnseite und einer Ausström-Stirnseite, welcher poröse Trennwände enthält, die so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl von Waben umgeben, wobei die Vielzahl von Waben sich von der Einström-Stirnseite zu der Ausström-Stirnseite erstreckt und als ein Durchgangskanal für ein Fluid dient; und an offenen Enden der Waben auf der Seite der Einström-Stirnseite oder auf der Seite der Ausström-Stirnseite angeordnete Verschlussteile, wobei die Trennwände ein mittels Quecksilberporosimetrie gemessenes summiertes Porenvolumen haben, ein dem summierten Porenvolumen von 10% eines Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D10 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 30% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D30 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 50% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D50 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 70% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D70 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 90% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D90 ist, der Porendurchmesser D10 größer als oder gleich 6 µm ist, der Porendurchmesser D90 kleiner als oder gleich 58 µm ist und die verschlossene Wabenstruktur die Beziehung von Ausdruck (1) erfüllt. $0,35 \leq (D70 - D30) /D50 \leq 1, 5$
[2] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß Aspekt [1], wobei die verschlossene Wabenstruktur die Beziehung von Ausdruck (2) erfüllt, $0.40 \leq (D70 - D30) /D50 \leq 1, 3$
In Ausdruck (2) bezeichnet D30 den Wert des Porendurchmessers D30, bezeichnet D50 den Wert des Porendurchmessers D50 und bezeichnet D70 den Wert des Porendurchmessers D70.
[3] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß Aspekt [1] oder [2], wobei der Porendurchmesser D10 größer als oder gleich 7 µm ist.
[4] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem der Aspekte [1] bis [3], wobei der Porendurchmesser D90 kleiner als oder gleich 52 µm ist.
[5] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem der Aspekte [1] bis [4], wobei die Trennwand eine Dicke von 0,15 bis 0,46 mm hat.
[6] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem der Aspekte [1] bis [5], wobei die Trennwände eine Porosität von 50 bis 70% haben.
[7] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem der Aspekte [1] bis [6], wobei die Trennwände mit einem Katalysator zur Abgasreinigung imprägniert sind und die Imprägnierungsmenge des Katalysators 50 bis 300 g/l beträgt.
[8] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem der Aspekte [1] bis [7], wobei die Trennwände mindestens eine aus der aus Siliciumcarbid, Cordierit, Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Siliciumnitrid, Mullit, Aluminiumoxid und Aluminiumtitanat bestehenden Gruppe ausgewählte Werkstoffart enthalten.

Die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung weist eine hervorragende Auffangleistung auf und ist zum Unterdrücken von Variationen des Druckverlusts nach Imprägnieren mit einem Katalysator zur Abgasreinigung fähig. Speziell weist die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung eine Porendurchmesser-Verteilung der Trennwände in einem bestimmten Porendurchmesser-Bereich, welcher einem Rechteck nahekommt, d.h., einem den verbreiterten Spitzenwert der Porendurchmesser-Verteilung enthaltenden Teil, auf. Die Porendurchmesser-Verteilung ist durch ein Schaubild dargestellt, dessen waagerechte Achse den Porendurchmesser darstellt und dessen senkrechte Achse ein Log-Differential-Porenvolumen darstellt. Dies ermöglicht, dass die verschlossene Wabenstruktur die Poren in einem solchen bestimmten Porendurchmesser-Bereich in einem bestimmten Verhältnis aufweist und nach Imprägnieren mit einem Katalysator eine sehr geringe Variation des Druckverlusts aufweist, selbst wenn der Partikeldurchmesser des Katalysators geringfügig geändert wird oder wenn die Imprägnierbedingung des Katalysators geringfügig anders ist.
Eine solche verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein stabileres Abgassystem und kann folglich nachteilige Auswirkungen auf die Motorsteuerungsverarbeitung zum Beispiel in Kraftfahrzeugen minimieren. Demgemäß ermöglicht eine solche verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung eine präzise Motorsteuerungsverarbeitung in Kraftfahrzeugen auf der Grundlage des Druckverlusts.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Ausführungsform einer verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, von der Seite der Einström-Stirnseite gesehen, schematisch zeigt;
2 ist eine Draufsicht der verschlossenen Wabenstruktur in 1, von der Seite der Einström-Stirnseite gesehen;
3 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 2;
4 ist eine Draufsicht, welche eine weitere Ausführungsform einer verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, von der Seite der Einström-Stirnseite gesehen, schematisch zeigt;
5 ist ein Schaubild, welches die Porendurchmesser-Verteilung der verschlossenen Wabenstrukturen von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist so zu verstehen, dass sie die folgenden Ausführungsformen enthält, an welchen auf der Grundlage der üblichen Kenntnisse eines Fachmanns Änderungen und Verbesserungen nach Bedarf vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Verschlossene Wabenstruktur:
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist eine erste Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung eine einen Wabenstrukturkörper 4 und Verschlussteile 5 enthaltende verschlossene Wabenstruktur 100. Der Wabenstrukturkörper 4 ist ein poröse Trennwände 1, welche eine Vielzahl von Waben 2 umgeben, enthaltender säulenförmiger Körper, und die Vielzahl von Waben erstreckt sich von der Einström-Stirnseite 11 zu der Ausström-Stirnseite 12 des Wabenstrukturkörpers und dient als ein Durchgangskanal für ein Fluid. In der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform hat der Wabenstrukturkörper 4 eine Rundsäulenform und enthält er ferner eine Umfangswand 3 an der Außenumfangsfläche. Das heißt, die Umfangswand 3 umgibt die gitterförmig strukturierten Trennwände 1. Die Verschlussteile 5 sind an offenen Enden der Waben 2 auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 oder der Seite der Ausström-Stirnseite 12 angeordnet.
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, auf die Einström-Stirnseite gesehen, schematisch zeigt. 2 ist eine Draufsicht der verschlossenen Wabenstruktur in 1, auf die Einström-Stirnseite gesehen. 3 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 2.
Insbesondere hat die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform ein Hauptmerkmal, dass das summierte Porenvolumen der Trennwände 1 wie folgt ist. Das summierte Porenvolumen wird mittels Quecksilberporosimetrie gemessen. In den folgenden Beschreibungen bezeichnet der Porendurchmesser D10 den dem summierten Porenvolumen von 10% entsprechenden Porendurchmesser. Der Porendurchmesser D30 bezeichnet den dem summierten Porenvolumen von 30% entsprechenden Porendurchmesser. Der Porendurchmesser D50 bezeichnet den dem summierten Porenvolumen von 50% entsprechenden Porendurchmesser. Der Porendurchmesser D70 bezeichnet den dem summierten Porenvolumen von 70% entsprechenden Porendurchmesser. Der Porendurchmesser D90 bezeichnet den dem summierten Porenvolumen von 90% entsprechenden Porendurchmesser.
Insbesondere ist ein Hauptmerkmal der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform der Porendurchmesser D10, welcher größer als oder gleich 6 µm ist, und der Porendurchmesser D90, welcher kleiner als oder gleich 58 µm ist. Insbesondere, erfüllt die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform als ein weiteres Hauptmerkmal die folgende Beziehung von Ausdruck (1).
$0,35 \leq (D70 - D30) /D50 \leq 1, 5$

In Ausdruck (1) bezeichnet D30 den Wert des Porendurchmessers D30, bezeichnet D50 den Wert des Porendurchmessers D50 und bezeichnet D70 den Wert des Porendurchmessers D70.
Die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform weist eine hervorragende Auffangleistung auf und ist zum Unterdrücken von Variationen des Druckverlusts nach Imprägnieren mit einem Katalysator zur Abgasreinigung fähig. Speziell weist die verschlossene Wabenstruktur 100 eine Porendurchmesser-Verteilung der Trennwände 1 in einem bestimmten Porendurchmesser-Bereich, welcher einem Rechteck nahekommt, d.h., einem den verbreiterten Spitzenwert der Porendurchmesser-Verteilung enthaltenden Teil, auf. Die Porendurchmesser-Verteilung ist durch ein Schaubild dargestellt, dessen waagerechte Achse den Porendurchmesser darstellt und dessen senkrechte Achse ein Log-Differential-Porenvolumen darstellt. Dies ermöglicht, dass die verschlossene Wabenstruktur die Poren in einem solchen bestimmten Porendurchmesser-Bereich in einem bestimmten Verhältnis aufweist und nach Imprägnieren mit einem Katalysator eine sehr geringe Variation des Druckverlusts aufweist, selbst wenn der Partikeldurchmesser des Katalysators geringfügig geändert wird oder wenn die Imprägnierbedingung des Katalysators geringfügig anders ist.
Eine solche verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht ein stabileres Abgassystem und kann folglich nachteilige Auswirkungen auf die Motorsteuerungsverarbeitung zum Beispiel in Kraftfahrzeugen minimieren. Demgemäß ermöglicht eine solche verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform eine präzise Motorsteuerungsverarbeitung in Kraftfahrzeugen auf der Grundlage des Druckverlusts.
Das summierte Porenvolumen der Trennwände 1 ist ein mittels Quecksilberporosimetrie gemessener Wert. Das summierte Porenvolumen der Trennwände 1 kann unter Verwendung zum Beispiel des von Micromeritics produzierten Autopore 9500 (Produktname) gemessen werden. Speziell kann das summierte Porenvolumen der Trennwände 1 mittels des folgenden Verfahrens gemessen werden. Zuerst wird ein Teil der Trennwände 1 aus der verschlossenen Wabenstruktur 100 herausgeschnitten, um ein Probestück für die Messung des summierten Porenvolumens herzustellen. Die Größe des Probestücks, welches bevorzugt zum Beispiel ein Quader von ca. 10 mm Länge, ca. 10 mm Breite und ca. 20 mm Höhe sein kann, ist nicht besonders beschränkt. Ein als das Probestück herauszuschneidender Teil der Trennwände 1 ist nicht besonders beschränkt. Bevorzugt wird das Probestück aus einem Teil nahe der Mitte in der Axialrichtung des Wabenstrukturkörpers 4 herausgeschnitten. Das hergestellte Probestück wird in eine Messzelle einer Messvorrichtung gelegt, und der Druck in dieser Messzelle wird verringert. Dann wird Quecksilber in die Messzelle eingeleitet. Dann wird das in die Messzelle eingeleitete Quecksilber mit Druck beaufschlagt und wird das Volumen des Quecksilbers, welches während der Druckbeaufschlagung in die Poren des Probestücks eindringt, gemessen. Dabei dringt das Quecksilber mit zunehmendem auf das Quecksilber ausgeübtem Druck zuerst in Poren mit einem größeren Porendurchmesser ein und dringt es dann in Poren mit einem kleineren Porendurchmesser ein. Folglich kann man die Beziehung zwischen dem „Porendurchmesser der in dem Probestück gebildeten Poren“ und dem „summierten Porenvolumen“ auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem „auf das Quecksilber ausgeübten Druck“ und dem „Volumen des in die Poren eindringenden Quecksilbers“ erhalten. Das summierte Porenvolumen ist ein durch Aufsummieren der Porenvolumen-Werte von einem kleinsten Porendurchmesser bis zu einem bestimmten Porendurchmesser erhaltener Wert. Zum Beispiel ist der „dem summierten Porenvolumen von 10% entsprechende Porendurchmesser“ der dem summierten Wert des Porenvolumens, welches 10% des Gesamt-Porenvolumens durch Aufsummieren der Porenvolumen-Werte ab einem kleineren Porendurchmesser aller Poren beträgt, entsprechende Porendurchmesser.
Wenn der Porendurchmesser D10 kleiner als 6 µm ist, variiert der Druckverlust stark, wenn die verschlossene Wabenstruktur 100 mit einem Katalysator imprägniert wird. Wenn der Porendurchmesser D90 größer als 58 µm ist, verschlechtert sich die Auffangleistung der verschlossenen Wabenstruktur 100 als Filter.
Die Obergrenze des Porendurchmessers D10 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann die Obergrenze des Porendurchmessers D10 gleich 25 µm sein. Bevorzugt ist der Porendurchmesser D10 größer als oder gleich 7 µm. Wenn der Porendurchmesser D10 größer als oder gleich 7 µm ist, geht die Variation des Druckverlusts zurück. Bevorzugt beträgt der Porendurchmesser D10 6 bis 25 µm, bevorzugter 7 bis 20 µm und besonders bevorzugt 8 bis 20 µm. Bei dieser Konfiguration kann die verschlossene Wabenstruktur sowohl die verbesserte Auffangleistung als auch die Wirkung des Unterdrückens einer Variation des Druckverlusts aufweisen.
Die Untergrenze des Porendurchmessers D90 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann die Untergrenze des Porendurchmessers D90 gleich 25 µm sein. Bevorzugt ist der Porendurchmesser D90 kleiner als oder gleich 52 µm. Wenn der Porendurchmesser D90 kleiner als oder gleich 52 µm ist, kann die verschlossene Wabenstruktur die vorteilhafte Auffangleistung aufrechterhalten. Bevorzugt beträgt der Porendurchmesser D90 25 bis 58 µm, bevorzugter 30 bis 52 µm und besonders bevorzugt 30 bis 50 µm. Bei dieser Konfiguration kann die verschlossene Wabenstruktur sowohl die verbesserte Auffangleistung als auch die Wirkung des Unterdrückens einer Variation des Druckverlusts aufweisen.
Die den obigen Ausdruck (1) erfüllende verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform kann eine Porendurchmesser-Verteilung der Trennwände 1 in einem bestimmten Porendurchmesser-Bereich, welcher einem Rechteck nahekommt, aufweisen. Die Porendurchmesser-Verteilung ist durch ein Schaubild dargestellt, dessen waagerechte Achse den Porendurchmesser darstellt und dessen senkrechte Achse ein Log-Differential-Porenvolumen darstellt. Dies ermöglicht, dass die verschlossene Wabenstruktur nach Imprägnieren mit einem Katalysator eine sehr geringe Variation des Druckverlusts aufweist.
Die „Porendurchmesser-Verteilung der Trennwände 1, bei welcher die waagerechte Achse den Porendurchmesser darstellt und die senkrechte Achse das Log-Differential-Porenvolumen darstellt“, kann zum Beispiel durch ein Schaubild, dessen waagerechte Achse den Porendurchmesser (Einheit: µm) darstellt und dessen senkrechte Achse das Log-Differential-Porenvolumen (Einheit: cm³/g) darstellt, veranschaulicht werden. 5 ist ein Beispiel eines solchen Schaubilds. 5 ist ein Schaubild, welches das Porenvolumen der Trennwände in der verschlossenen Wabenstruktur, welche in den nachfolgend beschriebenen Beispielen hergestellt wird, veranschaulicht. Speziell ist 5 ein Schaubild, welches die Porendurchmesser-Verteilung der verschlossenen Wabenstrukturen in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
Zum Beispiel hat die in 5 durch eine durchgezogene Linie dargestellte Porendurchmesser-Verteilung der verschlossenen Wabenstruktur in Beispiel 1 in einem den Spitzenwert der Verteilung enthaltenden Teil in dem Porendurchmesser-Bereich von über 10 µm bis über 20 µm eine breite Form. Dies ermöglicht, dass die verschlossene Wabenstruktur in Beispiel 1 nach Imprägnieren mit einem Katalysator eine sehr geringe Variation des Druckverlusts aufweist, selbst wenn der Partikeldurchmesser des Katalysators sich geringfügig ändert oder die Imprägnierbedingung des Katalysators geringfügig anders ist.
Im Folgenden wird das Schaubild wie in 5 gezeigt bezüglich des Log-Differential-Porenvolumens beschrieben. Das Schaubild in 5 veranschaulicht die Beziehung zwischen „Log-Differential-Porenvolumen“ und „Porendurchmesser“. Der Porendurchmesser kann als ein Durchmesser der Poren bezeichnet werden. Bei der Quecksilberporosimetrie wird Quecksilber durch Beaufschlagen des Quecksilbers mit Druck in Poren einer Probe in dem Gefäß, welches dicht verschlossen ist, um einen Vakuumzustand aufrechtzuerhalten, eingeleitet. Bei allmählichem Ansteigen des Drucks wird das Quecksilber dann nacheinander zuerst in eine größere Pore und dann in eine kleine Pore eingeleitet. Auf der Grundlage des Drucks und der Menge eingeleiteten Quecksilbers können die „Porendurchmesser der in der Probe gebildeten Poren (d.h., der Durchmesser der Poren) und das Volumen der Poren berechnet werden. Im Folgenden haben Porendurchmesser D1, D2, D3 ... die Beziehung D1 > D2 > D3 ... Der durchschnittliche Porendurchmesser D zwischen diesen Messpunkten (z.B. zwischen D1 und D2) kann auf der waagerechten Achse als der „durchschnittliche Porendurchmesser D=(D1+D2)/2“ angegeben sein. Das Log-Differential-Porenvolumen auf der senkrechten Achse kann man durch Dividieren einer Zunahme dV des Porenvolumens zwischen den Messpunkten durch eine logarithmische Differenz zwischen den Porendurchmessern (d.h., log(D1)-log(D2)) erhalten. In einem solchen die Beziehung zwischen dem Log-Differential-Porenvolumen und dem Porendurchmesser darstellenden Schaubild wird der Punkt bei dem lokalen Maximum des Log-Differential-Porenvolumens als eine „Spitze“ bezeichnet.
In Ausdruck (1) hat der Wert von „(D70-D30)/D50“ die Untergrenze 0,35. Wenn der Wert von „(D70-D30)/D50“ kleiner als 0,35 ist, ist das Schaubild der Porendurchmesser-Verteilung scharf und variiert der Druckverlust nach Imprägnieren mit einem Katalysator folglich stark. Bevorzugt ist die Untergrenze von „(D70-D30)/D50“ gleich 0,40.
In Ausdruck (1) hat der Wert von „(D70-D30)/D50“ eine Obergrenze von 1,5. Wenn der Wert von „(D70-D30)/D50“ größer als 1,5 ist, ist das Schaubild der Porendurchmesser-Verteilung zu breit und nimmt folglich die Menge wirksamer gasdurchlässiger Poren ab. Infolgedessen variiert der Druckverlust nach Imprägnieren mit einem Katalysator stark. Bevorzugt ist die Obergrenze von „(D70-D30)/D50“ gleich 1,3. Aufgrund des Obigen erfüllt die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform bevorzugter die Beziehung des folgenden Ausdrucks (2).
$0,40 \leq (D70 - D30) /D50 \leq 1, 3$

In Ausdruck (2) bezeichnet D30 den Wert des Porendurchmessers D30, bezeichnet D50 den Wert des Porendurchmessers D50 und bezeichnet D70 den Wert des Porendurchmessers D70.
Bevorzugt beträgt der Porendurchmesser D50 10 bis 30 µm, bevorzugter 12 bis 28 µm und besonders bevorzugt 15 bis 25 µm. Bei dieser Konfiguration kann die verschlossene Wabenstruktur sowohl eine weiter verbesserte Auffangleistung als auch die Wirkung des weitergehenden Unterdrückens einer Variation des Druckverlusts aufweisen.
In der in den 1 bis 3 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 100 hat die Trennwand 1 bevorzugt eine Dicke von 0,12 bis 0,50 mm, bevorzugter von 0,15 bis 0,46 mm und besonders bevorzugt von 0,25 bis 0,40 mm. Die Dicke der Trennwand 1 kann zum Beispiel mit einem Rasterelektronenmikroskop oder einem Mikroskop gemessen werden. Wenn die Dicke der Trennwand 1 kleiner als 0,12 mm ist, ist die Festigkeit der verschlossenen Wabenstruktur möglicherweise nicht hinreichend. Wenn die Dicke der Trennwand 1 größer als 0,50 mm ist, kann, wenn die Trennwände 1 mit einem Katalysator imprägniert werden, eine Anstiegsrate des Druckverlusts nach Imprägnieren mit dem Katalysator zunehmen. Zum Beispiel wird, wenn die Trennwände 1 mit einem Katalysator imprägniert werden, der Katalysator durch Ansaugen eines den Katalysator enthaltenden Schlamms in das Innere der Poren der Trennwände 1 eingeleitet. Wenn die Trennwand 1 zu dick ist, ist es schwierig, eine hinreichende Saugkraft zu erreichen. In diesem Fall wird der Katalysator in einem Teil nahe der Oberfläche der Trennwände 1 konzentriert und kann folglich ein Anstiegsverhältnis des Druckverlusts groß sein.
In der verschlossenen Wabenstruktur 100 haben die Trennwände 1 bevorzugt eine Porosität von 30 bis 75%, bevorzugter von 50 bis 70% und besonders bevorzugt von 55 bis 65%. Die Porosität der Trennwände 1 ist ein mittels Quecksilberporosimetrie gemessener Wert. Die Porosität der Trennwände 1 kann unter Verwendung zum Beispiel des von Micromeritics produzierten Autopore 9500 (Produktname) gemessen werden. Zum Messen der Porosität kann ein Teil der Trennwände 1 aus der verschlossenen Wabenstruktur 100 herausgeschnitten werden, um ein Probestück für die Messung herzustellen. Wenn die Porosität der Trennwände 1 kleiner als 30% ist, kann der Druckverlust der verschlossenen Wabenstruktur 100 zunehmen oder kann der Druckverlust nach Imprägnieren mit einem Katalysator stark variieren. Wenn die Porosität der Trennwände 1 größer als 75% ist, kann die Festigkeit der verschlossenen Wabenstruktur 100 als Filter nachlassen.
Bevorzugt bestehen die Trennwände 1 aus mindestens einer aus der aus Siliciumcarbid, Cordierit, Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Siliciumnitrid, Mullit, Aluminiumoxid und Aluminiumtitanat bestehenden Gruppe ausgewählten Werkstoffart. Der Werkstoff der Trennwände 1 enthält bevorzugt die Werkstoffe wie oben angegeben, welche 30 Massen-% oder mehr, bevorzugter 40 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 50 Massen-% oder mehr ausmachen. Der Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff ist ein Siliciumcarbid als Aggregat und Silicium als Bindemittel enthaltender Verbundwerkstoff. Der Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff ist ein Siliciumcarbid als Aggregat und Cordierit als Bindemittel enthaltender Verbundwerkstoff. In der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform sind besonders bevorzugte Werkstoffe der Trennwände 1 ein Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff und ein Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff.
Die Form der Waben 2 in dem Wabenstrukturkörper 4 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel können die Waben 2 eine vieleckige Form, eine Kreisform, eine elliptische Form und dergleichen in einem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 orthogonalen Querschnitt haben. Zu Beispielen der vieleckigen Form zählen ein Dreieck, ein Viereck, ein Fünfeck, ein Sechseck und ein Achteck. Bevorzugt ist die Form der Waben 2 ein Dreieck, ein Viereck, ein Fünfeck, ein Sechseck oder ein Achteck. Was die Form der Waben 2 anbelangt, können alle Waben 2 die gleiche Form haben oder können die Waben 2 verschiedene Formen haben. Zum Beispiel können, obwohl nicht gezeigt, viereckige Waben und achteckige Waben kombiniert werden. Was die Größe der Waben 2 anbelangt, können alle Waben 2 die gleiche Größe haben oder können die Waben 2 verschiedene Größen haben. Zum Beispiel können, obwohl nicht gezeigt, einige aus der Vielzahl von Waben größer sein und können andere Waben relativ kleiner sein. In der vorliegenden Erfindung ist mit Waben ein von den Trennwänden umgebener Raum gemeint.
Bevorzugt haben die durch die Trennwände 1 definierten Waben 2 eine Wabendichte von 15 bis 70 Waben/cm² und bevorzugter von 30 bis 65 Waben/cm². Die so konfigurierte verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform kann bevorzugt als Filter zum Reinigen eines aus einem Kraftfahrzeugmotor emittierten Abgases verwendet werden.
Die Umfangswand 3 des Wabenstrukturkörpers 4 kann einstückig mit den Trennwänden 1 sein oder kann eine Umfangsbeschichtungsschicht sein, welche durch Aufbringen eines Umfangsbeschichtungsmaterials so, dass es die Trennwände 1 umgibt, gebildet wird. Obwohl nicht gezeigt, können die Trennwände und die Umfangswand während des Herstellungsprozesses einstückig gebildet werden und kann dann die gebildete Umfangswand mittels eines bekannten Verfahrens wie Schleifen entfernt werden. Dann kann die Umfangsbeschichtungsschicht an dem Umfang der Trennwände angeordnet werden.
Die Form des Wabenstrukturkörpers 4 ist nicht besonders beschränkt. Zu Beispielen der Form des Wabenstrukturkörpers 4 zählt eine Säulenform, bei welcher die Einström-Stirnseite 11 und die Ausström-Stirnseite 12 eine Form wie einen Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck haben.
Die Größe des Wabenstrukturkörpers 4, welche zum Beispiel die Länge von der Einström-Stirnseite 11 bis zu der Ausström-Stirnseite 12 und die Größe eines zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 des Wabenstrukturkörpers 4 orthogonalen Querschnitts umfasst, ist nicht besonders beschränkt. Die Größe der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform kann geeignet gewählt werden, so dass sie optimal zur Reinigung fähig sein kann, wenn sie als Abgasreinigungsfilter verwendet wird. Zum Beispiel beträgt die Länge von der Einström-Stirnseite 11 bis zu der Ausström-Stirnseite 12 des Wabenstrukturkörpers 4 bevorzugt 80 bis 500 mm, bevorzugter 90 bis 400 mm und besonders bevorzugt 100 bis 300 mm. Die zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 des Wabenstrukturkörpers 4 orthogonale Querschnittsfläche beträgt bevorzugt 780 bis 73000 mm², bevorzugter 10000 bis 60000 mm² und besonders bevorzugt 12000 bis 50000 mm².
Die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform enthält die an offenen Enden vordefinierter Waben 2 auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 und an offenen Enden der übrigen Waben 2 auf der Seite der Ausström-Stirnseite 12 angeordneten Verschlussteile 5. Einströmwaben sind die Waben 2, welche die Verschlussteile 5 an den offenen Enden der Seite der Ausström-Stirnseite 12 aufweisen und auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 offen sind. Ausströmwaben sind die Waben 2, welche die Verschlussteile 5 an den offenen Enden der Seite der Einström-Stirnseite 11 aufweisen und auf der Seite der Ausström-Stirnseite 12 offen sind. Bevorzugt sind die Einströmwaben und die Ausströmwaben über die Trennwände 1 abwechselnd angeordnet. Dadurch entsteht an jeder der Stirnseiten der verschlossenen Wabenstruktur 100 bevorzugt ein Schachbrettmuster aus den „Verschlussteilen 5“ und den „offenen Enden der Waben 2“.
Die Verschlussteile 5 bestehen bevorzugt aus einem Werkstoff, welcher ein bevorzugter Werkstoff der Trennwände 1 ist. Die Verschlussteile 5 und die Trennwände 1 können aus dem gleichen Werkstoff oder aus verschiedenen Werkstoffen bestehen.
In der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform können die die Vielzahl von Waben 2 definierenden Trennwände 1 mit einem Katalysator imprägniert sein. Das Imprägnieren der Trennwände 1 mit einem Katalysator bedeutet das Aufbringen des Katalysators auf die Oberfläche der Trennwände 1 und auf die Innenwände der in den Trennwänden 1 gebildeten Poren. Die so konfigurierte verschlossene Wabenstruktur kann CO, NOx, HC oder dergleichen in dem Abgas durch die katalytische Reaktion in unschädliche Stoffe umwandeln. Dies kann auch die Oxidation des aufgefangenen Feinstaubs wie Ruß begünstigen.
Der in der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform verwendete Katalysator ist nicht besonders beschränkt. Der Katalysator enthält bevorzugt eine oder mehr aus der aus SCR-Katalysator, NOx-Speicherkatalysator und Oxidationskatalysator bestehenden Gruppe ausgewählte Arten. Ein SCR-Katalysator selektiert einen zu entfernenden Bestandteil zur Reduktion. Insbesondere wird ein NOx-selektiver SCR-Reduktionskatalysator bevorzugt als der SCR-Katalysator, welcher NOx in einem Abgas selektiv reduziert, verwendet. Zu Beispielen des SCR-Katalysators zählt metallsubstitutierter Zeolith. Zu Beispielen von Metallen zur Metallsubstitution von Zeolith zählen Eisen (Fe) und Kupfer (Cu). Zu bevorzugten Beispielen von Zeolith zählt Beta-Zeolith. Ein SCR-Katalysator kann ein mindestens eine aus der aus Vanadium und Titandioxid bestehenden Gruppe ausgewählte Art als einen Hauptbestandteil enthaltender Katalysator sein. Zu Beispielen des NOx-Speicherkatalysators zählen Alkalimetalle und Erdalkalimetalle. Zu Beispielen der Alkalimetalle zählen Kalium, Natrium und Lithium. Zu Beispielen der Erdalkalimetalle zählt Calcium. Zu Beispielen des Oxidationskatalysators zählt ein Edelmetalle enthaltender. Speziell kann ein Oxidationskatalysator bevorzugt ein mindestens eine aus der aus Platin, Palladium und Rhodium bestehenden Gruppe ausgewählte Art enthaltender Katalysator sein.
Die Imprägnierungsmenge des in die Trennwände 1 des Wabenstrukturkörpers 4 imprägnierten Katalysators pro Einheitsvolumen kann je nach der Art des verwendeten Katalysators geeignet bestimmt werden. Wenn ein SCR-Katalysator verwendet wird, beträgt die Imprägnierungsmenge eines solchen Katalysators zum Beispiel bevorzugt 50 bis 300 g/l und bevorzugter 50 bis 250 g/l. Die Imprägnierungsmenge des Katalysators ist die Menge (g) des Katalysators, welche pro Einheitsvolumen (l) des Wabenstrukturkörpers 4 eingebracht wird. In einem Beispiel des Verfahrens zum Imprägnieren mit dem Katalysator wird eine eine Katalysatorkomponente enthaltende Katalysatorlösung als Washcoat auf den Wabenstrukturkörper 4 aufgebracht, gefolgt von einer Wärmebehandlung bei hohen Temperaturen zum Brennen.
Die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann eine segmentiert aufgebaute verschlossene Wabenstruktur sein wie in 4 gezeigt. 4 ist eine Draufsicht, welche eine weitere Ausführungsform einer verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, von der Seite der Einström-Stirnseite gesehen, schematisch zeigt.
Wie in 4 gezeigt, enthält die verschlossene Wabenstruktur 200 einen säulenförmigen Wabenstrukturkörper 24, eine Segmentumfangswand 27 und Verschlussteile 25. In der verschlossenen Wabenstruktur 200 hat der Wabenstrukturkörper 24 einen eine Vielzahl von Wabensegmenten 26 und eine Verbindungsschicht 28 enthaltenden segmentierten Aufbau.
Wie in 4 gezeigt, hat das Wabensegment 26 einen säulenförmigen Körper, welcher so, dass sie eine Vielzahl von Waben 22 umgeben, angeordnete poröse Trennwände 21 enthält, und dient die Vielzahl von Waben als Durchgangskanal für ein Fluid. Die Verschlussteile 25 sind an einem der offenen Enden jeder aus der Vielzahl in dem Wabensegment 26 gebildeter Waben 22 angeordnet, um jede der Waben 22 an einem der offenen Enden zu verschließen. Die verschlossene Wabenstruktur 200 hat ein solches summiertes Porenvolumen in den Trennwänden 21 jedes Wabensegments 26, dass der Porendurchmesser D10 größer als oder gleich 6 µm ist und der Porendurchmesser D90 kleiner als oder gleich 58 µm ist. Jedes der Wabensegmente 26 der verschlossenen Wabenstruktur 200 erfüllt die obige Beziehung des Ausdrucks (1).
Verfahren zum Herstellen der verschlossenen Wabenstruktur:
Es besteht keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Verfahrens zum Herstellen der in den 1 bis 3 gezeigten verschlossenen Wabenstrukturen der vorliegenden Ausführungsform, und sie können zum Beispiel mittels des folgenden Verfahrens hergestellt werden. Zuerst wird ein plastisches Knetmaterial hergestellt, um einen Wabenstrukturkörper zu produzieren. Das Knetmaterial zum Produzieren eines Wabenstrukturkörpers kann hergestellt werden, indem einem als Rohmaterial-Pulver aus den oben erwähnten, für den Wabenstrukturkörper geeigneten Materialien ausgewählten Material nach Bedarf Zusätze wie Bindemittel, Porenbildner und Wasser zugesetzt werden. Als das Rohmaterial-Pulver können zum Beispiel Siliciumcarbid-Pulver und metallisches Silicium-Pulver zur Verwendung gemischt werden. Zu Beispielen des Bindemittels zählen Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose. Zu Beispielen der Zusätze zählt Netzmittel. Die Porosität und die Porendurchmesser-Verteilung der Trennwände können durch Anpassen der Zusatzmenge des Porenbildners gesteuert werden.
Dann wird das so hergestellte Knetmaterial stranggepresst, wodurch ein Wabenformkörper mit eine Vielzahl von Waben definierenden Trennwänden und einer diese Trennwände umgebenden Außenwand produziert wird.
Der so erhaltene Wabenformkörper wird zum Beispiel durch Mikrowellen und Heißluft getrocknet, und dann werden offene Enden der Waben mit einem dem für die Wabenformkörper verwendeten Material gleichenden Material verschlossen, wodurch Verschlussteile produziert werden. Nach dem Bilden der Verschlussteile kann der Wabenformkörper erneut getrocknet werden.
Dann wird der die hergestellten Verschlussteile enthaltende Wabenformkörper gebrannt, um eine verschlossene Wabenstruktur zu erhalten. Eine Brenntemperatur und eine Brennatmosphäre hängen von dem Rohmaterial ab, und der Fachmann kann die Brenntemperatur und die Brennatmosphäre, welche sich für das gewählte Material am besten eignen, auswählen.
Beispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen spezieller beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
Als das Rohmaterial-Pulver zum Herstellen eines Knetmaterials wurden Siliciumcarbid- (SiC-) Pulver und metallisches Silicium- (Si-) Pulver in einem Massenverhältnis 80:20 gemischt, um ein gemischtes Rohmaterial herzustellen.
7 Massenteile Bindemittel, 25 Massenteile Porenbildner und 42 Massenteile Wasser wurden 100 Massenteilen dieses gemischten Rohmaterials zugesetzt, um ein Form-Rohmaterial zum Herstellen eines Knetmaterials zu produzieren. Methylcellulose wurde als das Bindemittel verwendet. Für den Porenbildner wurden ein Porenbildner A mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 21 µm hat, und ein Porenbildner B mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 17 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
Dann wurde das erhaltene Form-Rohmaterial mittels eines Kneters geknetet, wodurch ein Knetmaterial hergestellt wurde. Dann wurde das erhaltene Knetmaterial mittels einer Strangpresse geformt, um sechzehn Wabenformkörper jeweils mit einer viereckigen Prismenform zu produzieren. Dann wurden die erhaltenen Wabenformkörper mittels Hochfrequenzinduktionserwärmung erwärmt und getrocknet, gefolgt von erneutem Trocknen mittels eines Heißlufttrockners.
Dann wurden Verschlussteile an den getrockneten Wabenformkörpern gebildet. Zuerst wurde eine Maske an der Einström-Stirnseite des Wabenformkörpers angebracht. Dann wurde der maskierte Stirnteil (der Stirnteil auf der Seite der Einström-Stirnseite) in einen verschließenden Schlamm eingetaucht, um die offenen Enden der Waben ohne die Maske (Ausströmwaben) mit dem verschließenden Schlamm zu füllen. Auf diese Weise wurden Verschlussteile auf der Seite der Einström-Stirnseite des Wabenformkörpers gebildet. Dann wurden auf der Ausström-Stirnseite des getrockneten Wabenformkörpers entsprechend auch an den Einströmwaben Verschlussteile gebildet.
Dann wurde der Wabenformkörper mit den gebildeten Verschlussteilen entfettet und gebrannt. Auf diese Weise wurden sechzehn gebrannte Wabenkörper mit einer viereckigen Prismenform produziert. Das Entfetten erfolgte 3 Stunden lang bei 550 °C, und das Brennen erfolgte 2 Stunden lang bei 1.450 °C in einer Argonatmosphäre. Die so erhaltenen sechzehn gebrannten Wabenkörper waren Wabensegmente zum Herstellen einer verschlossenen Wabenstruktur.
Jedes Wabensegment hatte eine viereckige Prismenform, deren Stirnseite ein Viereck war, und das Viereck hatte an einer Seite eine Länge von 42 mm. Das Wabensegment hatte in der Wabenausdehnungsrichtung eine Länge von 140 mm. Die Trennwand des Wabensegments hatte eine Dicke von 0,305 mm. Die durch die Trennwände definierten Waben hatten eine viereckige Form. Das Wabensegment hatte eine Wabendichte von 46,5 Waben/cm².
Dann wurden die so erhaltenen sechzehn Wabensegmente so angeordnet, dass ihre Seitenflächen einander gegenüberlagen, und wurden sie mit einem Verbindungsmaterial verbunden, um einen Wabenverbundkörper herzustellen. Der Wabenverbundkörper wurde durch Verbinden der insgesamt sechzehn Wabensegmente so, dass die Wabensegmente an ihren Stirnseiten in vier Reihen und in vier Spalten angeordnet waren, hergestellt.
Dann wurde der Umfangsteil des verbundenen Wabenkörpers so geschliffen und verarbeitet, dass das Wabenverbundelement in dem Querschnitt senkrecht zu der Ausdehnungsrichtung der Waben kreisrund war. Anschließend wurde ein ein Keramik-Rohmaterial enthaltendes Umfangsbeschichtungsmaterial auf den äußersten Umfang des geschliffenen und verarbeiteten Wabenverbundkörpers aufgebracht.
Der Wabenverbundkörper mit dem darauf aufgebrachten Umfangsbeschichtungsmaterial wurde bei 600 °C wärmebehandelt, um eine verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 1 herzustellen. Die verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 1 enthielt einen aus dem Wabenverbundkörper, der aus dem Umfangsbeschichtungsmaterial gebildeten Segmentumfangswand und den Verschlussteilen zum Verschließen jeder der Waben bestehenden Wabenstrukturkörper.
Die verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 1 hatte an ihren Stirnseiten einen Durchmesser von 165 mm und in der Wabenausdehnungsrichtung eine Länge von 140 mm. Die Verbindungsschicht zum Verbinden der Wabensegmente hatte eine Dicke von 1 mm. Die Segmentumfangswand hatte eine Dicke von 1 mm.

Für die verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 1 wurden die Porosität und das summierte Porenvolumen der Trennwände mittels des folgenden Verfahrens gemessen. Auf der Grundlage des Messergebnisses des summierten Porenvolumens erhielt man den Porendurchmesser D10, den Porendurchmesser D30, den Porendurchmesser D50, den Porendurchmesser D70 und den Porendurchmesser D90. Tabelle 1 zeigt das Ergebnis.
[Tabelle 1]

	Porosität (%)	Trennwanddicke (mm)	Aus dem summierten Porenvolumen erhaltener Porendurchmesser (µm)					(D70-D30)/ D50
	Porosität (%)	Trennwanddicke (mm)	D10	D30	D50	D70	D90	(D70-D30)/ D50
Bsp. 1	63	0,305	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427
Bsp. 2	63	0,305	12,9	17,4	21,8	25,1	48,5	0,353
Bsp. 3	63	0,305	7,5	11,9	20,5	34,2	52,8	1,088
Bsp. 4	63	0,305	6,0	8,2	19,4	37,3	57,9	1,500
Bsp. 5	63	0,305	6,2	12,4	15,1	18,0	39,6	0,371
Vgl.bsp. 1	63	0,305	9,9	16,4	19,2	22,3	45,2	0,307
Vgl.bsp. 2	63	0,305	8,5	13,8	16,9	19,5	39,9	0,337
Vgl.bsp. 3	63	0,305	7,1	9,2	20,0	42,5	56,8	1,665
Vgl.bsp. 4	63	0,305	16,5	21,5	27	31,2	58,5	0,359
Vgl.bsp. 5	63	0,305	5,3	12,3	15,2	18,2	40,1	0,388
Bsp. 6	52	0,305	12,1	18,0	21,3	25,5	52,1	0,352
Bsp. 7	52	0,305	9,8	15,8	18,0	22,7	48,8	0,383
Vgl.bsp. 6	52	0,305	12,7	17,8	20,1	22,4	33,6	0,229
Vgl.bsp. 7	52	0,305	9,5	14,4	16,8	19,2	31,9	0,286

Porosität
Die Porosität der Trennwände wurde unter Verwendung des von Micromeritics produzierten Autopore 9500 (Produktname) gemessen. Zum Messen der Porosität wurde ein Teil der Trennwände aus der verschlossenen Wabenstruktur herausgeschnitten, um ein Probestück herzustellen, und die Porosität des erhaltenen Probestücks wurde gemessen. Das Probestück war ein Quader von ca. 10 mm Länge, ca. 10 mm Breite und ca. 20 mm Höhe. Das Probestück wurde aus dem nahe der Mitte in der Axialrichtung des Wabenstrukturkörpers angeordneten Wabensegment entnommen.
Summiertes Porenvolumen
Das summierte Porenvolumen der Trennwände wurde unter Verwendung des von Micromeritics produzierten Autopore 9500 (Produktname) gemessen. Das summierte Porenvolumen wurde außerdem an demselben Probestück wie bei der Messung der Porosität gemessen.
Auf der Grundlage des Messergebnisses des summierten Porenvolumens erhielt man den Porendurchmesser D10, den Porendurchmesser D30, den Porendurchmesser D50, den Porendurchmesser D70 und den Porendurchmesser D90. Das Ergebnis ist in den Feldern „D10“, „D30“, „D50“, „D70“ und „D90“ des „aus dem summierten Porenvolumen erhaltenen Porendurchmessers“ in Tabelle 1 angegeben. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse erhielt man den Wert von „(D70-D30)/D50“. Tabelle 1 zeigt das Ergebnis.
Die verschlossene Wabenstruktur in Beispiel 1 hatte eine Porosität der Trennwände von 63%.
Der dem summierten Porenvolumen von 10% entsprechende Porendurchmesser D10 betrug 10,1 µm.
Der dem summierten Porenvolumen von 30% entsprechende Porendurchmesser D30 betrug 14,7 µm.
Der dem summierten Porenvolumen von 50% entsprechende Porendurchmesser D50 betrug 18,5 µm.
Der dem summierten Porenvolumen von 70% entsprechende Porendurchmesser D70 betrug 22,6 µm.
Der dem summierten Porenvolumen von 90% entsprechende Porendurchmesser D90 betrug 45,2 µm.
Auf der Grundlage des Messergebnisses des summierten Porenvolumens wurde ein die Porendurchmesser-Verteilung der verschlossenen Wabenstruktur zeigendes Schaubild wie in 5 erstellt. In diesem Schaubild stellt die waagerechte Achse den Porendurchmesser dar und stellt die senkrechte Achse das Log-Differential-Porenvolumen dar.
Ein Katalysator wurde mittels des folgenden Verfahrens in die Trennwände der verschlossenen Wabenstruktur in Beispiel 1 imprägniert. Zuerst wurde Cu-Zeolith enthaltender Katalysatorschlamm hergestellt. Mit diesem Katalysatorschlamm wurde die verschlossene Wabenstruktur so imprägniert, dass die Imprägnierungsmenge pro Einheitsvolumen nach dem Trocknen 120 g/l betrug. Um die Imprägnierung mit dem Katalysator durchzuführen, wurde die verschlossene Wabenstruktur zum Imprägnieren in den Katalysatorschlamm eingetaucht, gefolgt von Einblasen von Luft zum Ausblasen des überschüssigen Katalysatorschlamms. Dieser wurde bei einer Temperatur von 120 °C getrocknet, gefolgt von einer 3-stündigen Wärmebehandlung bei 500 °C, wodurch man eine mit dem Katalysator imprägnierte verschlossene Wabenstruktur erhielt. Die Imprägnierungsmenge des Katalysators in der verschlossenen Wabenstruktur in Beispiel 1 betrug 120 g/l. Tabelle 2 zeigt die Imprägnierungsmenge des Katalysators in der verschlossenen Wabenstruktur.

Für die auf diese Weise mit dem Katalysator imprägnierte verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 1 wurden mittels des folgenden Verfahrens das „Druckverlust-Variationsverhältnis (%)“ und die „Anzahl ausgestoßener Feinstaubpartikel (×10¹¹ Stück/km)“ gemessen. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis.
[Tabelle 2]

	Imprägnierungsmenge des Katalysators (g/l)	Druckverlust-Variationsverhältnis (%)	Anzahl ausgestoßener Feinstaubpartikel (×10¹¹ Stück/km)
Bsp. 1	120	15%	0,75
Bsp. 2	120	19%	1,5
Bsp. 3	120	11%	2,2
Bsp. 4	120	18%	5,7
Bsp. 5	120	17%	0,12
Vgl.bsp. 1	120	30%	0,45
Vgl.bsp. 2	120	22%	0,1
Vgl.bsp. 3	120	23%	4,5
Vgl.bsp. 4	120	18%	6,5
Vgl.bsp. 5	120	23%	0,15
Bsp. 6	50	18%	2,3
Bsp. 7	50	16%	1,3
Vgl.bsp. 6	50	40%	0,05
Vgl.bsp. 7	50	32%	0,02

Druckverlust-Variationsverhältnis (%)
Zuerst wurden für jedes der Beispiele zwanzig verschlossene Wabenstrukturen mittels desselben Verfahrens hergestellt und wurde ein Katalysator mittels desselben Verfahrens in diese verschlossenen Wabenstrukturen imprägniert. Dann wurde Luft bei Raumtemperaturen bei einer Durchflussmenge von 10 m³/min. durch diese verschlossenen Wabenstrukturen strömen gelassen und wurde der Druck auf der Seite der Einström-Stirnseite und auf der Seite der Ausström-Stirnseite für diese verschlossenen Wabenstrukturen gemessen. Dann wurde eine Druckdifferenz zwischen der Seite der Einström-Stirnseite und der Seite der Ausström-Stirnseite berechnet, um den Druckverlust (kPa) dieser verschlossenen Wabenstrukturen zu erhalten. Man erhielt den Wert P₁ des Druckverlusts der verschlossenen Wabenstruktur mit dem größten Druckverlust, den Wert P₂ des Druckverlusts der verschlossenen Wabenstruktur mit dem geringsten Druckverlust und den Druckverlust-Durchschnittswert P₀ der zwanzig verschlossenen Wabenstrukturen, und auf der Grundlage des folgenden Ausdrucks (3) erhielt man das „Druckverlust-Variationsverhältnis (%)“. Bei der Messung dieses „Druckverlust-Variationsverhältnisses (%)“ waren, wenn ihr Druckverlust-Variationsverhältnis kleiner als oder gleich 20% war, solche verschlossene Wabenstrukturen akzeptabel, und wenn ihr Druckverlust-Variationsverhältnis größer als 20% war, wurden solche verschlossenen Wabenstrukturen verworfen. $Druckverlust - Variationsverhältnis = (P_{1} - P_{2}) / (2 \times P_{0}) \times 100%$
In Ausdruck (3) bezeichnet P₁ den Wert des Druckverlusts der verschlossenen Wabenstruktur mit dem größten Druckverlust. In Ausdruck (3) bezeichnet P₂ den Wert des Druckverlusts der verschlossenen Wabenstruktur mit dem geringsten Druckverlust. In Ausdruck (3) bezeichnet P₀ den Druckverlust-Durchschnittswert der zwanzig verschlossenen Wabenstrukturen. $Anzahl ausgestoßener Feinstaubpartikel (\times 10^{11} Stück/km)$
Zuerst wurde eine eine verschlossene Wabenstruktur als Filter enthaltende Vorrichtung zur Abgasreinigung hergestellt. Auf einer stromaufwärts liegenden Seite der verschlossenen Wabenstruktur der Abgasreinigungsvorrichtung wurde ein mit einem Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) imprägniertes Reinigungselement A angeordnet. Auf einer stromabwärts liegenden Seite der verschlossenen Wabenstruktur der Abgasreinigungsvorrichtung wurde ein mit einem (SCR-) Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion imprägniertes Reinigungselement B angeordnet. Eine solche Abgasreinigungsvorrichtung wurde an die CC-Position des mit einem 3,0 I-Dieselmotor ausgestatteten Fahrzeugs angeschlossen, und die Anzahl ausgestoßener Partikel (PM) wurde gemäß dem europäischen EURO6-Verfahren zur Regulierung der Anzahl ausgestoßener Partikel (PN-Verordnung) gemessen. „PN“ steht für „Particulate Number“. „PM“ steht für „Particulate Matter“. Bei der Messung dieser „Anzahl ausgestoßener Feinstaubpartikel (×10¹¹ Stück/km)“ war, wenn die Anzahl kleiner als oder gleich 6×10¹¹ Stück/km war, eine solche verschlossene Wabenstruktur akzeptabel, und wenn die Anzahl größer als 6×10¹¹ Stück/km war, wurde eine solche verschlossene Wabenstruktur verworfen.
Beispiele 2 bis 7
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden verschlossene Wabenstrukturen unter Veränderung ihrer Porosität und ihres aus dem summierten Porenvolumen erhaltenen Porendurchmessers hergestellt. Die Porosität und der Porendurchmesser (d.h., das summierte Porenvolumen) wurden durch Anpassen des Partikeldurchmessers und der dem Form-Rohmaterial zugesetzten Menge des Porenbildners gesteuert.
In Beispiel 2 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner C mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 23 µm hat, und ein Porenbildner A mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 21 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
In Beispiel 3 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner D mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 27 µm hat, und ein Porenbildner E mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 16 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
In Beispiel 4 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner F mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 28 µm hat, ein Porenbildner A mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 21 µm hat, und ein Porenbildner G mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 14 µm hat, im Verhältnis 1:1:1 gemischt.
In Beispiel 5 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner B mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 17 µm hat, und ein Porenbildner G mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 14 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
In Beispiel 6 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner C mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 23 µm hat, und ein Porenbildner H mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 20 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
In Beispiel 7 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner H mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 20 µm hat, und ein Porenbildner B mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 17 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
Beispiele 8 bis 13
Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurden die verschlossenen Wabenstrukturen dieser Beispiele ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass die Dicke der Trennwände verändert wurde.
Beispiele 14 bis 16
Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurden verschlossene Wabenstrukturen dieser Beispiele unter Veränderung ihrer Porosität und ihres aus dem summierten Porenvolumen erhaltenen Porendurchmessers hergestellt. Die Porosität und der Porendurchmesser (d.h., das summierte Porenvolumen) wurden durch Anpassen des Partikeldurchmessers und der dem Form-Rohmaterial zugesetzten Menge des Porenbildners gesteuert.
In Beispiel 14 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner A mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 21 µm hat, und ein Porenbildner B mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 17 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
In Beispiel 15 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner A mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 21 µm hat, und ein Porenbildner E mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 16 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
In Beispiel 16 wurden für den Porenbildner ein Porenbildner I mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 24 µm hat, und ein Porenbildner J mit einem Partikeldurchmesser, welcher nach dem Brennen den durchschnittlichen Porendurchmesser von 19 µm hat, im Verhältnis 1:1 gemischt.
Vergleichsbeispiele 1 bis 7
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden verschlossene Wabenstrukturen dieser Vergleichsbeispiele unter Veränderung ihrer Porosität und ihres aus dem summierten Porenvolumen erhaltenen Porendurchmessers hergestellt. Die Porosität und der Porendurchmesser (d.h., das summierte Porenvolumen) wurden durch Anpassen des Partikeldurchmessers und der dem Form-Rohmaterial zugesetzten Menge des Porenbildners gesteuert.
Für die mit dem Katalysator in der Menge wie in den Feldern „Imprägnierungsmenge des Katalysators“ in Tabelle 2 gezeigt imprägnierten verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 2 bis 7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 7 wurden das „Druckverlust-Variationsverhältnis (%)“ und die „Anzahl ausgestoßener Feinstaubpartikel (×10¹¹ Stück/km)“ mittels eines demjenigen in Beispiel 1 gleichenden Verfahrens gemessen. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis.
Für die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1, 6 und 8 bis 16 wurden deren „Druckverlust“ und „Druckfestigkeit“ mittels der folgenden Verfahren gemessen. Dann wurde das Verhältnis dieser gemessenen Werte des „Druckverlusts“ und der „Druckfestigkeit“ zu den Werten der verschlossenen Wabenstruktur des Beispiels 1 berechnet, wobei die Messwerte der verschlossenen Wabenstruktur des Beispiels 1 auf 100% gesetzt wurden. Die Tabellen 4 und 6 zeigen das Ergebnis.
Druckverlust
Zuerst wurde Luft bei Raumtemperaturen bei einer Durchflussmenge von 10 m³/min. durch die verschlossenen Wabenstrukturen dieser Beispiele strömen gelassen und wurde der Druck auf der Seite der Einström-Stirnseite und auf der Seite der Ausström-Stirnseite für diese verschlossene Wabenstrukturen gemessen. Dann wurde eine Druckdifferenz zwischen der Seite der Einström-Stirnseite und der Seite der Ausström-Stirnseite berechnet, um den Druckverlust (kPa) dieser verschlossenen Wabenstrukturen zu erhalten. Der Druckverlust wurde an den nicht mit einem Katalysator imprägnierten verschlossenen Wabenstrukturen gemessen.
Druckfestigkeit

Ein Probestück von 25,4 mm Durchmesser und 25,4 mm Länge wurde in der zu dem Durchgangskanal der Wabenstruktur parallelen Richtung ausgehöhlt, um ein Probestück zum Messen der Druckfestigkeit herzustellen. Eine Belastung von 1 mm/min. wurde unter Verwendung des Druckfestigkeitsprüfgeräts in der Durchgangskanalrichtung auf das hergestellte Probestück ausgeübt, und die Belastung F wurde gemessen, als das Probestück zerbrach. Als das Prüfgerät für die Druckfestigkeitsprüfung wurde ein INSTRON4206 (Produktname) verwendet. Durch Dividieren der gemessenen Belastung F durch die Querschnittsfläche P (= 506 mm²) des Probestücks erhielt man die Druckfestigkeit der Wabenstruktur.
[Tabelle 3]

	Porosität (%)	Trennwanddicke (mm)	Aus dem summierten Porenvolumen erhaltener Porendurchmesser (µm)					(D70-D30)/ D50
	Porosität (%)	Trennwanddicke (mm)	D10	D30	D50	D70	D90	(D70-D30)/ D50
Bsp. 8	63	0,470	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427
Bsp. 9	63	0,460	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427
Bsp. 10	63	0,400	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427
Bsp. 1	63	0,305	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427
Bsp. 11	63	0,200	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427
Bsp. 12	63	0,150	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427
Bsp. 13	63	0,130	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,427

[Tabelle 4]

	Druckverlust (nicht mit einem Katalysator beschichtet)	Druckfestigkeit (nicht mit einem Katalysator beschichtet)
Bsp. 8	201%	148%
Bsp. 9	192%	143%
Bsp. 10	147%	127%
Bsp. 1	100%	100%
Bsp. 11	67%	73%
Bsp. 12	56%	58%
Bsp. 13	51%	48%

[Tabelle 5]

	Porosität (%)	Trennwanddicke (mm)	Aus dem summierten Porenvolumen erhaltener Porendurchmesser (µm)					(D70-D30)/ D50
	Porosität (%)	Trennwanddicke (mm)	D10	D30	D50	D70	D90	(D70-D30)/ D50
Bsp. 14	72	0,305	9,600	14,1	20,3	22,3	44,5	0,4
Bsp. 15	70	0,305	10,800	14,3	19,2	22,1	44,8	0,4
Bsp. 1	63	0,305	10,1	14,7	18,5	22,6	45,2	0,4
Bsp. 6	52	0,305	12,1	18,0	21,3	25,5	52,1	0,4
Bsp. 16	45	0,305	11,800	17,8	21,0	26,0	53,2	0,4

[Tabelle 6]

	Imprägnierungsmenge des Katalysators (g/l)	Druckverlust (nicht mit einem Katalysator beschichtet)	Druckfestigkeit (nicht mit einem Katalysator beschichtet)
Bsp. 14	120	75%	32%
Bsp. 15	120	80%	52%
Bsp. 1	120	100%	100%
Bsp. 6	120	160%	200%
Bsp. 16	120	210%	250%

Ergebnisse
Bei allen verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 7 lagen die Werte des Druckverlust-Variationsverhältnisses unter 20%. Das heißt, die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 7 wiesen eine geringe Variation des Druckverlusts auf, als eine Vielzahl dieser verschlossenen Wabenstrukturen hergestellt wurde und jede dieser verschlossenen Wabenstrukturen mit einem Katalysator imprägniert wurde. Bei den verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 7 war die Anzahl ausgestoßener Feinstaubpartikel kleiner als oder gleich 6×10¹¹ Stück/km, und diese verschlossenen Wabenstrukturen können vorteilhaft als Filter zur Abgasreinigung verwendet werden.
Im Gegensatz dazu waren bei den verschlossenen Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 und 5 bis 7 die Werte des Druckverlust-Variationsverhältnisses sehr hoch. Bei der verschlossenen Wabenstruktur des Vergleichsbeispiels 4 war der Wert der Anzahl ausgestoßener Feinstaubpartikel sehr groß.
Wie in Tabelle 4 gezeigt, hatten die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 und 8 bis 13 Druckverlustwerte, welche mit der Dicke der Trennwand zunahmen. Die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 und 8 bis 13 hatten Druckfestigkeitswerte, welche mit der Dicke der Trennwand abnahmen. Die die Trennwand von 0,470 mm Dicke enthaltende verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 8 hatte einen Druckverlustwert, welcher 200% des als Referenzwerts dienenden Druckverlustwerts der verschlossenen Wabenstruktur des Beispiels 1 überschritt. Die die Trennwand von 0,130 mm Dicke enthaltende verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 13 hatte einen Druckfestigkeitswert, welcher unter 50% des als Referenzwerts dienenden Druckfestigkeitswerts der verschlossenen Wabenstruktur des Beispiels 1 fiel.
Wie in Tabelle 6 gezeigt, hatten die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1, 6 und 14 bis 16 Druckfestigkeitswerte, welche mit zunehmender Porosität der Trennwände abnahmen. Die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1, 6 und 14 bis 16 hatten Druckverlustwerte, welche mit abnehmender Porosität der Trennwände zunahmen. Die eine Trennwandporosität von 72% aufweisende verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 14 hatte einen Druckfestigkeitswert, welcher unter 50% des als Referenzwerts dienenden Druckfestigkeitswerts der verschlossenen Wabenstruktur des Beispiels 1 fiel. Die eine Trennwandporosität von 45% aufweisende verschlossene Wabenstruktur des Beispiels 16 hatte einen Druckverlustwert, welcher 200% des als Referenzwerts dienenden Druckverlustwerts der verschlossenen Wabenstruktur des Beispiels 1 überschritt.
Die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann für einen Auffangfilter zum Entfernen von Partikeln und dergleichen in einem Abgas verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1, 21:: Trennwand
2, 22:: Wabe
3:: Umfangswand
4, 24:: Wabenstrukturkörper
5, 25:: Verschlussteil
11, 31:: Einström-Stirnseite
12:: Ausström-Stirnseite
26:: Wabensegment
27:: Segmentumfangswand
28:: Verbindungsschicht
100, 200:: verschlossene Wabenstruktur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002219319 A [0005]

Claims

Verschlossene Wabenstruktur, enthaltend: einen säulenförmigen Wabenstrukturkörper mit einer Einström-Stirnseite und einer Ausström-Stirnseite, welcher poröse Trennwände enthält, die so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl von Waben umgeben, wobei die Vielzahl von Waben sich von der Einström-Stirnseite zu der Ausström-Stirnseite erstreckt und als ein Durchgangskanal für ein Fluid dient; und an offenen Enden der Waben auf der Seite der Einström-Stirnseite oder auf der Seite der Ausström-Stirnseite angeordnete Verschlussteile, wobei die Trennwände ein mittels Quecksilberporosimetrie gemessenes summiertes Porenvolumen haben, ein dem summierten Porenvolumen von 10% eines Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D10 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 30% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D30 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 50% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D50 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 70% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D70 ist, ein dem summierten Porenvolumen von 90% des Gesamt-Porenvolumens entsprechender Porendurchmesser D90 ist, der Porendurchmesser D10 größer als oder gleich 6 µm ist, der Porendurchmesser D90 kleiner als oder gleich 58 µm ist und die verschlossene Wabenstruktur die Beziehung von Ausdruck (1) erfüllt. $0,35 \leq (D70 - D30) /D50 \leq 1, 5$
Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die verschlossene Wabenstruktur die Beziehung von Ausdruck (2) erfüllt, $0,40 \leq (D70 - D30) /D50 \leq 1, 3$
In Ausdruck (2) bezeichnet D30 den Wert des Porendurchmessers D30, bezeichnet D50 den Wert des Porendurchmessers D50 und bezeichnet D70 den Wert des Porendurchmessers D70.
Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Porendurchmesser D10 größer als oder gleich 7 µm ist.
Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Porendurchmesser D90 kleiner als oder gleich 52 µm ist.
Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Trennwand eine Dicke von 0,15 bis 0,46 mm hat.
Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Trennwände eine Porosität von 50 bis 70% aufweisen.
Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trennwände mit einem Katalysator zur Abgasreinigung imprägniert sind und die Imprägnierungsmenge des Katalysators 50 bis 300 g/l beträgt.
Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Trennwände mindestens eine aus der aus Siliciumcarbid, Cordierit, Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Siliciumnitrid, Mullit, Aluminiumoxid und Aluminiumtitanat bestehenden Gruppe ausgewählte Werkstoffart enthalten.