DE102021213201A1 - Verschlossene Wabenstruktur - Google Patents

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cells
honeycomb structure
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partition wall
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Makoto Teranishi
Tadato Ito
Ken Itadu
Kana SAKAMOTO
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

Es wird eine verschlossene Wabenstruktur geschaffen, die einen Anstieg des Druckverlusts mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf den Oberflächen der Trennwand unterdrücken kann. Eine verschlossene Wabenstruktur umfasst einen säulenförmigen Wabenstrukturkörper 4 mit einer porösen Trennwand 1, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen 2 umgibt, und einen Verschlussabschnitt 5, der an einem jeweiligen offenen Ende der Zellen 2 angeordnet ist, wobei in einem Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zellen 2 ein Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 2a größer als der Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle 2b ist, eine Porosität der Trennwand 138 % oder mehr beträgt, eine Dicke der Trennwand 1 beträgt 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger beträgt, eine Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 4 31,0 Zellen/cm2oder mehr beträgt und ein Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 14,5 × 107Pa·s/m2oder weniger beträgt

Description

  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung, die auf JP 2021-020913 basiert, die am 12. Februar 2021 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine verschlossene Wabenstruktur. Insbesondere bezieht sie sich auf eine verschlossene Wabenstruktur, die bei ihrer Verwendung einen geringen Druckverlust realisieren kann.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In verschiedenen Industrien werden Brennkraftmaschinen als Leistungsquelle verwendet. Andererseits enthält Abgas, das von der Brennkraftmaschine bei der Verbrennung von Kraftstoffen emittiert wird, Feinstaub wie Ruß und Asche zusammen mit toxischen Gasen wie Stickoxiden. Im Folgenden kann der Feinstaub als „PM“ bezeichnet werden. „PM“ ist eine Abkürzung für „Feinstaub“. In letzter Zeit sind Vorschriften zum Entfernen von PM, der von Dieselmotoren emittiert wird, weltweit strenger geworden, wobei ein Filter zum Entfernen von PM, beispielsweise ein Filter vom Wandströmungstyp mit einer Wabenstruktur, verwendet wird.
  • Als Filter des Wandströmungstyps wurden verschiedene verschlossene Wabenstrukturen mit einem Wabenstrukturkörper vorgeschlagen, in dem mehrere Zellen, die als Fluiddurchgangskanäle dienen, durch eine poröse Trennwand und einen Verschlussabschnitt, der an einem der offenen Enden der mehreren Zellen angeordnet ist, definiert sind (siehe z. B. Patentdokumente 1 bis 6). In einer solchen verschlossenen Wabenstruktur sind zum Beispiel Zuflusszellen, in denen der Verschlussabschnitt auf der Seite der Abflussstirnfläche angeordnet ist, und Abflusszellen, in denen der Verschlussabschnitt auf der Seite der Zuflussstirnfläche angeordnet ist, abwechselnd mit der Trennwand dazwischen angeordnet und die poröse Trennwand dient als Filter zum Entfernen von Feinstaub. Insbesondere wird die verschlossene Wabenstruktur als Filter zum Entfernen von PM, der aus einer Dieselkraftmaschine ausgestoßen wird, manchmal als Dieselpartikelfilter bezeichnet. Außerdem wird die verschlossene Wabenstruktur als Filter zum Entfernen von PM, der aus einer Benzinkraftmaschine ausgestoßen wird, manchmal als Benzinpartikelfilter bezeichnet. Im Folgenden wird der Dieselpartikelfilter manchmal als „DPF“ bezeichnet und der Benzinpartikelfilter manchmal als „GPF“ bezeichnet.
    • [Patentdokument 1] JP-A-58-196820
    • [Patentdokument 2] JP-B-6068067
    • [Patentdokument 3] JP-A-2015-29936
    • [Patentdokument 4] JP-A-2018-58761
    • [Patentdokument 5] JP-A-2018-143956
    • [Patentdokument 6] JP-A-2013-680
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der DPF muss aufgrund der Ablagerung des Gehalts an anorganischer Asche in dem Kraftmaschinenöl während des Langzeitbetriebs regelmäßig gereinigt werden. Daher wird in dem DPF, um die Wartungskosten zu reduzieren, eine Erhöhung der Ablagerungskapazität des Gehalts an anorganischer Asche (im Folgenden auch als „Aschekapazität“ bezeichnet) erwartet.
  • Um die Aschekapazität zu erhöhen, ist es beispielsweise denkbar, den Anteil der Zuflusszellen in dem DPF zu erhöhen. In einem solchen Fall ist es anders als beim herkömmlichen DPF notwendig, die Zellen so anzuordnen, dass die Zuflusszellen benachbart zueinander sind. Der oben beschriebene herkömmliche DPF bezieht sich auf einen DPF mit einer Zellenstruktur, in der Zuflusszellen und Abflusszellen abwechselnd mit einer Trennwand dazwischen angeordnet sind.
  • Bei einem DPF mit einer Zellenanordnung, bei der die Zuflusszellen benachbart zueinander sind, kann jedoch der Druckverlust, wenn die Partikel wie Ruß oder dergleichen an dem DPF anhaften, (im Folgenden auch als „Druckverlust mit Ruß" bezeichnet) oder der Druckverlust, wenn Ruß oder dergleichen nicht anhaftet, (der Anfangsdruckverlust) ansteigen. Das heißt, in der Zellenanordnung, in der die Zuflusszellen benachbart zueinander sind, gibt es eine Trennwand, die die Zuflusszellen definiert (im Folgenden auch als „IN-IN-Trennwand“ bezeichnet). Ein DPF, in dem eine solche IN-IN-Trennwand vorhanden ist, weist verglichen mit dem herkömmlichen DPF einen erhöhten Druckverlust mit Ruß auf.
  • Wie es oben beschrieben ist, nimmt, wenn die Aschekapazität erhöht wird, um den Druckverlust zum Zeitpunkt der Ablagerung der anorganischen Asche (im Folgenden auch als „Druckverlust zum Zeitpunkt der Ascheablagerung“ bezeichnet) zu verringern, der Druckverlust mit Ruß des DPF zu und der Druckverlust mit Ruß steht in einer Zielkonfliktbeziehung mit dem Druckverlust zum Zeitpunkt der Ascheablagerung. Daher ist es wünschenswert, eine verschlossene Wabenstruktur zu entwickeln, die eine Verringerung des Druckverlusts mit Ruß zu realisieren und gleichzeitig die Aschekapazität zu erhöhen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme mit dem Stand der Technik gemacht. Die vorliegende Erfindung schafft eine verschlossene Wabenstruktur, die bei ihrer Verwendung einen geringen Druckverlust realisieren kann. Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine verschlossene Wabenstruktur, die einen geringeren Druckverlust realisieren kann, indem sie einen Anstieg des Druckverlusts mit Ruß unterdrückt, der durch PM verursacht wird, das sich auf der Oberfläche der Trennwand ablagert, und gleichzeitig die Aschekapazität erhöht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine verschlossene Wabenstruktur geschaffen, wie sie nachstehend beschrieben ist.
  • [1] Verschlossene Wabenstruktur, die umfasst: einen Wabenstrukturkörper mit einer porösen Trennwand, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen umgibt, die als ein Fluiddurchgangskanal dienen, der sich von einer Zuflussstirnfläche zu einer Abflussstirnfläche erstreckt; und
    einen Verschlussabschnitt, der so angeordnet ist, dass er ein Ende an einer Seite der Zuflussstirnfläche oder der Abflussstirnfläche der Zellen verschließt, wobei
    wobei die Zellen, die den Verschlussabschnitt an Enden auf der Seite der Abflussstirnfläche haben und die auf der Seite der Zuflussstirnfläche offen sind, Zuflusszellen sind, und die Zellen, die den Verschlussabschnitt an Enden auf der Seite der Zuflussstirnfläche haben und die auf der Seite der Abflussstirnfläche offen sind, Abflusszellen sind,
    die Zellen in einem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturkörpers jeweils eine Form, die ein Polygon ist, haben und eine Zellenstruktur, in der eine der Zuflusszellen und eine andere der Zuflusszellen mit der Trennwand dazwischen benachbart zueinander sind, haben, und
    in dem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle eine Gesamtfläche der Zuflusszelle größer als eine Gesamtfläche der Abflusszelle ist,
    eine Porosität der Trennwand 38 % oder mehr beträgt, eine Dicke der Trennwand 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger beträgt, eine Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 31,0 Zellen/cm2 oder mehr beträgt und
    ein Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 4,5 × 107 Pa·s/m2 oder weniger beträgt.
  • [2] Die verschlossene Wabenstruktur nach [1], wobei der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 4,0 × 107 Pa·s/m2 oder weniger beträgt.
  • [3] Die verschlossene Wabenstruktur nach [1] oder [2], wobei in dem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle eine Form einer der Zuflusszellen und eine Form einer der Abflusszellen kongruent oder ähnlich sind, und
    das Verhältnis der Gesamtzahl Na der Zuflusszellen zu der Gesamtzahl Nb der Abflusszellen 2 oder mehr beträgt.
  • [4] Die verschlossene Wabenstruktur nach einem der Punkte [1] bis [3], wobei in dem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle die Form der Zuflusszelle ein Typ ist.
  • [5] Die verschlossene Wabenstruktur nach einem der Punkte [1] bis [4], wobei in dem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle die Form der Zuflusszelle und die Form der Abflusszelle beide sechseckig sind.
  • [6] Die verschlossene Wabenstruktur nach einem der Punkte [1] bis [5], wobei in dem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle mindestens eine der Zellen eine regelmäßige sechseckige Form hat.
  • [7] Die verschlossene Wabenstruktur nach einem der Punkte [1] bis [6], wobei die Trennwand mit mindestens einem Katalysator beladen ist, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Oxidationskatalysator, Katalysator für selektive katalytische Reduktion und Drei-Wege-Katalysator.
  • [8] Die verschlossene Wabenstruktur nach [7], wobei die Trennwand mit dem Oxidationskatalysator beladen ist und eine Beladungsmenge des Oxidationskatalysators 0,1 bis 30 g/l beträgt.
  • [9] Die verschlossene Wabenstruktur nach [7], wobei die Trennwand mit dem Katalysator für selektive katalytische Reduktion beladen ist und eine Beladungsmenge des Katalysators für selektive katalytische Reduktion 50 bis 130 g/l beträgt.
  • [10] Die verschlossene Wabenstruktur nach [7] oder [9], wobei der Katalysator für selektive katalytische Reduktion ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Zeolithtyp oder ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Vanadiumtyp ist.
  • [11] Die verschlossene Wabenstruktur nach [7], wobei die Trennwand mit dem Drei-Wege-Katalysator beladen ist und eine Beladungsmenge des Drei-Wege-Katalysators 40 bis 130 g/l beträgt.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung haben die Zellen in einem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturkörpers jeweils eine Form, die ein Polygon ist, und eine Zellenstruktur, in der eine der Zuflusszellen und eine andere der Zuflusszellen mit der Trennwand dazwischen benachbart zueinander liegen. Die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung ist so ausgebildet, dass in dem obigen Abschnitt des Wabenstrukturkörpers eine Gesamtfläche der Zuflusszellen größer ist als die Gesamtfläche der Abflusszellen, während eine Porosität, eine Dicke und ein Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand und eine Zellendichte des Wabenstrukturkörpers auf einen vorbestimmten Wert eingestellt sind.
  • Die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, bietet, wenn sie als Filter verwendet wird, der PM in Abgas einfängt, verglichen mit der herkömmlichen verschlossenen Wabenstruktur die Wirkung des Ermöglichens eines niedrigen Druckverlusts. Insbesondere hat die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung eine bemerkenswerte Wirkung des Unterdrückens eines Anstiegs des Druckverlusts mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf den Oberflächen der Trennwand, während die Aschekapazität erhöht wird, um einen geringeren Druckverlust zu realisieren.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine erste Ausführungsform einer verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung von einer Seite der Zuflussstirnfläche zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht, die schematisch die Zuflussstirnfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur zeigt.
    • 3 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der in 2 gezeigten Zuflussstirnfläche vergrößert ist.
    • 4 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Abflussstirnfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur zeigt.
    • 5 ist eine Schnittansicht, die schematisch den Schnitt entlang der Linie A-A' von
    • 2 zeigt.
    • 6 ist eine Draufsicht, die schematisch die Zuflussstirnfläche der zweiten Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 7 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der in 6 gezeigten Zuflussstirnfläche vergrößert ist.
    • 8 ist eine Draufsicht, die schematisch die Abflussstirnfläche der in 6 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur zeigt.
    • 9 ist eine Schnittansicht, die schematisch den Schnitt entlang der Linie B-B' von
    • 6 zeigt.
    • 10 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der Zuflussstirnfläche der dritten Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung vergrößert ist.
    • 11 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der Abflussstirnfläche der in 10 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur vergrößert ist.
    • 12 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der Zuflussstirnfläche der vierten Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung vergrößert ist.
    • 13 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der Abflussstirnfläche der in 12 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur vergrößert ist.
    • 14 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die fünfte Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung von der Seite der Zuflussstirnfläche zeigt.
    • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Wabensegment, das in der in 14 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur verwendet wird, bei Betrachtung von der Seite der Zuflussstirnfläche zeigt.
    • 16 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der Zuflussstirnfläche der verschlossenen Wabenstruktur des Vergleichsbeispiels 1 vergrößert ist.
    • 17 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der Zuflussstirnfläche der verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 16 vergrößert ist.
    • 18 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Permeabilitätswiderstand (Pa·s/m2) und der Druckverlustzunahme ΔP (kPa) in Beispielen und Vergleichsbeispielen zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt. Daher sollte verstanden werden, dass Änderungen, Verbesserungen und dergleichen in geeigneter Weise an den folgenden Ausführungsformen basierend auf gewöhnlichen Kenntnissen von Fachleuten vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • (1) Verschlossene Wabenstruktur (Erste Ausführungsform):
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 wird die verschlossene Wabenstruktur 100 der ersten Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine erste Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung von der Seite der Zuflussstirnfläche zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die schematisch die Zuflussstirnfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur zeigt. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Abschnitt der in 2 gezeigten Zuflussstirnfläche vergrößert ist. 4 ist eine Draufsicht, die schematisch die Abflussstirnfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur zeigt. 5 ist eine Schnittansicht, die schematisch den A-A'-Schnitt von 2 zeigt.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 100 ist mit einem Wabenstrukturkörper 4 und einem Verschlussabschnitt 5 versehen. Der Wabenstrukturkörper 4 hat eine Säulenform mit einer Zuflussstirnfläche 11 und einer Abflussstirnfläche 12. Der Wabenstrukturkörper 4 hat eine poröse Trennwand 1, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen 2 umgibt, die sich von der Zuflussstirnfläche 11 zu der Abflussstirnfläche 12 erstrecken. Der in 1 gezeigte Wabenstrukturkörper 4 oder dergleichen umfasst ferner eine Umfangswand 3, die so angeordnet ist, dass sie die Trennwand 1 umgibt. In der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Zellen 2 auf einen Raum, der von der Trennwand 1 umgeben ist. Die mehreren Zellen 2 dienen als Fluiddurchgangskanäle.
  • Der Verschlussabschnitt 5 ist an entweder dem Ende der Seite der Zuflussstirnfläche 11 oder dem Ende der Seite der Abflussstirnfläche 12 der in dem Wabenstrukturkörper 4 ausgebildeten Zelle 2 angeordnet, um das offene Ende der Zelle 2 zu verschließen Die Zelle 2, in der der Verschlussabschnitt 5 an dem Ende der Seite der Abflussstirnfläche 12 angeordnet ist, wird als „Zuflusszelle 2a“ bezeichnet, und die Zelle 2, in der der Verschlussabschnitt 5 an dem Ende der Seite der Zuflussstirnfläche 11 angeordnet ist, wird als „Abflusszelle 2b“ bezeichnet.
  • Die Wabenstruktur 100 weist eine Zellenstruktur auf, bei der die Form der Zelle 2 polygonal ist und eine Zuflusszelle 2a und eine andere Zuflusszelle 2a mit der dazwischen liegenden Trennwand 1 in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4 zueinander benachbart sind. Hier bedeutet die Zellenstruktur ein Anordnungsmuster mehrerer Zellen 2, die durch die poröse Trennwand 1 definiert sind. Das heißt, die verschlossene Wabenstruktur 100 hat ein Anordnungsmuster, in dem zwei Zuflusszellen 2a mit der Trennwand 1 dazwischen in dem Anordnungsmuster der Zellen 2 in dem Abschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 benachbart zueinander sind. Die verschlossene Wabenstruktur 100 hat eine Zellenstruktur, in der eine Zuflusszelle 2a und eine andere Zuflusszelle 2a mit der Trennwand 1 zueinander benachbart sind, wie es oben beschrieben ist, so dass die Aschekapazität der verschlossenen Wabenstruktur 100 extrem wirksam erhöht werden kann.
  • Ferner ist die verschlossene Wabenstruktur 100 so ausgebildet, dass der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 2a größer ist als die Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle 2b in einem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4. Die Gesamtflächeninhalt der Zuflusszellen 2a ist die Summe der Flächeninhalte der Zuflusszellen 2a in dem oben beschriebenen Abschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 (d. h. der offenen Flächeninhalte der Zuflusszellen 2a). In ähnlicher Weise ist die Gesamtflächeninhalt der Abflusszellen 2b die Summe der Flächeninhalte der Abflusszellen 2b in dem oben beschriebenen Abschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 (d. h. der offenen Flächeninhalte der Abflusszellen 2b). Im Folgenden bedeutet eine einfache Bezugnahme auf den „Schnitt“ des Wabenstrukturkörpers 4 den „Schnitt senkrecht zu den Erstreckungsrichtungen der Zellen 2“ des Wabenstrukturkörpers 4. Außerdem bedeutet eine einfache Bezugnahme auf „Flächeninhalte“ und „Gesamtflächeninhalt“ der Zuflusszelle 2a und der Abflusszelle 2b bedeutet die jeweiligen Bereiche im Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4.
  • In dem Aspekt, in dem die Gesamtfläche der Zuflusszelle 2a größer als die Gesamtfläche der Abflusszelle 2b ist, ist die Größenbeziehung zwischen dem jeweiligen Flächeninhalt der einzelnen Zuflusszelle 2a und dem jeweiligen Flächeninhalt der einzelnen Abflusszelle 2b nicht besonders beschränkt. Mit anderen Worten kann ein jeweiliger Flächeninhalt der Zuflusszelle 2a und ein jeweiliger Flächeninhalt der Abflusszelle 2b gleich oder verschieden sein. Wenn beispielsweise ein jeweiliger Flächeninhalt der Zuflusszelle 2a und ein jeweiliger Flächeninhalt der Abflusszelle 2b gleich ist, kann der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 2a größer ausgelegt werden, indem die Gesamtzahl Na der Zuflusszelle 2a relativ größer gemacht wird als die Gesamtzahl Nb der Abflusszelle 2b. Selbst wenn jeweilige Flächeninhalte der Zuflusszellen 2a kleiner als jeweilige Flächeninhalte der Abflusszellen 2b sind, kann die Gesamtflächeninhalt der Zuflusszellen 2a größer ausgelegt werden, indem die Gesamtzahl Na der Zuflusszellen 2a relativ größer gemacht wird. Wenn hingegen jeweilige Flächeninhalte der Zuflusszelle 2a größer als jeweilige Flächeninhalte der Abflusszelle 2b sind, können die Gesamtzahl Na der Zuflusszelle 2a und die Gesamtzahl Nb der Abflusszelle 2b geeignet festgelegt werden, so dass der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 2a zunimmt.
  • In der verschlossenen Wabenstruktur 100 sind in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 die Form einer Abflusszelle 2b und die Form einer Zuflusszelle 2a kongruent oder ähnlich und das Verhältnis der Gesamtzahl Na der Zuflusszellen 2a zu der Gesamtzahl Nb der Abflusszellen 2b beträgt vorzugsweise 2 oder mehr. Nachfolgend kann das „Verhältnis der Gesamtzahl Na der Zuflusszellen 2a zu der Gesamtanzahl Nb der Abflusszellen 2b“ als das Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) bezeichnet werden. Beispielsweise ist in der in 1-5 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 100 die Beziehung „Gesamtzahl Na der Zuflusszellen 2a:Gesamtzahl Nb der Abflusszellen 2b = 2:1“ erfüllt und das Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) ist 2.
  • Bei der in 1-5 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 100 sind in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 die Form der Zuflusszelle 2a und die Form der Abflusszelle 2b beide sechseckig. Die Form der Zuflusszelle 2a und die Form der Abflusszelle 2b in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 sind nicht auf Sechsecke beschränkt und können andere Polygone wie Dreiecke, Quadrate, Fünfecke und Achtecke sein. Nachfolgend kann „die Form der Zelle 2“ in einem Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4 als „die Querschnittsform der Zelle 2“ oder einfach als „die Form der Zelle 2“ bezeichnet werden. In dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Polygon“ verschiedene Polygone, eine Form, bei der mindestens eine Ecke des Polygons in einer gekrümmten Form ausgebildet ist, und eine Form, bei der mindestens eine Ecke des Polygons linear angefast ist. Beispielsweise umfasst ein „Sechseck“ ein Sechseck, eine Form, bei der mindestens eine Ecke des Sechsecks in einer gekrümmten Form ausgebildet ist, und eine Form, bei der mindestens eine Ecke des Sechsecks linear angefast ist.
  • In dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 kann die Form der Zuflusszelle 2a ein Typ oder zwei oder mehr Typen sein. Ebenso kann die Form der Abflusszelle 2b ein Typ oder zwei oder mehr Typen sein. Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 ist es bevorzugt, dass die Form der Zuflusszelle 2a ein Typ ist.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 ist es im Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 bevorzugt, dass die Form einer Zuflusszelle 2a und die Form einer Abflusszelle 2b kongruent oder ähnlich sind. Wenn beispielsweise die Form einer der Zuflusszellen 2a der mehreren Zuflusszellen 2a sechseckig ist, ist es bevorzugt, dass die Form mindestens einer Abflusszelle 2b der mehreren Abflusszellen 2b ebenfalls sechseckig, d. h. kongruent oder ähnlich dem Sechseck, ist. Bei der in 1-5 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 100 sind die jeweiligen Formen der Zuflusszelle 2a und der Abflusszelle 2b regulär sechseckig. Die Wabenstruktur 100 ist vorzugsweise sowohl in der Form der Zuflusszelle 2a als auch in der Form der Abflusszelle 2b sechseckig. Außerdem ist es bevorzugt, dass mindestens eine oder mehrere Zellen 2 eine regelmäßige sechseckige Form haben.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 beträgt eine Porosität der Trennwand 1 des Wabenstrukturkörpers 4 38 % oder mehr. Wenn die Porosität der Trennwand 1 weniger als 38 % beträgt, kann der Druckverlust erhöht sein. Die Porosität der Trennwand 1 beträgt bevorzugt 38 bis 75 %, besonders bevorzugt 38 bis 65 %. Wenn beispielsweise die Porosität der Trennwand 1 zu hoch ist, kann die Festigkeit des Wabenstrukturkörpers 4 unzureichend sein und es kann schwierig sein, die verschlossene Wabenstruktur 100 mit angemessener Haltekraft zu halten, wenn die verschlossene Wabenstruktur 100 ist in einem Kanisterkörper untergebracht, der in einer Abgasreinigungsvorrichtung verwendet wird. Die Porosität der Trennwand 1 wird mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen. Als Quecksilber-Porosimeter kann beispielsweise das von Micromeritics Corporation hergestellte Autopore 9500 (Handelsname) verwendet werden.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 beträgt eine Dicke T der Trennwand 1125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die verschlossene Wabenstruktur 100 mit geringem Druckverlust zu erhalten, während die isostatische Festigkeit beibehalten wird. Die Dicke T der Trennwand 1 beträgt bevorzugt 125 µm oder mehr und 254 µm oder weniger und stärker bevorzugt 125 µm oder mehr und 228 µm oder weniger. Die Dicke T der Trennwand 1 ist eine Länge in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Trennwand 1, die die zwei Zellen 2 in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 definiert. Wie es in 3 gezeigt ist, wird die zwischen der Zuflusszelle 2a und der Abflusszelle 2b angeordnete Trennwand 1 als „erste Trennwand 1a“ bezeichnet und die zwischen den Zuflusszellen 2a angeordnete Trennwand 1 als „zweite Trennwand 1b“ bezeichnet. Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 betragen die Dicke T1 der ersten Trennwand 1a und die Dicke T2 der zweiten Trennwand 1b beide 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger. Die Dicke T1 der ersten Trennwand 1a und die Dicke T2 der zweiten Trennwand 1b können gleich oder verschieden sein. Die Dicke T1 der ersten Trennwand 1a und die Dicke T2 der zweiten Trennwand 1b sind vorzugsweise gleich. Die Dicke T der Trennwand 1 kann beispielsweise unter Verwendung eines Mikroskops gemessen werden. Als Mikroskop kann beispielsweise das von KEYENCE Corporation hergestellte VHX-1000 (Handelsname) verwendet werden.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 beträgt eine Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 4 31,0 Zellen/cm2 oder mehr. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die verschlossene Wabenstruktur in geeigneter Weise als Filter zu verwenden, der PM in Abgas einfängt, der von Kraftmaschinen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen abgegeben wird. Die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 4 beträgt 31 Zellen/cm2 oder mehr und 70 Zellen/cm2 oder weniger, stärker bevorzugt 31 Zellen/cm2 oder mehr und 62 Zellen/cm2 oder weniger.
  • Bei der Zellenanordnung, bei der die Zuflusszellen 2a benachbart zueinander liegen, ist eine die Zuflusszellen 2a definierende Trennwand 1 (im Folgenden auch als „IN-IN-Trennwand“ bezeichnet) vorhanden. Bei einem DPF mit einer solchen IN-IN-Trennwand sind der Anfangsdruckverlust und der Druckverlust mit Ruß aufgrund der Strömung von Gasen höher als die beim herkömmlichen DPF. Wenn zum Beispiel, obwohl dies nicht gezeigt ist, das Gas in die „IN-OUT-Trennwand“, die die Trennwand zwischen der Zuflusszelle und der Abflusszelle in dem herkömmlichen DPF ist, strömt, durchdringt das Gas die Dicke des Rußes und die Dicke der Trennwand. Wenn hingegen ein DPF mit sowohl der IN-IN-Trennwand als auch der IN-OUT-Trennwand wie in dieser Ausführungsform keinen Ruß aufweist, konzentriert sich der Gasstrom auf die IN-OUT-Trennwand und der Druckverlust ist höher als bei dem herkömmlichen DPF. Wenn sich Ruß ablagert, strömt das Gas während seiner Verteilung in die IN-IN-Wand. Mit fortschreitender Ruß- und Ascheablagerung und zunehmendem Widerstand der Ablagerungen sinkt der Druckverlust im Vergleich zum herkömmlichen DPF. Daher hat ein DPF mit IN-IN-Wänden eine größere Wirkung des Senkens des Durchlässigkeitswiderstands der Trennwand 1 als der herkömmliche DPF.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 beträgt ein Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 14,5 × 107Pa·s/m2 oder weniger. Wenn der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 14,5 × 107Pa·s/m2 übersteigt, steigt in der verschlossenen Wabenstruktur 100 mit einer Zellenstruktur, in der die zwei Zuflusszellen 2a mit der Trennwand 1 dazwischen benachbart sind, der Druckverlust mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf der Oberfläche der Trennwand 1. Die wesentliche untere Grenze des Luftdurchlässigkeitswiderstands der Trennwand 1 beträgt beispielsweise 1,0 × 105 Pa·s/m2. Daher beträgt der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 1 bevorzugt 1,0 × 105 Pa·s/m2 oder mehr und 4,5 × 107Pa·s/m2 oder weniger, stärker bevorzugt 1,0 × 106Pa·s/m2 oder mehr und 4,0 × 107Pa·s/m2 oder weniger.
  • Der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 1 kann auf folgende Weise gemessen werden. Zuerst wird ein Teil der Trennwand 1 aus dem Wabenstrukturkörper 4 der verschlossenen Wabenstruktur 100 ausgeschnitten. Der Teil (die Position), an dem die Trennwand 1 ausgeschnitten wird, ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel ist es bei einer später beschriebenen segmentiert strukturierten Wabenstruktur möglich, aus einem Teil einer aus dem gleichen Material gebildeten Segmentaußenwand auszuschneiden, aber es ist bevorzugt, den Teil, der die Trennwand 1 bildet, zu einer flachen Plattenform zu verarbeiten. Dann wird Luft mit 25 °C durch die ausgeschnittene Trennwand 1 geblasen, indem die Durchflussmenge mit einem Massendurchflussmesser geändert wird, und der Differenzdruck der Luft vor und nach dem Durchdringen der Trennwand 1 wird mit einem Druckmesser gemessen. Dann wird der Luftdurchlässigkeitswiderstand pro Flächeneinheit (mm2) der Trennwand 1 (Pa·s/m2) berechnet. Genauer gesagt wird die Durchflussmenge (l/min) in die Durchflussgeschwindigkeit (m/s) umgewandelt, indem die Durchflussmenge des oben beschriebenen Massendurchflussmessers durch den Flächeninhalt der Trennwand 1 geteilt wird. Der durch den Druckmesser gemessene Differenzdruck wird erhalten, indem durch die Dicke (m) der Trennwand 1 dividiert wird und der Differenzdruck (Pa/m) pro Flächeneinheit (mm2) der Trennwand 1 gemessen wird. Dann wird der Luftdurchlässigkeitswiderstand (Pa·s/m2) pro Flächeneinheit (mm2) der Trennwand 1 aus der Steigung der X-Achsen-Strömungsgeschwindigkeit (m/s) und dem Y-Achsen-Differenzdruck (Pa/m) berechnet. Der Zustand der Durchflussmenge liegt in dem Bereich von 0,1 bis 1 m/s.
  • Die wie oben beschrieben ausgebildete verschlossene Wabenstruktur 100 kann beispielsweise geeigneterweise als ein Filter verwendet werden, der PM in Abgas einfängt. Dann kann die verschlossene Wabenstruktur 100 verglichen mit der herkömmlichen verschlossenen Wabenstruktur einen geringeren Druckverlust realisieren, wenn sie als ein Filter verwendet wird, der den PM in Abgas einfängt. Insbesondere hat die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform eine Zellenstruktur, in der eine Zuflusszelle 2a und eine andere Zuflusszelle 2a mit der Trennwand 1 dazwischen benachbart zueinander sind, und ist so ausgebildet, dass der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 2a größer ist als der Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle 2b, so dass die Aschekapazität wirksam erhöht werden kann. Ferner kann die oben beschriebene Konfiguration einen niedrigeren Druckverlust realisieren, indem ein Anstieg des Druckverlusts mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf der Oberfläche der Trennwand 1 unterdrückt wird und zugleich die Aschekapazität erhöht wird.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 ist ein gesamter offener Vorderflächeninhalt des Wabenstrukturkörpers 4 vorzugsweise größer als 35 % und kleiner als 95 %. Hier bedeutet die „gesamte offene Vorderflächeninhalt“ des Wabenstrukturkörpers 4 den Prozentsatz des Verhältnisses des gesamten offenen Flächeninhalts der Zelle 2, die in dem Wabenstrukturkörper 4 ausgebildet ist, zu dem Querschnittsflächeninhalt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4. Der Querschnittsflächeninhalt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4 soll den Flächeninhalt der Umfangswand 3, die an dem äußersten Umfang des Wabenstrukturkörpers 4 angeordnet ist, nicht enthalten.
  • Der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand 1 ist nicht besonders beschränkt und beträgt bevorzugt 7 bis 25 µm und stärker bevorzugt 9 bis 20 µm. Der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand 1 wird mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen. Als Quecksilber-Porosimeter kann beispielsweise das von Micromeritics Corporation hergestellte Autopore 9500 (Handelsname) verwendet werden.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 beträgt ein geometrischer Oberflächeninhalt der Trennwand 1, die so angeordnet ist, dass sie die Zuflusszelle 2a umgibt, bevorzugt 1,00 bis 1,40 cm2/cm3, stärker bevorzugt 1,10 bis 1,40 cm2/cm3. Hier bedeutet „geometrischer Oberflächeninhalt“ einen Wert (S/V), der durch Dividieren des gesamten inneren Oberflächeninhalts (S) der Zuflusszelle 2a durch das Gesamtvolumen (V) des Wabenstrukturkörpers erhalten wird. Da der Filterflächeninhalt des Filters größer ist, kann im Allgemeinen die Dicke des PM, der an der Trennwand 1 abgelagert wird, die so angeordnet ist, dass sie die Zuflusszelle 2a umgibt, verringert werden und daher kann ein Druckverlust der verschlossenen Wabenstruktur durch Einstellen des geometrischen Oberflächeninhalts auf die obigen Zahlenbereiche unterdrückt werden. Daher ist es nicht bevorzugt, das der geometrische Oberflächeninhalt der Zuflusszelle 2a zu klein ist, da dies zu einem erhöhten Druckverlust mit Ruß während der PM-Ablagerung führen kann. Es ist ferner nicht bevorzugt, dass der geometrische Oberflächeninhalt der Zuflusszelle 2a zu groß ist, da der Anfangsdruckverlust erhöht sein kann. Nachfolgend kann der oben beschriebene geometrische Oberflächeninhalt als „GSA“ oder „geometrischer Oberflächeninhalt GSA“ bezeichnet werden. GSA ist eine Abkürzung für „geometrischer Oberflächeninhalt“.
  • Das Material der Trennwand 1 ist nicht besonders beschränkt. Beispiele für das Material der Trennwand 1 umfassen Keramik. Insbesondere enthält die Trennwand 1 vorzugsweise Siliciumcarbid, siliciumgebundenes Siliciumcarbid, Kermikmaterial vom Bindemittel-Sintertyp, Mullit, Cordierit oder Aluminiumtitanat. Übrigens bedeutet „siliciumgebundenes Siliciumcarbid“ beispielsweise Siliciumcarbidteilchen als Aggregate, wie es in JP-B-4136319 gezeigt ist, wobei diese durch metallisches Silicium gebunden sind. Das „Keramikmaterial vom Bindemittel-Sintertyp“ bedeutet zum Beispiel ein Keramikmaterial, in dem Aggregate wie Siliciumcarbid oder Mullit, wie es in JP-A-2015-67473 gezeigt ist, durch ein Bindemittel wie Cordierit gebunden sind, und wird durch Sintern hergestellt.
  • Das Material des Verschlussabschnitts 5 ist nicht besonders beschränkt und die als Material der oben beschriebenen Trennwand 1 erwähnten Materialien können in geeigneter Weise verwendet werden.
  • Die Gesamtform der verschlossenen Wabenstruktur 100 ist nicht besonders beschränkt. Bei der Gesamtform der verschlossenen Wabenstruktur 100 ist die Form der Zuflussstirnfläche 11 und der Abflussstirnfläche 12 bevorzugt kreisförmig oder elliptisch, besonders bevorzugt kreisförmig. Ferner ist die Größe der verschlossenen Wabenstruktur 100, beispielsweise die Länge von der Zuflussstirnfläche 11 zu der Abflussstirnfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4, die Größe des Abschnitts senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4, nicht besonders beschränkt. Jede Größe kann geeignet ausgewählt werden, um die optimale Reinigungsleistung zu erhalten, wenn die verschlossenen Wabenstruktur 100 als Filter zum Reinigen von Abgas verwendet wird
  • Die verschlossene Wabenstruktur 100 kann geeigneterweise als ein Element zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Die verschlossene Wabenstruktur 100 kann mit einem Katalysator zum Reinigen von Abgas auf der Oberfläche der Trennwand 1 und/oder der Pore der Trennwand 1 des Wabenstrukturkörpers 4 beladen sein. Beispiele des Katalysators zum Reinigen von Abgas umfassen einen Oxidationskatalysator, einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion und einen Dreiwegekatalysator.
  • Beispiele des Oxidationskatalysators umfassen einen Katalysator, der ein Edelmetall enthält. Spezifische Beispiele des Oxidationskatalysators umfassen solche, die mindestens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Element enthalten: Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh) und dergleichen. Wenn die Trennwand 1 mit dem Oxidationskatalysator beladen ist, beträgt die Beladungsmenge des Oxidationskatalysators bevorzugt 0,1 bis 30 g/l. Hier ist die Beladungsmenge (g/l) des Katalysators die Menge (g) des Katalysators, die pro Einheitsvolumen (1 L) des Wabenstrukturkörpers 4 geladen ist.
  • Die Katalysatoren für selektive katalytische Reduktion sind Katalysatoren, die Reinigungskomponenten selektiv reduzieren. Nachfolgend wird ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion auch als „SCR-Katalysator“ bezeichnet. „SCR“ ist eine Abkürzung für „selektive katalytische Reduktion“. Der Katalysator für selektive katalytische Reduktion ist vorzugsweise ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Zeolithtyp oder ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Vanadiumtyp. Der selektive katalytische Reduktionskatalysator vom Zeolithtyp bezieht sich auf einen Katalysator, der eine katalytisch aktive Komponente aufweist, die Zeolith enthält. Als selektiver katalytischer Reduktionskatalysator vom Zeolithtyp kann beispielsweise ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion erwähnt werden, der einen metallsubstituierten Zeolith umfasst. Beispiele des Metalls, das Zeolith substituiert, umfassen Eisen (Fe) und Kupfer (Cu). Bevorzugte Beispiele des Zeoliths umfassen A-Typ-, X-Typ-, CHA-Typ-, LTA-Typ-, MFI-Typ-, FER-Typ-, FAU-Typ-, DDR-Typ- und Beta-Zeolith. Der Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Vanadiumtyp bezieht sich auf einen Katalysator, der eine katalytisch aktive Komponente umfasst, die Vanadium enthält. Als Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Vanadium-Typ kann zum Beispiel ein Katalysator erwähnt werden, der Vanadium oder Wolfram als Hauptkomponente enthält. Die Beladungsmenge des Katalysators für selektive katalytische Reduktion beträgt vorzugsweise 50 bis 130 g/l.
  • Der Dreiwegekatalysator bezieht sich auf einen Katalysator, der hauptsächlich Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxid (NOx) bereinigt. Beispiele des Dreiwegekatalysators umfassen Katalysatoren, die Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh) enthalten. Die Beladungsmenge des Dreiwegekatalysators beträgt vorzugsweise 40 bis 130 g/l.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Das Verfahren zum Herstellen der verschlossenen Wabenstruktur ist jedoch nicht auf das nachstehend beschriebene Herstellungsverfahren beschränkt.
  • Zunächst wird ein geknetetes Kunststoffmaterial zum Herstellen eines Wabenstrukturkörpers hergestellt. Das geknetete Material zum Herstellen des Wabenstrukturkörpers kann hergestellt werden, indem ein Zusatzstoff wie etwa ein Bindemittel und Wasser nach Bedarf zu einem Material hinzugefügt werden, das als Rohmaterialpulver aus den oben beschriebenen Materialien, die für die Trennwand geeignet sind, ausgewählt ist.
  • Das hergestellte geknetete Material wird dann extrudiert, um einen säulenförmigen Wabenformkörper mit einer Trennwand, die mehrere Zellen definiert, und einer an dem äußersten Umfang angeordneten Umfangswand zu erhalten. Bei der Extrusion kann eine Düse für die Extrusion einen Schlitz in der invertierten Form des zu bildenden Wabenformkörpers auf der Extrusionsfläche des gekneteten Materials aufweisen. Der erhaltene Wabenformkörper kann beispielsweise mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet werden
  • Als Nächstes wird das offene Ende der Zelle mit einem Material ähnlich dem Material, das verwendet wird, um den Wabenformkörper herzustellen, verschlossen, um einen Verschlussabschnitt zu bilden. Das Verfahren zum Bilden des Verschlussabschnitts kann gemäß einem herkömmlich bekannten Verfahren zum Herstellen der verschlossenen Wabenstruktur durchgeführt werden.
  • Als Nächstes wird der erhaltene Wabenformkörper gebrannt, um eine verschlossene Wabenstruktur zu erhalten. Die Brenntemperaturen und die Brennatmosphäre unterscheiden sich je nach Rohmaterial und Fachleute können die für das ausgewählte Material am besten geeignete Brenntemperatur und Brennatmosphäre auswählen.
  • (2) Verschlossene Wabenstruktur (zweite Ausführungsform):
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6-9 eine zweite Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur 200 beschrieben. Hier ist 6 eine Draufsicht, die schematisch die Zuflussstirnfläche der zweiten Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Teil der in 6 gezeigten Zuflussstirnfläche vergrößert ist. 8 ist eine Draufsicht, die schematisch die Abflussstirnfläche der in 6 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur zeigt. 9 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Schnitt entlang der Linie B-B' von 6 zeigt.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 200 ist mit einem Wabenstrukturkörper 4 und einem Verschlussabschnitt 5 versehen. Der Wabenstrukturkörper 4 ist säulenförmig und mit einer Zuflussstirnfläche 11 und einer Abflussstirnfläche 12versehen. Der Wabenstrukturkörper 4 weist eine poröse Trennwand 1 auf, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen 2 umgibt, die sich von der Zuflussstirnfläche 11 zu der Abflussstirnfläche 12 erstrecken. Der Verschlussabschnitt 5 ist an einem jeweiligen Ende der Seite der Zuflussstirnfläche 11 oder der Seite der Abflussstirnfläche 12 der Zelle 2, die in dem Wabenstrukturkörper 4 ausgebildet ist, angeordnet, um das offene Ende der Zelle 2 zu verschließen.
  • Die Wabenstruktur 200 hat eine Zellenstruktur, bei der die Form der Zelle 2 polygonal ist und eine Zuflusszelle 2a und eine andere Zuflusszelle 2a in einem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4 mit der Trennwand 1 dazwischen zueinander benachbart sind.
  • In der verschlossenen Wabenstruktur 200 sind auch im Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 die Form der Zuflusszelle 2a und die Form der Abflusszelle 2b beide sechseckig. Jedoch unterscheiden sich bei der verschlossenen Wabenstruktur 200 die Anzahl der Zuflusszellen 2a und der Abflusszellen 2b und deren Anordnung von denen der verschlossenen Wabenstruktur 100 der bisher beschriebenen ersten Ausführungsform (siehe 1 bis 5). Insbesondere erfüllt die in 6 bis 9 gezeigte verschlossene Wabenstruktur 200 die Beziehung „Gesamtzahl Na der Zuflusszellen 2a : Gesamtzahl Nb der Abflusszellen 2b = 3:1“ und das Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) beträgt 3. In dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4 der verschlossenen Wabenstruktur 200 ist der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 2a so ausgelegt, dass er größer ist als der Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle 2b.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 200 hat eine Porosität der Trennwand 1 von 38 % oder mehr und eine Dicke der Trennwand 1 von 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger. Bei der verschlossenen Wabenstruktur 200 beträgt die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 4 31,0 Zellen/cm2 oder mehr. Ferner beträgt bei der verschlossenen Wabenstruktur 200 der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 14,5 × 107Pa·s/m2 oder weniger. Die Porosität, die Dicke und der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 1 und die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 4 sind vorzugsweise gleichermaßen ausgelegt wie bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der ersten Ausführungsform (siehe 1 bis 5).
  • Die verschlossene Wabenstruktur 200 ist vorzugsweise auf die gleiche Weise wie die verschlossene Wabenstruktur 100 der ersten Ausführungsform (siehe 1 bis 5) ausgebildet, außer dass die Anzahl der Zuflusszellen 2a und der Abflusszellen 2b und deren Anordnung unterschiedlich sind, wie es oben beschrieben ist. In 6 bis 9 sind die gleichen Komponenten wie bei der in 1 bis 5 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 100 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibungen können entfallen.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 200, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann im Vergleich zu der herkömmlichen verschlossenen Wabenstruktur auch einen geringeren Druckverlust realisieren, wenn sie als Filter verwendet wird, der den PM in Abgas einfängt. Außerdem kann sie ähnlich wie die bisher beschriebene verschlossene Wabenstruktur 100 der ersten Ausführungsform (siehe 1 bis 5) einen geringeren Druckverlust realisieren, indem sie eine Zunahme des Druckverlusts mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf der Oberfläche der Trennwand 1 unterdrückt und zugleich die Aschekapazität erhöht.
  • (3) Verschlossene Wabenstruktur (Dritte Ausführungsform):
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 10 und 11 die verschlossene Wabenstruktur 300 der dritten Ausführungsform beschrieben. Hier ist 10 eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Teil der Zuflussstirnfläche der dritten Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung vergrößert ist. 11 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Teil der Abflussstirnfläche der in 10 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur vergrößert ist.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 300 ist mit einem säulenförmigen Wabenstrukturkörper 24, der eine Zuflussstirnfläche 31 und eine Abflussstirnfläche 32 aufweist, und einem Verschlussabschnitt 25 versehen. Der Wabenstrukturkörper 24 ist beispielsweise so ausgelegt, dass er ähnlich der verschlossenen Wabenstruktur 100 der bisher beschriebenen ersten Ausführungsform (siehe 1 bis 5) eine Säulenform mit einer Zuflussstirnfläche 31 und einer Abflussstirnfläche 32 aufweist. Außerdem hat der Wabenstrukturkörper 24 eine poröse Trennwand 21, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen 22 umgibt, die sich von der Zuflussstirnfläche 31 zu der Abflussstirnfläche 32 erstrecken. Der Verschlussabschnitt 25 ist an einem Ende von entweder der Seite der Zuflussstirnfläche 31 oder der Seite der Abflussstirnfläche 32 der Zelle 22, die in dem Wabenstrukturkörper 24 ausgebildet ist, angeordnet, um das offene Ende der Zelle 22 zu verschließen.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 300 hat eine Zellenstruktur, in der die Form der Zelle 22 in einem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle 22 des Wabenstrukturkörpers 24 polygonal ist und eine Zuflusszelle 22a und eine andere Zuflusszelle 22a mit der Trennwand 21 dazwischen benachbart zueinander sind. Insbesondere sind die Formen der Zellen 22 viereckig und achteckig und die viereckige Zelle 22 und die achteckige Zelle 22 sind abwechselnd mit der Trennwand 21 dazwischen in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung der Zeichnungsebene von 10 und 11 angeordnet. Wenn bei der verschlossenen Wabenstruktur 300 die jeweiligen Flächeninhalte der viereckigen Zelle 22 und der achteckigen Zelle 22 verglichen werden, ist die achteckige Zelle 22 so ausgelegt, dass der Flächeninhalt größer ist. Dann ist die achteckige Zelle 22 eine Zuflusszelle 22a, in der der Verschlussabschnitt 25 an dem Ende der Seite der Abflussstirnfläche 32 angeordnet ist. Andererseits ist die viereckige Zelle 22 eine Abflusszelle 22b, in der der Verschlussabschnitt 25 an dem Ende der Zuflussstirnfläche 31 angeordnet ist. Daher ist die verschlossene Wabenstruktur 300 so ausgelegt, dass der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 22a in dem Schnitt des Wabenstrukturkörpers 24 größer ist als der Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle 22b. Die achteckigen Zuflusszellen 22a mit einem relativ großen Flächeninhalt sind so angeordnet, dass sie zueinander benachbart sind, wobei die Trennwand 21 in den schrägen Richtungen der Zeichenebene von 10 und 11 dazwischen eingefügt ist. Aus diesem Grund hat die verschlossene Wabenstruktur 300 eine Zellenstruktur, in der eine Zuflusszelle 22a und eine andere Zuflusszelle 22a benachbart zueinander sind, wobei die Trennwand 21 dazwischen in den schrägen Richtungen der Zeichenebene von 10 und 11 eingefügt ist.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 300 beträgt die Porosität der Trennwand 21 38 % oder mehr und die Dicke der Trennwand 21 beträgt 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger. Bei der verschlossenen Wabenstruktur 300 beträgt die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 24 31,0 Zellen/cm2 oder mehr. Darüber hinaus beträgt bei der verschlossenen Wabenstruktur 300 der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 21 4,5 × 107Pa·s/m2 oder weniger. Die Porosität, die Dicke und der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 21 und die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 24 sind vorzugsweise ähnlich wie bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der ersten Ausführungsform (siehe 1 bis 5) ausgelegt.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 300, die wie oben beschrieben ausgelegt ist, kann im Vergleich mit der herkömmlichen verschlossene Wabenstruktur auch einen geringeren Druckverlust realisieren, indem sie eine Zunahme des Druckverlusts mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf der Oberfläche der Trennwand 21 unterdrückt und zugleich die Aschekapazität erhöht, wenn sie als Filter verwendet wird, der PM in Abgas einfängt.
  • (4) Verschlossene Wabenstruktur (vierte Ausführungsform):
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 12 und 13 die verschlossene Wabenstruktur 400 der vierten Ausführungsform beschrieben. Hier ist 12 eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Teil der Zuflussstirnfläche der verschlossenen Wabenstruktur der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert ist. 13 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Teil der Abflussstirnfläche der in 12 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur vergrößert ist.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 400 ist mit einem säulenförmigen Wabenstrukturkörper 24, der eine Zuflussstirnfläche 31 und eine Abflussstirnfläche 32 aufweist, und einem Verschlussabschnitt 25 versehen. Der Wabenstrukturkörper 24 ist ähnlich wie die verschlossene Wabenstruktur 100 der bisher beschriebenen ersten Ausführungsform (siehe 1 bis 5) beispielsweise so ausgelegt, dass sie eine runde Säulenform mit einer Zuflussstirnfläche 31 und einer Abflussstirnfläche 32 aufweist. Zudem weist der Wabenstrukturkörper 24 eine poröse Trennwand 21 auf, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen 22 umgibt, die sich von der Zuflussstirnfläche 31 zu der Abflussstirnfläche 32 erstrecken. Der Verschlussabschnitt 25 ist an einem Ende entweder der Seite der Zuflussstirnfläche 31 oder der Abflussstirnfläche 32 der Zelle 22, die in dem Wabenstrukturkörper 24 ausgebildet ist, angeordnet, um das offene Ende der Zelle 22 zu verschließen.
  • Ähnlich wie bei der bisher beschriebenen verschlossenen Wabenstruktur 300 der dritten Ausführungsform (siehe 10 und 11) sind bei der verschlossenen Wabenstruktur 400 die Formen der Zellen 22 in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 24 viereckig und achteckig. Zudem sind die viereckige Zelle 22 und die achteckige Zelle 22 abwechselnd mit der dazwischen eingefügten Trennwand 21 in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung der Zeichenebene von 12 und 13 angeordnet. Jedoch unterscheiden sich bei der verschlossenen Wabenstruktur 400 die Anzahl der Zuflusszellen 22a und der Abflusszellen 22b und deren Anordnung von denen der verschlossenen Wabenstruktur 300 der dritten Ausführungsform (siehe 10 und 11). Insbesondere sind bei der verschlossenen Wabenstruktur 400 die Zuflusszelle 22a und die Abflusszelle 22b so angeordnet, dass dann, wenn eine achteckige Zelle 22 eine Abflusszelle 22b ist, acht Zellen 22, die um die Abflusszelle 22b herum angeordnet sind, die Zuflusszellen 22a sind. Die acht Zuflusszellen 22a, die um die achteckigen Abflusszellen 22b herum angeordnet sind, bestehen aus vier achteckigen Zellen 22 und vier viereckigen Zellen 22 und die achteckigen Zellen 22 und die viereckigen Zellen 22 sind so angeordnet, dass sie abwechselnd die achteckigen Abflusszellen 22b umgeben. Daher hat die verschlossene Wabenstruktur 400 eine Zellenstruktur, in der die achteckige Zuflusszelle 22a und die viereckige Zuflusszelle 22a mit der Trennwand 21 dazwischen benachbart zueinander sind. Ferner ist in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 24 der verschlossenen Wabenstruktur 400 der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 22a so ausgelegt, dass er größer ist als der Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle 22b.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 400 beträgt die Porosität der Trennwand 21 38 % oder mehr und die Dicke der Trennwand 21 beträgt 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger. Bei der verschlossenen Wabenstruktur 400 beträgt die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 24 31,0 Zellen/cm2 oder mehr. Darüber hinaus beträgt bei der verschlossenen Wabenstruktur 400 der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 21 4,5 × 107 Pa·s/m2 oder weniger. Die Porosität, die Dicke und der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 21 und die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 24 sind vorzugsweise auf die gleiche Weise ausgelegt wie bei der verschlossenen Wabenstruktur 300 der dritten Ausführungsform (siehe 10 und 11).
  • Die verschlossene Wabenstruktur 400 ist vorzugsweise genauso wie die verschlossene Wabenstruktur 300 der dritten Ausführungsform (siehe 10 und 11) ausgelegt, außer dass sich die Anordnung der Zuflusszelle 22a und der Abflusszelle 22b wie oben beschrieben unterscheidet. In 12 und 13 sind die gleichen Komponenten wie diejenigen von 10 und 11 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibungen können weggelassen werden. In 12 stellt ein von einer gestrichelten Linie umgebener Bereich die kleinste sich wiederholende Einheit (eine Einheit) in der Zellenstruktur der verschlossenen Wabenstruktur 400 dar.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 400, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann im Vergleich zu der herkömmlichen verschlossenen Wabenstruktur auch einen geringeren Druckverlust realisieren, indem sie die Zunahme des Druckverlusts mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf der Oberfläche der Trennwand 21 unterdrückt und zugleich die Aschekapazität erhöht, wenn sie als Filter verwendet wird, der PM in Abgas einfängt.
  • (5) Verschlossene Wabenstruktur (Fünfte Ausführungsform):
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 14 und 15 eine fünfte Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur 700 beschrieben. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine fünfte Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung von der Seite der Zuflussstirnfläche zeigt. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Wabensegment, das in der in 14 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur verwendet wird, bei Betrachtung von der Seite der Zuflussstirnfläche zeigt.
  • Wie es in 14 gezeigt ist, ist die verschlossene Wabenstruktur 700 der fünften Ausführungsform eine verschlossenen Wabenstruktur 700, die mit einem segmentierten strukturierten Wabenstrukturkörper 84 versehen ist. Das heißt, bei der verschlossenen Wabenstruktur 700 der Wabenstrukturkörper 84 wird durch mehrere säulenförmige Wabensegmente 86 gebildet, und die Seitenflächen der mehreren Wabensegmente 86 sind durch eine Verbindungsschicht 87 miteinander verbunden. Der hierin verwendete Begriff „segmentierter strukturierter Wabenstrukturkörper 84“ bezieht sich auf den Wabenstrukturkörper 84, in dem mehrere einzeln hergestellte Wabensegmente 86 durch die Verbindungsschicht 87 verbunden sind. Der Wabenstrukturkörper, in dem alle Trennwände 1 einteilig ausgebildet sind, wie es in 1 bis 5 gezeigt ist, wird im Übrigen manchmal als „integrierter Wabenstrukturkörper 4“ bezeichnet. Der Wabenstrukturkörper in der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein „segmentierter strukturierter Wabenstrukturkörper 84“, wie er in 14 gezeigt ist, oder ein „integrierter Wabenstrukturkörper 4“, wie er in 1 gezeigt ist, sein. Im Übrigen ist 14 in einer Form gezeichnet, die durch Wegnehmen der Trennwand und der Zellen auf der Zuflussstirnfläche 91 der Wabensegmente 86 erhalten wird.
  • Wie es in 14 gezeigt ist, ist die verschlossene Wabenstruktur 700 mit einem säulenförmigen Wabenstrukturkörper 84 versehen, der eine Zuflussstirnfläche 91 und eine Abflussstirnfläche 92 aufweist. Das Wabensegment 86, das den Wabenstrukturkörper 84 bildet, weist eine poröse Trennwand 81 auf, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen 82 umgibt, die sich von der Zuflussstirnfläche 91 zur Abflussstirnfläche 92 erstrecken, wie es in 15 gezeigt ist. Das Wabensegment 86 weist ferner eine Segmentaußenwand 88 auf, die so angeordnet ist, dass sie die Trennwand 81 umgibt.
  • An entweder dem Ende der Seite der Zuflussstirnfläche 91 oder dem Ende der Seite der Abflussstirnfläche 92 der Zellen 82, die in dem Wabensegment 86 ausgebildet sind, ist der Verschlussabschnitt 85 angeordnet. Somit ist die Zelle 82, in der der Verschlussabschnitt 85 an dem Ende der Seite der Abflussstirnfläche 92 angeordnet ist, die „Zuflusszelle 82a“, und die Zelle 82, in der der Verschlussabschnitt 85 an dem Ende der Seite der Zuflussstirnfläche 91 angeordnet ist, die „Abflusszelle 82b“. Das in 15 gezeigte Wabensegment 86 ist nicht besonders eingeschränkt, es hat jedoch eine Zellenstruktur, die der der verschlossenen Wabenstruktur 300 der dritten Ausführungsform ähnlich ist, die in 10 und 11 gezeigt ist.
  • Der in 14 gezeigte Wabenstrukturkörper 84 ist vorzugsweise genauso ausgelegt wie der Wabenstrukturkörper der verschlossenen Wabenstruktur der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform. Das heißt, bei dem Wabenstrukturkörper 84 ist in einem Schnitt senkrecht zu den Erstreckungsrichtungen der Zellen 82 der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszellen 82a größer als der Gesamtflächeninhalt der Abflusszellen 82b. Außerdem beträgt die Porosität der Trennwand Wand 81 38 % oder mehr und die Dicke der Trennwand 81 beträgt 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger. Die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 84 beträgt 31,0 Zellen/cm2 oder mehr. Ferner beträgt der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 81 4,5 × 107 Pa·s/m2 oder weniger. Beispielsweise sind die Porosität, die Dicke und der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 81 und die Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 84 vorzugsweise auf genauso ausgelegt wie bei der verschlossenen Wabenstruktur 300 der dritten Ausführungsform (siehe 10 und 11).
  • Die mehreren Wabensegmenten 86, die den Wabenstrukturkörper 84 bilden, der in 14 gezeigt ist, können die gleiche Zellenstruktur haben oder können unterschiedliche Zellenstrukturen haben.
  • Eine Umfangswand 83 in der verschlossenen Wabenstruktur 700 ist vorzugsweise eine Umfangsbeschichtungsschicht, die durch ein Umfangsbeschichtungsmaterial ausgebildet ist. Das Umfangsbeschichtungsmaterial ist ein Beschichtungsmaterial zum Bilden der Umfangsbeschichtungsschicht, indem es auf den Umfang eines verbundenen Körpers aufgebracht wird, in dem mehrere Wabensegmenten 86 verbunden ist. Ferner wird der verbundene Körper, in dem die mehreren Wabensegmente 86 verbunden sind, vorzugsweise an seinem Umfangsabschnitt geschliffen und mit der oben beschriebenen Umfangsbeschichtungsschicht versehen.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 700, die wie oben beschrieben ausgelegt ist, kann im Vergleich zu der herkömmlichen verschlossenen Wabenstruktur auch einen geringeren Druckverlust realisieren, indem sie einen Anstieg des Druckverlusts mit Ruß aufgrund der Ablagerung von PM auf der Oberfläche der Trennwand 81 unterdrückt und zugleich die Aschekapazität erhöht, wenn sie als Filter verwendet wird, der PM in Abgas einfängt.
  • (Beispiele)
  • Im Folgenden ist die vorliegende Erfindung spezifischer durch Beispiele spezifischer beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung keineswegs durch die Beispiele beschränkt.
  • (Beispiel 1)
  • Zuerst wurde ein geknetetes Material zum Herstellen eines Wabenstrukturkörpers hergestellt. In Beispiel 1 wurde als Rohmaterialpulver zum Herstellen eines gekneteten Materials ein Mischpulver hergestellt, das durch Mischen von Siliciumcarbid-Pulver (SiC-Pulver) und Pulver aus metallischem Silicium (Si-Pulver) in einem Massenverhältnis von 80:20 erhalten wurde. Zu diesem Mischpulver wurden ein Bindemittel, ein Porenbildner und Wasser hinzugefügt, um ein Formrohmaterial zu bilden. Als Nächstes wurde das Formrohmaterial geknetet, um ein geknetetes Material mit runder Säulenform herzustellen. Es ist zu beachten, dass dann, wenn ein Wabenstrukturkörper aus geknetetem Material hergestellt wird, das unter Verwendung der oben beschriebenen Materialien hergestellt ist, „SiC“ in den Spalten „Material“ in den Tabellen 2, 4, 6 und 8 angegeben ist.
  • Als Nächstes wurde der Wabenformkörper mit runder Säulenform als Gesamtform durch Extrudieren von geknetetem Material unter Verwendung einer Düse zum Herstellen des Wabenformkörpers erhalten.
  • Als Nächstes wurde der Wabenformkörper durch einen Mikrowellentrockner getrocknet und wurde weiter vollständig durch einen Heißlufttrockner getrocknet, und dann wurden beide Stirnflächen des Wabenformkörpers so geschnitten, dass sie vorbestimmte Abmessungen aufwiesen.
  • Als Nächstes wurde ein Verschlussabschnitt auf dem getrockneten Wabenformkörper ausgebildet. Speziell wurde zuerst eine Maske an der Zuflussstirnfläche des Wabenformkörpers bereitgestellt, so dass die Zuflusszelle bedeckt war. Danach wurde das mit der Maske versehene Ende des Wabenformkörpers in die Verschlussaufschlämmung eingetaucht und die Verschlussaufschlämmung wurde ohne die Maske in das offene Ende der Abflusszelle gefüllt. Danach wurde auch in der Abflussstirnfläche des Wabenformkörpers das offene Ende der Zuflusszelle in der gleichen Weise wie oben beschrieben mit der Verschlussaufschlämmung gefüllt. Danach wurde der Wabenformkörper mit dem ausgebildeten Verschlussabschnitt weiter durch einen Heißlufttrockner getrocknet.
  • Als Nächstes wurde der Wabenformkörper mit dem gebildeten Verschlussabschnitt entfettet und gebrannt, um eine verschlossene Wabenstruktur zu erhalten.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur von Beispiel 1 ist die Form der Zelle 22 viereckig und achteckig und die viereckigen Zellen 22 und die achteckigen Zellen 22 wurden abwechselnd mit der Trennwand 21 dazwischen in dem Abschnitt des Wabenstrukturkörpers 24 angeordnet, wie es bei der in 10 und 11 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 300 dargestellt ist. Außerdem war die achteckige Zelle 22 die Zuflusszelle 22a und die viereckige Zelle 22 die Abflusszelle 22b. In der Spalte „Zellenform“ in Tabelle 1 ist die Zellenform der verschlossenen Wabenstruktur von Beispiel 1 gezeigt. In der Spalte „Referenzzeichnung“ in Tabelle 1 sind die Nummern der Zeichnungen zur Bezugnahme auf die Zellenstrukturen (mit anderen Worten, die Anordnung der Zuflusszellen und der Abflusszellen) in den jeweiligen Beispielen gezeigt.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur von Beispiel 1 betrug der Durchmesser der Stirnfläche 267 mm und die Länge in Erstreckungsrichtung der Zelle 203 mm. Die Dicke der Trennwand betrug 152 µm, die Porosität der Trennwand 38 % und die Zellendichte 46,5 Zellen/cm2. Die Porosität der Trennwand wird mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen. Die verschlossene Wabenstruktur von Beispiel 1 erfüllt die Beziehung „Gesamtzahl der Zuflusszellen Na : Gesamtzahl der Abflusszellen Nb = 1:1“ und das Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) war 1. Der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwand betrug 8 µm und die geometrische Oberfläche (GSA) der Zuflusszelle betrug 1,30 mm2/mm3. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 oder 2 gezeigt.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur von Beispiel 1 betrug der gesamte offene Vorderflächeninhalt aller Zellen 81 %, der gesamte offene Vorderflächeninhalt der Zuflusszellen 49 % und der gesamte offene Vorderflächeninhalt der Abflusszellen 32 %. Der „gesamte offene Vorderflächeninhalt aller Zellen“ repräsentiert den Prozentsatz des Verhältnisses des gesamten offenen Flächeninhalts aller Zellen zu dem Querschnittsflächeninhalt des Wabenstrukturkörpers, der die verschlossene Wabenstruktur bildet. In ähnlicher Weise repräsentieren der „gesamte offene Vorderflächeninhalt der Zuflusszellen“ und „gesamte offene Vorderflächeninhalt der Abflusszellen“ den Prozentsatz des Verhältnisses des gesamten offenen Flächeninhalts der Zuflusszellen und des gesamten offenen Flächeninhalts der Abflusszellen zu dem Querschnittsflächeninhalt des Wabenstrukturkörpers. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.
  • Für die verschlossene Wabenstruktur von Beispiel 1 wurde der „Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand“ auf die folgende Weise gemessen. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis. Die verschlossene Wabenstruktur von Beispiel 1 wurde bezüglich des „Anstiegs des Druckverlusts ΔP“ auf die folgende Weise bewertet. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis.
  • (Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand (Pa·s/m2))
  • Ein Teil der Trennwand wurde aus dem Wabenstrukturkörper der verschlossenen Wabenstruktur ausgeschnitten. Dann wurde Luft bei 25 °C durch die ausgeschnittene Trennwand 1 geblasen, während die Durchflussmenge durch einen Massendurchflussmesser geändert wurde, und der Differenzdruck der Luft vor und nach dem Durchdringen der Trennwand wurde durch einen Druckmesser gemessen. Dann wurde der Luftdurchlässigkeitswiderstand pro Flächeneinheit (mm2) der Trennwand (Pa·s/m2) berechnet.
  • (Anstieg des Druckverlusts ΔP)
  • Zuerst wurde der Druckverlust der verschlossenen Wabenstruktur gemessen, und der gemessene Druckverlust wurde als „Anfangsdruckverlust (kPa)“ definiert. Als Nächstes wurde der Druckverlust gemessen, während vorbestimmte Mengen an Ruß und Asche auf der Trennwand der verschlossenen Wabenstruktur abgelagert waren, und der gemessene Druckverlust wurde als „Druckverlust mit Ruß (kPa)“ definiert. Zum Zeitpunkt des Messens des Druckverlusts mit Ruß betrug die Ablagerungsmenge von Ruß 6 g/l und die Ablagerungsmenge von Asche 30 g/l. Hier ist die Ablagerungsmenge von Ruß und Asche die Ablagerungsmenge (g) von Ruß oder Asche pro Volumeneinheit (1I) des Wabenstrukturkörpers. Dann wurde ein Wert, der durch Subtrahieren von „Anfangsdruckverlust (kPa)“ von „Druckverlust mit Ruß (kPa)“ erhalten wurde, als „Anstieg des Druckverlusts ΔP (kPa)“ definiert. (Tabelle 1)
    Trennwanddicke (µm) Zellendichte (Zellen/c m2) Zellenform Gesamte offene Porosität für alle Zellen (%) Gesamte offene Porosität für Zuflusszellen (%) Gesamte offene Porosität für Abflusszellen (%) Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) Referenzzeichnung
    Vergleichsbeispiel 1 305 46,5 quadratisch 63% 32% 32% 1 16
    Vergleichsbeispiel 2 152 46,5 quadratisch, achteckig 81% 49% 32% 1 10
    Vergleichsbeispiel 3 203 46,5 quadratisch, achteckig 75% 45% 30% 2 10
    Vergleichsbeispiel 4 203 46,5 quadratisch, achteckig 75% 45% 30% 1 10
    Vergleichsbeispiel 5 254 46,5 quadratisch, achteckig 69% 42% 27% 1 10
    Vergleichsbeispiel 6 305 46,5 quadratisch, achteckig 64% 39% 25% 1 10
    Beispiel 1 152 46,5 quadratisch, achteckig 81% 49% 32% 1 10
    Beispiel 2 203 46,5 quadratisch, achteckig 75% 45% 30% 1 10
    Beispiel 3 254 46,5 quadratisch, achteckig 69% 42% 27% 1 10
    Vergleichsbeispiel 7 305 46,5 quadratisch, achteckig 64% 39% 25% 1 10
    Beispiel 4 152 46,5 quadratisch, achteckig 81% 49% 32% 1 10
    Beispiel 5 203 46,5 quadratisch, achteckig 75% 45% 30% 1 10
    Beispiel 6 254 46,5 quadratisch, achteckig 69% 42% 27% 1 10
    Vergleichsbeispiel 8 305 46,5 quadratisch, achteckig 64% 39% 25% 1 10
    (Tabelle 2)
    Material Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand (Pa·s/m2) Porosität (%) Mittlerer Porendurchmesser (µm) Geometrischer Oberflächeninhalt (GSA) der Zuflusszelle (mm2/mm3) Anstieg des Druckverlusts ΔP (Ruß 6g/l, Asche 30g/l) (kPa)
    Vergleichsbeispiel 1 SiC 4,7 × 107 35 7 1,08 23,3
    Vergleichsbeispiel 2 SiC 4,7 × 107 35 7 1,30 15,0
    Vergleichsbeispiel 3 SiC 5,0 × 107 32 7 1,26 16,8
    Vergleichsbeispiel 4 SiC 4,7 × 107 35 7 1,26 16,8
    Vergleichsbeispiel 5 SiC 4,7 × 107 35 7 1,22 18,9
    Vergleichsbeispiel 6 SiC 4,7 × 107 35 7 1,18 21,5
    Beispiel 1 SiC 4,5 × 107 38 8 1,30 14,9
    Beispiel 2 SiC 4,5 × 107 38 8 1,26 16,7
    Beispiel 3 SiC 4,5 × 107 38 8 1,22 18,7
    Vergleichsbeispiel 7 SiC 4,5 × 107 38 8 1,18 21,3
    Beispiel 4 SiC 4,0 × 107 41 9 1,30 14,5
    Beispiel 5 SiC 4,0 × 107 41 9 1,26 16,3
    Beispiel 6 SiC 4,0 × 107 41 9 1,22 18,4
    Vergleichsbeispiel 8 SiC 4,0 × 107 41 9 1,18 20,8
  • (Beispiele 2 bis 40, Vergleichsbeispiele 1 bis 22)
  • Die verschlossene Wabenstruktur wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Konfigurationen der verschlossenen Wabenstruktur wie in den Tabellen 1 bis 10 gezeigt geändert wurden. Für die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 2 bis 40 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 22 wurde der „Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand“ auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die verschlossene Wabenstruktur der Beispiele 2 bis 40 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 22 wurde bezüglich des „Anstiegs des Druckverlusts ΔP“ auf die gleiche Weise bewertet wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2, 4, 6, 8 und 10 gezeigt.
  • Die verschlossene Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 hatte eine Zellenstruktur, wie sie in 16 gezeigt ist. 16 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Teil einer Zuflussstirnfläche der verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 vergrößert ist. Wie es in 16 gezeigt ist, war bei der verschlossenen Wabenstruktur 500 des Vergleichsbeispiels 1 die Form der Zelle 42 im Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 44 viereckig. Bei der verschlossenen Wabenstruktur 500 des Vergleichsbeispiels 1 waren die Zuflusszellen 42a und die Abflusszellen 42b in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 44 abwechselnd mit der porösen Trennwand 41 dazwischen angeordnet. Daher hatte die verschlossene Wabenstruktur 500 des Vergleichsbeispiels 1 keine Zellenstruktur, in der eine Zuflusszelle 42a und eine weitere Zuflusszelle 42a mit der Trennwand 41 dazwischen benachbart zueinander angeordnet sind. In 16 bezeichnet das Bezugszeichen 45 einen Verschlussabschnitt und das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Zuflussstirnfläche.
  • Die Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 16 hatte eine Zellenstruktur, wie sie in 17 gezeigt ist. 17 ist eine vergrößerte Draufsicht, in der ein Teil der Zuflussstirnfläche der verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 16 vergrößert ist. Wie es in 17 gezeigt ist, war bei der verschlossenen Wabenstruktur 600 des Vergleichsbeispiels 16 die Form der Zelle 62 im Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 64 sechseckig. Zudem wurden bei der verschlossenen Wabenstruktur 600 des Vergleichsbeispiels 16 unter den sechs Seiten, die die sechseckige Zelle 62 bilden, alle Zellen 62, die in einer Richtung (einer Richtung) senkrecht zu den zwei gegenüberliegend angeordneten Seiten angeordnet sind, als Zuflusszellen 62a bezeichnet, und alle Zellen 62, die benachbart zu den in einer Richtung angeordneten Zuflusszellen 62a angeordnet sind, als Abflusszellen 62b bezeichnet. Außerdem wurden alle benachbart zu den Abflusszellen 62b angeordneten Zellen 62 als Zuflusszellen 62a bezeichnet. Die verschlossene Wabenstruktur 600 des Vergleichsbeispiels 16 hat eine Zellenstruktur, bei der eine Zuflusszelle 62a und eine andere Zuflusszelle 62a mit einer Trennwand 61 dazwischen benachbart zueinander sind, jedoch war der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle 62a gleich dem Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle 62b. In 17 bezeichnet das Bezugszeichen 65 einen Verschlussabschnitt und das Bezugszeichen 71 bezeichnet eine Zuflussstirnfläche.
  • In den Beispielen 29 bis 32, 37 bis 40 und den Vergleichsbeispielen 20, 22 wurde ein Wabenstrukturkörper aus Cordierit hergestellt, indem das folgende geknetete Material als geknetetes Material zum Herstellen des Wabenstrukturkörpers hergestellt wurde. Als Rohmaterial zum Herstellen von geknetetem Material wurde ein Mischpulver aus Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Spinell und dergleichen hergestellt. Zu dem Mischpulver wurden ein Bindemittel, ein Porenbildner und Wasser zugegeben, um ein Formrohmaterial zu bilden. Als Nächstes wurde das Formrohmaterial geknetet, um ein rundes, säulenförmiges geknetetes Material herzustellen. Wenn ein Wabenstrukturkörper aus geknetetem Material, das unter Verwendung von oben beschriebenen Materialien hergestellt wurde, hergestellt wird, ist er als „Cd“ in der Spalte „Material“ in Tabelle 8 angegeben. (Tabelle 3)
    Trennwanddicke (µm) Zellendichte (Zellen/ cm2) Zellenform Gesamte offene Porosität für alle Zellen (%) Gesamte offene Porosität für Zuflusszellen (%) Gesamte offene Porosität für Abflusszellen (%) Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) Referenzzeichnung
    Vergleichsbeispiel 9 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Vergleichsbeispiel 10 178 46,5 sechseckig 74% 49% 25% 2 3
    Vergleichsbeispiel 11 203 46,5 sechseckig 71% 48% 24% 2 3
    Vergleichsbeispiel 12 254 46,5 sechseckig 66% 44% 22% 2 3
    Vergleichsbeispiel 13 279 46,5 sechseckig 64% 43% 21% 2 3
    Vergleichsbeispiel 14 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    Beispiel 7 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Beispiel 8 178 46,5 sechseckig 74% 49% 25% 2 3
    Beispiel 9 203 46,5 sechseckig 71% 48% 24% 2 3
    Beispiel 10 254 46,5 sechseckig 66% 44% 22% 2 3
    Vergleichsbeispiel 15 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    Vergleichsbeispiel 16 203 46,5 sechseckig 71% 35% 35% 1 17
    Beispiel 11 203 31,0 quadratisch, achteckig 79% 46% 33% 1 10.
    Beispiel 12 203 31,0 sechseckig 75% 50% 25% 2 3
    Beispiel 13 203 62,0 quadratisch, achteckig 71% 44% 27% 1 10
    Beispiel 14 203 62,0 sechseckig 68% 45% 23% 2 3
    Beispiel 15 203 46,5 sechseckig 71% 53% 18% 3 7
    (Tabelle 4)
    Material Luftdurchlässigkeitswiders tand der Trennwand (Pa·s/m2) Porosität (%) Mittlerer Porendurchmesser (µm) Geometrischer Oberflächeninhalt (GSA) der Zuflusszelle (mm2/mm3) Anstieg des Druckverlusts ΔP (Ruß 6g/l, Asche 30g/l) (kPa)
    Vergleichsbeispiel 9 SiC 4,7 × 107 35 7 1,35 16,4
    Vergleichsbeispiel 10 SiC 4,7 × 107 35 7 1,33 16,2
    Vergleichsbeispiel 11 SiC 4,7 × 107 35 7 1,30 16,6
    Vergleichsbeispiel 12 SiC 4,7 × 107 35 7 1,25 18,1
    Vergleichsbeispiel 13 SiC 4,7 × 107 35 7 1,23 19,1
    Vergleichsbeispiel 14 SiC 4,7 × 107 35 7 1,21 20,2
    Beispiel 7 SiC 4,0 × 107 41 9 1,35 16,0
    Beispiel 8 SiC 4,0 × 107 41 9 1,33 15,9
    Beispiel 9 SiC 4,0 × 107 41 9 1,30 16,3
    Beispiel 10 SiC 4,0 × 107 41 9 1,25 17,9
    Vergleichsbeispiel 15 SiC 4,0 × 107 41 9 1,21 20,0
    Vergleichsbeispiel 16 SiC 4,0 × 107 41 9 1,30 18,1
    Beispiel 11 SiC 4,0 × 107 41 9 1,04 20,0
    Beispiel 12 SiC 4,0 × 107 41 9 1,10 19,8
    Beispiel 13 SiC 4,0 × 107 41 9 1,44 16,3
    Beispiel 14 SiC 4,0 × 107 41 9 1,47 15,7
    Beispiel 15 SiC 4,0 × 107 41 9 1,30 17,2
    (Tabelle 5)
    Trennwand dicke (µm) Zellendichte (Zellen/cm2) Zellenform Gesamte offene Porosität für alle Zellen (%) Gesamte offene Porosität für Zuflusszellen (%) Gesamte offene Porosität für Abflusszellen (%) Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) Referenz zeichnun g
    Beispiel 16 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Beispiel 17 178 46,5 sechseckig 74% 49% 25% 2 3
    Beispiel 18 203 46,5 sechseckig 71% 48% 24% 2 3
    Beispiel 19 254 46,5 sechseckig 66% 44% 22% 2 3
    Beispiel 20 279 46,5 sechseckig 64% 43% 21% 2 3
    Vergleichsbeispiel 17 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    Beispiel 21 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Beispiel 22 178 46,5 sechseckig 74% 48% 24% 2 3
    Beispiel 23 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 24 254 46,5 sechseckig 66% 43% 21% 2 3
    Vergleichsbeispiel 18 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    Beispiel 25 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Beispiel 26 178 46,5 sechseckig 74% 48% 24% 2 3
    Beispiel 27 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 28 254 46,5 sechseckig 66% 43% 21% 2 3
    Vergleichsbeispiel 19 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    (Tabelle 6)
    Material Luftdurchlässigkeitswiderstan d der Trennwand (Pa·s/m2) Porosität (%) Mittlerer Porendurchmesse r (µm) Geometrischer Oberflächeninhalt (GSA) der Zuflusszelle (mm2/mm3) Anstieg des Druckverlusts ΔP (Ruß 6g/l, Asche 30g/l) (kPa)
    Beispiel 16 SiC 2,8 × 107 41 11 1,35 14,9
    Beispiel 17 SiC 2,8 × 107 41 11 1,33 14,9
    Beispiel 18 SiC 2,8 × 107 41 11 1,30 15,2
    Beispiel 19 SiC 2,8 × 107 41 11 1,25 16,8
    Beispiel 20 SiC 2,8 × 107 41 11 1,23 17,7
    Vergleichsbeispiel 17 SiC 2,8 × 107 41 11 1,21 18,8
    Beispiel 21 SiC 1,4 × 107 41 14 1,35 13,4
    Beispiel 22 SiC 1,4 × 107 41 14 1,33 13,5
    Beispiel 23 SiC 1,4 × 107 41 14 1,30 14,0
    Beispiel 24 SiC 1,4 × 107 41 14 1,25 15,5
    Vergleichsbeispiel 18 SiC 1,4 × 107 41 14 1,21 17,4
    Beispiel 25 SiC 6,9 × 106 48 13 1,35 12,5
    Beispiel 26 SiC 6,9 × 106 48 13 1,33 12,7
    Beispiel 27 SiC 6,9 × 106 48 13 1,30 13,2
    Beispiel 28 SiC 6,9 × 106 48 13 1,25 14,8
    Vergleichsbeispiel 19 SiC 6,9 × 106 48 13 1,21 16,7
    (Tabelle 7)
    Trennwa nddicke (µm) Zellendicht e (Zellen/cm2 ) Zellenform Gesamte offene Porosität für alle Zellen (%) Gesamte offene Porosität für Zuflusszellen (%) Gesamte offene Porosität für Abflusszellen (%) Zellenzahlverhä Itnis (Na/Nb) Referenzzeichnung
    Beispiel 29 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Beispiel 30 178 46,5 sechseckig 74% 48% 24% 2 3
    Beispiel 31 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 32 254 46,5 sechseckig 66% 43% 21% 2 3
    Vergleichsbeispiel 20 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    Beispiel 33 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Beispiel 34 178 46,5 sechseckig 74% 48% 24% 2 3
    Beispiel 35 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 36 254 46,5 sechseckig 66% 43% 21% 2 3
    Vergleichsbeispiel 21 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    Beispiel 37 152 46,5 sechseckig 77% 51% 26% 2 3
    Beispiel 38 178 46,5 sechseckig 74% 48% 24% 2 3
    Beispiel 39 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 40 254 46,5 sechseckig 66% 43% 21% 2 3
    Vergleichsbeispiel 22 305 46,5 sechseckig 61% 41% 20% 2 3
    (Tabelle 8)
    Materi al Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand (Pa·s/m2) Porosität (%) Mittlerer Porendurchmesser (µm) Geometrischer Oberflächeninhalt (GSA) der Zuflusszelle (mm2/mm3) Anstieg des Druckverlusts ΔP (Ruß 6g/l, Asche 30g/l) (kPa)
    Beispiel 29 Cd 4,3 × 106 52 20 1,35 11,6
    Beispiel 30 Cd 4,3 × 106 52 20 1,33 12,1
    Beispiel 31 Cd 4,3 × 106 52 20 1,30 12,6
    Beispiel 32 Cd 4,3 × 106 52 20 1,25 14,3
    Vergleichsbeispiel 20 Cd 4,3 × 106 52 20 1,21 16,2
    Beispiel 33 SiC 3,6 × 106 63 20 1,35 11,0
    Beispiel 34 SiC 3,6 × 106 63 20 1,33 11,4
    Beispiel 35 SiC 3,6 ×106 63 20 1,30 12,1
    Beispiel 36 SiC 3,6 × 106 63 20 1,25 13,5
    Vergleichsbeispiel 21 SiC 3,6 × 106 63 20 1,21 15,4
    Beispiel 37 Cd 3,3 × 106 65 20 1,35 11,3
    Beispiel 38 Cd 3,3 × 106 65 20 1,33 11,8
    Beispiel 39 Cd 3,3 × 106 65 20 1,30 12,4
    Beispiel 40 Cd 3,3 × 106 65 20 1,25 13,9
    Vergleichsbeispiel 22 Cd 3,3 × 106 65 20 1,21 15,8
    (Tabelle 9)
    Trennw anddicke (µm) Zellendichte (Zellen/cm2) Zellenform Gesamte offene Porosität für alle Zellen (%) Gesamte offene Porosität für Zuflusszellen (%) Gesamte offene Porosität für Abflusszellen (%) Zellenzahlverhältnis (Na/Nb) Referenzzeichnung
    Vergleichsbeispiel 23 203 46,5 sechseckig 71% 48% 24% 2 3
    Vergleichsbeispiel 11 203 46,5 sechseckig 71% 48% 24% 2 3
    Beispiel 9 203 46,5 sechseckig 71% 48% 24% 2 3
    Beispiel 18 203 46,5 sechseckig 71% 48% 24% 2 3
    Beispiel 23 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 27 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 31 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 35 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    Beispiel 39 203 46,5 sechseckig 71% 44% 22% 2 3
    (Tabelle 10)
    Material Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand (Pa·s/m2) Porosität (%) Mittlerer Porendurchmesser (µm) Geometrischer Oberflächeninhalt (GSA) der Zuflusszelle (mm2/mm3) Anstieg des Druckverlusts ΔP (Ruß 6g/l, Asche 30g/l) (kPa)
    Vergleichsbeispiel 23 SiC 5,0 × 107 32 7 1,30 16,7
    Vergleichsbeispiel 11 SiC 4,7 × 107 35 7 1,30 16,6
    Beispiel 9 SiC 4,0 × 107 41 9 1,30 16,3
    Beispiel 18 SiC 2,8 × 107 41 11 1,30 15,2
    Beispiel 23 SiC 1,4 × 107 41 14 1,30 14,0
    Beispiel 27 SiC 6,9 × 106 48 13 1,30 13,2
    Beispiel 31 Cd 4,3 × 106 52 20 1,30 12,6
    Beispiel 35 SiC 3,6 × 106 63 20 1,30 12,1
    Beispiel 39 Cd 3,3 × 106 65 20 1,30 12,4
  • (Ergebnisse)
  • Der Anstieg des Druckverlusts ΔP der verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 3 war kleiner als der der verschlossenen Wabenstruktur des Vergleichsbeispiels 1. Außerdem war der Anstieg des Druckverlusts ΔP der verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 3 auch kleiner als der der verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 16, bei der der gesamte offene Vorderflächeninhalt (mit anderen Worten der Gesamtflächeninhalt) der Zuflusszelle und der Abflusszelle die gleichen Werte aufwies. Wie es oben beschrieben ist, weisen die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 3 eine Zellenstruktur auf, in der eine Zuflusszelle und eine andere Zuflusszelle mit der Trennwand dazwischen benachbart zueinander sind, und die so ausgebildet ist, dass der Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle größer ist als der Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle, der Anstieg des Druckverlusts ΔP kleiner.
  • Zudem war der Anstieg des Druckverlusts ΔP der verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 3 kleiner als der der verschlossenen Wabenstruktur des Vergleichsbeispiels 7 mit der gleichen Porosität. Zudem war der Anstieg des Druckverlusts ΔP jeder verschlossenen Wabenstruktur der Beispiele 1 bis 3 auch kleiner als der jeder verschlossenen Wabenstruktur der Vergleichsbeispiele 2 bis 5 mit der gleichen Trennwanddicke.
  • Der Anstieg des Druckverlusts ΔP der verschlossenen Wabenstruktur der Beispiele 4 bis 40 war wie im Fall der Beispiele 1 bis 3 kleiner als der jeder verschlossenen Wabenstruktur der zu vergleichenden Vergleichsbeispiele.
  • Um die Wirkungen des Permeabilitätswiderstands (Pa·s/m2) unter der Bedingung zu vergleichen, dass die Dicke der Trennwand gleich ist, wurden Beispiele und Vergleichsbeispiele mit einer Trennwanddicke von 203 µm entnommen und die Ergebnisse sind in den Tabellen 9 und 10 gezeigt. In den Tabellen 9 und 10 sind die Ergebnisse der Beispiele 9, 18, 23, 27, 31, 35 und 39 und der Vergleichsbeispiele 11 und 23 gezeigt. 18 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem „Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand (Pa·s/m2)“ und dem „Anstieg des Druckverlusts ΔP (kPa)“ in Tabelle 10 zeigt. 18 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen dem Durchlässigkeitswiderstand (Pa·s/m2) und dem Anstieg des Druckverlusts ΔP (kPa) in den Beispielen und Vergleichsbeispielen zeigt. In 18 repräsentiert die horizontale Achse den „Durchlässigkeitswiderstand (Pa·s/m2)“ und die vertikale Achse repräsentiert den „Anstieg des Druckverlusts ΔP(kPa)“. Wie es in Tabelle 10 und 18 gezeigt ist, wurde festgestellt, dass in dem Bereich des Luftdurchlässigkeitswiderstands der Trennwand von 4,5 × 107 Pa·s/m2 oder weniger die Änderungsrate des Anstiegs des Druckverlusts ΔP(kPa) groß war, und es wird eher erwartet, dass die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 9, 18, 23, 27, 31, 35 und 39 den Anstieg des Druckverlusts ΔP unterdrücken.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann als Filter zum Reinigen von Abgas verwendet werden
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 21, 41, 61, 81
    Trennwand,
    2, 22, 42, 62, 82
    Zelle,
    2a, 22a, 42a, 62a, 82a
    Zuflusszelle,
    2b, 22b, 42b, 62b, 82b
    Abflusszelle ,
    3, 83
    Umfangswand,
    4, 24, 44,64, 84
    Wabenstrukturkörper,
    5, 25, 45, 65, 85
    Verschlussabschnitt,
    11, 31, 51,71, 91
    Zuflussstirnfläche,
    12, 32, 92
    Abflussstirnfläche,
    86
    Wabensegment,
    87
    Verbindungsschicht,
    88
    Segmentaußenwand,
    100, 200, 300, 400, 500, 600, 700
    verschlossene Wabenstruktur,
    T, T1, T2
    Dicke der Trennwand.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (11)

  1. Verschlossene Wabenstruktur, die umfasst: einen Wabenstrukturkörper, der eine porösen Trennwand aufweist, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Zellen umgibt, die als Fluiddurchgangskanal dienen und sich von einer Zuflussstirnfläche zu einer Abflussstirnfläche erstrecken; und einen Verschlussabschnitt, der so angeordnet ist, dass er ein Ende an einer Seite der Zuflussstirnfläche oder der Abflussstirnfläche der Zellen verschließt, wobei die Zellen, die den Verschlussabschnitt an Enden auf der Seite der Abflussstirnfläche haben und die auf der Seite der Zuflussstirnfläche offen sind, Zuflusszellen sind, und die Zellen, die den Verschlussabschnitt an Enden auf der Seite der Zuflussstirnfläche haben und die auf der Seite der Abflussstirnfläche offen sind, Abflusszellen sind, in einem Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle des Wabenstrukturkörpers die Zellen jeweils eine Form haben, die ein Polygon ist, und eine Zellenstruktur haben, in der eine der Zuflusszellen und eine andere der Zuflusszellen mit der Trennwand dazwischen benachbart zueinander sind, und in dem Schnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle ein Gesamtflächeninhalt der Zuflusszelle größer als ein Gesamtflächeninhalt der Abflusszelle ist, eine Porosität der Trennwand 38 % oder mehr beträgt, eine Dicke der Trennwand 125 µm oder mehr und 280 µm oder weniger beträgt, eine Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 31,0 Zellen/cm2 oder mehr beträgt und ein Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 4,5 × 107 Pa·s/m2 oder weniger beträgt.
  2. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei der Luftdurchlässigkeitswiderstand der Trennwand 4,0 × 107 Pa·s/m2 oder weniger beträgt.
  3. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle eine Form einer der Zuflusszellen und eine Form einer der Abflusszellen kongruent oder ähnlich sind, und, das Verhältnis der Gesamtzahl Na der Zuflusszellen zu der Gesamtzahl Nb der Abflusszellen 2 oder mehr beträgt.
  4. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle die Form der Zuflusszelle von einem Typ ist.
  5. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle die Form der Zuflusszelle und die Form der Abflusszelle beide sechseckig sind.
  6. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zelle mindestens eine der Zellen eine regelmäßige sechseckige Form aufweist.
  7. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trennwand mit mindestens einem Katalysator beladen ist, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Oxidationskatalysator, Katalysator für selektive katalytische Reduktion und Dreiwegekatalysator.
  8. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 7, wobei die Trennwand mit dem Oxidationskatalysator beladen ist und eine Beladungsmenge des Oxidationskatalysators 0,1 bis 30 g/l beträgt.
  9. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 7, wobei die Trennwand mit dem Katalysator für selektive katalytische Reduktion beladen ist und eine Beladungsmenge des Katalysators für selektive katalytische Reduktion 50 bis 130 g/l beträgt.
  10. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 7 oder 9, wobei der Katalysator für selektive katalytische Reduktion ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Zeolithtyp oder ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion vom Vanadiumtyp ist.
  11. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 7, wobei die Trennwand mit dem Dreiwegekatalysator beladen ist und eine Beladungsmenge des Dreiwegekatalysators 40 bis 130 g/l beträgt.
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