JP2002136817A - ハニカムフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
ハニカムフィルタ及びその製造方法Info
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- JP2002136817A JP2002136817A JP2000338069A JP2000338069A JP2002136817A JP 2002136817 A JP2002136817 A JP 2002136817A JP 2000338069 A JP2000338069 A JP 2000338069A JP 2000338069 A JP2000338069 A JP 2000338069A JP 2002136817 A JP2002136817 A JP 2002136817A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 目封じ部、および基材にクラックが発生した
り、目封じ部が基材からの剥離や脱落を起こしたりする
ことのないハニカムフィルタ、および前記特性を有し、
かつ、製造工程が短縮されるとともに製造コストの削減
もなされたハニカムフィルタの製造方法を提供する。 【解決手段】 目封じ材が該セラミックス基材と同じ材
質のセラミックス粉砕物から構成されていることを特徴
とするハニカムフィルタである。セラミックス粉末から
調製した坏土を多数の平行な流通路を有するハニカム形
状に成形する成形工程と、流通路の端部を交互に目封じ
する目封じ工程と、ハニカム成形体を焼成する焼成工程
とを含む多孔質のセラミックス基材からなるハニカムフ
ィルタの製造方法であって、セラミックス基材と同材質
のセラミックスを粉砕し、当該セラミックス粉砕物を用
いて目封じする。
り、目封じ部が基材からの剥離や脱落を起こしたりする
ことのないハニカムフィルタ、および前記特性を有し、
かつ、製造工程が短縮されるとともに製造コストの削減
もなされたハニカムフィルタの製造方法を提供する。 【解決手段】 目封じ材が該セラミックス基材と同じ材
質のセラミックス粉砕物から構成されていることを特徴
とするハニカムフィルタである。セラミックス粉末から
調製した坏土を多数の平行な流通路を有するハニカム形
状に成形する成形工程と、流通路の端部を交互に目封じ
する目封じ工程と、ハニカム成形体を焼成する焼成工程
とを含む多孔質のセラミックス基材からなるハニカムフ
ィルタの製造方法であって、セラミックス基材と同材質
のセラミックスを粉砕し、当該セラミックス粉砕物を用
いて目封じする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明はハニカムフィルタ
およびその製造方法に関する。
およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、集塵装置は紙や繊維、高分子樹
脂を使用したバグフィルタが主流であったが、近年、公
害防止等の環境対策、高温ガスからの製品回収、クリー
ンな高温エネルギー回収のため、高分子材料が使用不可
能である２５０℃以上の温度域における集塵が必要な市
場が増えてきた。
脂を使用したバグフィルタが主流であったが、近年、公
害防止等の環境対策、高温ガスからの製品回収、クリー
ンな高温エネルギー回収のため、高分子材料が使用不可
能である２５０℃以上の温度域における集塵が必要な市
場が増えてきた。
【０００３】 このような状況下、セラミックスは、耐
熱性、耐食性に優れ、高温、腐食性ガス雰囲気でのフィ
ルタ材料として好ましい特性を有している。このセラミ
ックスを材料としたセラミックスフィルタとしては、例
えば管状のもの、或いは、一方が閉じた管状であるキャ
ンドルタイプと呼ばれる形状のもの等を挙げることがで
き、現在、集塵用のハニカムフィルタは、高温ガスから
の製品の回収、環境対策を狙いとした排ガスからのダス
トの除去等を目的として、化学、電力、鉄鋼、産業廃棄
物処理産業等多岐に渡る分野において用いられている。
熱性、耐食性に優れ、高温、腐食性ガス雰囲気でのフィ
ルタ材料として好ましい特性を有している。このセラミ
ックスを材料としたセラミックスフィルタとしては、例
えば管状のもの、或いは、一方が閉じた管状であるキャ
ンドルタイプと呼ばれる形状のもの等を挙げることがで
き、現在、集塵用のハニカムフィルタは、高温ガスから
の製品の回収、環境対策を狙いとした排ガスからのダス
トの除去等を目的として、化学、電力、鉄鋼、産業廃棄
物処理産業等多岐に渡る分野において用いられている。
【０００４】 かかる集塵用のハニカムフィルタは、図
１に示すように、ハニカムの多数の流通路３の端部を上
流側Ｂと下流側Ｃとを逆に１マスごとに目封じ部２によ
って封じられた構造を有し、上流側Ｂから入った高温ガ
スは、多孔質の隔壁４を通って下流側Ｃの穴より抜けて
いくが、その際に、高温ガス中のダストは隔壁のフィル
タ層に捕捉されるといった仕組みを有している。
１に示すように、ハニカムの多数の流通路３の端部を上
流側Ｂと下流側Ｃとを逆に１マスごとに目封じ部２によ
って封じられた構造を有し、上流側Ｂから入った高温ガ
スは、多孔質の隔壁４を通って下流側Ｃの穴より抜けて
いくが、その際に、高温ガス中のダストは隔壁のフィル
タ層に捕捉されるといった仕組みを有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 ハニカムフィルタの
目封じに関して、これまで目封じに使用する目封じ材の
材質やその充填方法に工夫を凝らすといった試みはなさ
れてはいなかった。しかしながら、特別な工夫を盛り込
まずに一般的な材質等を使用して製造したハニカムフィ
ルタは、高温条件下での使用に際し、材質間の熱膨張差
に起因して目封じ部や基材にクラックが発生したり、或
いは、目封じ部の基材からの剥離や脱落等の不具合が発
生する場合があった。
目封じに関して、これまで目封じに使用する目封じ材の
材質やその充填方法に工夫を凝らすといった試みはなさ
れてはいなかった。しかしながら、特別な工夫を盛り込
まずに一般的な材質等を使用して製造したハニカムフィ
ルタは、高温条件下での使用に際し、材質間の熱膨張差
に起因して目封じ部や基材にクラックが発生したり、或
いは、目封じ部の基材からの剥離や脱落等の不具合が発
生する場合があった。
【０００６】 従来、目封じ材の充填は、ハニカム状に
成形された基材をスラリー状の目封じ材に浸漬させるこ
とによって行なわれていた。しかし、目封じ材の乾燥に
よる収縮の結果、充填後の目封じ材の体積が減少してし
まい、目封じ部にクラックが発生したり目封じ部が脱落
したりするおそれがあった。また、前記目封じ材の充填
方法によれば、焼成済のハニカム状に成形された基材を
用いて目封じ材の充填を行っていたために、その後、目
封じ材の焼結のためだけに再度焼成が必要となる。した
がって、ハニカムフィルタの製造工程複雑化するととも
に、製造コストが増加するといった問題をも有してい
る。
成形された基材をスラリー状の目封じ材に浸漬させるこ
とによって行なわれていた。しかし、目封じ材の乾燥に
よる収縮の結果、充填後の目封じ材の体積が減少してし
まい、目封じ部にクラックが発生したり目封じ部が脱落
したりするおそれがあった。また、前記目封じ材の充填
方法によれば、焼成済のハニカム状に成形された基材を
用いて目封じ材の充填を行っていたために、その後、目
封じ材の焼結のためだけに再度焼成が必要となる。した
がって、ハニカムフィルタの製造工程複雑化するととも
に、製造コストが増加するといった問題をも有してい
る。
【０００７】 なお、ハニカムフィルタは、そのフィル
タ層に一定量以上のダストが捕捉されたとき、もしくは
定期的に、通常とは逆向きにエアーを送り込むことによ
って逆洗し、捕捉されたダスト等を除去する必要性があ
る。その際には、最外周に比して最外周以外のセルにお
ける逆洗エアーの流速が速くなることが一般的であり、
このとき逆洗エアーに流速分布が生ずることに起因して
最外周と最外周以外の目封じ部に応力差が発生する。一
方、ハニカムフィルタを製造するに際し、目封じ深さは
全体的に均一となるように設定して目封じ材を充填する
ことが一般的であるために、前述の発生応力差により最
外周以外の目封じ部が脱落するおそれがある。
タ層に一定量以上のダストが捕捉されたとき、もしくは
定期的に、通常とは逆向きにエアーを送り込むことによ
って逆洗し、捕捉されたダスト等を除去する必要性があ
る。その際には、最外周に比して最外周以外のセルにお
ける逆洗エアーの流速が速くなることが一般的であり、
このとき逆洗エアーに流速分布が生ずることに起因して
最外周と最外周以外の目封じ部に応力差が発生する。一
方、ハニカムフィルタを製造するに際し、目封じ深さは
全体的に均一となるように設定して目封じ材を充填する
ことが一般的であるために、前述の発生応力差により最
外周以外の目封じ部が脱落するおそれがある。
【０００８】 本発明は、このような従来技術の有する
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、目封じ部、および基材にクラックが発生した
り、目封じ部が基材からの剥離や脱落を起こしたりする
ことのないハニカムフィルタ、および前記特性を有し、
かつ、製造工程が短縮されるとともに製造コストの削減
もなされたハニカムフィルタの製造方法を提供すること
にある。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、目封じ部、および基材にクラックが発生した
り、目封じ部が基材からの剥離や脱落を起こしたりする
ことのないハニカムフィルタ、および前記特性を有し、
かつ、製造工程が短縮されるとともに製造コストの削減
もなされたハニカムフィルタの製造方法を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、多数の平行な流通路を有するとともに、該流通路
の端部が交互に目封じされた多孔質のセラミックス基材
からなるハニカムフィルタであって、目封じ材が該セラ
ミックス基材と同じ材質のセラミックス粉砕物から構成
されていることを特徴とするハニカムフィルタが提供さ
れる。
れば、多数の平行な流通路を有するとともに、該流通路
の端部が交互に目封じされた多孔質のセラミックス基材
からなるハニカムフィルタであって、目封じ材が該セラ
ミックス基材と同じ材質のセラミックス粉砕物から構成
されていることを特徴とするハニカムフィルタが提供さ
れる。
【００１０】 本発明においては、セラミックス粉砕物
が、セラミックス基材の焼成粉砕物７０〜８０重量％
と、セラミックス基材の未焼成粉砕物２０〜３０重量％
からなることが好ましく、セラミックス粉砕物の最大粒
径が５００μｍであることが好ましい。
が、セラミックス基材の焼成粉砕物７０〜８０重量％
と、セラミックス基材の未焼成粉砕物２０〜３０重量％
からなることが好ましく、セラミックス粉砕物の最大粒
径が５００μｍであることが好ましい。
【００１１】 また、本発明においては、目封じ材がセ
ラミックス粉砕物１００重量部と水３３〜４３重量部か
らなることが好ましく、最外周以外の流通路の目封じ深
さ平均値が、最外周の流通路の目封じ深さ平均値の１．
１〜１．３倍であることが好ましい。
ラミックス粉砕物１００重量部と水３３〜４３重量部か
らなることが好ましく、最外周以外の流通路の目封じ深
さ平均値が、最外周の流通路の目封じ深さ平均値の１．
１〜１．３倍であることが好ましい。
【００１２】 一方、本発明によれば、セラミックス粉
末から調製した坏土を多数の平行な流通路を有するハニ
カム形状に成形する成形工程と、該流通路の端部を交互
に目封じする目封じ工程と、ハニカム成形体を焼成する
焼成工程とを含む多孔質のセラミックス基材からなるハ
ニカムフィルタの製造方法であって、該セラミックス基
材と同材質のセラミックスを粉砕し、当該セラミックス
粉砕物を用いて目封じすることを特徴とするハニカムフ
ィルタの製造方法が提供される。
末から調製した坏土を多数の平行な流通路を有するハニ
カム形状に成形する成形工程と、該流通路の端部を交互
に目封じする目封じ工程と、ハニカム成形体を焼成する
焼成工程とを含む多孔質のセラミックス基材からなるハ
ニカムフィルタの製造方法であって、該セラミックス基
材と同材質のセラミックスを粉砕し、当該セラミックス
粉砕物を用いて目封じすることを特徴とするハニカムフ
ィルタの製造方法が提供される。
【００１３】 本発明においては、セラミックス粉砕物
が、セラミックス基材の焼成粉砕物７０〜８０重量％
と、セラミックス基材の未焼成粉砕物２０〜３０重量％
との混合物であることが好ましく、目開き５００μｍ以
下の篩を通したセラミックス粉砕物を用いることが好ま
しい。
が、セラミックス基材の焼成粉砕物７０〜８０重量％
と、セラミックス基材の未焼成粉砕物２０〜３０重量％
との混合物であることが好ましく、目開き５００μｍ以
下の篩を通したセラミックス粉砕物を用いることが好ま
しい。
【００１４】 また、本発明においては、セラミックス
粉砕物１００重量部に対し、水３３〜４３重量部を混合
した目封じ材を用いて目封じすることが好ましく、さら
には、目封じ工程に次いで焼成工程を有することが好ま
しい。
粉砕物１００重量部に対し、水３３〜４３重量部を混合
した目封じ材を用いて目封じすることが好ましく、さら
には、目封じ工程に次いで焼成工程を有することが好ま
しい。
【００１５】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当
業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良
等が加えられることが理解されるべきである。
いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当
業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良
等が加えられることが理解されるべきである。
【００１６】 本発明のハニカムフィルタは、多数の平
行な流通路を有するとともに、その流通路の端部が交互
に目封じされた多孔質のセラミックス基材（以下、「基
材」という）からなるものであり、目封じのために用い
られる目封じ材が、基材と同じ材質のセラミックス粉砕
物であることを特徴としている。すなわち、基材と同じ
材質であるセラミックスを粉砕して用いるため、高温条
件下での使用に際し、材質間の熱膨張差に起因して目封
じ部や基材にクラックが発生することがなく、また目封
じ部の基材からの剥離や脱落等の不具合が発生すること
もない。
行な流通路を有するとともに、その流通路の端部が交互
に目封じされた多孔質のセラミックス基材（以下、「基
材」という）からなるものであり、目封じのために用い
られる目封じ材が、基材と同じ材質のセラミックス粉砕
物であることを特徴としている。すなわち、基材と同じ
材質であるセラミックスを粉砕して用いるため、高温条
件下での使用に際し、材質間の熱膨張差に起因して目封
じ部や基材にクラックが発生することがなく、また目封
じ部の基材からの剥離や脱落等の不具合が発生すること
もない。
【００１７】 また、本発明に係るハニカムフィルタ
は、目封じに用いるためのセラミックス粉砕物が、基材
の焼成粉砕物と基材の未焼成粉砕物からなることが好ま
しい。この場合、当該セラミックス粉砕物の組成比率
が、基材の焼成粉砕物に関しては７０〜８０重量％が好
ましく、７２〜７８重量％がさらに好ましく、７４〜７
６重量％が特に好ましい。同時に、基材の未焼成粉砕物
に関しては２０〜３０重量％が好ましく、２２〜２８重
量％がさらに好ましく、２４〜２６重量％が特に好まし
い。
は、目封じに用いるためのセラミックス粉砕物が、基材
の焼成粉砕物と基材の未焼成粉砕物からなることが好ま
しい。この場合、当該セラミックス粉砕物の組成比率
が、基材の焼成粉砕物に関しては７０〜８０重量％が好
ましく、７２〜７８重量％がさらに好ましく、７４〜７
６重量％が特に好ましい。同時に、基材の未焼成粉砕物
に関しては２０〜３０重量％が好ましく、２２〜２８重
量％がさらに好ましく、２４〜２６重量％が特に好まし
い。
【００１８】 ここで、基材の焼成粉砕物は骨材として
の役割を有し、基材の未焼成粉砕物は焼結助剤としての
役割を有している。本発明においては、両方の基材の粉
砕物を当該数値範囲で混合したものを目封じ材として使
用するために、目封じ部にクラックが発生したり、基材
からの剥離・脱落が発生したりしないばかりでなく、流
通路の端部に目封じ材を充填する際の施工性に優れると
ともに、その後に焼成する際の焼結性も良好となる。
の役割を有し、基材の未焼成粉砕物は焼結助剤としての
役割を有している。本発明においては、両方の基材の粉
砕物を当該数値範囲で混合したものを目封じ材として使
用するために、目封じ部にクラックが発生したり、基材
からの剥離・脱落が発生したりしないばかりでなく、流
通路の端部に目封じ材を充填する際の施工性に優れると
ともに、その後に焼成する際の焼結性も良好となる。
【００１９】 さらに、本発明においては、セラミック
ス粉砕物の最大粒径が５００μｍであることが好まし
く、４５０μｍであることがさらに好ましく、４００μ
ｍであることがさらに好ましい。セラミックス粉砕物の
最大粒径が５００μｍ超である場合には、良好な目封じ
を施すことができないおそれがある。したがって、上記
の最大粒径に規定した本発明に係るハニカムフィルタお
よびその製造方法は、優れた目封じ性能を確保すること
が可能である。
ス粉砕物の最大粒径が５００μｍであることが好まし
く、４５０μｍであることがさらに好ましく、４００μ
ｍであることがさらに好ましい。セラミックス粉砕物の
最大粒径が５００μｍ超である場合には、良好な目封じ
を施すことができないおそれがある。したがって、上記
の最大粒径に規定した本発明に係るハニカムフィルタお
よびその製造方法は、優れた目封じ性能を確保すること
が可能である。
【００２０】 また、上記最大粒径を有するセラミック
ス粉砕物を得るために、本発明に係るハニカムフィルタ
の製造方法においては、所定の目開き寸法を有する篩を
通したセラミックス粉砕物を用いる。このとき使用する
篩は、目開き５００μｍ以下であることが好ましく、４
５０μｍ以下であることがさらに好ましく、４００μｍ
以下であることが特に好ましい。このような目開き寸法
を有する篩を使用しているために、上記好ましい粒径を
有するセラミックス粉砕物を調製することが可能であ
る。
ス粉砕物を得るために、本発明に係るハニカムフィルタ
の製造方法においては、所定の目開き寸法を有する篩を
通したセラミックス粉砕物を用いる。このとき使用する
篩は、目開き５００μｍ以下であることが好ましく、４
５０μｍ以下であることがさらに好ましく、４００μｍ
以下であることが特に好ましい。このような目開き寸法
を有する篩を使用しているために、上記好ましい粒径を
有するセラミックス粉砕物を調製することが可能であ
る。
【００２１】 なお、本発明においては、目封じのため
に用いる目封じ材が、セラミックス粉砕物１００重量部
に対して水３３〜４３重量部を添加したものであること
が好ましく、３５〜４０重量部を添加したものであるこ
とがさらに好ましく、３６〜３８重量部を添加したもの
であることが特に好ましい。セラミックス粉砕物１００
重量部に対して水の添加量が３３重量部未満である場合
には、目封じ材の粘性が高過ぎるために、流通路の端部
に圧入することが困難である。また、セラミックス粉砕
物１００重量部に対して水の添加量が４３重量部超であ
る場合には、目封じ材の粘性が低過ぎるために、目封じ
材が一定時間、一定の形状を保持できないばかりでな
く、乾燥の際の水分蒸発による収縮率が大きく、目封じ
部にクラックが発生しやすくなってしまう。したがっ
て、前記重量部範囲内において水を添加して調製した目
封じ材を用いて製造した本発明のハニカムフィルタおよ
びその製造方法は、施工性に優れているとともに焼結性
も良好である。
に用いる目封じ材が、セラミックス粉砕物１００重量部
に対して水３３〜４３重量部を添加したものであること
が好ましく、３５〜４０重量部を添加したものであるこ
とがさらに好ましく、３６〜３８重量部を添加したもの
であることが特に好ましい。セラミックス粉砕物１００
重量部に対して水の添加量が３３重量部未満である場合
には、目封じ材の粘性が高過ぎるために、流通路の端部
に圧入することが困難である。また、セラミックス粉砕
物１００重量部に対して水の添加量が４３重量部超であ
る場合には、目封じ材の粘性が低過ぎるために、目封じ
材が一定時間、一定の形状を保持できないばかりでな
く、乾燥の際の水分蒸発による収縮率が大きく、目封じ
部にクラックが発生しやすくなってしまう。したがっ
て、前記重量部範囲内において水を添加して調製した目
封じ材を用いて製造した本発明のハニカムフィルタおよ
びその製造方法は、施工性に優れているとともに焼結性
も良好である。
【００２２】 また、本発明においては、最外周以外の
流通路の目封じ深さ平均値が、最外周の流通路の目封じ
深さ平均値の１．１〜１．３倍であることが好ましく、
１．２〜１．３倍であることがさらに好ましく、１．２
５倍であることが特に好ましい。すなわち、全ての目封
じ部において、発生する応力によって脱落や剥離を生ず
ることのない充分な目封じ深さを有している。したがっ
て、逆洗エアーに流速分布が生ずることに起因して発生
する最外周と最外周以外の流通路の目封じ部における応
力差によって最外周以外の流通路の目封じ部が脱落する
おそれがない。
流通路の目封じ深さ平均値が、最外周の流通路の目封じ
深さ平均値の１．１〜１．３倍であることが好ましく、
１．２〜１．３倍であることがさらに好ましく、１．２
５倍であることが特に好ましい。すなわち、全ての目封
じ部において、発生する応力によって脱落や剥離を生ず
ることのない充分な目封じ深さを有している。したがっ
て、逆洗エアーに流速分布が生ずることに起因して発生
する最外周と最外周以外の流通路の目封じ部における応
力差によって最外周以外の流通路の目封じ部が脱落する
おそれがない。
【００２３】 なお、多孔質の隔壁における濾過面積を
充分に確保することが好ましいために、目封じ深さは必
要以上に深く設定しないことが好ましい。本発明におい
ては逆洗エアーの流速分布に応じ、目封じ深さにも差を
設けているために、目封じ部の脱落を抑止するだけでな
く、多孔質の隔壁における濾過面積が充分に確保される
といった効果をも奏する。
充分に確保することが好ましいために、目封じ深さは必
要以上に深く設定しないことが好ましい。本発明におい
ては逆洗エアーの流速分布に応じ、目封じ深さにも差を
設けているために、目封じ部の脱落を抑止するだけでな
く、多孔質の隔壁における濾過面積が充分に確保される
といった効果をも奏する。
【００２４】 なお、本願における目封じ深さの平均値
は、以下のような方法によって測定・算出するものをい
う。すなわち、図２に示すように、流通路３の端部を流
通路の長手方向と直交するように適当な長さで切断し、
各流通路端部５から目封じ部先端６までの長さＡを測定
する。次に、最外周以外の長さＡ、および最外周の長さ
Ａの平均値をそれぞれ算出するものである。
は、以下のような方法によって測定・算出するものをい
う。すなわち、図２に示すように、流通路３の端部を流
通路の長手方向と直交するように適当な長さで切断し、
各流通路端部５から目封じ部先端６までの長さＡを測定
する。次に、最外周以外の長さＡ、および最外周の長さ
Ａの平均値をそれぞれ算出するものである。
【００２５】 次に、本発明に係るハニカムフィルタの
製造方法を例に挙げ、さらなる詳細を説明する。原材料
のセラミックスとしては、例えばコーディライト、ムラ
イト、アルミナ等を挙げることができる。一般的な処
方、および工程によって坏土を作製するが、このとき、
基材を多孔質とするために、例えばカーボングラファイ
ト等の造孔剤を適当量添加して坏土を作製する。次い
で、押出し成形法等により所定のセルピッチを有するハ
ニカム構造体を製造することができる。なお、押出し成
形に際し、種々の形状・セルピッチを有する口金を用い
ることにより、所望の開口形状・セルピッチを有するハ
ニカム構造体とすることができる。
製造方法を例に挙げ、さらなる詳細を説明する。原材料
のセラミックスとしては、例えばコーディライト、ムラ
イト、アルミナ等を挙げることができる。一般的な処
方、および工程によって坏土を作製するが、このとき、
基材を多孔質とするために、例えばカーボングラファイ
ト等の造孔剤を適当量添加して坏土を作製する。次い
で、押出し成形法等により所定のセルピッチを有するハ
ニカム構造体を製造することができる。なお、押出し成
形に際し、種々の形状・セルピッチを有する口金を用い
ることにより、所望の開口形状・セルピッチを有するハ
ニカム構造体とすることができる。
【００２６】 前記ハニカム構造体を、概ね１００〜１
３０℃、１時間程度乾燥する。ここで、本発明に係るハ
ニカムフィルタの製造方法においては、流通路の端部を
交互に目封じし、その後、焼成することが好ましい。本
発明に係るハニカムフィルタの製造方法は、従来の目封
じの方法を用いた製造方法とは異なり、従来の目封じ材
に比して水分含有量が低く、いわゆる粘土状である目封
じ材を充填するといった手法を採用している。この場
合、目封じされるハニカム状に成形された基材は焼成し
たものである必要性はなく、目封じは未焼成のハニカム
状に成形された基材に対して行うことができる。したが
って、従来の目封じ部を有するハニカムフィルタの製造
方法において必要とされていた、二回の焼成工程を一回
に減ずることが可能である。すなわち、当該ハニカムフ
ィルタの製造工程を簡略化することが可能であるととも
に、製造コストの削減にも寄与することができる。
３０℃、１時間程度乾燥する。ここで、本発明に係るハ
ニカムフィルタの製造方法においては、流通路の端部を
交互に目封じし、その後、焼成することが好ましい。本
発明に係るハニカムフィルタの製造方法は、従来の目封
じの方法を用いた製造方法とは異なり、従来の目封じ材
に比して水分含有量が低く、いわゆる粘土状である目封
じ材を充填するといった手法を採用している。この場
合、目封じされるハニカム状に成形された基材は焼成し
たものである必要性はなく、目封じは未焼成のハニカム
状に成形された基材に対して行うことができる。したが
って、従来の目封じ部を有するハニカムフィルタの製造
方法において必要とされていた、二回の焼成工程を一回
に減ずることが可能である。すなわち、当該ハニカムフ
ィルタの製造工程を簡略化することが可能であるととも
に、製造コストの削減にも寄与することができる。
【００２７】 続いて、図１に示すように、ハニカムの
多数の流通路３の片側端部、例えば上流側Ｂを１マスご
とに目封じ材を圧入することによって封じた後、再び６
０〜１００℃、１２時間程度乾燥する。なお、目封じ材
は既に述べた方法にしたがって調製すればよいが、この
とき、焼成の際の材質間の熱膨張差に起因するクラック
の発生を防止することを目的として、目封じ材にも前記
造孔剤を適当量添加することが好ましい。ただし、目封
じの効果が損なわれることがないよう、充分な目封じ深
さを設ける必要がある。したがって、目封じ深さは１５
〜３０ｍｍであることが好ましい。１５ｍｍ未満では充
分な目封じ効果を得ることができないおそれがあり、３
０ｍｍ超では充分な目封じ効果を得ることができる反
面、フィルタの濾過面積が減少してしまうために好まし
くない。
多数の流通路３の片側端部、例えば上流側Ｂを１マスご
とに目封じ材を圧入することによって封じた後、再び６
０〜１００℃、１２時間程度乾燥する。なお、目封じ材
は既に述べた方法にしたがって調製すればよいが、この
とき、焼成の際の材質間の熱膨張差に起因するクラック
の発生を防止することを目的として、目封じ材にも前記
造孔剤を適当量添加することが好ましい。ただし、目封
じの効果が損なわれることがないよう、充分な目封じ深
さを設ける必要がある。したがって、目封じ深さは１５
〜３０ｍｍであることが好ましい。１５ｍｍ未満では充
分な目封じ効果を得ることができないおそれがあり、３
０ｍｍ超では充分な目封じ効果を得ることができる反
面、フィルタの濾過面積が減少してしまうために好まし
くない。
【００２８】 次に、流通路３の反対側端部、例えば下
流側Ｃを、上流側Ｂとは逆に１マスごとに目封じ材を圧
入することによって封じた後、乾燥する。このときの乾
燥温度、および時間は概ね６０〜１００℃、１２時間程
度でよい。その後、約１３８０〜１４２０℃にて３．５
時間焼成を行い、多孔質のセラミックス基材からなるハ
ニカムフィルタを製造することができる。
流側Ｃを、上流側Ｂとは逆に１マスごとに目封じ材を圧
入することによって封じた後、乾燥する。このときの乾
燥温度、および時間は概ね６０〜１００℃、１２時間程
度でよい。その後、約１３８０〜１４２０℃にて３．５
時間焼成を行い、多孔質のセラミックス基材からなるハ
ニカムフィルタを製造することができる。
【００２９】 なお、前記各工程により製造したハニカ
ムフィルタの表面には、捕捉効率を上げつつ、小圧力損
失を実現すべく、多孔質である基材よりもさらに平均気
孔径の小さいフィルタ層を設けて用いることが一般的で
あり、そのフィルタ層を設ける方法としては動加圧真空
法、気流コート法、ディッピング法、スラリー直濾過法
等を挙げることができる。いずれの方法によってもハニ
カムフィルタの表面に好適にフィルタ層を設けることが
可能であり、いずれかの方法を適宜選択すればよい。
ムフィルタの表面には、捕捉効率を上げつつ、小圧力損
失を実現すべく、多孔質である基材よりもさらに平均気
孔径の小さいフィルタ層を設けて用いることが一般的で
あり、そのフィルタ層を設ける方法としては動加圧真空
法、気流コート法、ディッピング法、スラリー直濾過法
等を挙げることができる。いずれの方法によってもハニ
カムフィルタの表面に好適にフィルタ層を設けることが
可能であり、いずれかの方法を適宜選択すればよい。
【００３０】
【実施例】 以下、本発明の具体的な実施結果を説明す
る。端面が一辺１５ｍｍの正方形状を有する長さ５００
ｍｍのハニカム構造を有する基材に、スラリー直濾過法
により、基材よりも平均気孔径の小さいフィルタ層を設
けた複層構造のハニカムフィルタを製造した。以下、そ
の実施例の詳細を説明する。
る。端面が一辺１５ｍｍの正方形状を有する長さ５００
ｍｍのハニカム構造を有する基材に、スラリー直濾過法
により、基材よりも平均気孔径の小さいフィルタ層を設
けた複層構造のハニカムフィルタを製造した。以下、そ
の実施例の詳細を説明する。
【００３１】（実施例１〜５、比較例１〜８）原材料と
してカオリン、タルク、シリカ、アルミナ、及び造孔剤
としてカーボングラファイト、並びに成形助剤として有
機バインダー（メチルセルロース）を使用して坏土を作
製し、一般的な押出し成形法により所定のセルピッチを
有するハニカム構造体とした。乾燥後、図１に示すよう
に、ハニカムの多数の流通路３の端部を上流側Ｂと下流
側Ｃとを逆に１マスごとに所定の目封じ材を用いて封
じ、再度乾燥後、１４００℃、３．５時間焼成を行っ
て、コーディライトからなる多孔質のセラミックス基材
であるハニカムフィルタを製造した。各実施例における
セルピッチ、目封じ材原料、目封じ材を構成する焼粉と
生粉の配合割合、篩目開き寸法、調合水比、ならびに各
実施例に示す条件により製造したハニカムフィルタの目
封じ深さ、最外周と最外周以外の流通路の目封じ深さ平
均値の比を表１に示す。なお、ここでいう調合水比と
は、セラミックス粉砕物１００重量部に対して添加した
水の重量部のことであり、焼粉とは基材の焼成粉砕物、
生粉とは基材の未焼成粉砕物のことである。
してカオリン、タルク、シリカ、アルミナ、及び造孔剤
としてカーボングラファイト、並びに成形助剤として有
機バインダー（メチルセルロース）を使用して坏土を作
製し、一般的な押出し成形法により所定のセルピッチを
有するハニカム構造体とした。乾燥後、図１に示すよう
に、ハニカムの多数の流通路３の端部を上流側Ｂと下流
側Ｃとを逆に１マスごとに所定の目封じ材を用いて封
じ、再度乾燥後、１４００℃、３．５時間焼成を行っ
て、コーディライトからなる多孔質のセラミックス基材
であるハニカムフィルタを製造した。各実施例における
セルピッチ、目封じ材原料、目封じ材を構成する焼粉と
生粉の配合割合、篩目開き寸法、調合水比、ならびに各
実施例に示す条件により製造したハニカムフィルタの目
封じ深さ、最外周と最外周以外の流通路の目封じ深さ平
均値の比を表１に示す。なお、ここでいう調合水比と
は、セラミックス粉砕物１００重量部に対して添加した
水の重量部のことであり、焼粉とは基材の焼成粉砕物、
生粉とは基材の未焼成粉砕物のことである。
【００３２】 前記工程により製造した各ハニカムフィ
ルタの表面上に、平均粒子径が１０μｍのセラミックス
粒子よりなる、平均フィルタ層厚５０μｍの単一フィル
タ層を設けた。すなわち、原材料としてコーディライト
からなる基材粉砕物を使用し、一般的なスラリー直濾過
法によってフィルタ層を設け、乾燥後、１３５０℃、５
時間焼成を行って複層構造のハニカムフィルタを製造し
た。
ルタの表面上に、平均粒子径が１０μｍのセラミックス
粒子よりなる、平均フィルタ層厚５０μｍの単一フィル
タ層を設けた。すなわち、原材料としてコーディライト
からなる基材粉砕物を使用し、一般的なスラリー直濾過
法によってフィルタ層を設け、乾燥後、１３５０℃、５
時間焼成を行って複層構造のハニカムフィルタを製造し
た。
【００３３】（目封じ部強度確認試験）目封じ部に金属
棒を押し付け、流通路と平行に荷重をかけていき、当該
目封じ部が押し抜かれたときの荷重値を測定することに
よって目封じ部強度確認試験を行った。なお、荷重値は
２９４Ｎとした。次いで、目封じ部とその周辺における
クラック、剥離、脱落、および基材のクラック発生の有
無を目視観察し、また、ハニカムフィルタの品質総合評
価を行った。結果を表１に示す。なお、品質総合評価の
基準は、目封じ部におけるクラック、剥離、脱落、およ
び基材のクラックのいずれも発生しなかったものを◎、
いずれかが微小発生したものを△、いずれかが明らかに
発生したものを×とした。
棒を押し付け、流通路と平行に荷重をかけていき、当該
目封じ部が押し抜かれたときの荷重値を測定することに
よって目封じ部強度確認試験を行った。なお、荷重値は
２９４Ｎとした。次いで、目封じ部とその周辺における
クラック、剥離、脱落、および基材のクラック発生の有
無を目視観察し、また、ハニカムフィルタの品質総合評
価を行った。結果を表１に示す。なお、品質総合評価の
基準は、目封じ部におけるクラック、剥離、脱落、およ
び基材のクラックのいずれも発生しなかったものを◎、
いずれかが微小発生したものを△、いずれかが明らかに
発生したものを×とした。
【００３４】
【表１】
【００３５】（考察）比較例３〜８においては、２９４
Ｎ未満の荷重値で目封じ部が押し抜かれた。それに対
し、実施例１〜５においては、２９４Ｎの荷重値で目封
じ部が押し抜かれることはなかった。また、実施例１〜
５においては、目封じ部とその周辺に欠陥が生ずること
もなかった。目封じ材原料、目封じ材を構成する焼粉と
生粉の配合割合、篩目開き寸法、調合水比、ならびに目
封じ深さ、最外周と最外周以外の流通路の目封じ深さ平
均値の比を、本発明に示すような所定の原料および数値
範囲内に規定することによって、目封じ部において欠陥
が発生せず、また、十分な強度確保が可能であることが
判明し、本発明の優れた効果を確認することができた。
Ｎ未満の荷重値で目封じ部が押し抜かれた。それに対
し、実施例１〜５においては、２９４Ｎの荷重値で目封
じ部が押し抜かれることはなかった。また、実施例１〜
５においては、目封じ部とその周辺に欠陥が生ずること
もなかった。目封じ材原料、目封じ材を構成する焼粉と
生粉の配合割合、篩目開き寸法、調合水比、ならびに目
封じ深さ、最外周と最外周以外の流通路の目封じ深さ平
均値の比を、本発明に示すような所定の原料および数値
範囲内に規定することによって、目封じ部において欠陥
が発生せず、また、十分な強度確保が可能であることが
判明し、本発明の優れた効果を確認することができた。
【００３６】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のハニカ
ムフィルタによれば、目封じ部を構成する材質や組成、
粒径等を所定の数値範囲内に規定しているために、目封
じ部、および基材にクラックが発生したり、目封じ部が
基材からの剥離や脱落が起こり難いといった優れた特性
を有している。また、本発明のハニカムフィルタの製造
方法は、上記特性を具備するハニカムフィルタを提供す
ることが可能であるとともに、その製造工程が短縮さ
れ、かつ、製造コストの削減も効果的になされている優
れた製造方法である。
ムフィルタによれば、目封じ部を構成する材質や組成、
粒径等を所定の数値範囲内に規定しているために、目封
じ部、および基材にクラックが発生したり、目封じ部が
基材からの剥離や脱落が起こり難いといった優れた特性
を有している。また、本発明のハニカムフィルタの製造
方法は、上記特性を具備するハニカムフィルタを提供す
ることが可能であるとともに、その製造工程が短縮さ
れ、かつ、製造コストの削減も効果的になされている優
れた製造方法である。
【図１】 本発明に係るハニカムフィルタの一実施態様
を説明する部分断面図である。
を説明する部分断面図である。
【図２】 目封じ深さ平均値の測定・算出方法を説明す
る模式図である。
る模式図である。
１…ハニカムフィルタ、２…目封じ部、３…流通路、４
…隔壁部、５…流通路端部、６…目封じ部先端、７…切
断部。
…隔壁部、５…流通路端部、６…目封じ部先端、７…切
断部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA05 BB06 BD10 CA01 CB06 4D058 JA32 JB06 KA11 KA23 KA25 KA27
Claims (10)
- 【請求項１】 多数の平行な流通路を有するとともに、
該流通路の端部が交互に目封じされた多孔質のセラミッ
クス基材からなるハニカムフィルタであって、 目封じ材が該セラミックス基材と同じ材質のセラミック
ス粉砕物から構成されていることを特徴とするハニカム
フィルタ。 - 【請求項２】 セラミックス粉砕物が、 セラミックス基材の焼成粉砕物７０〜８０重量％と、 セラミックス基材の未焼成粉砕物２０〜３０重量％から
なる請求項１記載のハニカムフィルタ。 - 【請求項３】 セラミックス粉砕物の最大粒径が５００
μｍである請求項１または２に記載のハニカムフィル
タ。 - 【請求項４】 目封じ材がセラミックス粉砕物１００重
量部と水３３〜４３重量部からなる請求項１〜３のいず
れか一項に記載のハニカムフィルタ。 - 【請求項５】 最外周以外の流通路の目封じ深さ平均値
が、最外周の流通路の目封じ深さ平均値の１．１〜１．
３倍である請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカ
ムフィルタ。 - 【請求項６】 セラミックス粉末から調製した坏土を多
数の平行な流通路を有するハニカム形状に成形する成形
工程と、該流通路の端部を交互に目封じする目封じ工程
と、ハニカム成形体を焼成する焼成工程とを含む多孔質
のセラミックス基材からなるハニカムフィルタの製造方
法であって、 該セラミックス基材と同材質のセラミックスを粉砕し、
当該セラミックス粉砕物を用いて目封じすることを特徴
とするハニカムフィルタの製造方法。 - 【請求項７】 セラミックス粉砕物が、 セラミックス基材の焼成粉砕物７０〜８０重量％と、 セラミックス基材の未焼成粉砕物２０〜３０重量％との
混合物である請求項６記載のハニカムフィルタの製造方
法。 - 【請求項８】 目開き５００μｍ以下の篩を通したセラ
ミックス粉砕物を用いる請求項６または７に記載のハニ
カムフィルタの製造方法。 - 【請求項９】 セラミックス粉砕物１００重量部に対
し、水３３〜４３重量部を混合した目封じ材を用いて目
封じする請求項６〜８のいずれか一項に記載のハニカム
フィルタの製造方法。 - 【請求項１０】 目封じ工程に次いで焼成工程を有する
請求項６〜９のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338069A JP4610716B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | ハニカムフィルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338069A JP4610716B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | ハニカムフィルタ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136817A true JP2002136817A (ja) | 2002-05-14 |
| JP4610716B2 JP4610716B2 (ja) | 2011-01-12 |
Family
ID=18813342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000338069A Expired - Lifetime JP4610716B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | ハニカムフィルタ及びその製造方法 |
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|---|---|
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| JP2005125318A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-05-19 | Hitachi Metals Ltd | セラミックハニカムフィルタ及びその製造方法、セラミックハニカムフィルタ用目封止材 |
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| KR20170061670A (ko) | 2014-09-30 | 2017-06-05 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 세라믹 허니컴 필터 및 그 제조 방법 |
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-
2000
- 2000-11-06 JP JP2000338069A patent/JP4610716B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR101123173B1 (ko) | 2003-09-29 | 2012-03-19 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 세라믹 허니컴 필터 및 그 제조 방법 |
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| US9981881B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-05-29 | Hitachi Metals, Ltd. | Ceramic honeycomb filter and its production method |
| EP3517195A1 (en) | 2014-09-30 | 2019-07-31 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for producing a ceramic honeycomb filter |
| US10556833B2 (en) | 2014-09-30 | 2020-02-11 | Hitachi Metals, Ltd. | Ceramic honeycomb filter and its production method |
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