JP2014180600A - Honeycomb filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハニカムフィルタに関する。さらに詳しくは、複数のハニカムセグメントを組み合わせて構成されるハニカムフィルタに関する。 The present invention relates to a honeycomb filter. More specifically, the present invention relates to a honeycomb filter configured by combining a plurality of honeycomb segments.
ディーゼルエンジン等の内燃機関、または各種燃焼装置から排出される排ガスには煤を主体とする粒子状物質が多量に含まれている。この粒子状物質がそのまま大気中に放出されると環境汚染を引き起こすため、内燃機関等からの排ガス流路には、粒子状物質を捕集するためのフィルタが搭載されることが一般的である。 An exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine or various combustion apparatuses contains a large amount of particulate matter mainly composed of soot. When this particulate matter is released into the atmosphere as it is, environmental pollution is caused. Therefore, an exhaust gas flow path from an internal combustion engine or the like is generally equipped with a filter for collecting the particulate matter. .
こうした排ガス浄化用のフィルタとしては、多孔質セラミックの隔壁で形作られたハニカム構造体を挙げることができる。 Examples of such a filter for exhaust gas purification include a honeycomb structure formed of porous ceramic partition walls.
さらに、ハニカム構造体には、複数個のハニカムセグメントを接合させたハニカム接合体によって構造的強度を高めるという技術も提案されている。ハニカム接合体は、円筒形状にして用いられることが多い。こうした円筒形状のハニカム接合体では、最外周に配置されるハニカムセグメントの中に、３面の側面を有するハニカムセグメント（以下、「３面セグメント」ということがある）が含まれている。 Furthermore, a technique has been proposed for increasing the structural strength of a honeycomb structure by bonding a plurality of honeycomb segments to each other. The honeycomb bonded body is often used in a cylindrical shape. In such a cylindrical honeycomb bonded body, the honeycomb segments arranged on the outermost periphery include honeycomb segments having three side surfaces (hereinafter sometimes referred to as “three-side segments”).
３面セグメントは、セルの延びる方向に垂直な断面において、円弧形状を有する側面（以下、「円弧側面」ということがある）を有する。そして、ハニカム接合体の中では、円弧側面がハニカムセグメントの外周を構成することになる。 The three-plane segment has a side surface having an arc shape (hereinafter also referred to as “arc side surface”) in a cross section perpendicular to the cell extending direction. In the bonded honeycomb body, the arc side surface constitutes the outer periphery of the honeycomb segment.
ハニカム接合体を使用する際には、ハニカム接合体を缶体内に押圧しながら収納する（キャニングする）する。このとき、３面セグメントにおいては、円弧側面から内側に向かって押圧が加わり、この押圧の影響で隔壁に破損が生じ易い。 When using the honeycomb bonded body, the honeycomb bonded body is housed (canned) while being pressed into the can body. At this time, in the three-surface segment, a pressure is applied inward from the arc side surface, and the partition is easily damaged by the influence of the pressure.
こうしたハニカム接合体における問題点に対処するため、セルの延びる方向に垂直な断面が四角形のハニカムセグメントである断面四角形ユニットと、セルの延びる方向に垂直な断面が三角形のハニカムセグメントである断面三角形ユニットとから構成された改良型ハニカム接合体が提案されている（特許文献１）。この改良型ハニカム接合体では、複数個の断面四角形ユニットと複数個の断面三角形ユニットを組み合わせることにより、断面が八角形のハニカム構造部が構成されている。そして、ハニカム構造部の外周を厚い外周壁で取り囲むことにより、全体形状が円筒形状となっている。この改良型ハニカム接合体によれば、厚い外周壁を設けることにより、側方からの押圧が生じても、ハニカム構造部、特に断面三角形ユニットにおける隔壁の破損を抑制可能となる。 In order to address such problems in the bonded honeycomb body, a cross-sectional square unit whose cross section perpendicular to the cell extending direction is a square honeycomb segment, and a cross-sectional triangular unit whose cross section perpendicular to the cell extending direction is a triangular honeycomb segment. There has been proposed an improved honeycomb joined body composed of the following (Patent Document 1). In this improved honeycomb bonded body, a honeycomb structure portion having an octagonal cross section is formed by combining a plurality of quadrilateral units and a plurality of triangular units. And the whole shape is a cylindrical shape by surrounding the outer periphery of a honeycomb structure part with a thick outer peripheral wall. According to this improved honeycomb bonded body, by providing a thick outer peripheral wall, it is possible to suppress damage to the partition walls in the honeycomb structure portion, particularly in the cross-sectional triangular unit, even if side pressure occurs.
ところが、上述の改良型ハニカム接合体では、外周壁が厚いために、ガスを流通させる際の圧力損失の増大を生じてしまう。さらに、改良型ハニカム接合体に触媒を担持させる場合には、外周壁が厚い分だけ、セル数が減少し、その結果として触媒の担持量も減少してしまう。 However, in the above-described improved honeycomb bonded body, since the outer peripheral wall is thick, an increase in pressure loss when the gas is circulated occurs. Further, when the catalyst is supported on the improved honeycomb bonded body, the number of cells is decreased by the thick outer peripheral wall, and as a result, the amount of catalyst supported is also decreased.
上記の問題に鑑みて、本発明の目的は、側方からの押圧に対する強度が改善されかつ圧力損失の増大も抑制可能な、複数個のハニカムセグメントを接合させたハニカムフィルタに関する技術を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a technique related to a honeycomb filter in which a plurality of honeycomb segments are joined, the strength against side pressing being improved and an increase in pressure loss can be suppressed. It is in.
本発明は、以下に示すハニカムフィルタである。 The present invention is the following honeycomb filter.
［１］ 一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカムセグメントを複数個と、前記複数個のハニカムセグメントの側面同士を接合する接合層と、を有するハニカム構造部を備え、前記ハニカム構造部は、前記側面が４面の前記ハニカムセグメントである４面セグメントと前記側面が３面の前記ハニカムセグメントである３面セグメントとを有する円筒形状であり、前記３面セグメントは、前記ハニカム構造部の外周を構成する位置に配置され、前記３面セグメントにおいて、前記３面の側面のうちの１つが前記セルの延びる方向に垂直な断面において円弧形状を呈する円弧側面であり、かつ該円弧側面が前記ハニカム構造部の外周を構成し、前記円弧側面を構成する外周壁が内側に向けて円弧状に張り出す肥厚部を有するハニカムフィルタ（第１態様）。 [1] A plurality of honeycomb segments having partition walls that define a plurality of cells that serve as fluid flow paths from a first end surface that is one end surface to a second end surface that is the other end surface; and the plurality of honeycombs A honeycomb structure portion having a bonding layer for bonding side surfaces of the segments, and the honeycomb structure portion includes a four-face segment that is the four-sided honeycomb segment and a three-side-faced honeycomb segment. A cylindrical shape having a certain three-surface segment, and the three-surface segment is disposed at a position constituting an outer periphery of the honeycomb structure portion, and one of the three side surfaces of the three-surface segment is the cell. An arc side surface having an arc shape in a cross section perpendicular to a direction in which the arc extends, and the arc side surface constitutes an outer periphery of the honeycomb structure portion, and the arc Honeycomb filter having a thickened portion the outer peripheral wall constituting a surface overhangs arcuately inward (first aspect).
［２］ 前記３面セグメントは、前記セルの延びる方向に垂直な断面において、前記３面セグメント全体の断面積に対する前記肥厚部の断面積の割合が２０〜８０％である前記［１］に記載のハニカムフィルタ。 [2] In the cross section perpendicular to the cell extending direction, the ratio of the cross-sectional area of the thickened portion to the cross-sectional area of the entire three-surface segment is 20 to 80%. Honeycomb filter.
［３］ 前記３面セグメントは、前記セルの延びる方向に垂直な断面において、前記外周壁の長さＬに対する前記肥厚部の長さＩの比の値（Ｉ／Ｌ）が０．３〜１．０である前記［１］または［２］に記載のハニカムフィルタ。 [3] The ratio of the length I of the thickened portion to the length L of the outer peripheral wall (I / L) is 0.3 to 1 in the cross section perpendicular to the cell extending direction. The honeycomb filter according to [1] or [2], which is 0.0.
［４］ 前記３面セグメントは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における断面積が０．５ｃｍ２以上である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。 [4] The honeycomb filter according to any one of [1] to [3], wherein the three-plane segment has a cross-sectional area of 0.5 cm 2 or more in a cross section perpendicular to the cell extending direction.
［５］ 前記３面セグメントは、前記肥厚部を有する前記外周壁を含めて押出成形により形成されている前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。 [5] The honeycomb filter according to any one of [1] to [4], wherein the three-surface segment is formed by extrusion including the outer peripheral wall having the thickened portion.
［６］ 一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカムセグメントを複数個と、前記複数個のハニカムセグメントの側面同士を接合する接合層と、を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を円筒形状に取り囲む外周コート部と、を備え、前記ハニカム構造部は、前記側面が４面の前記ハニカムセグメントである４面セグメントと前記側面が３面の前記ハニカムセグメントである３面セグメントとを有し、前記３面セグメントは、前記ハニカム構造部の外周を構成する位置に配置され、前記ハニカム構造部の外周を構成する外周面を有し、前記外周面は前記３面セグメントの内側に向けて円弧状に凹む凹部を有し、前記外周コート部が、前記凹部と相補的な形状の厚壁部を有し、前記厚壁部が前記凹部を埋めているハニカムフィルタ（第２態様）。 [6] A plurality of honeycomb segments having partition walls that define a plurality of cells serving as fluid flow paths leading from a first end face that is one end face to a second end face that is the other end face, and the plurality of honeycombs A bonding layer that joins side surfaces of the segments; and an outer periphery coating portion that surrounds the outer periphery of the honeycomb structure portion in a cylindrical shape, and the honeycomb structure portion has the four side surfaces. A four-sided segment that is a honeycomb segment and a three-sided segment that is the honeycomb segment having three side surfaces, and the three-sided segment is disposed at a position that constitutes an outer periphery of the honeycomb structure portion, An outer peripheral surface constituting the outer periphery of the portion, the outer peripheral surface has a concave portion that is recessed in an arc toward the inside of the three-surface segment, and the outer peripheral coat portion Has a thick wall portion of complementary shape to the recess, a honeycomb filter in which the thick wall portion is filled the recess (second aspect).
［７］ 前記セルの延びる方向に垂直な断面において、前記３面セグメントの断面積および前記３面セグメントの前記凹部を埋めている前記厚壁部の断面積の合計に対する前記肥厚部の断面積の割合が２０〜８０％である前記［６］に記載のハニカムフィルタ。 [7] In the cross section perpendicular to the cell extending direction, the cross-sectional area of the thickened portion with respect to the sum of the cross-sectional area of the three-surface segment and the cross-sectional area of the thick wall portion filling the concave portion of the three-surface segment. The honeycomb filter according to [6], wherein the ratio is 20 to 80%.
［８］ 前記３面セグメントは、前記セルの延びる方向に垂直な断面において、前記外周面の長さＡに対する前記凹部の長さＢの比の値（Ｂ／Ａ）が０．３〜１．０である前記［６］または［７］に記載のハニカムフィルタ。 [8] In the cross section perpendicular to the cell extending direction, the three-surface segment has a ratio (B / A) of the length B of the concave portion to the length A of the outer peripheral surface of 0.3 to 1. The honeycomb filter according to [6] or [7], which is 0.
［９］ 前記３面セグメントは、前記セルの延びる方向に垂直な断面における断面積が０．５ｃｍ２以上である前記［６］〜［８］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。 [9] The honeycomb filter according to any one of [6] to [8], wherein the three-plane segment has a cross-sectional area of 0.5 cm 2 or more in a cross section perpendicular to the cell extending direction.
本発明のハニカムフィルタによれば、肥厚部または厚壁部を有するので、側方からの押圧に対する３面セグメントの強度が高められている。さらに、本発明のハニカムフィルタによれば、肥厚部または凹部が円弧状であるので、３面セグメントにおけるセル数が確保され、圧力損失の増大を抑制することが可能である。 According to the honeycomb filter of the present invention, since it has a thickened portion or a thick wall portion, the strength of the three-surface segment against the pressure from the side is increased. Furthermore, according to the honeycomb filter of the present invention, since the thickened portion or the concave portion has an arc shape, the number of cells in the three-surface segment is ensured, and an increase in pressure loss can be suppressed.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and changes, modifications, and improvements can be added without departing from the scope of the present invention.
１．ハニカムフィルタの第１態様：
図１〜図３に示されているように、本実施形態（第１態様）のハニカムフィルタ５０は、一方の端面である第１端面３から他方の端面である第２端面５まで通じる流体の流路となる複数のセル７を区画形成する隔壁９を有するハニカムセグメント１を複数個と、複数個のハニカムセグメント１の側面２１同士を接合する接合層２３と、を有するハニカム構造部１０を備える。さらに、ハニカム構造部１０は、側面２１が４面のハニカムセグメントである４面セグメント２５と側面２１が３面のハニカムセグメント１である３面セグメント２７とを有する円筒形状である。３面セグメント２７は、ハニカム構造部１０の外周を構成する位置に配置される。そして、３面セグメント２７において、３面の側面２１のうちの１つがセル７の延びる方向（以下、「Ｚ方向」と簡略）に垂直な断面において円弧形状を呈する円弧側面３５であり、かつ該円弧側面３５がハニカム構造部１０の外周を構成している。さらに、外周壁３１が、Ｚ方向に垂直な断面において、内側に向けて円弧状に張り出す肥厚部４０を有する。なお、図１は、本発明の一実施形態のハニカムフィルタ５０について第１端面３の側からみた模式的な斜視図である。図２は、図１中に示されたハニカムフィルタ５０を構成する３面セグメント２７の模式的な斜視図である。図３は、図２中に示されているＡ−Ａ’断面の模式図である。
1. First aspect of honeycomb filter:
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the
ハニカムフィルタ５０を缶体内に押圧しながら収納（以下、「キャニング」）する場合には、３面セグメント２７ａにおいては図３中の白抜き矢印に示されているように、外周壁３１に対して内側に向かう圧力が加わる。３面セグメント２７ａでは、外周壁３１が肥厚部４０を有するため、上記の圧力が外周壁３１に加わる場合であっても、外周壁３１で圧力に受け止め、内部の隔壁９に影響が及ぶことを防ぐことが可能である。
When the
３面セグメント２７ａでは、Ｚ方向に垂直な断面において、肥厚部４０が円弧状に張り出すため、図３中の黒塗り矢印に示されているように、肥厚部４０の各部から３面セグメント２７ａの内部に加わる圧力の方向が分散する。このように３面セグメント２７ａの内部に加わる圧力の方向が分散するため、３面セグメント２７ａでは隔壁９の破損が生じ難い。
In the three-surface segment 27a, since the thickened
図２，３に示されている３面セグメント２７ａは、Ｚ方向に垂直な断面において、垂直な角度で互いの一方の端部が交わっている２面の側壁３３，３３と、これら側壁３３，３３の他方の端部の間をつなぐ１面の外周壁３１とから３面の側面２１，２１，２１が構成されている。さらに、隔壁９は、一方の側壁３３の延びる方向（Ｘ方向）と、Ｘ方向とは垂直にもう一方の側壁３３が延びる方向（Ｙ方向）とに沿って延びている。これにより、３面セグメント２７ａでは、Ｚ方向に垂直な断面において、セル７の断面形状が四角形となる。こうした３面セグメントの構造の場合、従来技術では、セル７の四角形の断面の対角線方向（Ｘ方向およびＹ方向に対して４５度の方向、図３中の白抜き矢印の方向）に圧力が加わると、隔壁９にひずみが生じ易い。これに対して、本実施形態を構成する３面セグメント２７ａでは、外周壁３１に肥厚部４０があるので、上述のように、外周壁３１に加わる圧力が３面セグメント２７ａの内部に及びにくく、仮に内部に及んだとしても圧力の方向を分散させてしまうことができる。すなわち、本実施形態を構成する３面セグメント２７ａによれば、従来技術では隔壁９の破損が生じ易いとされてきた構造を適用させることを可能にする。
The three-surface segment 27a shown in FIGS. 2 and 3 includes two
さらに、３面セグメント２７ａでは、外周壁３１の両端は、肥厚部４０と比べ薄く、その分だけ、外周壁３１の両端近傍の領域（図３中の枠αで示された領域）にはセル７が存在する。そのため、３面セグメント２７ａでは、ガスを流通させるための開口断面積が確保され、ガス流通時の圧力損失の増大を抑制可能である。また、上述のように、外周壁３１の両端近傍の領域（図３中の枠αで示された領域）にもセル７を確保することができるので、こうしたセル７の数の分だけ触媒の担持量を増加させることも可能である。
Further, in the three-surface segment 27a, both ends of the outer
本明細書において「肥厚部４０」とは、外周壁３１において内側に向けて円弧状に張り出す部分のことを意味する。なお、「円弧状に張り出す」とは、一定の曲率で円弧状に内側に張り出すことに限定した意味ではなく、両端から中央に向けて厚さが漸増するように張り出すことを意味する。なお、３面セグメント２７ａでは、肥厚部４０から３面セグメント２７ａ内部への圧力の方向の分散を良好にする観点から、Ｚ方向に垂直な断面において、肥厚部４０が一定の曲率で内側に向けて円弧状に張り出すことが好ましい。
In the present specification, the “thickened
また、３面セグメント２７ａは、隔壁９の破損の抑制および圧力損失の増大の抑制という観点から、Ｚ方向に垂直な断面において、３面セグメント２７ａ全体の断面積に対する肥厚部４０の断面積の割合（百分率比）が２０〜８０％であることが好ましい。さらに、３面セグメント２７ａ全体の断面積に対する肥厚部４０の断面積の割合（百分率比）が３５〜８０％であることがより好ましく、特に、５０〜８０％であることが最も好ましい。
The three-surface segment 27a is a ratio of the cross-sectional area of the thickened
また、３面セグメント２７ａは、Ｚ方向に垂直な断面における３面セグメント２７ａ全体の断面積が０．５ｃｍ２以上であることが好ましい。３面セグメント２７ａの断面積が０．５ｃｍ２未満の場合には、当該３面セグメント２７ａと隣接してハニカム構造部１０の外周を構成する他のハニカムセグメント１が破壊してしまう恐れがある。
Moreover, it is preferable that the cross-sectional area of the whole 3-surface segment 27a in the cross section perpendicular | vertical to a Z direction is 0.5 cm < 2 > or more. When the cross-sectional area of the three-surface segment 27a is less than 0.5 cm 2 , the other honeycomb segment 1 constituting the outer periphery of the
３面セグメント２７ａは、外周壁３１の強度を確保する観点から、肥厚部４０を有する外周壁３１を含めて押出成形により形成されていることが好ましい（押出成形の詳細は後述）。
From the viewpoint of securing the strength of the outer
図３に示されているように、３面セグメント２７ａは、Ｚ方向に垂直な断面において、「外周壁３１の長さＬに対する肥厚部４０の長さＩの比の値（Ｉ／Ｌ）」が０．３〜１．０であることが好ましい。さらに、「外周壁３１の長さＬに対する肥厚部４０の長さＩの比の値（Ｉ／Ｌ）」が０．５〜１．０であることがより好ましく、特に、０．７〜１．０であることが最も好ましい。「外周壁３１の長さＬに対する肥厚部４０の長さＩの比の値（Ｉ／Ｌ）」が０．３〜１．０である場合には、隔壁９の破損の抑制および圧力損失の増大の抑制に優れる。
As shown in FIG. 3, the three-surface segment 27 a has a “value ratio (I / L) of the length I of the thickened
本明細書において「外周壁３１の長さＬ」とは、Ｚ方向に垂直な断面において、外周壁３１の両端を結ぶ直線の長さのことを意味する。また、本明細書において「肥厚部４０の長さＩ」とは、Ｚ方向に垂直な断面において、肥厚部４０の両端を結ぶ直線の長さのことを意味する。
In the present specification, “the length L of the outer
なお、本実施形態のハニカムフィルタ５０は、上述の３面セグメント２７の他に、２種類の４面セグメント２５を含んでいる。まず、そのうちの１種の４面セグメント２５は、ハニカムフィルタ５０の中心部分に配置され、Ｚ方向に垂直な断面における形状が四角形、すなわち、四角柱形状のものである。もう１種の４面セグメント２５は、３面セグメント２７と同じく、ハニカムフィルタ５０の外周を構成する位置に配置され、Ｚ方向に垂直な断面において、４面の側面２１のうちの１面が円弧形状を呈する。この円弧形状の側面２１が、ハニカムフィルタ５０の外周を構成する。
Note that the
図４は、本発明のハニカムフィルタの他の実施形態を構成する３面セグメント２７ｂのＺ方向に垂直な断面図である。図示されているように、３面セグメント２７ｂでは、外周壁３１の両端と肥厚部４０の両端が一致している。すなわち、３面セグメント２７ｂでは、「外周壁３１の長さＬに対する肥厚部４０の長さＩの比の値（Ｉ／Ｌ）」が１．０である。
FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the Z direction of a three-surface segment 27b constituting another embodiment of the honeycomb filter of the present invention. As illustrated, in the three-surface segment 27b, both ends of the outer
以下、本発明のハニカムフィルタの第１態様における「その他の特徴」を説明する。なお、以下において、単に「ハニカムセグメント１」という場合には、「３面セグメント２７」のことも言及していることとする。また、例えば、「隔壁９」という場合には、３面セグメント２７を構成する隔壁９のことも言及していることとする。
Hereinafter, “other characteristics” in the first aspect of the honeycomb filter of the present invention will be described. In the following, when “honeycomb segment 1” is simply referred to, “three-plane segment 27” is also referred to. Further, for example, when referring to the “
ハニカムセグメント１の外観形状は、４面セグメント２５の場合には４面の側面２１を有するものである限り特に制限はない。また、３面セグメント２７の場合には、３面の側面２１を有し、１面を円弧側面３５として有するものである限り特に制限はない。また、３面セグメント６１の場合には、３面の側面２１のうちの１面を外周面６３として有する限り特に制限はない。
The external shape of the honeycomb segment 1 is not particularly limited as long as the four-side segment 25 has four side surfaces 21. The three-surface segment 27 is not particularly limited as long as it has three
ハニカムセグメント１では、Ｚ方向に垂直な断面において、セル７の断面形状は、特に限定されず、例えば、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形形状、あるいは、円形や楕円形などとすることができる。
In the honeycomb segment 1, in the cross section perpendicular to the Z direction, the cross-sectional shape of the
ハニカムセグメント１を構成する隔壁９の、Ｚ方向に垂直な断面における厚さ（以下、単に、「隔壁９の厚さ」ということがある）は、基本的に均一なものとする。「基本的に均一」とは、成形時の変形等により、僅かに隔壁９の厚さに差異が生じた場合を除き、隔壁９の厚さが均一であることを意味する。例えば、ハニカムセグメント１を押出成形する口金（金型）のスリットを、スライサー加工により製造した場合に、上記均一な厚さの隔壁９が実現される。
The thickness of the
隔壁９の厚さは、６４〜５０８μｍであることが好ましく、８９〜４８３μｍであることが更に好ましく、１１０〜３８１μｍであることが特に好ましい。隔壁９の厚さを上記範囲とすることにより、ハニカムセグメント１の強度を維持し、初期の圧力損失の増加を更に抑制することができる。隔壁９が６４μｍより薄いと、ハニカムセグメント１の強度が低くなることがある。隔壁９が５０８μｍより厚いと、ハニカムセグメント１の初期の圧力損失が高くなることがある。上記「隔壁９の厚さ」は、ハニカムセグメント１のＺ方向に垂直な断面における隔壁９の幅のことを意味する。
The thickness of the
隔壁９の気孔率は、３５〜７０％であることが好ましく、４０〜７０％であることが更に好ましく、４０〜６８％であることが特に好ましい。隔壁９の気孔率を上記範囲とすることにより、ハニカムセグメント１の強度を維持し、初期の圧力損失の増加を更に抑制することができる。気孔率が３５％より小さいと、ハニカムセグメント１の初期の圧力損失が高くなることがある。気孔率が７０％より大きいと、ハニカムセグメント１の強度が低くなることがある。気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。
The porosity of the
隔壁９の平均細孔径は、７〜３０μｍであることが好ましく、８〜２７μｍであることが更に好ましく、９〜２５μｍであることが特に好ましい。隔壁９の平均細孔径を上記範囲とすることにより、ハニカムセグメント１の強度を維持し、初期の圧力損失の増加を更に抑制することができる。平均細孔径が７μｍより小さいと、ハニカムセグメント１の初期の圧力損失が高くなることがある。平均細孔径が３０μｍより大きいと、アッシュ、微粒子状物質の捕集性能が低下することがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータによって測定した値である。
The average pore diameter of the
ハニカムセグメント１のセル密度は、特に制限されないが、１５〜６２個／ｃｍ２であることが好ましく、２６〜５６個／ｃｍ２であることが更に好ましく、３１〜５６個／ｃｍ２であることが最も好ましい。セル密度が上記範囲であると、ハニカムセグメント１の強度を保ちつつ圧力損失を低く抑えることができる。セル密度が１５個／ｃｍ２より小さいと、ハニカムセグメント１の強度が低下するため、キャニング時に破壊してしまうおそれがある。セル密度が６２個／ｃｍ２より大きいと、初期圧力損失が高くなりすぎるため、エンジン出力が低下したり、燃費が悪くなったりするおそれがある。本明細書において「セル密度」とは、Ｚ方向に垂直な断面における単位面積当たり（１ｃｍ２当たり）のセル７の個数を意味する。
That the cell density of the honeycomb segment 1 is not particularly limited, preferably from 15 to 62 pieces / cm 2, further preferably from 26 to 56 pieces / cm 2, it is 31 to 56 pieces / cm 2 Is most preferred. When the cell density is in the above range, the pressure loss can be kept low while maintaining the strength of the honeycomb segment 1. If the cell density is less than 15 cells / cm 2 , the strength of the honeycomb segment 1 is lowered, so that there is a possibility of destruction during canning. If the cell density is larger than 62 cells / cm 2 , the initial pressure loss becomes too high, and the engine output may be reduced or the fuel consumption may be deteriorated. In this specification, “cell density” means the number of
隔壁９の材料としては、セラミックが好ましい。セラミックの中では、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される少なくとも１種がさらに好ましい。これらの材料を用いることにより、強度および耐熱性に優れたものとなる。
As a material of the
ハニカムセグメント１は、Ｚ方向の長さＨが５０〜３８１ｍｍであることが好ましく、７０〜３３０ｍｍであることが更に好ましく、１００〜３０５ｍｍであることが特に好ましい。上記範囲とすることにより、各種エンジンからの排ガスの浄化に必要最小限のスペースの範囲で確保できる。 The honeycomb segment 1 preferably has a length H in the Z direction of 50 to 381 mm, more preferably 70 to 330 mm, and particularly preferably 100 to 305 mm. By setting it as the said range, it can ensure in the range of minimum space required for purification | cleaning of the exhaust gas from various engines.
ハニカムセグメント１は、Ｚ方向に直交する断面における幅Ｗ（Ｘ方向およびＹ方向における幅）が２５〜５０ｍｍであることが好ましく、３０〜４５ｍｍであることが更に好ましく、３３〜４３ｍｍであることが特に好ましい。上記範囲とすることにより、各種エンジンからの排ガスの浄化に必要最小限のスペースの範囲で確保できる。 The honeycomb segment 1 preferably has a width W (width in the X direction and Y direction) in a cross section perpendicular to the Z direction of 25 to 50 mm, more preferably 30 to 45 mm, and 33 to 43 mm. Particularly preferred. By setting it as the said range, it can ensure in the range of the minimum space required for purification | cleaning of the exhaust gas from various engines.
ハニカムセグメント１は、「長さＨ／幅Ｗ」の値が１．０〜１２．０であることが好ましく、１．３〜８．５であることが更に好ましく、１．３〜７．３であることが特に好ましい。上記範囲とすることにより、リングクラックを抑制することができる。 The honeycomb segment 1 preferably has a value of “length H / width W” of 1.0 to 12.0, more preferably 1.3 to 8.5, and 1.3 to 7.3. It is particularly preferred that By setting it as the said range, a ring crack can be suppressed.
また、ハニカムセグメント１では、ディーゼルパテキュレートフィルタとして用いる場合、目封止部を所定のセル７の端部に設けてもよい。このとき、目封止部の材料としては、隔壁９の材料と同じものを挙げることができ、隔壁９の材料と同じものを用いることが好ましい。
In the honeycomb segment 1, when used as a diesel particulate filter, a plugged portion may be provided at an end portion of a
接合層２３は、複数個のハニカムセグメント１を接合して一体化するための接合材からなるものである。
The
接合層２３の実際の厚さについては、ハニカムセグメント１の形状、複数個のハニカムセグメント１の配列などによって、適宜決定される。
The actual thickness of the
また、接合層２３は、ハニカムセグメント１の第１端面３から第２端面５まで配設されていることが好ましい。
The
接合層２３の材料については特に制限はないが、例えば、炭化珪素、アルミナ、窒化珪素、等のセラミック粒子を、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナにより結合した材料等を好適例として挙げることができる。このような材料を用いることによって、ハニカムフィルタ５０に生じる熱応力を良好に低減することができる。また、このような材料を用いることにより、接合層２３が、ハニカムフィルタ５０に負荷がかかったときの緩衝材としての役割も果たす。
Although there is no restriction | limiting in particular about the material of the joining
また、接合層２３としては、熱膨張係数が、２．０×１０−６／Ｋ以上、４．０×１０−６／Ｋ以下であることが好ましい。また、接合層２３のヤング率は、０．０１ＧＰａ以下であることが好ましい。熱膨張係数は、接合層２３の４０℃から８００℃における熱膨張係数とする。
Further, the
上述の第１態様のハニカムフィルタ５０を構成するハニカムセグメント１の個数についても特に制限はない。例えば、図１に示すハニカムフィルタ５０は、円筒形状の外観を備えたものであり、１６個のハニカムセグメント１を備えたものである。このハニカムフィルタ５０においては、４個のハニカムセグメント１（４面セグメント２５）が完全セグメントであり、この完全セグメントが、Ｚ方向に直交する断面において、縦２個×横２個の配列で並んだ状態になっている。また、上記４個の完全セグメントの外周（Ｚ方向に直交する断面における外周）に位置する１２個のハニカムセグメント１が、不完全セグメントである。不完全セグメントの形状は、Ｚ方向に直交する断面形状の一部に、ハニカムフィルタ５０の外周形状に対応した形状（例えば、円弧部分）を有する。
There is no particular limitation on the number of honeycomb segments 1 constituting the
図１に示されている、円筒形状の外観を有するハニカムフィルタ５０については、まず、押出成形により、４面セグメント２５の完全セグメントを４個、４面セグメント２５の不完全セグメントを８個、３面セグメント２７を４個を作製する。次いで、これらのハニカムセグメント１を全体が円筒形状となるように組み合わせて接合することにより得ることが可能である。
For the
２．ハニカムフィルタの第２態様：
図５〜８に示されているように、本実施形態（第２態様）のハニカムフィルタ８０は、一方の端面である第１端面３から他方の端面である第２端面５まで通じる流体の流路となる複数のセル７を区画形成する隔壁９を有するハニカムセグメント１を複数個と、複数個のハニカムセグメント１の側面２１同士を接合する接合層２３と、を有するハニカム構造部７１を備える。さらに、本実施形態のハニカムフィルタ８０は、ハニカム構造部７１の外周を円筒形状に取り囲む外周コート部６７を備える。そして、ハニカム構造部７１は、側面が４面のハニカムセグメント１である４面セグメント６０と側面２１が３面のハニカムセグメント１である３面セグメント６１とを有する。３面セグメント６１は、ハニカム構造部７１の外周を構成する位置に配置され、ハニカム構造部７１の外周を構成する外周面６３を有する。外周面６３は３面セグメント６１の内側に向けて円弧状に凹む凹部６５を有する。そして、外周コート部６７が、凹部６５と相補的な形状の厚壁部６９を有する。さらに、厚壁部６９が、凹部６５を埋めている。なお、図５は、本発明のハニカムフィルタの第２態様を示す模式的な斜視図である。図６は、図５中に示されたハニカムフィルタを構成する３面セグメントの模式的な斜視図である。図７は、図６中に示されているＢ−Ｂ’断面の模式図である。図８は、３面セグメントと外周コート部の厚壁部との関係を断面において模式的に示す説明図である。
2. Second aspect of honeycomb filter:
As shown in FIGS. 5 to 8, in the
ハニカムフィルタ８０では、３面セグメント６１の外周が外周コート部６７の厚壁部６９によって覆われている。そのため、ハニカムフィルタ８０をキャニングする際に外周コート部６７に対して内側に向かう圧力が加わっても、この圧力を外周コート部６７の厚壁部６９で受け止め、３面セグメント６１内部の隔壁９に影響が及ぶことを防止可能である。
In the
ハニカムフィルタ８０では、３面セグメント６１の外周面６３における凹部が、外周コート部６７の厚壁部６９によって埋められている。そのため、上述のハニカムフィルタ５０の肥厚部４０と同じく、図８に示されているように、外周コート部６７の厚壁部６９が３面セグメントの内側に円弧状に張り出している構造となっている。そのため、厚壁部６９から３面セグメント６１の内部に圧力が加わる場合であっても、当該圧力の方向を分散させることができる。このように３面セグメント６１の内部に加わる圧力の方向が分散するため、３面セグメント６１では隔壁９の破損が生じ難い。
In the
また、本発明の第２態様を構成する３面セグメント６１についても、Ｚ方向に垂直な断面において、上述の図３に示した第１態様のものと同様に、隔壁９がＸ方向とＹ方向に延び、Ｚ方向に垂直な断面において、セル７の断面形状が四角形となっていてもよい。そして、ハニカムフィルタ８０のキャニング時に、３面セグメント６１において、セル断面の四角形の対角線方向（Ｘ方向およびＹ方向に対して４５度の方向）に圧力が加わるように、３面セグメント６１が配置されていてもよい。本実施形態を構成する３面セグメント６１の外周が外周コート部６７の厚壁部６９によって覆われているので、上述のように、外周コート部６７に加わる圧力が３面セグメント６１の内部に及びにくく、仮に３面セグメント６１の内部に及んだとしても圧力の方向を分散させてしまうことができる。
Further, the three-
３面セグメント６１では、外周面６３の両端近傍は、中央部分と比べて凹みが少なく、その分だけ、外周面６３の両端近傍の領域（図８中の枠βで示された領域）にはセル７が存在する。そのため、３面セグメント６１では、ガスを流通させるための開口断面積が確保され、ガス流通時の圧力損失の増大を抑制可能である。また、上述のように、外周面６３の両端近傍の領域（図８中の枠βで示された領域）にもセル７を確保することができるので、こうしたセル７の数の分だけ触媒の担持量を増加させることも可能である。
In the three-
本明細書において「外周面６３」とは、３面セグメント６１がハニカム構造部７１内に配置された時に、当該３面セグメント６１においてハニカム構造部７１の外周を構成する面のことをいう。
In the present specification, the “outer
本明細書において「凹部６５」とは、外周面６３において内側に向けて円弧状に凹む部分のことを意味する。なお、「円弧状に凹む」とは、一定の曲率で円弧状に内側に凹むことに限定した意味ではなく、両端から中央に向けて凹み幅が漸増するように凹むことを意味する。なお、３面セグメント６１では、厚壁部６９から３面セグメント６１内部への圧力の方向の分散を良好にする観点から、Ｚ方向に垂直な断面において、凹部６５が一定の曲率で内側に向けて円弧状に凹むことが好ましい。
In the present specification, the “
本明細書において「厚壁部６９」とは、Ｚ方向に垂直な断面において、内側の面が３面セグメント６１の凹部６５と相補的な形状を有し、凹部６５の凹んだ部位を埋めている外周コート部６７の一部分のことを意味する。
In the present specification, the “
また、ハニカムフィルタ８０では、Ｚ方向に垂直な断面において、「３面セグメント６１の断面積および３面セグメント６１の凹部６５を埋めている厚壁部６９の断面積の合計に対する厚壁部６９の断面積の割合（百分率比）」が２０〜８０％であることが好ましい。さらに、「３面セグメント６１の断面積および３面セグメント６１の凹部６５を埋めている厚壁部６９の断面積の合計に対する厚壁部６９の断面積の割合（百分率比）」が３５〜８０％であることがより好ましく、特に、５０〜８０％であることが最も好ましい。「３面セグメント６１の断面積および３面セグメント６１の凹部６５を埋めている厚壁部６９の断面積の合計に対する厚壁部６９の断面積の割合（百分率比）」が２０〜８０％である場合には、隔壁９の破損の抑制および圧力損失の増大の抑制に優れる。
Further, in the
また、３面セグメント６１は、Ｚ方向に垂直な断面における断面積が０．５ｃｍ２以上であることが好ましい。
The
図７に示されているように、３面セグメント６１は、Ｚ方向に垂直な断面において、「外周面６３の長さＡに対する凹部６５の長さＢの比の値（Ｂ／Ａ）」が０．３〜１．０であることが好ましい。さらに、「外周面６３の長さＡに対する凹部６５の長さＢの比の値（Ｂ／Ａ）」が０．５〜１．０であることがより好ましく、特に、０．７〜１．０であることが最も好ましい。「外周面６３の長さＡに対する凹部６５の長さＢの比の値（Ｂ／Ａ）」が０．３〜１．０である場合には、隔壁９の破損の抑制および圧力損失の増大の抑制に優れる。
As shown in FIG. 7, the three-
本明細書において「外周面６３の長さＡ」とは、Ｚ方向に垂直な断面において、外周面６３の両端を結ぶ直線の長さのことを意味する。また、本明細書において「凹部６５の長さＢ」とは、Ｚ方向に垂直な断面において、凹部６５の両端を結ぶ直線の長さのことを意味する。
In the present specification, the “length A of the outer
本発明のハニカムフィルタの第２態様における「その他の特徴」については、上述の第１態様における「その他の特徴」と同様である。 The “other characteristics” in the second aspect of the honeycomb filter of the present invention is the same as the “other characteristics” in the first aspect described above.
第２態様のハニカムフィルタ８０を構成するハニカムセグメント１の個数についても特に制限はない。例えば、図５に示すハニカムフィルタ８０は、円筒形状の外観を備えたものであり、１６個のハニカムセグメント１を備えたものである。このハニカムフィルタ８０においては、４個のハニカムセグメント１（４面セグメント２５）が完全セグメントであり、この完全セグメントが、Ｚ方向に直交する断面において、縦２個×横２個の配列で並んだ状態になっている。また、上記４個の完全セグメントの外周（Ｚ方向に直交する断面における外周）に位置する１２個のハニカムセグメント１が、不完全セグメントである。不完全セグメントの形状は、Ｚ方向に直交する断面形状の一部に、ハニカムフィルタ８０の外周形状に対応した形状（例えば、円弧部分）を有する。
There is no particular limitation on the number of honeycomb segments 1 constituting the
例えば、図５に示されている、円筒形状の外観を有するハニカムフィルタ８０については、まず、１６個の完全セグメントを縦４個×横４個にて配置して接合してハニカムセグメント接合体を作製する。次いで、ハニカムセグメント接合体の外周を円形の断面形状となるように研削する。このときに生じた不完全セグメントのうちで、３面セグメント２７については、Ｚ方向に垂直な断面において、外周部分を内側に向けて円弧状にえぐるように、さらに研削する。続いて、外周をコート材（外周コート部６７の材料）でコートすることにより、得ることが可能である。
For example, with respect to the
３．ハニカムフィルタの製造方法：
次に、本実施形態のハニカムフィルタを製造する方法について説明する。なお、上述の第１態様のハニカムフィルタの製造方法と、第２態様のハニカムフィルタの製造方法との間で異なる工程については適宜説明する。
3. Manufacturing method of honeycomb filter:
Next, a method for manufacturing the honeycomb filter of the present embodiment will be described. Note that different processes between the above-described method for manufacturing the honeycomb filter of the first aspect and the method for manufacturing the honeycomb filter of the second aspect will be described as appropriate.
まず、ハニカムセグメントを作製するための坏土を調製し、この坏土を成形して、複数個のハニカムセグメントの成形体を作製する（成形工程）。得られたハニカムセグメントの成形体を、乾燥して、ハニカムセグメントの乾燥体を得ることが好ましい。なお、上述の第１態様のハニカムフィルタを製造する場合には、３面セグメントのための成形体の時点で、既に肥厚部を有する外周壁も含めて押出成形によって形作られているとよい。 First, a kneaded material for preparing a honeycomb segment is prepared, and this kneaded material is formed to prepare a formed body of a plurality of honeycomb segments (forming step). The obtained honeycomb segment formed body is preferably dried to obtain a dried honeycomb segment body. When the honeycomb filter of the first aspect described above is manufactured, it is preferable that the outer peripheral wall having the thickened portion is already formed by extrusion molding at the time of the molded body for the three-surface segment.
次に、得られたハニカムセグメントの成形体（或いは、必要に応じて行われた乾燥後のハニカムセグメントの乾燥体）を焼成してハニカムセグメントを作製する（ハニカムセグメント作製工程）。 Next, the obtained honeycomb segment formed body (or the dried honeycomb segment dried body if necessary) is fired to prepare a honeycomb segment (honeycomb segment manufacturing step).
次に、得られた各ハニカムセグメントを接合材で接合して、ハニカムセグメント接合体（ハニカムフィルタ）を作製する（ハニカムセグメント接合工程）。即ち、複数個のハニカムセグメントが、互いの側面同士が対向するように隣接して配置されるとともに、対向する側面同士が接合材により接合されたハニカムセグメント接合体（ハニカムフィルタ）を作製する。接合させるハニカムセグメントの個数は、作製しようとするハニカムフィルタの大きさに合わせた個数であることが好ましい。接合材は、ハニカムセグメントが熱膨張、熱収縮したときに、体積変化分を緩衝する（吸収する）役割を果たすとともに、各ハニカムセグメントを接合する役割を果たす。この接合材が、本実施形態のハニカムフィルタにおける接合層となる。 Next, the obtained honeycomb segments are joined with a joining material to produce a joined honeycomb segment (honeycomb filter) (honeycomb segment joining step). That is, a honeycomb segment bonded body (honeycomb filter) in which a plurality of honeycomb segments are arranged adjacent to each other so that the side surfaces thereof face each other and the opposite side surfaces are bonded to each other by the bonding material is manufactured. The number of honeycomb segments to be joined is preferably a number according to the size of the honeycomb filter to be manufactured. The bonding material plays a role of buffering (absorbing) the volume change when the honeycomb segments are thermally expanded and contracted, and also functions of bonding the honeycomb segments. This bonding material becomes a bonding layer in the honeycomb filter of the present embodiment.
また、上述の第２態様のハニカムフィルタを得る場合には、ハニカムセグメント接合体を形成した後、ハニカムセグメント接合体の外周部分を切削して円筒形状にすることが好ましい。第２態様のハニカムフィルタを製造する場合には、最外周に位置するハニカムセグメントが切削されるようにして、Ｚ方向に垂直な断面における形状が円形になるように、ハニカムセグメント接合体の外周部分を切削することが好ましい。 In addition, when the honeycomb filter of the second aspect described above is obtained, it is preferable to form a honeycomb segment bonded body and then cut the outer peripheral portion of the honeycomb segment bonded body into a cylindrical shape. When manufacturing the honeycomb filter of the second aspect, the outer peripheral portion of the joined honeycomb segment is so shaped that the honeycomb segment located at the outermost periphery is cut and the shape in a cross section perpendicular to the Z direction is circular. Is preferably cut.
なお、必要な場合には、得られた各ハニカムセグメントまたはハニカムセグメント接合体の第１端面における所定のセルの開口部、及び第２端面における残余のセルの開口部に目封止を施して、目封止部を形成してもよい（目封止工程）。 If necessary, plugging the openings of the predetermined cells on the first end face of each honeycomb segment or honeycomb segment bonded body obtained, and the openings of the remaining cells on the second end face, A plugging portion may be formed (plugging step).
このようにして本実施形態のハニカムフィルタを製造することができる。以下、各製造工程について更に詳細に説明する。 In this way, the honeycomb filter of the present embodiment can be manufactured. Hereinafter, each manufacturing process will be described in more detail.
３−１．成形工程：
まず、成形工程においては、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成するハニカム成形体を形成する。
3-1. Molding process:
First, in the forming step, a ceramic forming raw material containing a ceramic raw material is formed to form a honeycomb formed body in which a plurality of cells serving as fluid flow paths are formed.
セラミック成形原料に含有されるセラミック原料としては、炭化珪素（ＳｉＣ）、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、チタン酸アルミニウムなどを挙げることができる。そして、炭化珪素（ＳｉＣ）、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。なお、「珪素−炭化珪素系複合材料」とは、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材としてかつ珪素（Ｓｉ）を結合材として形成されたものである。「コージェライト化原料」とは、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミック原料であって、焼成されてコージェライトになるものである。 Ceramic raw materials contained in ceramic forming raw materials include silicon carbide (SiC), silicon-silicon carbide based composite materials, silicon nitride, cordierite forming raw materials, cordierite, mullite, alumina, titania, silicon carbide, aluminum titanate, etc. Can be mentioned. And at least one selected from the group consisting of silicon carbide (SiC), silicon-silicon carbide based composite material, cordierite forming raw material, cordierite, mullite, alumina, titania, silicon carbide, and aluminum titanate. Is preferred. The “silicon-silicon carbide based composite material” is formed using silicon carbide (SiC) as an aggregate and silicon (Si) as a binder. "Cordierite raw material" is a ceramic raw material blended to have a chemical composition that falls within the range of 42 to 56% by mass of silica, 30 to 45% by mass of alumina, and 12 to 16% by mass of magnesia. It is fired to become cordierite.
また、このセラミック成形原料は、上記セラミック原料に、分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して調製することが好ましい。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造部の構造、材質等に合わせた組成比とすることが好ましい。 The ceramic forming raw material is preferably prepared by mixing the ceramic raw material with a dispersion medium, an organic binder, an inorganic binder, a pore former, a surfactant and the like. The composition ratio of each raw material is not particularly limited, and is preferably a composition ratio in accordance with the structure and material of the honeycomb structure part to be manufactured.
セラミック成形原料を成形する際には、まず成形原料を混練して坏土とし、得られた坏土をハニカム形状に成形することが好ましい。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法としては特に制限はなく、押出成形、射出成形等の従来公知の成形方法を用いることができる。例えば、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形してハニカム成形体を形成する方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。 When forming the ceramic forming raw material, it is preferable to first knead the forming raw material to form a kneaded material, and the obtained kneaded material is formed into a honeycomb shape. There is no restriction | limiting in particular as a method of kneading | mixing a shaping | molding raw material and forming a clay, For example, the method of using a kneader, a vacuum clay kneader, etc. can be mentioned. A method for forming a kneaded clay to form a honeycomb formed body is not particularly limited, and a conventionally known forming method such as extrusion molding or injection molding can be used. For example, a method of forming a honeycomb formed body by extrusion molding using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density can be cited as a suitable example. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable.
なお、上述の第１態様のハニカムフィルタを製造する場合には、３面セグメントについて、肥厚部を有する外周壁を含めて押出成形できるように、口金の形状を設計するとよい。 When manufacturing the honeycomb filter of the first aspect described above, the shape of the die may be designed so that the three-surface segment can be extruded including the outer peripheral wall having the thickened portion.
また、上記成形後に、得られたハニカム成形体を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等を挙げることができ、なかでも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又は組合せて行うことが好ましい。 Further, after the above forming, the obtained honeycomb formed body may be dried. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying and the like. Among them, dielectric drying, microwave drying or It is preferable to perform hot air drying alone or in combination.
３−２．ハニカムセグメント作製工程：
次に、得られたハニカム成形体を焼成してハニカムセグメントを得る。なお、目封止を設けたハニカムフィルタを作製する場合には、ハニカム成形体の焼成は、ハニカム成形体に目封止部を配設した後に行ってもよい。
3-2. Honeycomb segment manufacturing process:
Next, the obtained honeycomb formed body is fired to obtain a honeycomb segment. In the case of producing a honeycomb filter provided with plugging, the honeycomb formed body may be fired after disposing the plugged portions in the honeycomb formed body.
また、ハニカム成形体を焼成（本焼成）する前には、そのハニカム成形体を仮焼することが好ましい。仮焼は、脱脂のために行うものであり、その方法は、特に限定されるものではなく、中の有機物（有機バインダ、分散剤、造孔材等）を除去することができればよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼の条件としては、酸化雰囲気において、２００〜１０００℃程度で、３〜１００時間程度加熱することが好ましい。 Further, before firing (main firing) the honeycomb formed body, it is preferable to calcine the honeycomb formed body. The calcination is performed for degreasing, and the method is not particularly limited as long as the organic matter (organic binder, dispersant, pore former, etc.) therein can be removed. In general, the combustion temperature of the organic binder is about 100 to 300 ° C., and the combustion temperature of the pore former is about 200 to 800 ° C. Therefore, the calcining conditions are about 200 to 1000 ° C. in an oxidizing atmosphere, 3 to It is preferable to heat for about 100 hours.
ハニカム成形体の焼成（本焼成）は、仮焼した成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われる。焼成条件（温度、時間、雰囲気）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。例えば、コージェライト化原料を使用している場合には、焼成温度は、１４１０〜１４４０℃が好ましい。また、焼成時間は、最高温度でのキープ時間として、４〜６時間が好ましい。 Firing of the honeycomb formed body (main firing) is performed in order to sinter and densify the forming raw material constituting the calcined formed body to ensure a predetermined strength. Since the firing conditions (temperature, time, atmosphere) vary depending on the type of molding raw material, appropriate conditions may be selected according to the type. For example, when a cordierite forming raw material is used, the firing temperature is preferably 1410 to 1440 ° C. In addition, the firing time is preferably 4 to 6 hours as a keep time at the maximum temperature.
なお、ハニカム構造部が複数個のハニカムセグメントからなる場合、複数のハニカム成形体または焼成後のハニカム成形体を、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で接合材によって接合する。接合材としては、従来公知の接合材を用いることができる。 When the honeycomb structure portion is composed of a plurality of honeycomb segments, a plurality of honeycomb formed bodies or fired honeycomb formed bodies are bonded together with a bonding material in a state where they are arranged adjacent to each other so that their side faces face each other. To do. A conventionally known bonding material can be used as the bonding material.
３−３．ハニカムセグメント接合工程：
次に、得られた各ハニカムセグメントを接合材で接合して、複数個のハニカムセグメントが、互いの側面同士が対向するように隣接して配置されるとともに、対向する側面同士が接合層により接合されたハニカムセグメント接合体を作製する。
3-3. Honeycomb segment joining process:
Next, the obtained honeycomb segments are bonded with a bonding material, and a plurality of honeycomb segments are arranged adjacent to each other so that the side surfaces thereof face each other, and the opposite side surfaces are bonded together by a bonding layer. A bonded honeycomb segment assembly is produced.
ハニカムセグメントは、接合材を用いて接合されることが好ましい。接合材をハニカムセグメントの側面に塗布する方法は、特に限定されず、刷毛塗り等の方法を用いることができる。 The honeycomb segments are preferably bonded using a bonding material. The method for applying the bonding material to the side surfaces of the honeycomb segments is not particularly limited, and a method such as brush coating can be used.
接合材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したスラリー等を挙げることができる。 Examples of the bonding material include a slurry obtained by adding water to an inorganic raw material such as inorganic fiber, colloidal silica, clay, and SiC particles and adding an additive such as an organic binder, a foamed resin, and a dispersant, and kneading. it can.
ハニカムセグメントの側面同士を接合する接合材が、作製されるハニカムフィルタにおける接合層となる。 A bonding material for bonding the side surfaces of the honeycomb segments becomes a bonding layer in the manufactured honeycomb filter.
上述の第１態様のハニカムフィルタを製造する場合には、全体が円筒形状となるように
各ハニカムセグメントを配置して接合するとよい。さらに、ハニカムフィルタの外周寸法精度の向上のため、外周を研削し、外周コート材を配設することにより、ハニカムフィルタの真円度を高めることができる。
When the honeycomb filter of the first aspect described above is manufactured, the honeycomb segments may be arranged and joined so that the whole becomes a cylindrical shape. Further, the roundness of the honeycomb filter can be increased by grinding the outer periphery and disposing the outer peripheral coating material in order to improve the outer peripheral dimension accuracy of the honeycomb filter.
また、上述の第２態様のハニカムフィルタを製造する場合には、複数個のハニカムセグメントを接合材によって接合した後、得られたハニカムセグメントの接合体の外周部分を切削して円筒形状にすることが好ましい。また、３面セグメントについては、Ｚ方向に垂直な断面において、外周部分を内側に向けて円弧状にえぐるように、さらに研削することが好ましい。このように３面セグメントを研削することにより、３面セグメントの外周面に凹部を簡便に形成可能となる。 Further, when the honeycomb filter of the second aspect described above is manufactured, after joining a plurality of honeycomb segments with a bonding material, the outer peripheral portion of the obtained bonded honeycomb segment is cut into a cylindrical shape. Is preferred. In addition, it is preferable that the three-surface segment is further ground so that the outer peripheral portion of the cross section perpendicular to the Z direction faces in an arc shape. By grinding the three-surface segment in this way, it is possible to easily form a recess on the outer peripheral surface of the three-surface segment.
上述の第２態様のハニカムフィルタを製造する場合には、ハニカムセグメントの接合体の外周部分を切削した後に、その外周部分に外周コート材を配設して、ハニカムフィルタを作製することが好ましい。この外周コート材が、ハニカムフィルタの外周コート部となる。このように外周コート部を配設することにより、ハニカムフィルタの真円度が向上する等の利点がある。また、３面セグメントの凹部における凹んだ部分に外周コート材が埋められて、厚壁部が形成される。 When the honeycomb filter of the second aspect described above is manufactured, it is preferable to manufacture the honeycomb filter by cutting the outer peripheral portion of the bonded honeycomb segment assembly and then disposing the outer peripheral coating material on the outer peripheral portion. This outer peripheral coating material becomes the outer peripheral coating portion of the honeycomb filter. By arranging the outer peripheral coat portion in this way, there is an advantage that the roundness of the honeycomb filter is improved. In addition, the outer peripheral coating material is buried in the recessed portion of the concave portion of the three-surface segment to form a thick wall portion.
上述の構成することによって、本実施形態のハニカムフィルタを製造することができる。但し、本実施形態のハニカムフィルタの製造方法は、上述した製造方法に限定されることはない。 With the above configuration, the honeycomb filter of the present embodiment can be manufactured. However, the manufacturing method of the honeycomb filter of the present embodiment is not limited to the manufacturing method described above.
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
（実施例１）
セラミック原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合したものを用いた。そして、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加するとともに、水を添加して成形原料を作製した。得られた成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。
Example 1
As a ceramic raw material, a mixture of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder in a mass ratio of 80:20 was used. Then, hydroxypropylmethylcellulose as a binder and a water-absorbing resin as a pore former were added thereto, and water was added to prepare a molding raw material. The obtained forming raw material was kneaded using a kneader to obtain clay.
次に、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、以下の３種類のハニカムセグメントの成形体を作製した。具体的には、図１に示されたような、完全セグメントと同じ形状の成形体を４個、４面セグメントの不完全セグメントと同じ形状の成形体を８個、３面セグメントと同じ形状の成形体を４個、合計１６個の成形体を押出成形により作製した。なお、３面セグメントと同じ形状の成形体については、肥厚部を有する外周壁を含めて押出成形により成形した。 Next, the obtained kneaded material was molded using a vacuum extrusion molding machine to produce the following three types of honeycomb segment molded bodies. Specifically, as shown in FIG. 1, four compacts having the same shape as the complete segment, eight compacts having the same shape as the incomplete segment of the four-surface segment, and the same shape as the three-surface segment. Four compacts, a total of 16 compacts, were produced by extrusion. In addition, about the molded object of the same shape as a 3 surface segment, it shape | molded by extrusion molding including the outer peripheral wall which has a thickened part.
次に、得られたハニカムセグメントの成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥した。なお、乾燥時には、ハニカムセグメントの成形体の流出端面が、鉛直下向きになるように配置して乾燥を行った。 Next, the obtained honeycomb segment formed body was dried by high-frequency dielectric heating, and then dried at 120 ° C. for 2 hours using a hot air dryer. In addition, at the time of drying, it arrange | positioned so that the outflow end surface of the molded object of a honeycomb segment might face vertically downward, and it dried.
そして、ハニカムセグメントの成形体を脱脂し、焼成して、ハニカムセグメントを得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。 Then, the honeycomb segment formed body was degreased and fired to obtain a honeycomb segment. The degreasing conditions were 550 ° C. for 3 hours. The firing conditions were 1450 ° C. and 2 hours in an argon atmosphere.
得られた３面セグメントでは、Ｚ方向に垂直な断面において、外周壁が内側に向けて円弧状に張り出した、肥厚部が形成されていた。肥厚部の断面積が３面セグメントの全断面の２０％であり、かつ、外周壁の長さＬに対する肥厚部の長さＩの比の値が０．２であった。 In the obtained three-plane segment, a thickened portion was formed in which the outer peripheral wall protruded in an arc shape inward in a cross section perpendicular to the Z direction. The cross-sectional area of the thickened portion was 20% of the total cross section of the three-plane segment, and the value of the ratio of the length I of the thickened portion to the length L of the outer peripheral wall was 0.2.
得られたハニカムセグメントを全体が円筒形状となるように組み合わせて接合し、ハニカムフィルタを得た。なお、接合は接合材を用いて行った。乾燥させた接合材が接合層となる。接合材をハニカムセグメントの側面に塗布する際には、接合層の厚さが１．０ｍｍとなるようにした。得られたハニカムフィルタのＺ方向に垂直な断面の形状は、直径が１６５．０ｍｍの円形であった。また、ハニカムフィルタのＺ方向の長さは１４０．５ｍｍであった。 The obtained honeycomb segments were combined and joined so as to have a cylindrical shape as a whole to obtain a honeycomb filter. Bonding was performed using a bonding material. The dried bonding material becomes a bonding layer. When the bonding material was applied to the side surface of the honeycomb segment, the thickness of the bonding layer was set to 1.0 mm. The shape of the cross section perpendicular to the Z direction of the obtained honeycomb filter was a circle having a diameter of 165.0 mm. The length of the honeycomb filter in the Z direction was 140.5 mm.
（実施例２〜８）
実施例２〜８のハニカムフィルタについては、各条件を表１に示すものとなるように変更した以外は、実施例１と同様に作製した。
(Examples 2 to 8)
About the honeycomb filter of Examples 2-8, it produced similarly to Example 1 except having changed each condition so that it might become what is shown in Table 1. FIG.
（実施例９）
実施例９のハニカムフィルタについては、Ｚ方向に垂直な断面において、肥厚部を一定の曲率の円弧状ではなく、楕円状となるように形成し、各条件を表１に示すものとなるように変更した以外は、実施例１と同様に作製した。
Example 9
For the honeycomb filter of Example 9, the thickened portion is formed in an elliptical shape instead of an arc shape with a constant curvature in the cross section perpendicular to the Z direction, and each condition is as shown in Table 1. It was produced in the same manner as Example 1 except for the change.
（比較例１）
３面セグメントにおいて肥厚部を形成しなかった以外は、実施例１と同じ方法によってハニカムフィルタを得た。
(Comparative Example 1)
A honeycomb filter was obtained by the same method as in Example 1 except that the thickened portion was not formed in the three-surface segment.
（実施例１０）
セラミック原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合したものを用いた。そして、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加するとともに、水を添加して成形原料を作製した。得られた成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。
(Example 10)
As a ceramic raw material, a mixture of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder in a mass ratio of 80:20 was used. Then, hydroxypropylmethylcellulose as a binder and a water-absorbing resin as a pore former were added thereto, and water was added to prepare a molding raw material. The obtained forming raw material was kneaded using a kneader to obtain clay.
次に、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、隔壁によって複数のセルが区画形成されたハニカムセグメントの成形体を複数個作製した。 Next, the obtained kneaded material was molded using a vacuum extrusion molding machine to produce a plurality of honeycomb segment molded bodies in which a plurality of cells were partitioned by partition walls.
次に、得られたハニカムセグメントの成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥した。なお、乾燥時には、ハニカムセグメントの成形体の流出端面が、鉛直下向きになるように配置して乾燥を行った。 Next, the obtained honeycomb segment formed body was dried by high-frequency dielectric heating, and then dried at 120 ° C. for 2 hours using a hot air dryer. In addition, at the time of drying, it arrange | positioned so that the outflow end surface of the molded object of a honeycomb segment might face vertically downward, and it dried.
そして、ハニカムセグメントの成形体を脱脂し、焼成して、ハニカムセグメントを得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。 Then, the honeycomb segment formed body was degreased and fired to obtain a honeycomb segment. The degreasing conditions were 550 ° C. for 3 hours. The firing conditions were 1450 ° C. and 2 hours in an argon atmosphere.
得られたハニカムセグメントは、隔壁厚さが３１７．５μｍであり、セル密度が４６．５個／ｃｍ２であった。また、ハニカムセグメントは、長さ１４０．５ｍｍで、四角柱形状（４１．５ｍｍ×４１．５ｍｍの正方形の断面形状）であった。 The obtained honeycomb segment had a partition wall thickness of 317.5 μm and a cell density of 46.5 cells / cm 2 . The honeycomb segment had a length of 140.5 mm and a quadrangular prism shape (square cross section of 41.5 mm × 41.5 mm).
上述のハニカムセグメントを１６個作製した。そして、１６個のハニカムセグメントが、４個×４個の並びになるようにして、接合材で接合し、接合材を乾燥させてハニカムセグメントの接合体を得た。乾燥させた接合材が、接合層となる。接合材をハニカムセグメントの側面に塗布する際には、接合層の厚さが１．０ｍｍとなるようにした。 Sixteen honeycomb segments described above were produced. Then, the 16 honeycomb segments were arranged in a 4 × 4 array, joined with a joining material, and the joining material was dried to obtain a joined body of honeycomb segments. The dried bonding material becomes a bonding layer. When the bonding material was applied to the side surface of the honeycomb segment, the thickness of the bonding layer was set to 1.0 mm.
次に、ハニカムセグメントの接合体を、まず、その全体形状が円筒形状となるように、外周を研削加工した。 Next, the outer periphery of the joined honeycomb segment assembly was first ground so that the entire shape thereof was a cylindrical shape.
続いて、ハニカムセグメントの接合体において、３面セグメントに該当するものについて、Ｚ方向に垂直な断面において、３面セグメントの全断面の２０％が減少し、かつ、外周面の長さＡに対する研削部分（凹部）の長さＢの比の値が０．２となるように、外周部分を内側に向けて一定の曲率の円弧状に研削した（以下、「３面セグメント外周研削工程」という）。さらに、上述のように３面セグメントの全断面の２０％が減少するように研削することにより、「３面セグメントの断面積および３面セグメントの凹部を埋めている厚壁部の断面積の合計に対する厚壁部の断面積の割合（百分率比）」が２０％となる。 Subsequently, in the bonded honeycomb segment assembly, 20% of the total cross section of the three-plane segment is reduced in the cross section perpendicular to the Z direction and the grinding is performed with respect to the length A of the outer peripheral surface. The outer peripheral portion was ground in an arc shape with a constant curvature so that the ratio value of the length B of the portion (concave portion) was 0.2 (hereinafter referred to as “three-surface segment outer peripheral grinding step”). . Furthermore, by grinding so that 20% of the total cross section of the three-surface segment is reduced as described above, “the total of the cross-sectional area of the three-surface segment and the cross-sectional area of the thick wall portion filling the concave portion of the three-surface segment” The ratio (percentage ratio) of the cross-sectional area of the thick wall portion to 20 "is 20%.
その後、研削加工したハニカムセグメントの接合体の外周に、セラミック材料を塗工して外周コート部を形成し、ハニカムフィルタを得た。ハニカムフィルタのＺ方向に垂直な断面の形状は、直径が１６５．０ｍｍの円形であった。また、ハニカムフィルタのＺ方向の長さは１４０．５ｍｍであった。 Thereafter, a ceramic material was applied to the outer periphery of the ground honeycomb segment bonded body to form an outer peripheral coat portion, thereby obtaining a honeycomb filter. The shape of the cross section perpendicular to the Z direction of the honeycomb filter was a circle having a diameter of 165.0 mm. The length of the honeycomb filter in the Z direction was 140.5 mm.
（実施例１１〜１７）
実施例１１〜１７のハニカムフィルタについては、３面セグメント外周研削工程において、各条件を表２に示すものとなるように変更した以外は、実施例１０と同様に作製した。
(Examples 11 to 17)
The honeycomb filters of Examples 11 to 17 were manufactured in the same manner as Example 10 except that the conditions were changed so as to be those shown in Table 2 in the three-surface segment outer periphery grinding step.
（実施例１８）
実施例１８のハニカムフィルタについて、３面セグメント外周研削工程において、一定の曲率の円弧状ではなく、楕円状に研削し、各条件を表２に示すものとなるように変更した以外は、実施例１０と同様に作製した。
(Example 18)
For the honeycomb filter of Example 18, in the three-surface segment outer periphery grinding step, except for grinding in an elliptical shape instead of an arc shape with a constant curvature, each condition was changed to be as shown in Table 2, 10 was produced.
（比較例２）
３面セグメント外周研削工程を実施しなかった以外は、実施例１０と同じ方法によってハニカムフィルタを得た。
(Comparative Example 2)
A honeycomb filter was obtained by the same method as in Example 10 except that the three-surface segment outer periphery grinding step was not performed.
（実施例１９）
ハニカムセグメントを四角柱形状（４１．５ｍｍ×４１．５ｍｍの正方形の断面形状）とし、ハニカムフィルタの軸方向（Ｚ方向）に垂直な断面の形状を直径１３０．０ｍｍの円形とした以外は、実施例１０と同様の方法によってハニカムフィルタを得た。なお、実施例１０では、Ｚ方向に垂直な断面において、３面セグメント全体の断面積が０．２ｃｍ２であった。
(Example 19)
Implementation was performed except that the honeycomb segment had a quadrangular prism shape (41.5 mm × 41.5 mm square cross-sectional shape) and the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction (Z direction) of the honeycomb filter was a circle having a diameter of 130.0 mm. A honeycomb filter was obtained in the same manner as in Example 10. In Example 10, the cross-sectional area of the entire three-plane segment was 0.2 cm 2 in the cross section perpendicular to the Z direction.
（実施例２０〜２２）
実施例２０〜２２のハニカムフィルタについては、３面セグメント外周研削工程において、各条件を表３に示すものとなるように変更した以外は、実施例１９と同様に作製した。
(Examples 20 to 22)
The honeycomb filters of Examples 20 to 22 were manufactured in the same manner as in Example 19 except that each condition was changed to the one shown in Table 3 in the three-surface segment outer periphery grinding step.
（比較例３）
３面セグメント研削工程を実施しなかった以外は、実施例１９と同じ方法によってハニカムフィルタを得た。
(Comparative Example 3)
A honeycomb filter was obtained by the same method as in Example 19 except that the three-surface segment grinding step was not performed.
実施例１〜２２および比較例１〜３のハニカムフィルタについて、［アイソスタティック強度］、［圧力損失］、および［接合強度］の各評価を行った。各評価の評価方法を以下に示す。 The honeycomb filters of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated for [isostatic strength], [pressure loss], and [bonding strength]. The evaluation method for each evaluation is shown below.
［アイソスタティック強度］
アイソスタティック強度の測定は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格（ＪＡＳＯ規格）のＭ５０５−８７で規定されているアイソスタティック破壊強度試験に基づいて行った。アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に、ハニカムフィルタを入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮を行う試験である。即ち、アイソスタティック破壊強度試験は、缶体に、ハニカムフィルタが外周面把持される場合の圧縮負荷加重を模擬した試験である。このアイソスタティック破壊強度試験によって測定されるアイソスタティック強度は、ハニカムフィルタが破壊したときの加圧圧力値（ＭＰａ）で示される。実施例１〜９に関しては、比較例１のハニカムフィルタのアイソスタティック強度を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表１に示す。実施例１０〜１８に関しては、比較例２のハニカムフィルタのアイソスタティック強度を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表２に示す。実施例１９〜２２に関しては、比較例３のハニカムフィルタのアイソスタティック強度を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表３に示す。
[Isostatic strength]
The measurement of isostatic strength was performed based on the isostatic fracture strength test prescribed | regulated by M505-87 of the automobile standard (JASO standard) by the Japan Society for Automotive Engineers. The isostatic fracture strength test is a test in which a honeycomb filter is placed in a rubber cylindrical container, covered with an aluminum plate, and isotropically pressurized and compressed in water. In other words, the isostatic fracture strength test is a test that simulates the compression load applied when the honeycomb filter is gripped on the outer peripheral surface of the can body. The isostatic strength measured by this isostatic fracture strength test is indicated by a pressure value (MPa) when the honeycomb filter breaks. Regarding Examples 1 to 9, Table 1 shows the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the isostatic strength of the honeycomb filter of Comparative Example 1 is used as the reference (100%). Regarding Examples 10 to 18, the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the isostatic strength of the honeycomb filter of Comparative Example 2 is set as a reference (100%) is shown in Table 2. Regarding Examples 19 to 22, the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the isostatic strength of the honeycomb filter of Comparative Example 3 is set as a reference (100%) is shown in Table 3.
［圧力損失（ｋＰａ）の測定］：
室温条件下において０．５ｍ３／分の流速でエアーをハニカム触媒体に流通させた。この状態で、エアー流入側の圧力とエアー流出側の圧力との差を測定した。この圧力の差を圧力損失として算出した。実施例１〜９の圧力損失に関しては、比較例１の圧力損失を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表１に示す。実施例１０〜１８の圧力損失に関しては、比較例２の圧力損失を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表２に示す。実施例１９〜２２の圧力損失に関しては、比較例３の圧力損失を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表３に示す。
[Measurement of pressure loss (kPa)]:
Air was circulated through the honeycomb catalyst body at a flow rate of 0.5 m 3 / min at room temperature. In this state, the difference between the pressure on the air inflow side and the pressure on the air outflow side was measured. This pressure difference was calculated as a pressure loss. Regarding the pressure loss in Examples 1 to 9, the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the pressure loss in Comparative Example 1 is used as the reference (100%) is shown in Table 1. Regarding the pressure loss in Examples 10 to 18, the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the pressure loss in Comparative Example 2 is used as the reference (100%) is shown in Table 2. Regarding the pressure loss in Examples 19 to 22, the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the pressure loss in Comparative Example 3 is used as the reference (100%) is shown in Table 3.
［接合強度］
ハニカムフィルタを構成する１個の３面セグメントの端面を、Ｚ方向に沿って金属棒で押し、押し抜け強度を測定した。
[Joint strength]
The end face of one trihedral segment constituting the honeycomb filter was pushed with a metal rod along the Z direction, and the punching strength was measured.
実施例１〜９の接合強度に関しては、比較例１の接合強度を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表１に示す。実施例１０〜１８合強度に関しては、比較例２接合強度を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表２示す。実施例１９〜２２の接合強度に関しては、比較例３の接合強度を基準（１００％）とした場合の増減（％）（例えば、１１０％の場合には＋１０％）を表３に示す。 Regarding the bonding strengths of Examples 1 to 9, Table 1 shows the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the bonding strength of Comparative Example 1 is used as the reference (100%). Table 2 shows the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the joint strengths of Examples 10 to 18 are based on the bond strength of Comparative Example 2 (100%). Regarding the bonding strengths of Examples 19 to 22, Table 3 shows the increase / decrease (%) (for example, + 10% in the case of 110%) when the bonding strength of Comparative Example 3 is used as the reference (100%).
［考察］
実施例１〜９のハニカムフィルタは、比較例１のハニカムフィルタと比較して、アイソスタティック強度が増加し、圧力損失の増大を１１．０％以下に抑え、接合強度を同等にすることが可能であった。
[Discussion]
Compared with the honeycomb filter of Comparative Example 1, the honeycomb filters of Examples 1 to 9 have an increased isostatic strength, an increase in pressure loss can be suppressed to 11.0% or less, and the bonding strength can be made equal. Met.
実施例１０〜１８のハニカムフィルタは、比較例２のハニカムフィルタと比較して、アイソスタティック強度が増加し、圧力損失の増大を１１．０％以下に抑え、接合強度の低下を１０％以内にすることが可能であった。 In comparison with the honeycomb filter of Comparative Example 2, the honeycomb filters of Examples 10 to 18 have increased isostatic strength, suppressed increase in pressure loss to 11.0% or less, and reduced bonding strength to within 10%. It was possible to do.
実施例１９〜２２のハニカムフィルタは、比較例３のハニカムフィルタと比較して、アイソスタティック強度が増加し、圧力損失の増大を１．０％以下に抑え、接合強度は比較例１と同等にすることが可能であった。さらに、実施例１９〜２２を互いに比較すると、３面セグメント全体の断面積が０．２ｃｍ２の場合には、厚壁部の断面積の割合を増加させても、これに見合ったアイソスタティック強度の有意な増加が認められないことも判明した。 In comparison with the honeycomb filter of Comparative Example 3, the honeycomb filters of Examples 19 to 22 have increased isostatic strength, suppressed the increase in pressure loss to 1.0% or less, and the bonding strength is equal to that of Comparative Example 1. It was possible to do. Further, when Examples 19 to 22 are compared with each other, when the cross-sectional area of the entire three-surface segment is 0.2 cm 2 , even if the ratio of the cross-sectional area of the thick wall portion is increased, the isostatic strength corresponding to this is increased. It was also found that no significant increase was observed.
本発明は、内燃機関からの排ガス浄化に使用するハニカムフィルタとして利用できる。 The present invention can be used as a honeycomb filter used for exhaust gas purification from an internal combustion engine.
１：ハニカムセグメント、３：第１端面、５：第２端面、７：セル、９：隔壁、１０：ハニカム構造部、２１：側面、２３：接合層、２５：４面セグメント、２７，２７ａ，２７ｂ：３面セグメント、３１：外周壁、３３：側壁、３５：円弧側面、４０：肥厚部、５０：ハニカムフィルタ、６１：３面セグメント、６３：外周面、６５：凹部、６７：外周コート部、６９：厚壁部、７１：ハニカム構造部、８０：ハニカムフィルタ。 1: honeycomb segment, 3: first end face, 5: second end face, 7: cell, 9: partition, 10: honeycomb structure, 21: side face, 23: bonding layer, 25: 4-face segment, 27, 27a, 27b: 3-surface segment, 31: outer peripheral wall, 33: side wall, 35: arc side surface, 40: thickened portion, 50: honeycomb filter, 61: 3-surface segment, 63: outer peripheral surface, 65: recessed portion, 67: outer peripheral coat portion , 69: thick wall portion, 71: honeycomb structure portion, 80: honeycomb filter.
Claims (9)
前記複数個のハニカムセグメントの側面同士を接合する接合層と、を有するハニカム構造部を備え、
前記ハニカム構造部は、前記側面が４面の前記ハニカムセグメントである４面セグメントと前記側面が３面の前記ハニカムセグメントである３面セグメントとを有する円筒形状であり、
前記３面セグメントは、前記ハニカム構造部の外周を構成する位置に配置され、
前記３面セグメントにおいて、前記３面の側面のうちの１つが前記セルの延びる方向に垂直な断面において円弧形状を呈する円弧側面であり、かつ該円弧側面が前記ハニカム構造部の外周を構成し、
前記円弧側面を構成する外周壁が内側に向けて円弧状に張り出す肥厚部を有するハニカムフィルタ。 A plurality of honeycomb segments having partition walls that form a plurality of cells serving as fluid flow paths leading from the first end face as one end face to the second end face as the other end face;
A bonding layer for bonding side surfaces of the plurality of honeycomb segments, and a honeycomb structure portion having
The honeycomb structure portion has a cylindrical shape having a four-face segment that is the four-sided honeycomb segment and a three-face segment that is the three-sided honeycomb segment,
The three-surface segment is disposed at a position constituting the outer periphery of the honeycomb structure part,
In the three-surface segment, one of the side surfaces of the three surfaces is an arc side surface exhibiting an arc shape in a cross section perpendicular to the cell extending direction, and the arc side surface constitutes the outer periphery of the honeycomb structure part,
A honeycomb filter having a thickened portion in which an outer peripheral wall constituting the arc side surface projects in an arc shape inward.
前記ハニカム構造部の外周を円筒形状に取り囲む外周コート部と、を備え、
前記ハニカム構造部は、前記側面が４面の前記ハニカムセグメントである４面セグメントと前記側面が３面の前記ハニカムセグメントである３面セグメントとを有し、
前記３面セグメントは、前記ハニカム構造部の外周を構成する位置に配置され、前記ハニカム構造部の外周を構成する外周面を有し、
前記外周面は前記３面セグメントの内側に向けて円弧状に凹む凹部を有し、
前記外周コート部が、前記凹部と相補的な形状の厚壁部を有し、前記厚壁部が前記凹部を埋めているハニカムフィルタ。 A plurality of honeycomb segments having partition walls that form a plurality of cells serving as fluid flow paths leading from a first end surface that is one end surface to a second end surface that is the other end surface; and side surfaces of the plurality of honeycomb segments A honeycomb structure having a bonding layer for bonding together,
An outer periphery coating portion surrounding the outer periphery of the honeycomb structure portion in a cylindrical shape,
The honeycomb structure portion includes a four-surface segment that is the four-sided honeycomb segment and a three-surface segment that is the three-sided honeycomb segment,
The three-surface segment is disposed at a position constituting the outer periphery of the honeycomb structure part, and has an outer peripheral surface constituting the outer periphery of the honeycomb structure part,
The outer peripheral surface has a recess recessed in an arc shape toward the inside of the three-surface segment,
The honeycomb filter, wherein the outer peripheral coat portion has a thick wall portion having a shape complementary to the concave portion, and the thick wall portion fills the concave portion.
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