JP7065670B2 - Manufacturing method of honeycomb structure for exhaust gas purification and exhaust gas purification filter using the honeycomb structure - Google Patents
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Description
本発明は、ハニカム構造体、ハニカム構造体の製造方法、及び排ガス浄化フィルタ、特に、GPF(Gasoline Particulate Filter)に好適な排ガス浄化用のハニカム構造体、該ハニカム構造体の製造方法、及び該ハニカム構造体を用いた排ガス浄化フィルタに関する。 The present invention relates to a honeycomb structure, a method for manufacturing the honeycomb structure, and a honeycomb structure for exhaust gas purification suitable for an exhaust gas purification filter, particularly a GPF (Gasoline Particulate Filter), a method for manufacturing the honeycomb structure, and the honeycomb. Regarding an exhaust gas purification filter using a structure.
排ガス浄化装置の1つであるGPFは、近年の排ガス規制に適応するために、ガソリンで走行する車両の排ガス中のPM(Particulate Matter:粒子状物質)をPN(Particulate Number:PMの粒子数)規制値まで低減するフィルタであり、同時に、規制対象となる特定成分を排ガスから除去することも望まれている。このようなGPFでは、複数のセルが排ガスの流れ方向に伸長するハニカム構造部を筒状体の内部に形成し、各セルの一方の端部又は他方の端部の何れか一方を閉塞(目封止ともいう)すると共に、セルを隔てる隔壁が排ガスの通過可能な多孔質隔壁で構成されたハニカム構造体が用いられる。そして、このハニカム構造体に触媒をコーティングしてGPF用の排ガス浄化フィルタが構成され、従ってセルを隔てる多孔質隔壁の気孔にもコーティングが施されている。 GPF, which is one of the exhaust gas purification devices, uses PN (Particulate Number) of PM (Particulate Matter) in the exhaust gas of vehicles traveling on gasoline in order to comply with recent exhaust gas regulations. It is a filter that reduces to the regulated value, and at the same time, it is also desired to remove specific components subject to regulation from the exhaust gas. In such a GPF, a honeycomb structure portion in which a plurality of cells extend in the flow direction of the exhaust gas is formed inside the tubular body, and either one end or the other end of each cell is closed (eyes). A honeycomb structure is used in which the partition wall separating the cells is composed of a porous partition wall through which exhaust gas can pass. Then, the honeycomb structure is coated with a catalyst to form an exhaust gas purification filter for GPF, and therefore the pores of the porous partition wall separating the cells are also coated.
このGPF排ガス浄化装置では、入口側が開口しているセルから排ガスが流入し、しかしながらそのセルの出口側は閉塞されているために、排ガスは隔壁の気孔を通って出口側が開口している他のセルに流入し、そのセルから流出する。この隔壁通過時に排ガスからPMが除去され、合わせて隔壁の気孔にコーティングされている触媒に排ガスが触れることで規制対象となる特定の成分が除去される。このような排ガス浄化装置としては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。この排ガス浄化装置では、例えば、ハニカム構造体の排ガス出口側端部の方が入口側端部よりも隔壁を通過する排ガスが集中しやすい場合には、ハニカム構造部における入口側端面の近傍部の気孔率を出口側端面の近傍部の気孔率よりも高くして、入口側端面の近傍部の隔壁を通過する排ガス流量を増加させ、ハニカム構造体全体の排ガス流量を均一化することが開示されている。 In this GPF exhaust gas purification device, exhaust gas flows in from a cell whose inlet side is open, however, because the outlet side of the cell is blocked, the exhaust gas passes through the pores of the partition wall and the outlet side is open. It flows into and out of the cell. PM is removed from the exhaust gas when passing through the partition wall, and when the exhaust gas comes into contact with the catalyst coated on the pores of the partition wall, a specific component subject to regulation is removed. As such an exhaust gas purification device, for example, there is one described in Patent Document 1 below. In this exhaust gas purification device, for example, when the exhaust gas passing through the partition wall is more likely to concentrate at the exhaust gas outlet side end of the honeycomb structure than at the inlet side end, the vicinity of the inlet side end face of the honeycomb structure is located. It is disclosed that the porosity is made higher than the porosity in the vicinity of the end face on the inlet side to increase the exhaust gas flow rate passing through the partition wall in the vicinity of the end face on the inlet side, and the exhaust gas flow rate in the entire honeycomb structure is made uniform. ing.
しかしながら、特許文献1に記載される排ガス浄化装置では、ハニカム構造体の排ガス出口側端部の方が入口側端部よりも隔壁を通過する排ガスが集中しやすい場合に、ハニカム構造部における入口側端面の近傍部の気孔率を出口側端面の近傍部の気孔率よりも高くして、ハニカム構造体全体の排ガス流量を均一化することは開示されるものの、ハニカム構造部における気孔率の分布状態をどのようにするとどのような効果が得られるのか、或いはそうしたハニカム構造部を有するハニカム構造体をどのようにして取得するのかについては記載されていない。特に、GPF排ガス浄化装置では、略半分のセルの排ガス出口側が閉塞されるため、排ガス浄化に伴ってその閉塞されたセル内出口側から灰分が次第に堆積するが、この次第に堆積される灰分に対する排ガス浄化性能の長寿命化が望まれると共に、触媒に用いられる高価な貴金属の効率的な使用によるコストの低廉化が望まれる。 However, in the exhaust gas purification device described in Patent Document 1, when the exhaust gas passing through the partition wall is more likely to concentrate on the exhaust gas outlet side end of the honeycomb structure than on the inlet side end, the inlet side of the honeycomb structure portion. Although it is disclosed that the pore ratio in the vicinity of the end face is made higher than the pore ratio in the vicinity of the end face on the outlet side to make the exhaust gas flow rate of the entire honeycomb structure uniform, the distribution state of the pore ratio in the honeycomb structure is disclosed. It is not described how to obtain what kind of effect or how to obtain a honeycomb structure having such a honeycomb structure portion. In particular, in the GPF exhaust gas purification device, since the exhaust gas outlet side of about half of the cells is blocked, ash gradually accumulates from the blocked outlet side of the cell as the exhaust gas is purified. It is desired to extend the life of the purification performance and to reduce the cost by efficiently using the expensive precious metal used for the catalyst.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、排ガス浄化性能の長寿命化とコストの低廉化が可能な排ガス浄化用のハニカム構造体、該ハニカム構造体の製造方法、及び該ハニカム構造体を用いた排ガス浄化フィルタを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a honeycomb structure for exhaust gas purification capable of extending the life of exhaust gas purification performance and reducing the cost, and a method for manufacturing the honeycomb structure. And to provide an exhaust gas purification filter using the honeycomb structure.
上記目的を達成するための排ガス浄化用のハニカム構造体は、
複数のセルが排ガスの流れ方向に伸長するハニカム構造部を筒状体の内部に有し、各セルは前記伸長方向の一方の端部又は他方の端部の何れか一方が閉塞され且つ各セルを隔てる隔壁は前記排ガスの通過可能な多孔質隔壁として構成された排ガス浄化用のハニカム構造体において、前記多孔質隔壁は、前記筒状体における前記排ガスの出口側領域の気孔率よりも入口側領域の気孔率が漸次大きくなるように形成される。
The honeycomb structure for exhaust gas purification to achieve the above purpose is
A plurality of cells have a honeycomb structure portion extending in the flow direction of the exhaust gas inside the tubular body, and each cell is closed at either one end or the other end in the extension direction and each cell. The partition wall separating the exhaust gas is a honeycomb structure for purifying exhaust gas configured as a porous partition wall through which the exhaust gas can pass, and the porous partition wall is on the inlet side of the porosity of the exhaust gas outlet side region in the tubular body. It is formed so that the porosity of the region gradually increases.
この構成によれば、排ガス出口側が閉塞されたセル内には排ガス浄化に伴って排ガス中の灰分が排ガス出口側から次第に堆積する場合がある。そして、灰分が堆積した出口側領域では多孔質隔壁の気孔が閉塞する。しかし、本発明に係るセルの隔壁は、気孔率が排ガス出口側領域から排ガス入口側領域に向かって大きくなっているので、長期間の排ガス浄化後も、未だ多数の気孔が開口した状態が保たれているか、出口側領域よりも大きな開口断面積の気孔が開口した状態が保たれている。また、触媒のコーティング量も気孔率の大きい領域の方が大きい。従って、この開口している排ガス入口側領域の多孔質隔壁の気孔を通じて良好な排ガス浄化が継続され、その結果、排ガス浄化性能の長寿命化が可能となる。また、上記気孔率は漸次変化させているので、排ガス浄化中において、階段状の急激な浄化機能の低下が発生することを抑制することができる。これにより、高価な貴金属のコーティング量を効率的に低減してコストの低廉化を図りながら、安定した排ガス浄化性能を確保することが可能となる。 According to this configuration, ash in the exhaust gas may be gradually accumulated from the exhaust gas outlet side in the cell in which the exhaust gas outlet side is closed as the exhaust gas is purified. Then, the pores of the porous partition wall are closed in the outlet side region where the ash is deposited. However, since the porosity of the partition wall of the cell according to the present invention increases from the exhaust gas outlet side region to the exhaust gas inlet side region, a state in which a large number of pores are still open is maintained even after long-term exhaust gas purification. Porosity or pores with an opening cross-sectional area larger than the outlet side region are kept open. Further, the coating amount of the catalyst is also larger in the region where the porosity is large. Therefore, good exhaust gas purification is continued through the pores of the porous partition wall in the open exhaust gas inlet side region, and as a result, the life of the exhaust gas purification performance can be extended. Further, since the porosity is gradually changed, it is possible to suppress the occurrence of a sudden decrease in the purification function in a stepped manner during the exhaust gas purification. As a result, it is possible to ensure stable exhaust gas purification performance while efficiently reducing the coating amount of expensive precious metals and reducing the cost.
上記ハニカム構造体の製造方法は、気孔率の異なる複数種類の多孔質素材の混合比率を一定周期毎に変更させながら混合して多孔質材料を生成しつつ順次次工程に移動させる工程と、前記多孔質材料を、前記ハニカム構造部を形成するための口金を通過させて押し出す工程と、押し出された前記多孔質材料を前記気孔率が増加から減少に変化する位置又は減少から増加に変化する位置で切断する工程とを備えたことを特徴とする。 The method for manufacturing the honeycomb structure includes a step of mixing while changing the mixing ratio of a plurality of types of porous materials having different porosities at regular intervals to generate a porous material and sequentially moving the mixture to the next step. A step of extruding the porous material through a mouthpiece for forming the honeycomb structure, and a position where the porosity changes from an increase to a decrease or a position where the porosity changes from a decrease to an increase. It is characterized by having a process of cutting with.
この構成によれば、上記混合比率の周期的な変化により、口金から押し出された多孔質材料は、気孔率が大きい状態から小さい状態、さらに小さい状態から大きい状態に一定周期毎に次第に変化する。従って、気孔率が増加から減少に変化する位置及び減少から増加に変化する位置で押し出された多孔質材料を切断することだけで、排ガスの流れ方向(入口側から出口側)に向けて気孔率が漸次減少する多孔質隔壁を有するハニカム構造部を有するハニカム構造体を連続的に量産することが可能となる。 According to this configuration, the porous material extruded from the mouthpiece gradually changes from a large porosity state to a small porosity state and from a small porosity state to a large porosity state at regular intervals due to the periodic change of the mixing ratio. Therefore, simply by cutting the extruded porous material at the position where the porosity changes from increase to decrease and at the position where the porosity changes from decrease to increase, the porosity is directed toward the flow direction of the exhaust gas (from the inlet side to the outlet side). It becomes possible to continuously mass-produce a honeycomb structure having a honeycomb structure portion having a porous partition wall in which the amount is gradually reduced.
また、前記ハニカム構造部を形成するための口金の入側に供給する増孔剤の供給量を一定周期毎に変更させながら多孔質素材と混合して多孔質材料を生成しつつ順次次工程に移動させる工程と、前記多孔質材料を、前記口金を通過させて押し出す工程と、押し出された前記多孔質材料を前記気孔率が増加から減少に変化する位置又は減少から増加に変化する位置で切断する工程とを備えたことを特徴とする。 Further , while changing the supply amount of the pore-increasing agent supplied to the inlet side of the mouthpiece for forming the honeycomb structure portion at regular intervals, the porous material is mixed with the porous material to generate the porous material, and the process is sequentially carried out to the next step. The step of moving, the step of extruding the porous material through the mouthpiece, and the step of cutting the extruded porous material at a position where the porosity changes from an increase to a decrease or a position where the porosity changes from a decrease to an increase. It is characterized by having a process of performing.
上記ハニカム構造体を用いた排ガス浄化フィルタは、上記製造方法で製造されたハニカム構造体が触媒でコーティングされてなることを特徴とする。
The exhaust gas purification filter using the honeycomb structure is characterized in that the honeycomb structure manufactured by the manufacturing method is coated with a catalyst.
請求項4に記載のハニカム構造体を用いた排ガス浄化フィルタは、請求項2又は3に記載のハニカム構造体の製造方法で製造されたハニカム構造体が触媒でコーティングされてなることを特徴とする。 The exhaust gas purification filter using the honeycomb structure according to claim 4 is characterized in that the honeycomb structure manufactured by the method for manufacturing the honeycomb structure according to claim 2 or 3 is coated with a catalyst. ..
この構成によれば、排ガス出口側が閉塞されたセル内には排ガス浄化に伴って排ガス中の灰分が排ガス出口側から次第に堆積する場合がある。そして、灰分が堆積した出口側領域では多孔質隔壁の気孔が閉塞する。しかし、本発明に係るセルの隔壁は、気孔率が排ガス出口側領域から排ガス入口側領域に向かって大きくなっているので、長期間の排ガス浄化後も、未だ多数の気孔が開口した状態が保たれているか、出口側領域よりも大きな開口断面積の気孔が開口した状態が保たれている。また、触媒のコーティング量も気孔率の大きい領域の方が大きい。従って、この開口している排ガス入口側領域の多孔質隔壁の気孔を通じて良好な排ガス浄化が継続され、その結果、排ガス浄化性能の長寿命化が可能となる。また、上記気孔率は漸次変化させているので、排ガス浄化中において、階段状の急激な浄化機能の低下が発生することを抑制することができる。これにより、高価な貴金属のコーティング量を効率的に低減してコストの低廉化を図りながら、安定した排ガス浄化性能を確保することが可能となる。 According to this configuration, ash in the exhaust gas may be gradually accumulated from the exhaust gas outlet side in the cell in which the exhaust gas outlet side is closed as the exhaust gas is purified. Then, the pores of the porous partition wall are closed in the outlet side region where the ash is deposited. However, since the porosity of the partition wall of the cell according to the present invention increases from the exhaust gas outlet side region to the exhaust gas inlet side region, a state in which a large number of pores are still open is maintained even after long-term exhaust gas purification. Porosity or pores with an opening cross-sectional area larger than the outlet side region are kept open. Further, the coating amount of the catalyst is also larger in the region where the porosity is large. Therefore, good exhaust gas purification is continued through the pores of the porous partition wall in the open exhaust gas inlet side region, and as a result, the life of the exhaust gas purification performance can be extended. Further, since the porosity is gradually changed, it is possible to suppress the occurrence of a sudden decrease in the purification function in a stepped manner during the exhaust gas purification. As a result, it is possible to ensure stable exhaust gas purification performance while efficiently reducing the coating amount of expensive precious metals and reducing the cost.
以上説明したように、本発明によれば、排ガスの出口側領域の気孔率よりも入口側領域の気孔率が漸次大きくなるようにハニカム構造部の多孔質隔壁を形成したことにより、階段状の急激な浄化機能の低下を抑制すると共に長期間の排ガス浄化後も大きな気孔率で開口している排ガス入口側領域の気孔及び触媒を通じた良好な排ガス浄化が継続されることで排ガス浄化性能の長寿命化が可能となり、これにより高価な貴金属のコーティング量を効率的に低減してコストを低廉化することも可能となる。 As described above, according to the present invention, the porous partition wall of the honeycomb structure is formed so that the porosity of the inlet side region is gradually larger than the porosity of the exhaust gas outlet side region, thereby forming a stepped shape. The long-term exhaust gas purification performance is enhanced by suppressing the rapid deterioration of the exhaust gas purification function and continuing good exhaust gas purification through the pores and catalyst in the exhaust gas inlet side region that is open with a large porosity even after long-term exhaust gas purification. The life can be extended, which makes it possible to efficiently reduce the coating amount of expensive noble metal and reduce the cost.
以下に、本発明の排ガス浄化用のカム構造体、該ハニカム構造体の製造方法、及び該ハニカム構造体を用いた排ガス浄化フィルタの一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、この実施の形態のハニカム構造体12を用いた排ガス浄化フィルタ10の斜視図である。この実施の形態のハニカム構造体12は、主として、前述のGPF用の排ガス浄化フィルタ10として使用されることを目的とする。このハニカム構造体12は、円筒形状の筒状体20の内部に、図の右側から左側に向けて排ガスを流して浄化するためのハニカム構造部14を有して構成される。このハニカム構造部14は、円筒形状の筒状体20の内側を隔壁16で区画することによって形成された複数のセル(室)18からなり、各セル18は、筒状体20の軸線方向の図示右側の入口側端面14bから図示左側の出口側端面14aまで伸長している。この実施の形態では、方形断面形状のセル18を形成しているが、このセル18の断面形状は、これ以外のものであってもよい。
Hereinafter, a cam structure for purifying exhaust gas of the present invention, a method for manufacturing the honeycomb structure, and an embodiment of an exhaust gas purification filter using the honeycomb structure will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an exhaust
この実施の形態では、後述するように、例えば多孔質のセラミックス材料を用いて筒状体20と隔壁16を同時に成形している。そのため、隔壁16は多数の気孔(連続気孔)を有する多孔質隔壁である。なお、この実施の形態では、後述する製造方法によって、多孔質材料を用いて筒状体20と隔壁16を押出成形で同時に形成しているが、両者を個別に形成するようにしてもよい。また、筒状体20の更に外周にセラミックス素材などを塗布してもよい。また、図中のドットは、ハニカム構造部14に形成される気孔を模式的に表しているが、出口側端面14aでは、煩雑さを回避するためにドットの表示を省略している。また、筒状体20の形状は、円筒形状に限定されない。
In this embodiment, as will be described later, the
図2は、図1のハニカム構造体12からなるGPF排ガス浄化フィルタ10の作用の説明図である。ハニカム構造部14を排ガス浄化フィルタ10の1つであるGPFとする場合、複数のセル18のうち、予め設定されたセル18を一方の端面側、例えば入口側端面14b側で閉塞(目封止)し、その残りを他方の端面側、例えば出口側端面14a側で閉塞したハニカム構造体12を用いる。この例では、図示左側の出口側端面14a側で1列又は1行毎に互い違いのセル18を千鳥状に閉塞し、図示右側の入口側端面14b側では、出口側端面14a側で開口しているセル18を閉塞する。つまり入口側端面14b側では、出口側端面14a側で開口している互い違いのセル18がやはり千鳥状に閉塞される。GPF排ガス浄化フィルタ10は、例えば焼成されたハニカム構造体12に触媒をコーティングして作成され、その際、後述するように隔壁16と共に隔壁16の気孔22にも触媒24(図5、図6参照)のコーティングが施される。触媒のコーティング方法には、例えば周知のウォッシュコート法などが用いられる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the GPF exhaust
このように隣り合うセル18の一方が出口側端面14a側で閉塞され、他方が入口側端面14b側で閉塞されたハニカム構造体12からなる排ガス浄化フィルタ10に対し、例えば入口側端面14bから排ガスを送給すると、開口しているセル18に流入した排ガスは閉塞された出口側端面14bで行き場を失い、隔壁16の気孔22を通って隣のセル18に流入し、そのセル18の出口側端部14bの開口部から流出する。従って、排ガス中のPMは、この気孔通過時に除去される。また、気孔22にコーティングされている触媒24と接触することによって、排ガス中の規制対象となる特定の成分が除去される。排ガスを隔壁16の気孔に通す技術は、ウォールフローとも呼ばれる。
For the exhaust
この実施の形態では、ハニカム構造部14の隔壁16を構成する多孔質隔壁は、図示左側の出口側端面14a領域の気孔率よりも図示右側の入口側端面14b領域の気孔率が漸次大きくなるように形成される。この実施の形態では、筒状体20と隔壁16が同時に押出成形されるので、図1に示すように、筒状体20も隔壁16も、図示左側の出口側端面14a側から図示右側の入口側端面14b側に向けて気孔率が漸次増加する多孔質材料で形成される。入口側端面14bを基準とすれば、図示右側の入口側端面14b側から図示左側の出口側端面14a側に向けて気孔率は漸次減少される。
In this embodiment, the porous partition wall constituting the
このような構成の多孔質材料は、例えば図3に示すハニカム構造体12の製造方法で得られる。このハニカム構造体12の製造方法では、セラミックスなど、気孔率の異なる2種類の多孔質素材、具体的には気孔率の高い(大きい)高気孔率素材と気孔率の低い(小さい)低気孔率素材の夫々を個別の貯留部30a、30bに貯留し、2つの貯留部30a、30bから高気孔率素材と低気孔率素材を混合部32に投入して混合し、これによりハニカム構造部14を構成する多孔質材料を取得する。その際、気孔率の異なる2種類の多孔質素材の混合比率を次第に増加又は減少し且つその増加及び減少を一定周期毎に変更しながら混合することで、混合部32内で混合される多孔質材料は、気孔率の高い(大きい)部分と気孔率の低い(小さい)部分が一定周期毎に交互に存在する。この多孔質材料を、混合部32内で順次出側に移動しながら、ハニカム構造部14を形成するための口金26に通過して押し出すと、押し出された多孔質材料には、気孔率の高い(大きい)部分と気孔率の低い(小さい)部分が一定周期毎に次第に変化するハニカム構造部14のブランクが形成される。従って、気孔率の最も高い(大きい)部分、即ち気孔率が増加から減少に変化する位置と気孔率の最も低い(小さい)部分、即ち気孔率が減少から増加に変化する位置を切断位置に設定し、それらの切断位置で押し出された多孔質材料を切断すれば、出口側端面14aから入口側端面14bに向けて気孔率が漸次増加するハニカム構造部14を備えたハニカム構造体12が得られる。
A porous material having such a structure can be obtained, for example, by the method for producing the
また、前述のように出口側端面14a側から入口側端面14b側に向けて気孔率が次第に増加する多孔質材料は、例えば図4に示すハニカム構造体12の製造方法でも得られる。このハニカム構造体12の製造方法では、セラミックスなど、気孔率が一定の、又は気孔率が0の多孔質素材を上流側から供給し、ハニカム構造部14を形成するための口金26の直上流にポリマー粒子などの増孔剤を供給して、ハニカム構造部14を構成する多孔質材料を取得する。その際、増孔剤の供給量を次第に増加又は減少し且つその増加及び減少を一定周期毎に変更しながら供給することで、口金26に供給される多孔質材料には、気孔率の高い(大きい)部分と気孔率の低い(小さい)部分が交互にできる。この多孔質材料を、口金26側に移動しながら、ハニカム構造部14を形成するための口金26に通過して押し出すと、押し出された多孔質材料には、気孔率の高い(大きい)部分と気孔率の低い(小さい)部分が一定周期毎に次第に変化するハニカム構造部14のブランクが形成される。従って、気孔率の最も高い(大きい)部分、即ち気孔率が増加から減少に変化する位置と気孔率の最も低い(小さい)部分、即ち気孔率が減少から増加に変化する位置を切断位置に設定し、それらの切断位置で押し出された多孔質材料を切断すれば、出口側端面14aから入口側端面14bに向けて気孔率が漸次増加するハニカム構造部14を備えたハニカム構造体12が得られる。
Further, as described above, the porous material whose porosity gradually increases from the outlet
図5は、図1のハニカム構造体12の隔壁16の気孔率が大きい部分の説明図であり、図5(A)は触媒コーティング前の隔壁16・気孔22の断面図、図5(B)は触媒コーティング後の隔壁16・気孔22の断面図、図6は、図1のハニカム構造体12の隔壁16の気孔率が小さい部分の説明図であり、図6(A)は触媒コーティング前の隔壁16・気孔22の断面図、図6(B)は触媒コーティング後の隔壁16・気孔22の断面図である。気孔率は、広義には、例えば隔壁に形成される気孔(空間)の開口断面積比率である。図5(A)は気孔率が大きい隔壁16であって、空間として形成される気孔22の断面積が大きいので、図5(B)に示すように、この気孔22の内壁にコーティングされる触媒24の表面積も大きく、従って触媒24に接触する排ガス量も大きい。一方、図6(A)は気孔率が小さい隔壁16であって、空間として形成される気孔22の断面積が小さいので、図6(B)に示すように、この気孔22の内壁にコーティングされる触媒24の表面積が小さく、従って触媒24に接触する排ガス量も小さい。
5 is an explanatory view of a portion of the
周知のように、排ガス出口側が閉塞されるセル18では、排ガス浄化に伴って排ガス中の灰分が排ガス出口側から次第に堆積する場合がある。灰分が完全に堆積してしまったセル18の出口側領域では気孔22が閉塞され、排ガスが隔壁16の気孔22を通過しないので、気孔22によるPM除去や触媒24による特定成分の除去は行われない。これに対し、ハニカム構造体12の隔壁16の気孔率が排ガス出口側領域よりも排ガス入口側領域で漸次大きくなる実施の形態の排ガス浄化フィルタ10では、灰分がセル18の排ガス出口側に堆積しても、排ガス入口側領域の開口断面積の大きい気孔22にコーティングされた表面積の大きな触媒24に多くの排ガスが接触するため、長期間の使用後も有効に排ガスを浄化することが可能となることから、排ガス浄化性能の長寿命化が可能となる。その際、排ガス浄化機能が階段的に急激に低下することがない。また、灰分が堆積しやすいセル18の排ガス出口側領域には、気孔率の小さい隔壁16が配置され、その気孔22は開口断面積が小さいのでコーティングされる触媒24の量も少ない。一般に、触媒24には高価な貴金属が使用されるので、コーティングに使用される触媒24の量を低減することができれば、コストを低廉化することも可能となる。
As is well known, in the
このように、この実施の形態のハニカム構造体12及び排ガス浄化フィルタ10では、複数のセル18が排ガスの流れ方向に伸長するハニカム構造部12を筒状体20の内部に有し、各セル18は伸長方向の一方の端部又は他方の端部の何れか一方が閉塞され且つ各セル18を隔てる隔壁16は排ガスの通過可能な多孔質隔壁として構成され、その多孔質隔壁は、排ガスの出口側領域の気孔率よりも入口側領域の気孔率が漸次大きくなるように形成される。これにより、排ガス出口側が閉塞されたセル18内には排ガス浄化に伴って排ガス中の灰分が排ガス出口側から次第に堆積し、灰分が堆積した部分では多孔質隔壁16の気孔22が閉塞するが、気孔率が排ガス出口側領域に対して漸次大きい排ガス入口側領域の多孔質隔壁16では、長期間の排ガス浄化後も、未だ多数の気孔22が開口したまま、或いはより大きな開口断面積の気孔22が開口したままの状態であるので、この開口している排ガス入口側の多孔質隔壁16の気孔22を通じて排ガス浄化が継続され、また排ガス浄化機能が階段状に急激に低下することもなく、その結果、排ガス浄化性能の長寿命化が可能となる。また、排ガス浄化フィルタ10としてハニカム構造部14に触媒24がコーティングされる際、排ガス浄化中、先に排ガス中の灰分によって閉塞されてしまう排ガス出口側の多孔質隔壁16の気孔率が排ガス入口側の気孔率に対して漸次小さく設定されているので、より早く排ガス浄化に寄与しなくなる気孔22周壁への触媒24、即ち高価な貴金属のコーティング量を効率的に低減することができ、これにより触媒24に用いられる高価な貴金属が効率よく使用されることからコストの低廉化が可能となる。
As described above, in the
また、気孔率の異なる2種類の多孔質素材の混合比率を次第に増加又は減少し且つその増加及び減少を一定周期毎に変更しながら混合して多孔質材料を生成し、その多孔質材料を、ハニカム構造部14を形成する口金26に通過して押し出し、押し出された多孔質材料を所定の切断位置で切断してハニカム構造体12を製造する。このとき、口金26から押し出された多孔質材料は、気孔率が大きい状態から小さい状態、又は小さい状態から大きい状態に一定周期毎に次第に変化するので、気孔率の最大部分と気孔率の最小部分との双方の位置を切断位置として、それらの切断位置で押し出された多孔質材料を切断すれば、出口側端面14aから入口側端面14bに向けて気孔率が漸次増加するハニカム構造部14のハニカム構造体12を容易に取得することができる。
Further, the mixing ratio of the two types of porous materials having different porosities is gradually increased or decreased, and the increase and decrease thereof are changed at regular intervals to produce a porous material, and the porous material is used. The
また、ハニカム構造部14を形成する口金26の入側に供給する増孔剤の供給量を次第に且つ連続的に増加又は減少し且つその増加及び減少を一定周期毎に変更しながら多孔質素材に混合して多孔質材料を生成し、その多孔質材料を口金26に通過して押し出し、押し出された多孔質材料を所定の切断位置で切断してハニカム構造体12を製造する。このとき、口金26から押し出された多孔質材料は、気孔率が大きい状態から小さい状態、又は小さい状態から大きい状態に一定周期毎に次第に変化するので、気孔率の最大部分と気孔率の最小部分との双方の位置を所定の切断位置として、それらの切断位置で押し出された多孔質材料を切断すれば、出口側端面14aから入口側端面14bに向けて気孔率が漸次増加するハニカム構造部14のハニカム構造体12を容易に取得することができる。
Further, the amount of the pore-increasing agent supplied to the inlet side of the base 26 forming the
なお、気孔率の異なる多孔質素材を混合して本発明のハニカム構造体の多孔質隔壁に適合する多孔質材料を生成する場合、3種類以上の気孔率の異なる多孔質素材を混合して取得してもよい。 When a porous material having a different porosity is mixed to produce a porous material suitable for the porous partition wall of the honeycomb structure of the present invention, three or more kinds of porous materials having different porosities are mixed and obtained. You may.
本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。 It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described above. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention described in the claims that are valid from the above description.
10 排ガス浄化フィルタ
12 ハニカム構造体
14 ハニカム構造部
16 隔壁
18 セル
20 筒状体
22 気孔
24 触媒
26 口金
10 Exhaust
Claims (3)
気孔率の異なる複数種類の多孔質素材の混合比率を一定周期毎に変更させながら混合して多孔質材料を生成しつつ順次次工程に移動させる工程と、
前記多孔質材料を、前記ハニカム構造部を形成するための口金を通過させて押し出す工程と、
押し出された前記多孔質材料を前記気孔率が増加から減少に変化する位置及び減少から増加に変化する位置で切断する工程とを備えたことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 A plurality of cells have a honeycomb structure portion extending in the flow direction of the exhaust gas inside the tubular body, and each cell is closed at either one end or the other end in the extension direction and each cell. The partition wall separating the exhaust gas is configured as a porous partition wall through which the exhaust gas can pass, and the porous partition wall has a porosity in the inlet side region gradually larger than the porosity in the outlet side region of the exhaust gas in the tubular body. It is a method of manufacturing a honeycomb structure for purifying exhaust gas formed in
A step of mixing while changing the mixing ratio of a plurality of types of porous materials having different porosities at regular intervals to generate a porous material and sequentially moving it to the next step.
A step of extruding the porous material through a base for forming the honeycomb structure portion, and a step of extruding the porous material.
A method for producing a honeycomb structure, comprising a step of cutting the extruded porous material at a position where the porosity changes from an increase to a decrease and a position where the porosity changes from a decrease to an increase.
前記ハニカム構造部を形成するための口金の入側に供給する増孔剤の供給量を一定周期毎に変更させながら多孔質素材と混合して多孔質材料を生成しつつ順次次工程に移動させる工程と、
前記多孔質材料を、前記口金を通過させて押し出す工程と、
押し出された前記多孔質材料を前記気孔率が増加から減少に変化する位置及び減少から増加に変化する位置で切断する工程とを備えたことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 A plurality of cells have a honeycomb structure portion extending in the flow direction of the exhaust gas inside the tubular body, and each cell is closed at either one end or the other end in the extension direction and each cell. The partition wall separating the exhaust gas is configured as a porous partition wall through which the exhaust gas can pass, and the porous partition wall has a porosity in the inlet side region gradually larger than the porosity in the outlet side region of the exhaust gas in the tubular body. It is a method of manufacturing a honeycomb structure for purifying exhaust gas formed in
The amount of the pore-increasing agent supplied to the inlet side of the base for forming the honeycomb structure is changed at regular intervals and mixed with the porous material to generate the porous material, which is then sequentially moved to the next step. Process and
The step of extruding the porous material through the mouthpiece and
A method for producing a honeycomb structure, comprising a step of cutting the extruded porous material at a position where the porosity changes from an increase to a decrease and a position where the porosity changes from a decrease to an increase.
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