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JP7709397B2 - Pillar honeycomb structure filter - Google Patents
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JP7709397B2 - Pillar honeycomb structure filter - Google Patents

Pillar honeycomb structure filter

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JP7709397B2 JP2022010347A JP2022010347A JP7709397B2 JP 7709397 B2 JP7709397 B2 JP 7709397B2 JP 2022010347 A JP2022010347 A JP 2022010347A JP 2022010347 A JP2022010347 A JP 2022010347A JP 7709397 B2 JP7709397 B2 JP 7709397B2
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Description

本発明は、柱状ハニカム構造フィルタに関する。 The present invention relates to a columnar honeycomb structure filter.

ディーゼルエンジン及びガソリンエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中にはスス等の粒子状物質(以下、PM:Particulate Matterと記す。)が含まれる。ススは人体に対し有害であり排出が規制されている。現在、排ガス規制に対応するために、通気性のある小細孔隔壁に排ガスを通過させ、スス等のPMを濾過するDPF及びGPFに代表されるフィルタが幅広く用いられている。 Exhaust gas emitted from internal combustion engines such as diesel and gasoline engines contains particulate matter (PM) such as soot. Soot is harmful to the human body, so its emission is regulated. Currently, in order to comply with exhaust gas regulations, filters such as DPFs and GPFs are widely used, which filter out soot and other PM by passing exhaust gas through a breathable, small-pore partition wall.

PMを捕集するためのフィルタとしては、入口側底面から出口側底面まで高さ方向に延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第一セルと、第一セルに隔壁を挟んで隣接配置されており、入口側底面から出口側底面まで高さ方向に延び、入口側底面に目封止部を有し出口側底面が開口する複数の第二セルとを備えたウォールフロー式の柱状ハニカム構造フィルタが知られている。 A known filter for capturing PM is a wall-flow type columnar honeycomb structure filter that has a plurality of first cells that extend in the height direction from the inlet bottom surface to the outlet bottom surface, have an open inlet bottom surface and plugged portions on the outlet bottom surface, and are arranged adjacent to the first cells with partition walls in between, extend in the height direction from the inlet bottom surface to the outlet bottom surface, have plugged portions on the inlet bottom surface and are open on the outlet bottom surface.

近年、排ガス規制強化に伴い、より厳しいPMの排出基準(PN規制:Particle Matterの個数規制)が導入されており、フィルタにはPMの高捕集性能(PN高捕集効率)が要求されている。そこで、セルの表面にPMを捕集するための層を別途形成することが提案されている(特許文献1~7)。これらの特許文献によれば、捕集層を形成することにより、圧力損失を低減させつつPMの捕集を行うことができるとされている。多孔質膜の形成方法としては、隔壁を構成する粒子の平均粒子径より小さい粒子を固気二相流によってフィルタの入口側底面に供給して第1セルの表面に付着させた後、熱処理を行う方法が採用されている。 In recent years, stricter PM emission standards (PN regulations: particulate matter number regulations) have been introduced in line with the strengthening of exhaust gas regulations, and filters are required to have high PM collection performance (high PN collection efficiency). Therefore, it has been proposed to form a separate layer for collecting PM on the surface of the cells (Patent Documents 1 to 7). According to these patent documents, by forming a collection layer, it is possible to collect PM while reducing pressure loss. A method of forming a porous membrane is adopted in which particles smaller than the average particle size of the particles that make up the partition walls are supplied to the inlet side bottom surface of the filter by a solid-gas two-phase flow, adhered to the surface of the first cell, and then heat-treated.

国際公開第2010/110010号WO 2010/110010 国際公開第2011/125768号International Publication No. 2011/125768 国際公開第2011/125769号International Publication No. 2011/125769 特許第5863951号公報Patent No. 5863951 特開2011-147931号公報JP 2011-147931 A 特許第5863950号公報Patent No. 5863950 特許第5597148号公報Patent No. 5597148

柱状ハニカム構造フィルタのPM捕集性能を向上させる上で、セルの表面に捕集層を形成することは有効であると考えられるが、捕集層は未だ改善の余地が残されている。例えば自動車の加速時など、排ガスの流速が大きい場合のPM捕集性能を改善できれば有利であろう。そこで、本発明は一実施形態において、排ガスの流速が大きい場合にPM捕集性能の向上に寄与することのできる柱状ハニカム構造フィルタを提供することを課題とする。 In improving the PM collection performance of a columnar honeycomb structure filter, it is believed that forming a collection layer on the surface of the cells is effective, but there is still room for improvement in the collection layer. For example, it would be advantageous if the PM collection performance could be improved when the exhaust gas flow velocity is high, such as when a car is accelerating. Therefore, in one embodiment, the present invention aims to provide a columnar honeycomb structure filter that can contribute to improving the PM collection performance when the exhaust gas flow velocity is high.

本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討したところ、排ガスの流速が大きくなるにつれて、柱状ハニカム構造フィルタの隔壁を透過する際の排ガスの流速が、外周部よりも中心部の方が大きくなりやすいことを見出した。そして、捕集層(本発明における「多孔質膜」に相当する。)の厚みを外周部から中心部に向かって大きくすることが、排ガスの流速が大きい場合にPM捕集性能を高める上で有利であることを見出した。本発明は当該知見に基づいて完成したものであり、以下に例示される。 The inventors conducted extensive research to solve the above problems and discovered that as the flow velocity of exhaust gas increases, the flow velocity of the exhaust gas passing through the partition walls of a columnar honeycomb structure filter tends to be greater in the center than in the outer periphery. They also discovered that increasing the thickness of the collection layer (corresponding to the "porous membrane" in this invention) from the outer periphery toward the center is advantageous in improving PM collection performance when the exhaust gas flow velocity is high. The present invention was completed based on this knowledge and is exemplified below.

[1]
入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第1セルと、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面が開口する複数の第2セルとを備え、複数の第1セルと複数の第2セルは多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム構造フィルタであって、
それぞれの第1セルの表面には、気孔率が前記隔壁より高い多孔質膜が形成されており、
柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向を座標軸の延びる方向とし、入口側底面の座標値を0、出口側底面の座標値をXとすると、以下の関係が成立する柱状ハニカム構造フィルタ。
(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)>1.0
式中、
座標値0.2Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB1とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA1とし、
座標値0.5Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB2とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA2とし、
座標値0.8Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB3とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA3とする。
[2]
以下の関係が成立する[1]に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)≧1.2
[3]
柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面の中心部に位置する第1セルについて、以下の(1)及び(2)の関係が成立する[1]又は[2]に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
(1)座標値0.2Xにおける多孔質膜の平均厚みA1に対する、座標値0.5Xにおける多孔質膜の平均厚みA2の比(A2/A1)が、1.05~5.0である。
(2)座標値0.2Xにおける多孔質膜の平均厚みA1に対する、座標値0.8Xにおける多孔質膜の平均厚みA3の比(A3/A1)が、1.05~5.0である。
[4]
以下の関係が成立する[1]~[3]の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
1>B1、A2>B2、且つ、A3>B3
[5]
多孔質膜の主成分が炭化珪素、アルミナ、シリカ、コージェライト又はムライトである[1]~[4]の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
[6]
多孔質膜の気孔率が70~85%である[1]~[5]の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
[7]
多孔質膜全体の平均厚みが4~50μmである[1]~[6]の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
[1]
A columnar honeycomb structure filter comprising: a plurality of first cells extending from an inlet side bottom surface to an outlet side bottom surface, the inlet side bottom surface being open and having plugging portions at the outlet side bottom surface; and a plurality of second cells extending from the inlet side bottom surface to the outlet side bottom surface, the inlet side bottom surface being plugging portions at the inlet side bottom surface, and the outlet side bottom surface being open, the plurality of first cells and the plurality of second cells being alternately arranged adjacent to each other with a porous partition wall therebetween,
a porous film having a porosity higher than that of the partition wall is formed on a surface of each of the first cells;
A columnar honeycomb structure filter in which the extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter is the extension direction of the coordinate axis, the coordinate value of the inlet side bottom surface is 0, and the coordinate value of the outlet side bottom surface is X, the following relationship holds.
(A 1 +A 2 +A 3 )/(B 1 +B 2 +B 3 )>1.0
During the ceremony,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.2X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is B1 , and the average thickness of the porous film in the center is A1 ,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.5X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is B2 , and the average thickness of the porous film in the center is A2 ,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cells of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.8X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is defined as B3 , and the average thickness of the porous film in the center is defined as A3 .
[2]
The columnar honeycomb structure filter according to [1], wherein the following relationship is satisfied:
(A 1 +A 2 +A 3 )/(B 1 +B 2 +B 3 )≧1.2
[3]
A columnar honeycomb structure filter as described in [1] or [2], in which the following relationships (1) and (2) are satisfied for a first cell located at the center of a cross section perpendicular to the extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter.
(1) The ratio (A 2 /A 1 ) of the average thickness A 2 of the porous membrane at the coordinate value 0.5X to the average thickness A 1 of the porous membrane at the coordinate value 0.2X is 1.05 to 5.0.
(2) The ratio (A 3 /A 1 ) of the average thickness A 3 of the porous membrane at the coordinate value 0.8X to the average thickness A 1 of the porous membrane at the coordinate value 0.2X is 1.05 to 5.0.
[4]
The columnar honeycomb structure filter according to any one of [1] to [3], wherein the following relationship is established:
A 1 > B 1 , A 2 > B 2 , and A 3 > B 3
[5]
The columnar honeycomb structure filter according to any one of [1] to [4], wherein the main component of the porous film is silicon carbide, alumina, silica, cordierite or mullite.
[6]
The columnar honeycomb structure filter according to any one of [1] to [5], wherein the porosity of the porous film is 70 to 85%.
[7]
The pillar-shaped honeycomb structure filter according to any one of [1] to [6], wherein the average thickness of the entire porous film is 4 to 50 μm.

本発明の一実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタは、排ガスの流速が大きい場合にPM捕集性能の向上に寄与することができる。 The columnar honeycomb structure filter according to one embodiment of the present invention can contribute to improving PM collection performance when the exhaust gas flow velocity is high.

柱状ハニカム構造フィルタの一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a columnar honeycomb structure filter. 柱状ハニカム構造フィルタの一例をセルの延びる方向に平行な断面で観察したときの模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a columnar honeycomb structure filter, observed in a cross section parallel to a cell extension direction. 柱状ハニカム構造フィルタをセルの延びる方向に直交する断面で観察したときの模式的な部分拡大図である。FIG. 2 is a schematic partial enlarged view of a columnar honeycomb structure filter when observed at a cross section perpendicular to a cell extension direction. 入口側底面からのセルの延びる方向の距離と、柱状ハニカム構造フィルタに流入した排ガスが隔壁を透過する際の流速との関係を流体解析により求めた結果を示すグラフである。13 is a graph showing the results of fluid analysis of the relationship between the distance from the inlet bottom surface in the cell extension direction and the flow velocity of exhaust gas that has flowed into a columnar honeycomb structure filter when it permeates through the partition walls. 第1セルの構造例を示す模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of a first cell. 柱状ハニカム構造フィルタの外周部及び中心部の範囲を説明するための模式図である。4 is a schematic diagram for explaining the ranges of the outer periphery and the central portion of the columnar honeycomb structure filter. FIG. 多孔質膜の平均厚みを求めるために切り出した柱状ハニカム構造フィルタ断面の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section of a columnar honeycomb structure filter cut out for determining the average thickness of a porous membrane. 本発明の実施形態に係る粒子付着装置の構成を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining a configuration of a particle adhesion device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る粒子付着装置に適用可能なエアロゾルジェネレータの別の構成例を説明するための模式図である。10A and 10B are schematic diagrams for explaining another example of the configuration of an aerosol generator applicable to a particle adhesion device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る粒子付着装置に適用可能なエアロゾルジェネレータの更に別の構成例を説明するための模式図である。13 is a schematic diagram for explaining yet another configuration example of an aerosol generator applicable to a particle adhesion device according to an embodiment of the present invention. FIG.

次に本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。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。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood that the present invention is not limited to the following embodiment, and that appropriate design changes, improvements, etc. may be made based on the ordinary knowledge of a person skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

<1.柱状ハニカム構造フィルタ>
本発明の一実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタについて説明する。柱状ハニカム構造フィルタは、燃焼装置、典型的には車両に搭載されるエンジンからの排ガスラインに装着されるススを捕集するDPF(Diesel Particulate Filter)及びGPF(Gasoline Particulate Filter)として使用可能である。本発明に係る柱状ハニカム構造フィルタは、例えば、排気管内に設置することができる。
1. Pillar honeycomb structure filter
A columnar honeycomb structure filter according to an embodiment of the present invention will be described. The columnar honeycomb structure filter can be used as a DPF (Diesel Particulate Filter) and a GPF (Gasoline Particulate Filter) that collect soot and are attached to an exhaust gas line from an engine of a combustion device, typically a vehicle. The columnar honeycomb structure filter according to the present invention can be installed, for example, in an exhaust pipe.

図1及び図2には、柱状ハニカム構造フィルタ(100)の模式的な斜視図及び断面図がそれぞれ例示されている。この柱状ハニカム構造フィルタ(100)は、外周側壁(102)と、外周側壁(102)の内周側に配置され、入口側底面(104)から出口側底面(106)まで平行に延び、入口側底面(104)が開口して出口側底面(106)に目封止部(109)を有する複数の第1セル(108)と、外周側壁(102)の内周側に配置され、入口側底面(104)から出口側底面(106)まで平行に延び、入口側底面(104)に目封止部(109)を有し、出口側底面(106)が開口する複数の第2セル(110)とを備える。この柱状ハニカム構造フィルタ(100)においては、第1セル(108)及び第2セル(110)が多孔質隔壁(112)を挟んで交互に隣接配置されていることにより、入口側底面(104)及び出口側底面(106)はそれぞれハニカム状を呈している。 1 and 2 are schematic perspective and cross-sectional views of a columnar honeycomb structure filter (100), respectively. The columnar honeycomb structure filter (100) includes an outer peripheral side wall (102), a plurality of first cells (108) arranged on the inner peripheral side of the outer peripheral side wall (102), extending in parallel from the inlet side bottom surface (104) to the outlet side bottom surface (106), opening at the inlet side bottom surface (104) and having plugging portions (109) at the outlet side bottom surface (106), and a plurality of second cells (110) arranged on the inner peripheral side of the outer peripheral side wall (102), extending in parallel from the inlet side bottom surface (104) to the outlet side bottom surface (106), having plugging portions (109) at the inlet side bottom surface (104), and opening at the outlet side bottom surface (106). In this columnar honeycomb structure filter (100), the first cells (108) and the second cells (110) are arranged alternately adjacent to each other with a porous partition wall (112) in between, so that the inlet side bottom surface (104) and the outlet side bottom surface (106) each have a honeycomb shape.

柱状ハニカム構造フィルタ(100)の上流側の入口側底面(104)にスス等の粒子状物質(PM)を含む排ガスが供給されると、排ガスは第1セル(108)に導入されて第1セル(108)内を下流に向かって進む。第1セル(108)は下流側の出口側底面(106)に目封止部(109)を有するため、排ガスは第1セル(108)と第2セル(110)を区画する多孔質隔壁(112)を透過して第2セル(110)に流入する。粒子状物質は隔壁(112)を通過できないため、第1セル(108)内に捕集され、堆積する。粒子状物質が除去された後、第2セル(110)に流入した清浄な排ガスは第2セル(110)内を下流に向かって進み、下流側の出口側底面(106)から流出する。 When exhaust gas containing particulate matter (PM) such as soot is supplied to the inlet side bottom surface (104) on the upstream side of the columnar honeycomb structure filter (100), the exhaust gas is introduced into the first cell (108) and proceeds downstream inside the first cell (108). Since the first cell (108) has a plugging portion (109) on the outlet side bottom surface (106) on the downstream side, the exhaust gas passes through the porous partition wall (112) that separates the first cell (108) from the second cell (110) and flows into the second cell (110). Since the particulate matter cannot pass through the partition wall (112), it is captured and accumulated in the first cell (108). After the particulate matter is removed, the clean exhaust gas that has flowed into the second cell (110) proceeds downstream inside the second cell (110) and flows out from the outlet side bottom surface (106) on the downstream side.

図3には、柱状ハニカム構造フィルタ(100)をセル(108、110)の延びる方向に直交する断面で観察したときの模式的な部分拡大図が示されている。柱状ハニカム構造フィルタ(100)のそれぞれの第1セル(108)の表面(第1セル(108)を区画形成する隔壁(112)の表面に同じ。)には、多孔質膜(114)が形成されている。 Figure 3 shows a schematic enlarged partial view of the columnar honeycomb structure filter (100) when observed in a cross section perpendicular to the extension direction of the cells (108, 110). A porous membrane (114) is formed on the surface of each first cell (108) of the columnar honeycomb structure filter (100) (the same as the surface of the partition wall (112) that defines the first cell (108)).

柱状ハニカム構造フィルタに流入する排ガスの流速が大きくなるにつれて、柱状ハニカム構造フィルタを通過する排ガスは、外周側壁付近よりも中心軸付近の流速が大きくなりやすい。そのため、多孔質膜の厚みについても、外周側壁付近よりも中心軸付近を厚くすることが、PM捕集効率を高める上で有利である。従って、柱状ハニカム構造フィルタの一実施形態においては、柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向を座標軸の延びる方向とし、入口側底面の座標値を0、出口側底面の座標値をXとすると、以下の関係が成立する。
(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)>1.0
式中、
座標値0.2Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB1とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA1とし、
座標値0.5Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB2とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA2とし、
座標値0.8Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB3とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA3とする。
As the flow velocity of the exhaust gas flowing into the columnar honeycomb structure filter increases, the flow velocity of the exhaust gas passing through the columnar honeycomb structure filter tends to be higher near the central axis than near the outer peripheral side wall. Therefore, it is advantageous in terms of improving the PM collection efficiency to make the thickness of the porous membrane thicker near the central axis than near the outer peripheral side wall. Therefore, in one embodiment of the columnar honeycomb structure filter, the following relationship is established when the extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter is the extension direction of the coordinate axis, the coordinate value of the inlet side bottom surface is 0, and the coordinate value of the outlet side bottom surface is X.
(A 1 +A 2 +A 3 )/(B 1 +B 2 +B 3 )>1.0
During the ceremony,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.2X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is B1 , and the average thickness of the porous film in the center is A1 ,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.5X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is B2 , and the average thickness of the porous film in the center is A2 ;
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cells of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.8X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is defined as B3 , and the average thickness of the porous film in the center is defined as A3 .

好ましい実施形態においては、(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)≧1.2が成立する。より好ましい実施形態においては、(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)≧1.7が成立する。より好ましい実施形態においては、(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)≧1.8が成立する。より好ましい実施形態においては、(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)≧2.0が成立する。(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)の上限は特に設定されないが、過剰に大きくなるとガス流路の急峻な閉塞による圧力損失が考えられるため、10≧(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)であることが好ましく、8≧(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)であることがより好ましい。典型的には、4≧(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)とすることができ、より典型的には、3≧(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)とすることができ、更により典型的には、2.5≧(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)とすることができる。 In a preferred embodiment, ( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ) ≥ 1.2 holds. In a more preferred embodiment, ( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ) ≥ 1.7 holds. In a more preferred embodiment, ( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ) ≥ 1.8 holds. In a more preferred embodiment, ( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ) ≥ 2.0 holds. There is no particular upper limit set for ( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ), but if it becomes excessively large, pressure loss due to sudden blockage of the gas flow path may occur, so it is preferable that 10≧( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ), and it is more preferable that 8≧( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ). Typically, 4≧( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ), more typically, 3≧( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ), and even more typically, 2.5≧( A1 + A2 + A3 )/( B1 + B2 + B3 ).

(A1+A2+A3)/3は、例えば5~30μmとすることができ、10~20μmとすることが好ましい。 (A 1 +A 2 +A 3 )/3 can be, for example, 5 to 30 μm, and is preferably 10 to 20 μm.

好ましい実施形態においては、A1>B1、A2>B2、且つ、A3>B3が成立する。より好ましい実施形態においては、A1/B1≧1.1、A2/B2≧1.1、且つ、A3/B3≧1.1が成立する。更により好ましい実施形態においては、A1/B1≧1.4、A2/B2≧1.4、且つ、A3/B3≧1.4が成立する。A1/B1、A2/B2、及び、A3/B3に上限は特に設定されないが、過剰に大きくなるとガス流路の急峻な閉塞による圧力損失が考えられるため、4.0≧A1/B1、4.0≧A2/B2、且つ、4.0≧A3/B3であることが好ましく、3.0≧A1/B1、3.0≧A2/B2、且つ、3.0≧A3/B3であることがより好ましい。 In a preferred embodiment, A1 > B1 , A2 > B2 , and A3 > B3 are satisfied. In a more preferred embodiment, A1 / B1 >1.1, A2 / B2 >1.1, and A3 / B3 >1.1 are satisfied. In an even more preferred embodiment, A1 / B1 >1.4, A2 / B2 >1.4, and A3 / B3 >1.4 are satisfied. Although no upper limit is set for A1 / B1 , A2 / B2 , and A3 / B3 , if they are excessively large, pressure loss due to sudden blockage of the gas flow path may occur, so it is preferable that A1 / B1 , 4.0≧ A2 / B2 , and 4.0≧ A3 / B3 , and it is more preferable that A1 / B1 , 3.0≧ A2 / B2 , and 3.0≧ A3 / B3 .

排ガスの流速が大きくなるにつれて、柱状ハニカム構造フィルタの隔壁を透過する際の排ガスの流速は、出口側底面に向かって大きくなりやすい。例えば、柱状ハニカム構造フィルタに流入する排ガスの流速(排ガス流量/入口側底面の面積)が2.5m/s以上、典型的には12.4m/s以上の場合、柱状ハニカム構造フィルタの隔壁を透過する際の排ガスの流速が、出口側底面において顕著に大きくなる。図4に、入口側底面からのセルの延びる方向の距離と、柱状ハニカム構造フィルタに流入した排ガスが一つのセルの隔壁を透過する際の流速との関係を以下の条件で流体解析した結果を示す。図4から分かるように、出口側底面に近づくにつれて隔壁を透過する排ガスの流速が顕著に上昇していることが分かる。
<流体解析条件>
ソフトウェア:ANSYS社製FluentVer19.1
ソルバータイプ:圧力ベースソルバー
乱流モデル:低レイノルズ数型 SST k-ω
外周面:対称面条件(摩擦は生じない)
固体壁面:No-slip壁条件(摩擦が生じる)
Outlet:gauge圧0[Pa]に規定(大気開放状態)
柱状ハニカム構造フィルタに流入する流体流速:12.4m/sec、2.5m/sec
柱状ハニカム構造フィルタに流入する流体密度:1.19kg/m3
柱状ハニカム構造フィルタに流入する流体粘度:1.85×10-5kg/m/s
柱状ハニカム構造フィルタの寸法:120mm
柱状ハニカム構造フィルタのセル密度:200cpsi
柱状ハニカム構造フィルタの隔壁厚み:216μm
多孔質膜:なし
As the flow velocity of the exhaust gas increases, the flow velocity of the exhaust gas when passing through the partition walls of the columnar honeycomb structure filter tends to increase toward the bottom surface on the outlet side. For example, when the flow velocity of the exhaust gas flowing into the columnar honeycomb structure filter (exhaust gas flow rate/area of the bottom surface on the inlet side) is 2.5 m/s or more, typically 12.4 m/s or more, the flow velocity of the exhaust gas when passing through the partition walls of the columnar honeycomb structure filter becomes significantly larger at the bottom surface on the outlet side. Figure 4 shows the result of a fluid analysis under the following conditions on the relationship between the distance from the bottom surface on the inlet side in the direction in which the cells extend and the flow velocity when the exhaust gas flowing into the columnar honeycomb structure filter passes through the partition walls of one cell. As can be seen from Figure 4, the flow velocity of the exhaust gas passing through the partition walls increases significantly as it approaches the bottom surface on the outlet side.
<Fluid analysis conditions>
Software: Fluent Ver. 19.1 manufactured by ANSYS
Solver type: Pressure-based solver Turbulence model: Low Reynolds number type SST k-ω
Outer periphery: symmetric surface condition (no friction occurs)
Solid wall: No-slip wall condition (friction occurs)
Outlet: Gauge pressure set to 0 [Pa] (open to atmosphere)
Fluid flow rate into the columnar honeycomb filter: 12.4 m/sec, 2.5 m/sec
Fluid density flowing into the columnar honeycomb structure filter: 1.19 kg/m 3
Viscosity of fluid flowing into the columnar honeycomb structure filter: 1.85×10 −5 kg/m/s
Dimensions of columnar honeycomb filter: 120 mm
Cell density of pillar honeycomb filter: 200 cpsi
Partition wall thickness of columnar honeycomb structure filter: 216 μm
Porous membrane: None

排ガスの流速が大きい箇所には単位時間当たりに通過する排ガス量が増える。このため、多孔質膜の厚みを大きくして多孔質膜との接触機会を多くするほうが、PMの捕集性能を高めることができる。そこで、排ガスの流速が大きくなる出口側底面に近づくにつれて、多孔質膜の厚みを大きくすることで、必要以上に圧力損失を上昇させることなく、PM捕集性能を高めることができる。このため、柱状ハニカム構造フィルタ(100)の好ましい一実施形態においては、それぞれの第1セル(108)の表面(第1セルを区画形成する隔壁の表面に同じ。)に形成されている多孔質膜(114)は、入口側底面(104)から出口側底面(106)に向かって厚みが大きくなる。図5には、そのような柱状ハニカム構造フィルタ(100)の第1セル(108)の構造例を示す模式的な断面図が示されている。 The amount of exhaust gas passing through a portion where the flow rate of the exhaust gas is high per unit time increases. For this reason, by increasing the thickness of the porous membrane and increasing the chance of contact with the porous membrane, the PM collection performance can be improved. Therefore, by increasing the thickness of the porous membrane as it approaches the outlet side bottom surface where the flow rate of the exhaust gas is high, the PM collection performance can be improved without increasing the pressure loss more than necessary. For this reason, in a preferred embodiment of the columnar honeycomb structure filter (100), the porous membrane (114) formed on the surface of each first cell (108) (the same as the surface of the partition wall that divides and forms the first cell) increases in thickness from the inlet side bottom surface (104) to the outlet side bottom surface (106). Figure 5 shows a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of the first cell (108) of such a columnar honeycomb structure filter (100).

より具体的には、柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向を座標軸の延びる方向とし、入口側底面の座標値を0、出口側底面の座標値をXとすると、柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面の中心部に位置する第1セルについて、以下の(1)及び(2)の関係が成立する。
(1)座標値0.2Xにおける多孔質膜の平均厚みA1に対する、座標値0.5Xにおける多孔質膜の平均厚みA2の比(A2/A1)が、1.05~5.0である。
(2)座標値0.2Xにおける多孔質膜の平均厚みA1に対する、座標値0.8Xにおける多孔質膜の平均厚みA3の比(A3/A1)が、1.05~5.0である。
More specifically, if the extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter is the extension direction of the coordinate axis, the coordinate value of the inlet side bottom surface is 0, and the coordinate value of the outlet side bottom surface is X, the following relationships (1) and (2) hold for the first cell located at the center of a cross section perpendicular to the extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter.
(1) The ratio (A 2 /A 1 ) of the average thickness A 2 of the porous membrane at the coordinate value 0.5X to the average thickness A 1 of the porous membrane at the coordinate value 0.2X is 1.05 to 5.0.
(2) The ratio (A 3 /A 1 ) of the average thickness A 3 of the porous membrane at the coordinate value 0.8X to the average thickness A 1 of the porous membrane at the coordinate value 0.2X is 1.05 to 5.0.

2/A1の下限は好ましくは1.2以上であり、より好ましくは1.4以上である。A2/A1の上限は好ましくは4.0以下であり、より好ましくは3.0以下である。 The lower limit of A2 / A1 is preferably 1.2 or more, and more preferably 1.4 or more.The upper limit of A2 / A1 is preferably 4.0 or less, and more preferably 3.0 or less.

3/A1の下限は好ましくは1.6以上であり、より好ましくは1.8以上である。A3/A1の上限は好ましくは4.0以下であり、より好ましくは3.0以下である。 The lower limit of A3 / A1 is preferably 1.6 or more, and more preferably 1.8 or more.The upper limit of A3 / A1 is preferably 4.0 or less, and more preferably 3.0 or less.

第1セルの延びる方向のそれぞれの座標値(0.2X、0.5X、0.8X)における多孔質膜の平均厚みを測定する際の柱状ハニカム構造フィルタの中心部及び外周部は以下のように決定される。図6を参照すると、柱状ハニカム構造フィルタ(100)を第1セルの延びる方向に直交する断面から観察したときに、当該断面の重心Oから外周側壁(102)の外表面に向かって線分Lを引き、当該線分Lの延びる方向を座標軸の延びる方向とし、重心Oの座標値を0、外周側壁の外表面の座標値をRとする。この場合、当該線分Lにおいて、座標値0~0.2Rの範囲が中心部であり、座標値0.7R~0.9Rの範囲が外周部である。このような線分Lを当該断面において多数引き、各線分Lにおける中心部と外周部を集合すると、当該断面における中心部(120)及び外周部(130)の範囲が得られる。 When measuring the average thickness of the porous film at each coordinate value (0.2X, 0.5X, 0.8X) in the extension direction of the first cells, the central part and the outer periphery of the columnar honeycomb structure filter are determined as follows. Referring to FIG. 6, when the columnar honeycomb structure filter (100) is observed from a cross section perpendicular to the extension direction of the first cells, a line segment L is drawn from the center of gravity O of the cross section to the outer surface of the outer peripheral side wall (102), the extension direction of the line segment L is set as the extension direction of the coordinate axis, the coordinate value of the center of gravity O is set as 0, and the coordinate value of the outer surface of the outer peripheral side wall is set as R. In this case, the range of coordinate values 0 to 0.2R on the line segment L is the central part, and the range of coordinate values 0.7R to 0.9R is the outer periphery. By drawing many such line segments L on the cross section and collecting the central part and the outer periphery on each line segment L, the range of the central part (120) and the outer periphery (130) on the cross section is obtained.

1、A2、A3、B1、B2、B3はそれぞれ以下の方法により測定される。柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜の平均厚みを求めたい箇所(中心部又は外周部)から第1セルの延びる方向に平行であり、且つ、外周側壁の外表面から重心Oに向かう線分に平行な断面を切り出す。3D形状測定機(例:キーエンス社製VR-3200)により、倍率25倍、観察視野12.5mm(横)×9.5mm(縦)の条件で当該断面を観察する。この際、観察視野の横方向が第1セルの延びる方向と平行になるように観察する。そして、第1セルの延びる方向における特定の座標値における平均厚みを求めるときは、その座標値が観察視野の横方向の中央に位置するように観察する。例えば、0.2Xにおける平均厚みを求めるときは、0.2Xが観察視野の横方向の中央に位置するように観察する。 A 1 , A 2 , A 3 , B 1 , B 2 , and B 3 are measured by the following method. A cross section is cut out from the portion (center or outer periphery) where the average thickness of the porous film of the columnar honeycomb structure filter is to be obtained, which is parallel to the extension direction of the first cell and parallel to the line segment from the outer surface of the outer peripheral side wall toward the center of gravity O. The cross section is observed with a 3D shape measuring device (e.g., VR-3200 manufactured by Keyence Corporation) under the conditions of a magnification of 25 times and an observation field of view of 12.5 mm (horizontal) x 9.5 mm (vertical). At this time, the observation is performed so that the horizontal direction of the observation field is parallel to the extension direction of the first cell. Then, when the average thickness at a specific coordinate value in the extension direction of the first cell is to be obtained, the observation is performed so that the coordinate value is located in the center of the horizontal direction of the observation field. For example, when the average thickness at 0.2X is to be obtained, the observation is performed so that 0.2X is located in the center of the horizontal direction of the observation field.

図7には、切り出した断面の模式図が示されている。断面観察により、多孔質膜が形成されている第1セル(108)と多孔質膜が形成されていない第2セル(110)を特定する。次いで、当該断面上で最も中央に近い位置で隣接し合う三つの第1セル(108)を特定する。また、当該断面上で最も中央に近い位置で隣接し合う三つの第1セル(108)に挟まれた、二つの第2セル(110)の中央領域(110a)(基準面)をそれぞれ特定し、両領域のプロファイルから基準面が最も水平になる様、画像処理ソフト(例:キーエンス社製3D形状測定機VR-3200に付属のソフトウェア)で水平出しを行う。水平出しの後、二つの第2セル(110)の中央領域(110a)について、範囲指定を行いその領域の平均高さH2を測定する。また、水平出しの後、三つの第1セル(108)の中央領域(108a)について、範囲指定を行いその領域の平均高さH1を測定する。一視野における平均高さH1と平均高さH2の差を、当該視野における多孔質膜の厚みとする。なお、中央領域(108a、110a)は、それぞれのセルを区画する一対の隔壁(112)の間の距離を三等分したときの中央部分の領域を指す。 Figure 7 shows a schematic diagram of the cut cross section. By observing the cross section, the first cell (108) in which the porous film is formed and the second cell (110) in which the porous film is not formed are identified. Next, the three first cells (108) adjacent to each other at the position closest to the center on the cross section are identified. In addition, the central regions (110a) (reference planes) of the two second cells (110) sandwiched between the three first cells (108) adjacent to each other at the position closest to the center on the cross section are each identified, and leveling is performed using image processing software (e.g., software attached to Keyence's 3D shape measuring instrument VR-3200) so that the reference plane becomes the most horizontal from the profiles of both regions. After leveling, the central regions (110a) of the two second cells (110) are specified to measure the average height H2 of the region. In addition, after leveling, the central regions (108a) of the three first cells (108) are specified to measure the average height H1 of the region. The difference between the average height H1 and the average height H2 in one field of view is the thickness of the porous membrane in that field of view. Note that the central region (108a, 110a) refers to the central region when the distance between a pair of partition walls (112) that divide each cell is divided into three equal parts.

各座標値における中心部及び外周部の多孔質膜の厚みの測定はそれぞれ5視野について行い、5視野における平均値を測定値(A1、A2、A3、B1、B2、B3)とする。 The thickness of the porous film at the center and the outer periphery at each coordinate value is measured for five visual fields, and the average values for the five visual fields are taken as the measured values (A 1 , A 2 , A 3 , B 1 , B 2 , B 3 ).

本明細書においては、A1、A2、A3、B1、B2及びB3の平均値を柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜全体の平均厚みとする。多孔質膜全体の平均厚みは、例えば4~50μmとすることができる。多孔質膜全体の平均厚みが4μm以上、好ましくは10μm以上であることで、捕集効率向上という利点が得られる。また、多孔質膜全体の平均厚みが50μm以下、好ましくは40μm以下、より好ましくは30μm以下、更により好ましくは20μm以下であることで、圧力損失の上昇を抑制できるという利点が得られる。 In this specification, the average value of A1 , A2 , A3 , B1 , B2 , and B3 is defined as the average thickness of the entire porous membrane of the columnar honeycomb structure filter. The average thickness of the entire porous membrane can be, for example, 4 to 50 μm. When the average thickness of the entire porous membrane is 4 μm or more, preferably 10 μm or more, the advantage of improved collection efficiency is obtained. In addition, when the average thickness of the entire porous membrane is 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less, and even more preferably 20 μm or less, the advantage of suppressing an increase in pressure loss is obtained.

一実施形態において、多孔質膜(114)の気孔率は隔壁(112)の気孔率より高い。多孔質膜(114)の気孔率が隔壁(112)の気孔率より高いことで、圧力損失の上昇を抑制できるという利点が得られる。この場合、多孔質膜(114)の気孔率と隔壁(112)の気孔率(%)の差は、10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。 In one embodiment, the porosity of the porous membrane (114) is higher than that of the partition wall (112). Having a higher porosity of the porous membrane (114) than that of the partition wall (112) has the advantage of being able to suppress an increase in pressure loss. In this case, the difference (%) between the porosity of the porous membrane (114) and the porosity of the partition wall (112) is preferably 10% or more, and more preferably 20% or more.

多孔質膜の気孔率の下限は、圧力損失の上昇抑制という観点からは、70%以上であることが好ましい。また、多孔質膜の気孔率の上限は、捕集効率の低下抑制という観点から、85%以下であることが好ましい。 The lower limit of the porosity of the porous membrane is preferably 70% or more from the viewpoint of suppressing an increase in pressure loss. The upper limit of the porosity of the porous membrane is preferably 85% or less from the viewpoint of suppressing a decrease in collection efficiency.

多孔質膜の気孔率は、以下のようにして測定される。A1、A2、A3、B1、B2、B3の各箇所の多孔質膜の平均膜厚を求めた各断面について、多孔質膜が形成されている第1セル(108)の中央領域(108a)の任意の2視野を電界放射型走査電子顕微鏡 Field Emission Scanning Electron Microscope(略称:FE-SEM)(例:ZEISS社製 型式:ULTRA55)を使用して、インレンズの反射電子像を撮像する。次いで、画像解析ソフト(例:HALCON)によって、画像をモード法により2値化して膜材部と空隙部に分け、膜材部と空隙部の比率を算出し、A1、A2、A3、B1、B2、B3の各箇所における多孔質膜の気孔率とする。そして、これらの全体の平均値を柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜の気孔率とする。 The porosity of the porous film is measured as follows: For each cross section where the average film thickness of the porous film at each of the points A1 , A2 , A3 , B1 , B2 , and B3 has been determined, any two visual fields in the central region (108a) of the first cell (108) where the porous film is formed are photographed using a field emission scanning electron microscope (abbreviated as FE-SEM) (e.g., ZEISS, model: ULTRA55) to capture reflected electron images of the in-lens. Next, the image is binarized by the mode method using image analysis software (e.g., HALCON) to separate it into membrane parts and void parts, and the ratio of the membrane parts to the void parts is calculated to determine the porosity of the porous membrane at each of the points A1 , A2 , A3 , B1 , B2 , and B3 . The overall average value of these is then determined as the porosity of the porous membrane of the columnar honeycomb structure filter.

隔壁の気孔率の下限は、排ガスの圧力損失を低く抑えるという観点からは、40%以上であることが好ましく、45%以上であることがより好ましく、50%以上であることが更により好ましい。また、隔壁の気孔率の上限は、柱状ハニカム構造フィルタの強度を確保するという観点から、80%以下であることが好ましく、75%以下であることがより好ましく、70%以下であることが更により好ましい。隔壁の気孔率は、JIS-R1655:2003に準拠して水銀圧入式ポロシメーターで測定したときの値を指す。 The lower limit of the porosity of the partition walls is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, and even more preferably 50% or more, from the viewpoint of keeping exhaust gas pressure loss low. The upper limit of the porosity of the partition walls is preferably 80% or less, more preferably 75% or less, and even more preferably 70% or less, from the viewpoint of ensuring the strength of the columnar honeycomb structure filter. The porosity of the partition walls refers to the value measured using a mercury intrusion porosimeter in accordance with JIS-R1655:2003.

多孔質膜はセラミックスで構成することができる。多孔質膜は例えば、コージェライト、炭化珪素(SiC)、タルク、マイカ、ムライト、セルベン、チタン酸アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、サイアロン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア及びシリカから選択される1種又は2種以上のセラミックスを含有することができる。多孔質膜の主成分は炭化珪素、アルミナ、シリカ、コージェライト又はムライトとすることが好ましい。中でも、表面酸化膜(Si2O)の存在により互いに強固に結合して剥離し難い多孔質膜が得られることから、多孔質膜の主成分は炭化珪素であることが好ましい。多孔質膜の主成分とは、多孔質膜の50質量%以上を占める成分を指す。多孔質膜はSiCが50質量%以上を占めることが好ましく、70質量%以上を占めることがより好ましく、90質量%以上を占めることが更により好ましい。多孔質膜を構成するセラミックスの形状には特に制限はないが、例えば粒状が挙げられる。 The porous film can be made of ceramics. The porous film can contain one or more ceramics selected from, for example, cordierite, silicon carbide (SiC), talc, mica, mullite, cerben, aluminum titanate, alumina, silicon nitride, sialon, zirconium phosphate, zirconia, titania and silica. The main component of the porous film is preferably silicon carbide, alumina, silica, cordierite or mullite. Among them, the main component of the porous film is preferably silicon carbide, since the presence of the surface oxide film (Si 2 O) allows the porous film to be firmly bonded to each other and difficult to peel off. The main component of the porous film refers to a component that occupies 50% by mass or more of the porous film. The porous film is preferably made of SiC that occupies 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more. There is no particular restriction on the shape of the ceramics that constitute the porous film, but examples include granular shapes.

本実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタの隔壁及び外周側壁を構成する材料としては、限定的ではないが、多孔質セラミックスを挙げることができる。セラミックスとしては、コージェライト、ムライト、リン酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、炭化珪素(SiC)、珪素-炭化珪素複合材(例:Si結合SiC)、コージェライト-炭化珪素複合体、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、チタニア、窒化珪素等が挙げられる。そして、これらのセラミックスは、1種を単独で含有するものでもよいし、2種以上を同時に含有するものであってもよい。 Materials constituting the partition walls and outer peripheral side walls of the columnar honeycomb structure filter according to this embodiment include, but are not limited to, porous ceramics. Ceramics include cordierite, mullite, zirconium phosphate, aluminum titanate, silicon carbide (SiC), silicon-silicon carbide composites (e.g., Si-bonded SiC), cordierite-silicon carbide composites, zirconia, spinel, indialite, sapphirine, corundum, titania, silicon nitride, and the like. These ceramics may contain one type alone or two or more types simultaneously.

柱状ハニカム構造フィルタは、スス等のPMの燃焼を補助するPM燃焼触媒、酸化触媒(DOC)、窒素酸化物(NOx)を除去するためのSCR触媒及びNSR触媒、並びに、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOx)を同時に除去可能な三元触媒を担持する場合がある。しかしながら、本実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタは触媒を担持しないことが好ましい。多孔質膜の薄い部分(例:外周部、入口付近)に触媒コートをすると、柱状ハニカム構造フィルタの外周側壁から触媒が染み出す可能性があるからである。 The columnar honeycomb structure filter may support a PM combustion catalyst that assists in the combustion of PM such as soot, an oxidation catalyst (DOC), an SCR catalyst and an NSR catalyst for removing nitrogen oxides (NOx), and a three-way catalyst that can simultaneously remove hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx). However, it is preferable that the columnar honeycomb structure filter according to this embodiment does not support a catalyst. This is because if a catalyst is coated on a thin portion of the porous membrane (e.g., the outer periphery, near the inlet), the catalyst may seep out from the outer side wall of the columnar honeycomb structure filter.

柱状ハニカム構造フィルタの底面形状に制限はないが、例えば円形、楕円形、レーストラック形及び長円形等のラウンド形状の他、三角形及び四角形等の多角形とすることができる。図1の柱状ハニカム構造フィルタ(100)は、底面形状が円形状であり、全体として円柱状である。 The bottom shape of the columnar honeycomb structure filter is not limited, but can be, for example, a round shape such as a circle, an ellipse, a racetrack shape, or an oval shape, or a polygonal shape such as a triangle or a rectangle. The columnar honeycomb structure filter (100) in FIG. 1 has a circular bottom shape and is cylindrical overall.

柱状ハニカム構造フィルタの高さ(入口側底面から出口側底面までの長さ)は特に制限はなく、用途や要求性能に応じて適宜設定すればよい。柱状ハニカム構造フィルタの高さと各底面の最大径(柱状ハニカム構造フィルタの各底面の重心を通る径のうち、最大長さを指す)の関係についても特に制限はない。従って、柱状ハニカム構造フィルタの高さが各底面の最大径よりも長くてもよいし、柱状ハニカム構造フィルタの高さが各底面の最大径よりも短くてもよい。 There is no particular restriction on the height of the columnar honeycomb structure filter (the length from the bottom surface on the inlet side to the bottom surface on the outlet side) and it may be set appropriately depending on the application and required performance. There is also no particular restriction on the relationship between the height of the columnar honeycomb structure filter and the maximum diameter of each bottom surface (referring to the maximum length of the diameter passing through the center of gravity of each bottom surface of the columnar honeycomb structure filter). Therefore, the height of the columnar honeycomb structure filter may be longer than the maximum diameter of each bottom surface, or the height of the columnar honeycomb structure filter may be shorter than the maximum diameter of each bottom surface.

セルの延びる方向に垂直な断面におけるセルの形状に制限はないが、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせであることが好ましい。これらのなかでも、正方形及び六角形が好ましい。セル形状をこのようにすることにより、柱状ハニカム構造フィルタに流体を流したときの圧力損失を小さくすることができる。 There are no limitations on the shape of the cells in a cross section perpendicular to the cell extension direction, but a quadrangle, hexagon, octagon, or a combination of these is preferred. Of these, square and hexagonal shapes are preferred. By using such a cell shape, it is possible to reduce pressure loss when a fluid is passed through the columnar honeycomb structure filter.

柱状ハニカム構造フィルタにおける隔壁の平均厚みの上限は、圧力損失を抑制するという観点から、0.305mm以下であることが好ましく、0.254mm以下であることがより好ましく、0.241mm以下であることが更により好ましい。但し、柱状ハニカム構造フィルタの強度を確保するという観点からは、隔壁の平均厚みの下限は、0.152mm以上であることが好ましく、0.178mm以上であることがより好ましく、0.203mm以上であることが更により好ましい。本明細書において、隔壁の厚みは、セルの延びる方向に直交する断面において、隣接するセルの重心同士を線分で結んだときに当該線分が隔壁を横切る長さを指す。隔壁の平均厚みは、すべての隔壁の厚みの平均値を指す。 From the viewpoint of suppressing pressure loss, the upper limit of the average thickness of the partition walls in the columnar honeycomb structure filter is preferably 0.305 mm or less, more preferably 0.254 mm or less, and even more preferably 0.241 mm or less. However, from the viewpoint of ensuring the strength of the columnar honeycomb structure filter, the lower limit of the average thickness of the partition walls is preferably 0.152 mm or more, more preferably 0.178 mm or more, and even more preferably 0.203 mm or more. In this specification, the thickness of the partition walls refers to the length of a line segment that crosses the partition walls when the line segment connects the centers of gravity of adjacent cells in a cross section perpendicular to the extension direction of the cells. The average thickness of the partition walls refers to the average value of the thicknesses of all the partition walls.

セル密度(セルの延びる方向に垂直な単位断面積当たりのセルの数)は、特に制限はないが、例えば6~2000セル/平方インチ(0.9~311セル/cm2)、更に好ましくは50~1000セル/平方インチ(7.8~155セル/cm2)、特に好ましくは100~400セル/平方インチ(15.5~62.0セル/cm2)とすることができる。 The cell density (the number of cells per unit cross-sectional area perpendicular to the cell extension direction) is not particularly limited, but can be, for example, 6 to 2000 cells/inch2 (0.9 to 311 cells/ cm2 ), more preferably 50 to 1000 cells/inch2 (7.8 to 155 cells/ cm2 ), and particularly preferably 100 to 400 cells/inch2 (15.5 to 62.0 cells/ cm2 ).

柱状ハニカム構造フィルタは、一体成形品として提供することも可能である。また、柱状ハニカム構造フィルタは、それぞれが外周側壁を有する複数の柱状ハニカム構造フィルタのセグメントを、側面同士で接合して一体化し、セグメント接合体として提供することも可能である。柱状ハニカム構造フィルタをセグメント接合体として提供することにより、耐熱衝撃性を高めることができる。 The columnar honeycomb structure filter can also be provided as a one-piece molded product. The columnar honeycomb structure filter can also be provided as a segment joint, in which a number of columnar honeycomb structure filter segments, each having an outer peripheral side wall, are joined together at their sides to form an integrated unit. By providing the columnar honeycomb structure filter as a segment joint, it is possible to improve thermal shock resistance.

<2.柱状ハニカム構造フィルタの製造方法>
柱状ハニカム構造フィルタの製造方法について以下に例示的に説明する。まず、セラミックス原料、分散媒、造孔材及びバインダーを含有する原料組成物を混練して坏土を形成した後、坏土を押出成形することにより所望の柱状ハニカム成形体に成形する。原料組成物中には分散剤等の添加剤を必要に応じて配合することができる。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚み、セル密度等を有する口金を用いることができる。
2. Manufacturing method of columnar honeycomb structure filter
The manufacturing method of the columnar honeycomb structure filter is exemplified below. First, a raw material composition containing a ceramic raw material, a dispersion medium, a pore former, and a binder is kneaded to form a puddle, and then the puddle is extruded to form a desired columnar honeycomb molded body. Additives such as a dispersant can be mixed into the raw material composition as necessary. In the extrusion molding, a die having a desired overall shape, cell shape, partition wall thickness, cell density, etc. can be used.

柱状ハニカム成形体を乾燥した後、柱状ハニカム成形体の両底面の所定位置に目封止部を形成した上で目封止部を乾燥し、目封止部を有する柱状ハニカム成形体を得る。この後、柱状ハニカム成形体に対して脱脂及び焼成を実施することで柱状ハニカム構造体を得る。その後、柱状ハニカム構造体の第1セルの表面に多孔質膜を形成することで柱状ハニカム構造フィルタが得られる。 After drying the columnar honeycomb formed body, plugging portions are formed at predetermined positions on both bottom surfaces of the columnar honeycomb formed body, and the plugging portions are then dried to obtain a columnar honeycomb formed body with plugging portions. The columnar honeycomb formed body is then degreased and fired to obtain a columnar honeycomb structure. A porous film is then formed on the surfaces of the first cells of the columnar honeycomb structure to obtain a columnar honeycomb structure filter.

セラミックス原料としては、焼成後に上述したセラミックスを形成することのできる原料を使用することができる。セラミックス原料は例えば粉末の形態で提供することができる。セラミックス原料としては、コージェライト、ムライト、ジルコン、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、チタニア等のセラミックスを得るための原料が挙げられる。具体的には、限定的ではないが、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、蛇紋石、パイロフェライト、ブルーサイト、ベーマイト、ムライト、マグネサイト、水酸化アルミニウム等が挙げられる。セラミックス原料は、1種類を単独で使用するものであっても、2種類以上を組み合わせて使用するものであってもよい。 As the ceramic raw material, a raw material capable of forming the above-mentioned ceramics after firing can be used. The ceramic raw material can be provided, for example, in the form of a powder. Examples of the ceramic raw material include raw materials for obtaining ceramics such as cordierite, mullite, zircon, aluminum titanate, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, spinel, indialite, sapphirine, corundum, and titania. Specific examples include, but are not limited to, silica, talc, alumina, kaolin, serpentine, pyroferrite, brucite, boehmite, mullite, magnesite, and aluminum hydroxide. The ceramic raw material may be used alone or in combination of two or more types.

DPF及びGPF等のフィルタ用途の場合、セラミックスとしてコージェライトを好適に使用することができる。この場合、セラミックス原料としてはコージェライト化原料を使用することができる。コージェライト化原料とは、焼成によりコージェライトとなる原料である。コージェライト化原料は、アルミナ(Al23)(アルミナに変換される水酸化アルミニウムの分を含む):30~45質量%、マグネシア(MgO):11~17質量%及びシリカ(SiO2):42~57質量%の化学組成からなることが望ましい。 In the case of filter applications such as DPF and GPF, cordierite can be suitably used as the ceramic. In this case, a cordierite-forming raw material can be used as the ceramic raw material. The cordierite-forming raw material is a raw material that becomes cordierite by firing. The cordierite-forming raw material preferably has a chemical composition of 30 to 45 mass % alumina (Al 2 O 3 ) (including aluminum hydroxide converted to alumina), 11 to 17 mass % magnesia (MgO), and 42 to 57 mass % silica (SiO 2 ).

分散媒としては、水、又は水とアルコール等の有機溶媒との混合溶媒等を挙げることができるが、特に水を好適に用いることができる。 The dispersion medium can be water or a mixture of water and an organic solvent such as alcohol, but water is particularly suitable.

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば、特に限定されず、例えば、小麦粉、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、多孔質シリカ、炭素(例:グラファイト)、セラミックスバルーン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、フェノール等を挙げることができる。造孔材は、1種類を単独で使用するものであっても、2種類以上を組み合わせて使用するものであってもよい。造孔材の含有量は、焼成体の気孔率を高めるという観点からは、セラミックス原料100質量部に対して0.5質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であるのがより好ましく、3質量部以上であるのが更により好ましい。造孔材の含有量は、焼成体の強度を確保するという観点からは、セラミックス原料100質量部に対して10質量部以下であることが好ましく、7質量部以下であるのがより好ましく、4質量部以下であるのが更により好ましい。 The pore-forming material is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include wheat flour, starch, foamed resin, water-absorbent resin, porous silica, carbon (e.g., graphite), ceramic balloons, polyethylene, polystyrene, polypropylene, nylon, polyester, acrylic, and phenol. The pore-forming material may be used alone or in combination of two or more types. From the viewpoint of increasing the porosity of the fired body, the content of the pore-forming material is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and even more preferably 3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of ceramic raw material. From the viewpoint of ensuring the strength of the fired body, the content of the pore-forming material is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, and even more preferably 4 parts by mass or less, per 100 parts by mass of ceramic raw material.

バインダーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等の有機バインダーを例示することができる。特に、メチルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロースを併用することが好適である。また、バインダーの含有量は、ハニカム成形体の強度を高めるという観点から、セラミックス原料100質量部に対して4質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であるのがより好ましく、6質量部以上であるのが更により好ましい。バインダーの含有量は、焼成工程での異常発熱によるキレ発生を抑制する観点から、セラミックス原料100質量部に対して9質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であるのがより好ましく、7質量部以下であるのが更により好ましい。バインダーは、1種類を単独で使用するものであっても、2種類以上を組み合わせて使用するものであってもよい。 Examples of binders include organic binders such as methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. In particular, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose in combination. In addition, from the viewpoint of increasing the strength of the honeycomb molded body, the content of the binder is preferably 4 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 6 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the ceramic raw material. From the viewpoint of suppressing the occurrence of breakage due to abnormal heat generation in the firing process, the content of the binder is preferably 9 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, and even more preferably 7 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the ceramic raw material. The binder may be used alone or in combination of two or more types.

分散剤には、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリエーテルポリオール等を用いることができる。分散剤は、1種類を単独で使用するものであっても、2種類以上を組み合わせて使用するものであってもよい。分散剤の含有量は、セラミックス原料100質量部に対して0~2質量部であることが好ましい。 The dispersant may be ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyether polyol, or the like. The dispersant may be used alone or in combination of two or more types. The content of the dispersant is preferably 0 to 2 parts by mass per 100 parts by mass of the ceramic raw material.

柱状ハニカム成形体の底面を目封止する方法は、特に限定されるものではなく、周知の手法を採用することができる。目封止部の材料については、特に制限はないが、強度や耐熱性の観点からセラミックスであることが好ましい。セラミックスとしては、コージェライト、ムライト、ジルコン、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、及びチタニアからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有するセラミックス材料であることが好ましい。焼成時の膨張率を同じにでき、耐久性の向上につながるため、目封止部はハニカム成形体の本体部分と同じ材料組成とすることが更により好ましい。 The method for plugging the bottom surface of the columnar honeycomb formed body is not particularly limited, and well-known methods can be used. There are no particular limitations on the material of the plugged portion, but ceramics are preferable from the viewpoint of strength and heat resistance. The ceramic is preferably a ceramic material containing at least one selected from the group consisting of cordierite, mullite, zircon, aluminum titanate, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, spinel, indialite, sapphirine, corundum, and titania. It is even more preferable that the plugged portion has the same material composition as the main body of the honeycomb formed body, since this allows the expansion coefficient during firing to be the same, leading to improved durability.

ハニカム成形体を乾燥した後、脱脂及び焼成を実施することで柱状ハニカム構造体を製造することができる。乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程の条件はハニカム成形体の材料組成に応じて公知の条件を採用すればよく、特段に説明を要しないが以下に具体的な条件の例を挙げる。 After drying the honeycomb formed body, it is possible to manufacture a columnar honeycomb structure by carrying out degreasing and firing. The conditions for the drying, degreasing and firing processes may be well-known conditions according to the material composition of the honeycomb formed body, and no special explanation is required, but specific examples of conditions are given below.

乾燥工程においては、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、凍結乾燥等の従来公知の乾燥方法を用いることができる。なかでも、成形体全体を迅速かつ均一に乾燥することができる点で、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥又は誘電乾燥とを組み合わせた乾燥方法が好ましい。 In the drying step, a conventionally known drying method such as hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying, etc., can be used. Among these, a drying method that combines hot air drying with microwave drying or dielectric drying is preferred, since it allows the entire molded body to be dried quickly and uniformly.

目封止部を形成する場合は、乾燥したハニカム成形体の両底面に目封止部を形成した上で目封止部を乾燥することが好ましい。目封止部は、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第1セルと、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面が開口する複数の第2セルとが、複数の第1セルと複数の第2セルが多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されるように、所定位置に形成する。 When forming plugging portions, it is preferable to form plugging portions on both bottom surfaces of the dried honeycomb formed body and then dry the plugging portions. The plugging portions are formed at predetermined positions such that the first cells extend from the inlet side bottom surface to the outlet side bottom surface, have an opening at the inlet side bottom surface and have plugging portions at the outlet side bottom surface, and the second cells extend from the inlet side bottom surface to the outlet side bottom surface, have plugging portions at the inlet side bottom surface and have an opening at the outlet side bottom surface, and the first cells and the second cells are alternately arranged adjacent to each other with a porous partition wall in between.

次に脱脂工程について説明する。バインダーの燃焼温度は200℃程度、造孔材の燃焼温度は300~1000℃程度である。従って、脱脂工程はハニカム成形体を200~1000℃程度の範囲に加熱して実施すればよい。加熱時間は特に限定されないが、通常は10~100時間程度である。脱脂工程を経た後のハニカム成形体は仮焼体と称される。 Next, the degreasing process will be explained. The combustion temperature of the binder is about 200°C, and the combustion temperature of the pore-forming material is about 300 to 1000°C. Therefore, the degreasing process can be carried out by heating the honeycomb formed body to a temperature range of about 200 to 1000°C. The heating time is not particularly limited, but is usually about 10 to 100 hours. The honeycomb formed body after the degreasing process is called a calcined body.

焼成工程は、ハニカム成形体の材料組成にもよるが、例えば仮焼体を1350~1600℃に加熱して、3~10時間保持することで行うことができる。このようにして、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第1セルと、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面が開口する複数の第2セルとを備え、複数の第1セルと複数の第2セルは多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム構造体が作製される。 The firing process can be carried out by, for example, heating the calcined body to 1350 to 1600°C and holding it for 3 to 10 hours, depending on the material composition of the honeycomb molded body. In this way, a columnar honeycomb structure is produced, which includes a plurality of first cells that extend from the inlet side bottom surface to the outlet side bottom surface, have an open inlet side bottom surface and have plugging portions at the outlet side bottom surface, and a plurality of second cells that extend from the inlet side bottom surface to the outlet side bottom surface, have plugging portions at the inlet side bottom surface and have an open outlet side bottom surface, and the plurality of first cells and the plurality of second cells are arranged alternately adjacent to each other with porous partition walls in between.

次いで、焼成工程を経た柱状ハニカム構造体の第1セルの表面に多孔質膜を形成する。まず、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射しながら、出口側底面に吸引力を与えて、噴射されたエアロゾルを入口側底面から吸引し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程を実施する。この際、エアロゾルの噴射ノズルと入口側底面の距離を短くしたり、エアロゾルの噴射速度を高めたり、出口側底面に与える吸引力を大きくしたりすることで、柱状ハニカム構造体の中心部に付着するセラミックス粒子の割合を増加させることが可能である。例示的には、エアロゾルの噴射ノズルと入口側底面の距離は500mm~2000mmとすることができ、エアロゾルの噴射速度は2~80m/sとすることができる。 Next, a porous film is formed on the surface of the first cell of the columnar honeycomb structure that has undergone the firing process. First, a process is carried out in which an aerosol containing ceramic particles is sprayed toward the center of the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure in a direction perpendicular to the inlet side bottom surface while applying suction force to the outlet side bottom surface to suck the sprayed aerosol from the inlet side bottom surface, thereby adhering the ceramic particles to the surface of the first cell. At this time, it is possible to increase the proportion of ceramic particles that adhere to the center of the columnar honeycomb structure by shortening the distance between the aerosol spray nozzle and the inlet side bottom surface, increasing the aerosol spray speed, or increasing the suction force applied to the outlet side bottom surface. For example, the distance between the aerosol spray nozzle and the inlet side bottom surface can be 500 mm to 2000 mm, and the aerosol spray speed can be 2 to 80 m/s.

エアロゾル中のセラミックス粒子は、レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布におけるメジアン径(D50)が0.5~5.0μmであることが好ましく、1.0~3.0μmであることがより好ましい。極めて微細なセラミックス粒子を噴射することで、得られる多孔質膜の気孔率を高めることが可能になる。 The ceramic particles in the aerosol preferably have a median diameter (D50) of 0.5 to 5.0 μm, and more preferably 1.0 to 3.0 μm, in the volume-based cumulative particle size distribution measured by a laser diffraction/scattering method. By spraying extremely fine ceramic particles, it is possible to increase the porosity of the resulting porous film.

また、エアロゾル中のセラミックス粒子は凝集が少ないことが望ましい。エアロゾル中のセラミックス粒子の凝集を抑制することで、多孔質膜の平均細孔径の微細化を促進することができる。 It is also desirable for the ceramic particles in the aerosol to have minimal agglomeration. Suppressing the agglomeration of the ceramic particles in the aerosol can promote the reduction of the average pore size of the porous membrane.

セラミックス粒子としては、多孔質膜を構成する先述したセラミックスの粒子が使用される。例えば、コージェライト、炭化珪素(SiC)、タルク、マイカ、ムライト、セルベン、チタン酸アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、サイアロン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア及びシリカから選択される1種又は2種以上を含有するセラミックス粒子を使用することができる。セラミックス粒子の主成分は炭化珪素、アルミナ、シリカ、コージェライト又はムライトとすることが好ましい。セラミックス粒子の主成分とは、セラミックス粒子の50質量%以上を占める成分を指す。セラミックス粒子はSiCが50質量%以上を占めることが好ましく、70質量%以上を占めることがより好ましく、90質量%以上を占めることが更により好ましい。 As the ceramic particles, the above-mentioned ceramic particles constituting the porous film are used. For example, ceramic particles containing one or more selected from cordierite, silicon carbide (SiC), talc, mica, mullite, cerben, aluminum titanate, alumina, silicon nitride, sialon, zirconium phosphate, zirconia, titania and silica can be used. The main component of the ceramic particles is preferably silicon carbide, alumina, silica, cordierite or mullite. The main component of the ceramic particles refers to a component that occupies 50% or more by mass of the ceramic particles. It is preferable that SiC occupies 50% or more by mass of the ceramic particles, more preferably 70% or more by mass, and even more preferably 90% or more by mass.

第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程を実施する際、柱状ハニカム構造フィルタの入口側底面から出口側底面に向かって多孔質膜の厚みを大きくするには、出口側底面の吸引力を大きくし、柱状ハニカム構造体内を流れるエアロゾルの流速を大きくすることが好ましい。具体的には、柱状ハニカム構造体に流入するエアロゾルの平均流速(=エアロゾル流量/入口側底面の面積)の下限を2m/s以上とすることが好ましく、4m/s以上とすることがより好ましい。また、多孔質膜の高気孔率を維持するために、柱状ハニカム構造体に流入するエアロゾルの平均流速の上限を80m/s以下とすることが好ましく、60m/s以下とすることが好ましい。 When carrying out the process of adhering ceramic particles to the surface of the first cell, in order to increase the thickness of the porous film from the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure filter toward the outlet side bottom surface, it is preferable to increase the suction force at the outlet side bottom surface and increase the flow rate of the aerosol flowing through the columnar honeycomb structure. Specifically, it is preferable to set the lower limit of the average flow rate of the aerosol flowing into the columnar honeycomb structure (= aerosol flow rate / area of the inlet side bottom surface) to 2 m/s or more, and more preferably 4 m/s or more. In addition, in order to maintain a high porosity of the porous film, it is preferable to set the upper limit of the average flow rate of the aerosol flowing into the columnar honeycomb structure to 80 m/s or less, and more preferably 60 m/s or less.

図8には、柱状ハニカム構造体(580)の第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程を実施するのに好適な粒子付着装置(500)の装置構成が模式的に示されている。粒子付着装置(500)は、エアロゾルジェネレータ(510)、レーザー回折式粒度分布測定装置(520)、ガス導入管(530)、ホルダー(540)、差圧計(550)、排気管(560)及びブロア(570)を備える。 Figure 8 shows a schematic diagram of a particle attachment device (500) suitable for carrying out a process of attaching ceramic particles to the surface of the first cell of a columnar honeycomb structure (580). The particle attachment device (500) includes an aerosol generator (510), a laser diffraction type particle size distribution measuring device (520), a gas introduction pipe (530), a holder (540), a differential pressure gauge (550), an exhaust pipe (560), and a blower (570).

エアロゾルジェネレータ(510)は、
セラミックス粒子(512)を収容するシリンダー(513)と、
シリンダー(513)内に収容されているセラミックス粒子(512)をシリンダー出口(513e)から送り出すためのピストン又はスクリュー(514)と、
シリンダー出口(513e)に連通する解砕室(515)であって、シリンダー出口(513e)から送り出されたセラミックス粒子(512)を解砕するための回転体(516)を備えた解砕室(515)と、
媒体ガスを流すためのガス流路(517)であって、途中で解砕室出口(515e)と連通しており、媒体ガスとセラミックス粒子(512)を含有するエアロゾルを先端に取り付けられたノズル(511)から噴射可能なガス流路(517)と、
を備える。
The aerosol generator (510) comprises:
A cylinder (513) containing ceramic particles (512);
a piston or screw (514) for sending the ceramic particles (512) contained in the cylinder (513) through a cylinder outlet (513e);
a crushing chamber (515) communicating with a cylinder outlet (513e), the crushing chamber (515) including a rotor (516) for crushing the ceramic particles (512) discharged from the cylinder outlet (513e);
a gas flow path (517) for flowing a medium gas, the gas flow path (517) communicating with a crushing chamber outlet (515e) midway and capable of spraying an aerosol containing the medium gas and ceramic particles (512) from a nozzle (511) attached to the tip of the gas flow path (517);
Equipped with.

エアロゾルジェネレータ(510)はノズル(511)からエアロゾルの噴射を行うことができる。シリンダー(513)内には、所定の粒度分布に調整されたセラミックス粒子(512)が収納されている。シリンダー(513)内に収納されたセラミックス粒子(512)は、ピストン又はスクリュー(514)によってシリンダー出口(513e)から押し出される。ピストン又はスクリュー(514)は、セラミックス粒子(512)の押出速度を調整可能に構成することができる。シリンダー出口(513e)から排出されたセラミックス粒子(512)は、解砕室(515)に入る。解砕室(515)に導入されたセラミックス粒子(512)は、回転体(516)によって解砕されながら解砕室(515)内を移動し、解砕室出口(515e)から排出される。回転体(516)としては、例えば、回転ブラシを採用することができる。回転体(516)はモータで駆動することができ、その回転速度を制御可能に構成することができる。 The aerosol generator (510) can spray aerosol from the nozzle (511). The cylinder (513) contains ceramic particles (512) adjusted to a predetermined particle size distribution. The ceramic particles (512) contained in the cylinder (513) are pushed out from the cylinder outlet (513e) by the piston or screw (514). The piston or screw (514) can be configured to adjust the extrusion speed of the ceramic particles (512). The ceramic particles (512) discharged from the cylinder outlet (513e) enter the crushing chamber (515). The ceramic particles (512) introduced into the crushing chamber (515) move in the crushing chamber (515) while being crushed by the rotating body (516), and are discharged from the crushing chamber outlet (515e). For example, a rotating brush can be used as the rotating body (516). The rotating body (516) can be driven by a motor, and its rotation speed can be configured to be controllable.

解砕室出口(515e)から排出されたセラミックス粒子(512)は、ガス流路(517)を流れる媒体ガスと混合されてエアロゾルとなり、ノズル(511)から噴射される。ノズル(511)は、ホルダー(540)に保持された柱状ハニカム構造体(580)の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向にエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置することが好ましい。 The ceramic particles (512) discharged from the crushing chamber outlet (515e) are mixed with the medium gas flowing through the gas flow path (517) to become an aerosol, which is then sprayed from the nozzle (511). It is preferable that the nozzle (511) is installed at a position and orientation such that the aerosol is sprayed in a direction perpendicular to the inlet bottom surface toward the center of the inlet bottom surface of the columnar honeycomb structure (580) held by the holder (540).

媒体ガスは圧力調整した圧縮空気等の圧縮ガスを使用することでノズル(511)からのエアロゾルの噴射流量を制御可能である。媒体ガスとしては、セラミックス粒子の凝集を抑制するためにドライエアー(例えば、露点が10℃以下)を使用することが好ましい。なお、本明細書において、「露点」はJIS Z8806:2001に準拠した高分子式の静電容量式露点計により測定される値を指す。
微細なセラミックス粒子は凝集しやすいという性質がある。しかしながら、本実施形態に係るエアロゾルジェネレータ(510)を使用することで、解砕されたセラミックス粒子が噴射されるので、凝集が抑制された狙い通りの粒度分布をもつセラミックス粒子を、第1セルの表面に付着させることが可能となる。
The medium gas can be a compressed gas such as compressed air with a pressure adjustment, thereby controlling the flow rate of the aerosol sprayed from the nozzle (511). As the medium gas, it is preferable to use dry air (e.g., with a dew point of 10° C. or less) in order to suppress the aggregation of ceramic particles. In this specification, the "dew point" refers to a value measured by a polymer-type capacitance-type dew point meter conforming to JIS Z8806:2001.
Fine ceramic particles have a tendency to agglomerate. However, by using the aerosol generator (510) according to the present embodiment, the crushed ceramic particles are sprayed, so that the ceramic particles having the desired particle size distribution and suppressed from agglomerating can be attached to the surface of the first cell.

エアロゾルジェネレータ(510)から噴射されたエアロゾルは、ブロア(570)からの吸引力によりガス導入管(530)を通過した後、ホルダー(540)に保持された柱状ハニカム構造体(580)の入口側底面から柱状ハニカム構造体(580)の第1セル内に吸い込まれる。第1セル内に吸い込まれたエアロゾル中のセラミックス粒子は第1セルの表面に付着する。 The aerosol sprayed from the aerosol generator (510) passes through the gas introduction pipe (530) by the suction force from the blower (570), and is then sucked into the first cell of the columnar honeycomb structure (580) from the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure (580) held by the holder (540). The ceramic particles in the aerosol sucked into the first cell adhere to the surface of the first cell.

ガス導入管(530)の壁面には複数の通気孔(531)が設けられており、空気等の周囲ガスを吸い込むことが可能である。これにより、ブロア(570)からの吸引力に応じてガス導入管(530)に流入するガス流量を調整することができる。通気孔(531)には凝集した粉やハニカムの破片及び塵を巻き込む可能性があるため、フィルタを設置してもよい。 The gas introduction pipe (530) has a plurality of ventilation holes (531) on its wall, which allows it to suck in ambient gas such as air. This allows the flow rate of gas flowing into the gas introduction pipe (530) to be adjusted according to the suction force from the blower (570). A filter may be installed in the ventilation holes (531) since they may draw in agglomerated powder, honeycomb fragments, and dust.

本実施形態においては、ガス導入管(530)内にはレーザー回折式粒度分布測定装置(520)が設置されており、エアロゾルジェネレータ(510)から噴射されるエアロゾル中のセラミックス粒子の粒度分布をリアルタイムで計測可能である。これにより、所望の粒度分布をもつセラミックス粒子が柱状ハニカム構造体(580)に供給されているか否かを監視することができる。 In this embodiment, a laser diffraction particle size distribution measuring device (520) is installed in the gas introduction pipe (530), and the particle size distribution of the ceramic particles in the aerosol sprayed from the aerosol generator (510) can be measured in real time. This makes it possible to monitor whether ceramic particles with the desired particle size distribution are being supplied to the columnar honeycomb structure (580).

柱状ハニカム構造体(580)の出口側底面の下流側にはブロア(570)に接続された排気管(560)が設けられている。このため、セラミックス粒子が除去されたエアロゾルは、柱状ハニカム構造体(580)の出口側底面から排出されると、排気管(560)を通過した後、ブロア(570)を通って排気される。 An exhaust pipe (560) connected to a blower (570) is provided downstream of the outlet bottom surface of the columnar honeycomb structure (580). Therefore, when the aerosol from which the ceramic particles have been removed is discharged from the outlet bottom surface of the columnar honeycomb structure (580), it passes through the exhaust pipe (560) and is then exhausted through the blower (570).

第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程を継続すると、セラミックス粒子の付着量の増加に伴い、柱状ハニカム構造体の入口側底面及び出口側底面の間の圧力損失が上昇する。そこで、セラミックス粒子の付着量と圧力損失の関係を予め求めておくことで、圧力損失に基づいて第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程の終点を決定することができる。そこで、粒子付着装置(500)は、柱状ハニカム構造体(580)の入口側底面及び出口側底面の間の圧力損失を測定するために差圧計(550)を設置することができ、当該差圧計の値に基づいて当該工程の終点を決定してもよい。 As the process of adhering ceramic particles to the surface of the first cell continues, the pressure loss between the inlet side bottom surface and the outlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure increases as the amount of adhering ceramic particles increases. Therefore, by determining the relationship between the amount of adhering ceramic particles and the pressure loss in advance, the end point of the process of adhering ceramic particles to the surface of the first cell can be determined based on the pressure loss. Therefore, the particle adhering device (500) can be equipped with a differential pressure gauge (550) to measure the pressure loss between the inlet side bottom surface and the outlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure (580), and the end point of the process can be determined based on the value of the differential pressure gauge.

第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程を実施すると、柱状ハニカム構造体(580)の入口側底面にはセラミックス粒子が付着しているので、スクレーバ等の治具で入口側底面を均しながらセラミックス粒子をバキューム等で吸引除去することが好ましい。 When the process of adhering ceramic particles to the surface of the first cell is carried out, ceramic particles are attached to the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure (580), so it is preferable to remove the ceramic particles by suction using a vacuum or the like while smoothing the inlet side bottom surface with a tool such as a scraper.

その後、第1セルの表面にセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体を最高温度1000℃以上で1時間以上キープする条件、典型的には、最高温度1100℃~1400℃で1時間~6時間キープする条件で加熱処理することで柱状ハニカム構造フィルタが完成する。加熱処理は、例えば電気炉又はガス炉内に柱状ハニカム構造体を載置することで実施することができる。加熱処理により、セラミックス粒子同士が結合すると共に、セラミックス粒子が第1セル内の隔壁に焼き付き、第1セルの表面に多孔質膜が形成される。加熱処理を空気等の酸素含有条件下で実施すると、表面酸化膜がセラミックス粒子表面に生成されセラミックス粒子同士の結合が促進される。これにより、剥離し難い多孔質膜が得られる。 Then, the columnar honeycomb structure with the ceramic particles attached to the surface of the first cell is heat-treated under conditions of keeping the maximum temperature at 1000°C or higher for at least 1 hour, typically keeping the maximum temperature at 1100°C to 1400°C for 1 to 6 hours, to complete the columnar honeycomb structure filter. The heat treatment can be performed, for example, by placing the columnar honeycomb structure in an electric furnace or gas furnace. The heat treatment bonds the ceramic particles together and burns them to the partition walls in the first cells, forming a porous film on the surface of the first cells. When the heat treatment is performed under oxygen-containing conditions such as air, a surface oxide film is formed on the ceramic particle surfaces, promoting the bonding of the ceramic particles together. This results in a porous film that is difficult to peel off.

柱状ハニカム構造体の第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させる工程を実施可能な粒子付着装置に採用可能なエアロゾルジェネレータの構成は、上述した実施形態に限られるものではなく、他の実施形態を採用可能である。例示的に、エアロゾルジェネレータの別の構成例を図9~図10に模式的に示す。 The configuration of the aerosol generator that can be used in a particle attachment device capable of carrying out the process of attaching ceramic particles to the surface of the first cell of a columnar honeycomb structure is not limited to the above-mentioned embodiment, and other embodiments can be adopted. For illustrative purposes, another configuration example of the aerosol generator is shown diagrammatically in Figures 9 and 10.

図9に示すエアロゾルジェネレータ(410)は、
加圧された媒体ガスを流すための媒体ガス流路(417)と、
媒体ガス流路(417)の途中に設けられて媒体ガス流路(417)の外周側から媒体ガス流路(417)内に向かってセラミックス粒子(412)を吸引可能な供給口(417i)と、
媒体ガス流路(417)の先端に取り付けられてエアロゾルを噴射可能なノズル(411)と、
セラミックス粒子(412)を吸引搬送するための流路(413)であって、前記供給口(417i)に連通する出口(413e)を備えた流路(413)と、
セラミックス粒子(412)を収容すると共に、吸引搬送するための流路(413)にセラミックス粒子(412)を供給するための収容部(419)と、
を有する。
The aerosol generator (410) shown in FIG.
a medium gas flow passage (417) for flowing a pressurized medium gas;
a supply port (417i) provided in the middle of the medium gas flow path (417) and capable of sucking the ceramic particles (412) from the outer periphery side of the medium gas flow path (417) toward the inside of the medium gas flow path (417);
A nozzle (411) attached to the tip of the medium gas flow path (417) and capable of spraying an aerosol;
a flow path (413) for suction-transporting ceramic particles (412), the flow path (413) having an outlet (413e) communicating with the supply port (417i);
a container (419) for containing the ceramic particles (412) and supplying the ceramic particles (412) to a flow path (413) for suction and transport;
has.

収容部(419)には、例えば漏斗を使用することができる。所定の粒度分布に調整されたセラミックス粒子が収容部(419)内に収容されている。収容部(419)に収容されているセラミックス粒子(412)は、媒体ガス流路(417)からの吸引力を受けて、収容部(419)の底部に設けられた出口(419e)から流路(413)を通って出口(413e)まで搬送された後、供給口(417i)から媒体ガス流路(417)内に導入される。この際、収容部の入口(419i)から吸引される周囲ガス(典型的には空気)も、セラミックス粒子(412)と共に流路(413)を通って媒体ガス流路(417)内に導入される。本実施形態においては、出口(413e)と供給口(417i)は共通している。また、本実施形態においては、媒体ガス流路(417)を流れる媒体ガスの流れ方向に対して略垂直な方向からセラミックス粒子(412)が媒体ガス流路(417)内に導入される。 For example, a funnel can be used for the storage section (419). Ceramic particles adjusted to a predetermined particle size distribution are stored in the storage section (419). The ceramic particles (412) stored in the storage section (419) are transported from the outlet (419e) provided at the bottom of the storage section (419) through the flow path (413) to the outlet (413e) by the suction force from the medium gas flow path (417), and then introduced into the medium gas flow path (417) from the supply port (417i). At this time, the surrounding gas (typically air) sucked from the inlet (419i) of the storage section is also introduced into the medium gas flow path (417) through the flow path (413) together with the ceramic particles (412). In this embodiment, the outlet (413e) and the supply port (417i) are common. In addition, in this embodiment, the ceramic particles (412) are introduced into the medium gas flow path (417) from a direction approximately perpendicular to the flow direction of the medium gas flowing through the medium gas flow path (417).

媒体ガス流路(417)内に供給されたセラミックス粒子(412)は、媒体ガス流路(417)を流れる媒体ガスと衝突し、解砕されながら混合されてエアロゾルとなり、ノズル(411)から噴射される。ノズル(411)は、柱状ハニカム構造体の入口側底面に対して垂直な方向にエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置することが好ましい。より好ましくは、ノズル(411)は、入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向にエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置される。 The ceramic particles (412) supplied into the medium gas flow path (417) collide with the medium gas flowing through the medium gas flow path (417), and are crushed and mixed to form an aerosol, which is then sprayed from the nozzle (411). The nozzle (411) is preferably installed at a position and orientation such that the aerosol is sprayed in a direction perpendicular to the inlet bottom surface of the columnar honeycomb structure. More preferably, the nozzle (411) is installed at a position and orientation such that the aerosol is sprayed in a direction perpendicular to the inlet bottom surface toward the center of the inlet bottom surface.

収容部(419)へのセラミックス粒子(412)の供給は、限定的ではないが、例えば、スクリューフィーダー及びベルトコンベヤー等の粉体定量供給機(4111)を用いて実施するのが好ましい。粉体定量供給機(4111)から排出されるセラミックス粒子(412)は、重力によって収容部(419)内に落下させることができる。 The ceramic particles (412) are preferably supplied to the container (419) using, but not limited to, a powder volumetric feeder (4111) such as a screw feeder or a belt conveyor. The ceramic particles (412) discharged from the powder volumetric feeder (4111) can be allowed to fall into the container (419) by gravity.

好ましい実施形態において、媒体ガス流路(417)は、流路が絞られたベンチュリ部(417v)を途中に有し、供給口(417i)がベンチュリ部(417v)のうち最も流路が絞られた箇所よりも下流側に設けられている。媒体ガス流路(417)がベンチュリ部(417v)を有すると、ベンチュリ部(417v)を通過する媒体ガスの速度が上昇するので、ベンチュリ部(417v)の下流において供給されるセラミックス粒子(412)に対して、より高速の媒体ガスを衝突させることができるので、解砕力が向上する。媒体ガスによる解砕力を高めるため、供給口(417i)は、ベンチュリ部(417v)のうち最も流路が絞られた箇所の下流側であって当該箇所に隣接して設けることがより好ましい。当該構成は、例えば、媒体ガス流路(417)及び吸引搬送するための流路(413)の接続を、ベンチュリエジェクター(4110)を用いて行うことで実現できる。 In a preferred embodiment, the medium gas flow path (417) has a venturi section (417v) in the middle where the flow path is narrowed, and the supply port (417i) is provided downstream of the most narrowed part of the venturi section (417v). When the medium gas flow path (417) has the venturi section (417v), the speed of the medium gas passing through the venturi section (417v) increases, so that the medium gas can be collided at a higher speed against the ceramic particles (412) supplied downstream of the venturi section (417v), thereby improving the crushing force. In order to increase the crushing force by the medium gas, it is more preferable that the supply port (417i) is provided downstream of the most narrowed part of the venturi section (417v) and adjacent to that part. This configuration can be achieved, for example, by connecting the medium gas flow path (417) and the flow path (413) for suction transport using a venturi ejector (4110).

ベンチュリエジェクター(4110)を用いると、例えば媒体ガスを媒体ガス流路(417)に流したときに、吸引搬送するための流路(413)に対して大きな吸引力を付与することができ、吸引搬送するための流路(413)がセラミックス粒子(412)によって詰まるのを防止することができる。ベンチュリエジェクター(4110)は、吸引搬送するための流路(413)がセラミックス粒子(412)によって詰まったときのセラミックス粒子(412)の除去手段としても有効である。 When the Venturi ejector (4110) is used, for example, when the medium gas is flowed into the medium gas flow path (417), a large suction force can be applied to the flow path (413) for suction and transport, and the flow path (413) for suction and transport can be prevented from being clogged with the ceramic particles (412). The Venturi ejector (4110) is also effective as a means for removing the ceramic particles (412) when the flow path (413) for suction and transport is clogged with the ceramic particles (412).

媒体ガスとしては、圧力調整した圧縮空気等の圧縮ガスを使用することでノズル(411)からのエアロゾルの噴射流量を制御可能である。媒体ガスとしては、セラミックス粒子の凝集を抑制するためにドライエアー(例えば、露点が10℃以下)を使用することが好ましい。 The flow rate of the aerosol sprayed from the nozzle (411) can be controlled by using a compressed gas such as compressed air with adjusted pressure as the medium gas. It is preferable to use dry air (e.g., with a dew point of 10°C or less) as the medium gas in order to suppress agglomeration of the ceramic particles.

微細なセラミックス粒子は凝集しやすいという性質がある。しかしながら、本実施形態に係るエアロゾルジェネレータ(410)を使用することで、凝集が抑制された狙い通りの粒度分布をもつセラミックス粒子を噴射することが可能となる。 Fine ceramic particles have a tendency to agglomerate. However, by using the aerosol generator (410) of this embodiment, it is possible to spray ceramic particles with the desired particle size distribution, with reduced agglomeration.

図10に示すエアロゾルジェネレータ(810)は、
セラミックス粒子(812)を搬送するためのベルトフィーダ(814)と、
ベルトフィーダ(814)によって搬送されたセラミックス粒子(812)を受け入れると共に、受け入れたセラミックス粒子(812)を解砕するための回転体(816)を備えた解砕室(815)と、
第一媒体ガスを流すための第一ガス流路(817)であって、途中で解砕室出口(815e)と連通している第一ガス流路(817)と、
第二媒体ガスを流すための第二ガス流路(813)であって、途中で第一ガス流路(817)の出口(817e)に連通しており、第一媒体ガス、第二媒体ガス、及びセラミックス粒子(812)を含有するエアロゾルを先端に取り付けられたノズル(811)から噴射可能な第二ガス流路(813)と、
を備える。
The aerosol generator (810) shown in FIG.
A belt feeder (814) for conveying the ceramic particles (812);
a crushing chamber (815) for receiving the ceramic particles (812) conveyed by the belt feeder (814) and having a rotor (816) for crushing the received ceramic particles (812);
a first gas flow passage (817) for flowing a first medium gas, the first gas flow passage (817) communicating with a disintegration chamber outlet (815e) midway;
a second gas flow path (813) for flowing a second medium gas, the second gas flow path (813) communicating with an outlet (817e) of the first gas flow path (817) midway and capable of spraying an aerosol containing the first medium gas, the second medium gas, and ceramic particles (812) from a nozzle (811) attached to the tip of the second gas flow path (813);
Equipped with.

エアロゾルジェネレータ(810)は、セラミックス粒子(812)を収容するための容器(819)を有している。容器(819)内のセラミックス粒子(812)は、撹拌機(818)によって撹拌することが好ましい。容器(819)の底部にはセラミックス粒子(812)の排出口(819e)が設けられている。排出口(819e)から排出されたセラミックス粒子(812)はベルトフィーダ(814)によって、解砕室(815)の入口(815in)へと搬送される。 The aerosol generator (810) has a container (819) for containing ceramic particles (812). The ceramic particles (812) in the container (819) are preferably stirred by a stirrer (818). An outlet (819e) for the ceramic particles (812) is provided at the bottom of the container (819). The ceramic particles (812) discharged from the outlet (819e) are transported by a belt feeder (814) to the inlet (815in) of the crushing chamber (815).

解砕室(815)に導入されたセラミックス粒子(812)は、回転体(816)によって解砕されながら解砕室(815)内を移動し、解砕室出口(815e)から排出される。回転体(816)としては、例えば、回転ブラシを採用することができる。回転体(816)はモータで駆動することができ、その回転速度を制御可能に構成することができる。 The ceramic particles (812) introduced into the crushing chamber (815) move within the crushing chamber (815) while being crushed by the rotating body (816), and are discharged from the crushing chamber outlet (815e). For example, a rotating brush can be used as the rotating body (816). The rotating body (816) can be driven by a motor, and its rotation speed can be controlled.

微細なセラミックス粒子は凝集しやすいという性質がある。しかしながら、本実施形態に係るエアロゾルジェネレータ(810)を使用することで、解砕されたセラミックス粒子が噴射されるので、凝集が抑制された狙い通りの粒度分布をもつセラミックス粒子を、第1セルの表面に付着させることが可能となる。 Fine ceramic particles have a tendency to agglomerate. However, by using the aerosol generator (810) according to this embodiment, crushed ceramic particles are sprayed, making it possible to adhere ceramic particles with the desired particle size distribution, with reduced agglomeration, to the surface of the first cell.

解砕室出口(815e)から排出されたセラミックス粒子(812)は、第一ガス流路(817)を流れる第一媒体ガスと混合されて、第一ガス流路(817)の出口(817e)へと向かう。第二ガス流路(813)は、途中で第一ガス流路(817)の出口(817e)に連通しており、ここで、第二媒体ガスは、第一媒体ガス及びセラミックス粒子(812)と合流する。そして、第一媒体ガス、第二媒体ガス、及びセラミックス粒子(812)を含有するエアロゾルが第二ガス流路(813)を下流側へと流れる。その後、エアロゾルは、第二ガス流路(813)の先端に取り付けられたノズル(811)から噴射される。第一媒体ガスとしては、空気等の周囲ガスを使用してもよいが、セラミックス粒子の凝集を抑制するためにドライエアー(例えば、露点が10℃以下)を使用することが好ましい。また、第一媒体ガスは、第二ガス流路からの吸引力のみで搬送してもよいが、コンプレッサー等を用いて圧送してもよい。第二媒体ガスとしては圧力調整した圧縮空気等の圧縮ガスを使用することでノズル(811)からのエアロゾルの噴射流量を制御可能である。第二媒体ガスについても第一媒体ガスと同様にドライエアーを使用することが好ましい。 The ceramic particles (812) discharged from the disintegration chamber outlet (815e) are mixed with the first medium gas flowing through the first gas flow passage (817) and head toward the outlet (817e) of the first gas flow passage (817). The second gas flow passage (813) is connected to the outlet (817e) of the first gas flow passage (817) on the way, where the second medium gas merges with the first medium gas and the ceramic particles (812). Then, an aerosol containing the first medium gas, the second medium gas, and the ceramic particles (812) flows downstream through the second gas flow passage (813). The aerosol is then sprayed from a nozzle (811) attached to the tip of the second gas flow passage (813). Although an ambient gas such as air may be used as the first medium gas, it is preferable to use dry air (e.g., with a dew point of 10°C or less) in order to suppress the aggregation of the ceramic particles. The first medium gas may be transported only by suction force from the second gas flow passage, but may also be compressed using a compressor or the like. By using a compressed gas such as compressed air with adjusted pressure as the second medium gas, the flow rate of the aerosol sprayed from the nozzle (811) can be controlled. It is preferable to use dry air as the second medium gas as well, as with the first medium gas.

第一ガス流路(817)及び第二ガス流路(813)の接続はエジェクター(822)、とりわけベンチュリエジェクターを用いて行うことができる。エジェクター(822)、とりわけベンチュリエジェクターを用いると、解砕室(815)によりセラミックス粒子(812)が解砕される効果に加えて、解砕室(815)を通過することで解砕されたセラミックス粒子(812)が第二媒体ガスと衝突することで第二媒体ガスによりセラミックス粒子(812)が解砕される効果も得られることから、高い凝集抑制効果が得られる。エジェクター(822)を用いると、例えば第二媒体ガスを駆動流体として第二ガス流路(813)に流したときに、第一ガス流路(817)に対して大きな吸引力を付与することができ、第一ガス流路(817)がセラミックス粒子(812)によって詰まるのを防止することができる。また、エジェクター(822)は、第一ガス流路(817)がセラミックス粒子(812)によって詰まったときのセラミックス粒子の除去手段としても有効である。 The first gas flow path (817) and the second gas flow path (813) can be connected using an ejector (822), particularly a venturi ejector. When an ejector (822), particularly a venturi ejector, is used, in addition to the effect of the ceramic particles (812) being crushed by the crushing chamber (815), the ceramic particles (812) crushed by passing through the crushing chamber (815) collide with the second medium gas, and the ceramic particles (812) are crushed by the second medium gas, thereby obtaining a high aggregation suppression effect. When the ejector (822) is used, for example, when the second medium gas is flowed into the second gas flow path (813) as a driving fluid, a large suction force can be applied to the first gas flow path (817), and the first gas flow path (817) can be prevented from being clogged by the ceramic particles (812). The ejector (822) is also effective as a means for removing ceramic particles when the first gas flow path (817) becomes clogged with ceramic particles (812).

以下、本発明及びその利点をより良く理解するための実施例を例示するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 The following examples are provided to better understand the present invention and its advantages, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
コージェライト化原料100質量部に、造孔材を3質量部、分散媒を55質量部、有機バインダーを6質量部、分散剤を1質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては吸水性ポリマーを使用し、有機バインダーとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としては脂肪酸石鹸を使用した。
Example 1
(1) Manufacturing of columnar honeycomb structure filter 3 parts by mass of pore former, 55 parts by mass of dispersion medium, 6 parts by mass of organic binder, and 1 part by mass of dispersant were added to 100 parts by mass of cordierite raw material, and mixed and kneaded to prepare a clay. Alumina, aluminum hydroxide, kaolin, talc, and silica were used as the cordierite raw material. Water was used as the dispersion medium, a water-absorbent polymer was used as the pore former, hydroxypropyl methylcellulose was used as the organic binder, and fatty acid soap was used as the dispersant.

この坏土を押出成形機に投入し、所定形状の口金を介して押出成形することにより円柱状のハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を誘電乾燥及び熱風乾燥した後、所定の寸法となるように両底面を切断してハニカム乾燥体を得た。 The clay was placed in an extrusion molding machine and extruded through a die of a specified shape to obtain a cylindrical honeycomb molded body. The obtained honeycomb molded body was then dielectrically dried and hot air dried, after which both bottom surfaces were cut to the specified dimensions to obtain a dried honeycomb body.

得られたハニカム乾燥体について、第1セル及び第2セルが交互に隣接配置するようにコージェライトを材料として目封止した後に、大気雰囲気下で約200℃で加熱脱脂し、更に大気雰囲気下で1420℃で5時間焼成し、柱状ハニカム構造体を得た。 The obtained dried honeycomb body was plugged with cordierite so that the first and second cells were arranged alternately adjacent to each other, and then heated and degreased at approximately 200°C in an air atmosphere, and then fired at 1,420°C for 5 hours in an air atmosphere to obtain a columnar honeycomb structure.

柱状ハニカム構造体の仕様は以下である。
全体形状:直径132mm×高さ120mmの円柱状
セルの流路方向に垂直な断面におけるセル形状:正方形
セル密度(単位断面積当たりのセルの数):200cpsi
隔壁厚み:8mil(200μm)(口金の仕様に基づく公称値)
The specifications of the columnar honeycomb structure are as follows.
Overall shape: Cylinder with diameter 132 mm x height 120 mm Cell shape in cross section perpendicular to the cell flow direction: Square Cell density (number of cells per unit cross-sectional area): 200 cpsi
Partition thickness: 8 mil (200 μm) (nominal value based on the specifications of the nozzle)

上記で作製した柱状ハニカム構造体に対して、図8に示す構成の粒子付着装置を使って、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。粒子付着装置の稼働条件は以下である。
・エアロゾルジェネレータ:PALAS社製RBG2000
・回転体:回転ブラシ
・容器に収容するセラミックス粒子:SiC粒子
メジアン径(D50):2.4μm
D10:1.1μm
D90:4.5μm
(レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布に基づく)
・噴射したセラミックス粒子重量:6.0g
・媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・周囲ガス:空気
・柱状ハニカム構造体に流入するエアロゾルの平均流速:3m/s
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
・稼働時間:20秒
・エアロゾルジェネレータのノズル内径:Φ8mm
・エアロゾルジェネレータのノズル先端から柱状ハニカム構造体の入口側底面までの距離:1000mm
・エアロゾルの噴射速度:20m/s
Using a particle attachment device having the configuration shown in Fig. 8, an aerosol containing ceramic particles was sprayed toward the center of the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure produced above in a direction perpendicular to the inlet side bottom surface, thereby attaching the ceramic particles to the surfaces of the first cells. The operating conditions of the particle attachment device are as follows.
Aerosol generator: PALAS RBG2000
Rotating body: rotating brush Ceramic particles contained in container: SiC particles Median diameter (D50): 2.4 μm
D10: 1.1 μm
D90: 4.5 μm
(Based on cumulative particle size distribution on a volume basis measured by laser diffraction/scattering method)
Weight of sprayed ceramic particles: 6.0 g
・Medium gas: Compressed dry air (dew point below 10℃)
Ambient gas: Air Average flow velocity of aerosol flowing into columnar honeycomb structure: 3 m/s
Laser diffraction particle size distribution measuring device: InsitecSpray manufactured by MALVERN Operating time: 20 seconds Aerosol generator nozzle inner diameter: Φ8 mm
Distance from the nozzle tip of the aerosol generator to the bottom surface of the inlet side of the columnar honeycomb structure: 1000 mm
Aerosol ejection speed: 20 m/s

粒子付着装置の稼働中にレーザー回折式粒度分布測定装置でエアロゾルから噴射されるセラミックス粒子の体積基準による粒度分布を測定したところ、メジアン径(D50)は3.0μmであった。 While the particle deposition device was in operation, the volumetric particle size distribution of the ceramic particles sprayed from the aerosol was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the median diameter (D50) was 3.0 μm.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理することで、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを先述した方法で測定した。測定に使用した3D形状測定機はキーエンス社製VR-3200とした。多孔質膜の平均厚みを測定した箇所及び平均厚みは表1-1にまとめた。なお、柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向を座標軸の延びる方向とし、入口側底面の座標値を0、出口側底面の座標値をXとして座標値を定めた。
(2) Characteristic Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured by the above-mentioned method. The 3D shape measuring machine used for the measurement was a VR-3200 manufactured by Keyence Corporation. The positions where the average thickness of the porous film was measured and the average thickness are summarized in Table 1-1. The extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter was set as the extension direction of the coordinate axis, and the coordinate value of the inlet side bottom surface was set as 0 and the coordinate value of the outlet side bottom surface was set as X, to define the coordinate value.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を先述した方法により測定した。多孔質膜の気孔率測定に使用した装置はFE-SEM(型式:ULTRA55(ZEISS社製))と、画像解析ソフトHALCON(リンクス株式会社、バージョン11.0.5)とした。隔壁の気孔率測定には水銀圧入式ポロシメーターを用いた。結果を表1-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured by the method described above. The equipment used to measure the porosity of the porous membrane was an FE-SEM (model: ULTRA55 (manufactured by ZEISS)) and image analysis software HALCON (Lynx Corporation, version 11.0.5). A mercury intrusion porosimeter was used to measure the porosity of the partition walls. The results are shown in Table 1-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を測定した。
[圧力損失]
1.2L直噴ガソリンエンジンから排出される排ガスを700℃、600m3/hの流量で流入させて、柱状ハニカム構造フィルタの入口側と出口側の圧力を測定した。そして、入口側と出口側の圧力差を算出することにより、ハニカムフィルタの圧力損失(kPa)を求めた。結果を表1-2に示す。
[捕集効率(%)]
柱状ハニカム構造フィルタを、1.2L直噴ガソリンエンジン車両のエンジン排気マニホルドの出口側に接続して、柱状ハニカム構造フィルタの流出口から排出されるガスに含まれる煤の個数を、PN測定方法によって測定した。走行モードに関しては、走行開始直後に60km/hrに10秒以内に加速し、その後20秒ごとに20km/hr速度を落とす特別厳しい走行モードを実施した。モード走行後に排出された煤の個数の累計を、判定対象となる排ガス浄化装置の煤の個数とし、その煤の個数から捕集効率(%)を算出した。このとき、柱状ハニカム構造フィルタに流入する排ガスの流速は約4m/sであった。結果を表1-2に示す。
The columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured for "pressure loss" and "collection efficiency (%)".
[Pressure loss]
Exhaust gas discharged from a 1.2L direct injection gasoline engine was introduced at 700°C and a flow rate of 600 m3 /h, and the pressures at the inlet and outlet sides of the columnar honeycomb structure filter were measured. The pressure difference between the inlet and outlet sides was calculated to determine the pressure loss (kPa) of the honeycomb filter. The results are shown in Table 1-2.
[Collection efficiency (%)]
The columnar honeycomb structure filter was connected to the outlet side of the engine exhaust manifold of a 1.2L direct injection gasoline engine vehicle, and the number of soot particles contained in the gas discharged from the outlet of the columnar honeycomb structure filter was measured by the PN measurement method. Regarding the driving mode, a particularly severe driving mode was implemented in which the vehicle accelerated to 60 km/hr within 10 seconds immediately after starting driving, and then the speed was reduced by 20 km/hr every 20 seconds. The cumulative number of soot particles discharged after the driving mode was taken as the number of soot particles of the exhaust gas purification device to be evaluated, and the collection efficiency (%) was calculated from the number of soot particles. At this time, the flow velocity of the exhaust gas flowing into the columnar honeycomb structure filter was about 4 m/s. The results are shown in Table 1-2.

なお、柱状ハニカム構造フィルタの形状を、長径231mm×短径106mm×高さ120mmのオーバル形状に変えた以外は、実施例1と同様の手順で多孔質膜を形成し、圧力損失及び捕集効率を求めたところ、上記と同様の結果が得られた。 In addition, a porous membrane was formed in the same manner as in Example 1, except that the shape of the columnar honeycomb structure filter was changed to an oval shape with a major axis of 231 mm, a minor axis of 106 mm, and a height of 120 mm. The pressure loss and collection efficiency were measured, and the same results as above were obtained.

<実施例2>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
実施例1と同様の製造条件で柱状ハニカム構造体を得た。
Example 2
(1) Production of Pillar Honeycomb Structure Filter A pillar honeycomb structure was obtained under the same production conditions as in Example 1.

上記で作製した柱状ハニカム構造体に対して、ベンチュリエジェクター ISO 5011 分散ノズル(PALAS社製)を用いた図9に示す構造をもつエアロゾルジェネレータを使用した他は、実施例1と同じ構成の粒子付着装置を使って、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。粒子付着装置の稼働条件は以下である。
・容器に収容するセラミックス粒子:SiC粒子
メジアン径(D50):2.4μm
D10:1.1μm
D90:4.5μm
(レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布に基づく)
・噴射したセラミックス粒子重量:6.0g
・媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・周囲ガス:空気
・柱状ハニカム構造体に流入するエアロゾルの平均流速:3m/s
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
・稼働時間:20秒
・エアロゾルジェネレータのノズル内径:Φ8mm
・エアロゾルジェネレータのノズル先端から柱状ハニカム構造体の入口側底面までの距離:1000mm
・エアロゾルの噴射速度:20m/s
For the columnar honeycomb structure produced above, an aerosol generator with the structure shown in Fig. 9 using a Venturi ejector ISO 5011 dispersion nozzle (manufactured by PALAS) was used, and a particle attachment device with the same structure as in Example 1 was used to spray an aerosol containing ceramic particles toward the center of the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure in a direction perpendicular to the inlet side bottom surface, thereby attaching the ceramic particles to the surface of the first cell. The operating conditions of the particle attachment device are as follows.
Ceramic particles contained in the container: SiC particles Median diameter (D50): 2.4 μm
D10: 1.1 μm
D90: 4.5 μm
(Based on cumulative particle size distribution on a volume basis measured by laser diffraction/scattering method)
Weight of sprayed ceramic particles: 6.0 g
・Medium gas: Compressed dry air (dew point below 10℃)
Ambient gas: Air Average flow velocity of aerosol flowing into columnar honeycomb structure: 3 m/s
Laser diffraction particle size distribution measuring device: InsitecSpray manufactured by MALVERN Operating time: 20 seconds Aerosol generator nozzle inner diameter: Φ8 mm
Distance from the nozzle tip of the aerosol generator to the bottom surface of the inlet side of the columnar honeycomb structure: 1000 mm
Aerosol ejection speed: 20 m/s

粒子付着装置の稼働中にレーザー回折式粒度分布測定装置でエアロゾルから噴射されるセラミックス粒子の体積基準による粒度分布を測定したところ、メジアン径(D50)は2.8μmであった。 While the particle deposition device was in operation, the volumetric particle size distribution of the ceramic particles sprayed from the aerosol was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the median diameter (D50) was 2.8 μm.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理し、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを実施例1と同様の方法で測定した。結果を表2-1に示す。
(2) Characteristic Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2-1.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表2-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表2-2に示す。 The "pressure loss" and "capture efficiency (%)" of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2-2.

<実施例3>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
実施例1と同様の製造条件で柱状ハニカム構造体を得た。
Example 3
(1) Production of Pillar Honeycomb Structure Filter A pillar honeycomb structure was obtained under the same production conditions as in Example 1.

上記で作製した柱状ハニカム構造体に対して、実施例1と同じ構成の粒子付着装置を使って、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。粒子付着装置の稼働条件は以下である。
・エアロゾルジェネレータ:PALAS社製RBG2000
・容器に収容するセラミックス粒子:SiC粒子
メジアン径(D50):2.4μm
D10:1.1μm
D90:4.5μm
(レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布に基づく)
・噴射したセラミックス粒子重量:6.0g
・媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・周囲ガス:空気
・柱状ハニカム構造体に流入するエアロゾルの平均流速:8m/s
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
・稼働時間:20秒
・エアロゾルジェネレータのノズル内径:Φ8mm
・エアロゾルジェネレータのノズル先端から柱状ハニカム構造体の入口側底面までの距離:1000mm
・エアロゾルの噴射速度:40m/s
For the columnar honeycomb structure produced above, an aerosol containing ceramic particles was sprayed in a direction perpendicular to the inlet bottom surface toward the center of the inlet bottom surface of the columnar honeycomb structure using a particle attachment device having the same configuration as in Example 1, thereby attaching the ceramic particles to the surfaces of the first cells. The operating conditions of the particle attachment device are as follows.
Aerosol generator: PALAS RBG2000
Ceramic particles contained in the container: SiC particles Median diameter (D50): 2.4 μm
D10: 1.1 μm
D90: 4.5 μm
(Based on cumulative particle size distribution on a volume basis measured by laser diffraction/scattering method)
Weight of sprayed ceramic particles: 6.0 g
・Medium gas: Compressed dry air (dew point below 10℃)
Ambient gas: air Average flow velocity of aerosol flowing into the columnar honeycomb structure: 8 m/s
Laser diffraction particle size distribution measuring device: InsitecSpray manufactured by MALVERN Operating time: 20 seconds Aerosol generator nozzle inner diameter: Φ8 mm
Distance from the nozzle tip of the aerosol generator to the bottom surface of the inlet side of the columnar honeycomb structure: 1000 mm
Aerosol ejection speed: 40 m/s

粒子付着装置の稼働中にレーザー回折式粒度分布測定装置でエアロゾルから噴射されるセラミックス粒子の体積基準による粒度分布を測定したところ、メジアン径(D50)は3.1μmであった。 While the particle deposition device was in operation, the volumetric particle size distribution of the ceramic particles sprayed from the aerosol was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the median diameter (D50) was 3.1 μm.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理し、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを実施例1と同様の方法で測定した。結果を表3-1に示す。
(2) Characteristic Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3-1.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表3-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表3-2に示す。 The "pressure loss" and "capture efficiency (%)" of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3-2.

<実施例4>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
実施例1と同様の製造条件で柱状ハニカム構造体を得た。
Example 4
(1) Production of Pillar Honeycomb Structure Filter A pillar honeycomb structure was obtained under the same production conditions as in Example 1.

上記で作製した柱状ハニカム構造体に対して、図9に示す構造をもつエアロゾルジェネレータを使用した他は、実施例1と同じ構成の粒子付着装置を使って、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。粒子付着装置の稼働条件は以下である。
・エアロゾルジェネレータ:PISCO社製VRL50-080608
・容器に収容するセラミックス粒子:SiC粒子
メジアン径(D50):2.4μm
D10:1.1μm
D90:4.5μm
(レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布に基づく)
・噴射したセラミックス粒子重量:6.0g
・媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・周囲ガス:空気
・柱状ハニカム構造体に流入するエアロゾルの平均流速:8m/s
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
・稼働時間:20秒
・エアロゾルジェネレータのノズル内径:Φ8mm
・エアロゾルジェネレータのノズル先端から柱状ハニカム構造体の入口側底面までの距離:1000mm
・エアロゾルの噴射速度:40m/s
For the columnar honeycomb structure produced above, an aerosol generator having the structure shown in Fig. 9 was used, and a particle attachment device having the same configuration as in Example 1 was used to spray an aerosol containing ceramic particles toward the center of the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure in a direction perpendicular to the inlet side bottom surface, thereby attaching the ceramic particles to the surface of the first cell. The operating conditions of the particle attachment device are as follows.
Aerosol generator: PISCO VRL50-080608
Ceramic particles contained in the container: SiC particles Median diameter (D50): 2.4 μm
D10: 1.1 μm
D90: 4.5 μm
(Based on cumulative particle size distribution on a volume basis measured by laser diffraction/scattering method)
Weight of sprayed ceramic particles: 6.0 g
・Medium gas: Compressed dry air (dew point below 10℃)
Ambient gas: Air Average flow velocity of aerosol flowing into columnar honeycomb structure: 8 m/s
Laser diffraction particle size distribution measuring device: InsitecSpray manufactured by MALVERN Operating time: 20 seconds Aerosol generator nozzle inner diameter: Φ8 mm
Distance from the nozzle tip of the aerosol generator to the bottom surface of the inlet side of the columnar honeycomb structure: 1000 mm
Aerosol ejection speed: 40 m/s

粒子付着装置の稼働中にレーザー回折式粒度分布測定装置でエアロゾルから噴射されるセラミックス粒子の体積基準による粒度分布を測定したところ、メジアン径(D50)は3.2μmであった。 While the particle deposition device was in operation, the volumetric particle size distribution of the ceramic particles sprayed from the aerosol was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the median diameter (D50) was 3.2 μm.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理し、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを実施例1と同様の方法で測定した。結果を表4-1に示す。
(2) Property Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4-1.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表4-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表4-2に示す。 The "pressure loss" and "capture efficiency (%)" of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4-2.

<実施例5>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
実施例1と同様の製造条件で柱状ハニカム構造体を得た。
Example 5
(1) Production of Pillar Honeycomb Structure Filter A pillar honeycomb structure was obtained under the same production conditions as in Example 1.

上記で作製した柱状ハニカム構造体に対して、図10に示す構造をもつエアロゾルジェネレータを使用した他は、実施例1と同じ構成の粒子付着装置を使って、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。粒子付着装置の稼働条件は以下である。
・エアロゾルジェネレータ:PALAS社製BEG1000
・回転体:回転ブラシ
・容器に収容するセラミックス粒子:SiC粒子
メジアン径(D50):2.4μm
D10:1.1μm
D90:4.5μm
(レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布に基づく)
・噴射したセラミックス粒子重量:6.0g
・第一媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・第二媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・周囲ガス:空気
・柱状ハニカム構造体内に流入するエアロゾルの平均流速:6m/s
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
・稼働時間:20秒
・エアロゾルジェネレータのノズル内径:Φ8mm
・エアロゾルジェネレータのノズル先端から柱状ハニカム構造体の入口側底面までの距離:1500mm
・エアロゾルの噴射速度:50m/s
For the columnar honeycomb structure produced above, an aerosol generator having the structure shown in Fig. 10 was used, and a particle attachment device having the same configuration as in Example 1 was used to spray an aerosol containing ceramic particles toward the center of the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure in a direction perpendicular to the inlet side bottom surface, thereby attaching the ceramic particles to the surface of the first cell. The operating conditions of the particle attachment device are as follows.
Aerosol generator: PALAS BEG1000
Rotating body: rotating brush Ceramic particles contained in container: SiC particles Median diameter (D50): 2.4 μm
D10: 1.1 μm
D90: 4.5 μm
(Based on cumulative particle size distribution on a volume basis measured by laser diffraction/scattering method)
Weight of sprayed ceramic particles: 6.0 g
First medium gas: Compressed dry air (dew point below 10°C)
Second medium gas: Compressed dry air (dew point below 10°C)
Ambient gas: air Average flow velocity of aerosol flowing into the columnar honeycomb structure: 6 m/s
Laser diffraction particle size distribution measuring device: InsitecSpray manufactured by MALVERN Operating time: 20 seconds Aerosol generator nozzle inner diameter: Φ8 mm
Distance from the nozzle tip of the aerosol generator to the bottom surface of the inlet side of the columnar honeycomb structure: 1500 mm
Aerosol ejection speed: 50 m/s

粒子付着装置の稼働中にレーザー回折式粒度分布測定装置でエアロゾルから噴射されるセラミックス粒子の体積基準による粒度分布を測定したところ、メジアン径(D50)は2.7μmであった。 While the particle deposition device was in operation, the volumetric particle size distribution of the ceramic particles sprayed from the aerosol was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the median diameter (D50) was 2.7 μm.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理し、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを実施例1と同様の方法で測定した。結果を表5-1に示す。
(2) Characteristic Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5-1.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表5-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表5-2に示す。 The "pressure loss" and "capture efficiency (%)" of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5-2.

<実施例6>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
実施例1と同様の製造条件で柱状ハニカム構造体を得た。
Example 6
(1) Production of Pillar Honeycomb Structure Filter A pillar honeycomb structure was obtained under the same production conditions as in Example 1.

上記で作製した柱状ハニカム構造体に対して、図10に示す構造をもつエアロゾルジェネレータを使用した他は、実施例1と同じ構成の粒子付着装置を使って、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。粒子付着装置の稼働条件は以下である。
・エアロゾルジェネレータ:PALAS社製BEG1000
・回転体:回転ブラシ
・容器に収容するセラミックス粒子:SiC粒子
メジアン径(D50):2.4μm
D10:1.1μm
D90:4.5μm
(レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布に基づく)
・噴射したセラミックス粒子重量:6.0g
・第一媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・第二媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・周囲ガス:空気
・柱状ハニカム構造体内に流入するエアロゾルの平均流速:4m/s
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
・稼働時間:20秒
・エアロゾルジェネレータのノズル内径:Φ8mm
・エアロゾルジェネレータのノズル先端から柱状ハニカム構造体の入口側底面までの距離:1500mm
・エアロゾルの噴射速度:40m/s
For the columnar honeycomb structure produced above, an aerosol generator having the structure shown in Fig. 10 was used, and a particle attachment device having the same configuration as in Example 1 was used to spray an aerosol containing ceramic particles toward the center of the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure in a direction perpendicular to the inlet side bottom surface, thereby attaching the ceramic particles to the surface of the first cell. The operating conditions of the particle attachment device are as follows.
Aerosol generator: PALAS BEG1000
Rotating body: rotating brush Ceramic particles contained in container: SiC particles Median diameter (D50): 2.4 μm
D10: 1.1 μm
D90: 4.5 μm
(Based on cumulative particle size distribution on a volume basis measured by laser diffraction/scattering method)
Weight of sprayed ceramic particles: 6.0 g
First medium gas: Compressed dry air (dew point below 10°C)
Second medium gas: Compressed dry air (dew point below 10°C)
Ambient gas: air Average flow rate of aerosol flowing into the columnar honeycomb structure: 4 m/s
Laser diffraction particle size distribution measuring device: InsitecSpray manufactured by MALVERN Operating time: 20 seconds Aerosol generator nozzle inner diameter: Φ8 mm
Distance from the nozzle tip of the aerosol generator to the bottom surface of the inlet side of the columnar honeycomb structure: 1500 mm
Aerosol ejection speed: 40 m/s

粒子付着装置の稼働中にレーザー回折式粒度分布測定装置でエアロゾルから噴射されるセラミックス粒子の体積基準による粒度分布を測定したところ、メジアン径(D50)は2.6μmであった。 While the particle deposition device was in operation, the volumetric particle size distribution of the ceramic particles sprayed from the aerosol was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the median diameter (D50) was 2.6 μm.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理し、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを実施例1と同様の方法で測定した。結果を表6-1に示す。
(2) Property Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6-1.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表6-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表6-2に示す。 The "pressure loss" and "capture efficiency (%)" of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6-2.

<比較例1>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
実施例1と同様の製造条件で柱状ハニカム構造体を得た。
<Comparative Example 1>
(1) Production of Pillar Honeycomb Structure Filter A pillar honeycomb structure was obtained under the same production conditions as in Example 1.

上記で作製した柱状ハニカム構造体をホルダーでセルの延びる方向が鉛直方向になるよう保持し、SiC粒子を含有するスラリーを入口側底面に向かって上方から流した。この際、スラリーは入口側底面全体に偏りなく流入させた。スラリーに含まれるSiC粒子は、メジアン径(D50)が2.4μmであった。スラリー中のSiC粒子は第1セルの表面に付着する一方、出口側底面からは、柱状ハニカム構造体を透過した水分が排出された。出口側底面は排水管に接続されており、排出された水分を容器に回収した。スラリーを柱状ハニカム構造体に流す際、回収容器内の空気をブロアで吸引することで、吸引力を柱状ハニカム構造体の出口側底面に与え、隔壁表面への膜材の密着性を促進した。 The columnar honeycomb structure produced above was held in a holder so that the cell extension direction was vertical, and a slurry containing SiC particles was poured from above toward the bottom surface of the inlet side. At this time, the slurry was allowed to flow evenly over the entire bottom surface of the inlet side. The median diameter (D50) of the SiC particles contained in the slurry was 2.4 μm. The SiC particles in the slurry adhered to the surface of the first cell, while the moisture that had permeated the columnar honeycomb structure was discharged from the bottom surface of the outlet side. The bottom surface of the outlet side was connected to a drain pipe, and the discharged moisture was collected in a container. When the slurry was poured into the columnar honeycomb structure, the air in the collection container was sucked in by a blower, and a suction force was applied to the bottom surface of the outlet side of the columnar honeycomb structure, promoting adhesion of the membrane material to the partition surface.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理し、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを実施例1と同様の方法で測定した。結果を表7-1に示す。
(2) Characteristic Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 7-1.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表7-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 7-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表7-2に示す。 The "pressure loss" and "capture efficiency (%)" of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 7-2.

<実施例7>
(1)柱状ハニカム構造フィルタの製造
実施例1と同様の製造条件で柱状ハニカム構造体を得た。
Example 7
(1) Production of Pillar Honeycomb Structure Filter A pillar honeycomb structure was obtained under the same production conditions as in Example 1.

上記で作製した柱状ハニカム構造体に対して、図9に示す構造をもつエアロゾルジェネレータを使用した他は、実施例1と同じ構成の粒子付着装置を使って、柱状ハニカム構造体の入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向に、セラミックス粒子を含有するエアロゾルを噴射し、第1セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。粒子付着装置の稼働条件は以下である。
・エアロゾルジェネレータ:PISCO社製VRL50-080608
・容器に収容するセラミックス粒子:SiC粒子
メジアン径(D50):2.4μm
D10:1.1μm
D90:4.5μm
(レーザー回折・散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布に基づく)
・噴射したセラミックス粒子重量:6.0g
・媒体ガス:圧縮ドライエアー(露点10℃以下)
・周囲ガス:空気
・柱状ハニカム構造体に流入するエアロゾルの平均流速:8m/s
・レーザー回折式粒度分布測定装置:MALVERN社製インシテックスプレー
・稼働時間:20秒
・エアロゾルジェネレータのノズル内径:Φ8mm
・エアロゾルジェネレータのノズル先端から柱状ハニカム構造体の入口側底面までの距離:1000mm
・エアロゾルの噴射速度:20m/s
For the columnar honeycomb structure produced above, an aerosol generator having the structure shown in Fig. 9 was used, and a particle attachment device having the same configuration as in Example 1 was used to spray an aerosol containing ceramic particles toward the center of the inlet side bottom surface of the columnar honeycomb structure in a direction perpendicular to the inlet side bottom surface, thereby attaching the ceramic particles to the surface of the first cell. The operating conditions of the particle attachment device are as follows.
Aerosol generator: PISCO VRL50-080608
Ceramic particles contained in the container: SiC particles Median diameter (D50): 2.4 μm
D10: 1.1 μm
D90: 4.5 μm
(Based on cumulative particle size distribution on a volume basis measured by laser diffraction/scattering method)
Weight of sprayed ceramic particles: 6.0 g
・Medium gas: Compressed dry air (dew point below 10℃)
Ambient gas: air Average flow velocity of aerosol flowing into the columnar honeycomb structure: 8 m/s
Laser diffraction particle size distribution measuring device: InsitecSpray manufactured by MALVERN Operating time: 20 seconds Aerosol generator nozzle inner diameter: Φ8 mm
Distance from the nozzle tip of the aerosol generator to the bottom surface of the inlet side of the columnar honeycomb structure: 1000 mm
Aerosol ejection speed: 20 m/s

粒子付着装置の稼働中にレーザー回折式粒度分布測定装置でエアロゾルから噴射されるセラミックス粒子の体積基準による粒度分布を測定したところ、メジアン径(D50)は2.4μmであった。 While the particle deposition device was in operation, the volumetric particle size distribution of the ceramic particles sprayed from the aerosol was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the median diameter (D50) was 2.4 μm.

このようにして得られたセラミックス粒子が付着している柱状ハニカム構造体の入口側底面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、柱状ハニカム構造体を電気炉に入れ、最高温度1200℃で2時間キープする条件で大気雰囲気下で加熱処理し、第1セルの表面に多孔質膜を形成し、柱状ハニカム構造フィルタを得た。柱状ハニカム構造フィルタは、下記の特性評価を実施するのに必要な数を作製した。 The ceramic particles attached to the bottom inlet surface of the columnar honeycomb structure thus obtained were removed by vacuum suction. The columnar honeycomb structure was then placed in an electric furnace and heat-treated in an air atmosphere at a maximum temperature of 1200°C for 2 hours, forming a porous film on the surface of the first cell and obtaining a columnar honeycomb structure filter. The columnar honeycomb structure filters were produced in the number required to perform the following characteristic evaluations.

(2)特性評価
上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの所定位置における多孔質膜の平均厚みを実施例1と同様の方法で測定した。結果を表8-1に示す。
(2) Property Evaluation The average thickness of the porous film at a predetermined position of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 8-1.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの多孔質膜及び隔壁の気孔率を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表8-2に示す。 The porosity of the porous membrane and partition walls of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 8-2.

上記の製造方法によって得られた柱状ハニカム構造フィルタの「圧力損失」、及び「捕集効率(%)」を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表8-2に示す。 The "pressure loss" and "capture efficiency (%)" of the columnar honeycomb structure filter obtained by the above manufacturing method were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 8-2.

100 柱状ハニカム構造フィルタ
102 外周側壁
104 入口側底面
106 出口側底面
108 第1セル
109 目封止部
110 第2セル
112 隔壁
114 多孔質膜
120 中心部
130 外周部
410 エアロゾルジェネレータ
411 ノズル
412 セラミックス粒子
413 流路
413e 出口
417 媒体ガス流路
417i 供給口
419 収容部
500 粒子付着装置
510 エアロゾルジェネレータ
511 ノズル
512 セラミックス粒子
513 シリンダー
513e シリンダー出口
514 ピストン又はスクリュー
515 解砕室
515e 解砕室出口
516 回転体
517 ガス流路
520 レーザー回折式粒度分布測定装置
530 ガス導入管
531 通気孔
540 ホルダー
550 差圧計
560 排気管
570 ブロア
580 柱状ハニカム構造体
810 エアロゾルジェネレータ
811 ノズル
812 セラミックス粒子
813 第二ガス流路
814 ベルトフィーダ
815 解砕室
815in 入口
815e 解砕室出口
816 回転体
817 第一ガス流路
817e 出口
818 撹拌機
819 容器
819e 排出口
822 エジェクター
100 Columnar honeycomb structure filter 102 Outer peripheral side wall 104 Inlet side bottom surface 106 Outlet side bottom surface 108 First cell 109 Plugged portion 110 Second cell 112 Partition wall 114 Porous membrane 120 Center portion 130 Outer peripheral portion 410 Aerosol generator 411 Nozzle 412 Ceramic particles 413 Flow path 413e Outlet 417 Medium gas flow path 417i Supply port 419 Storage portion 500 Particle adhesion device 510 Aerosol generator 511 Nozzle 512 Ceramic particles 513 Cylinder 513e Cylinder outlet 514 Piston or screw 515 Crushing chamber 515e Crushing chamber outlet 516 Rotating body 517 Gas flow path 520 Laser diffraction type particle size distribution measuring device 530 Gas introduction pipe 531 Vent 540 Holder 550 Differential pressure gauge 560 Exhaust pipe 570 Blower 580 Columnar honeycomb structure 810 Aerosol generator 811 Nozzle 812 Ceramic particles 813 Second gas flow passage 814 Belt feeder 815 Crushing chamber 815in Inlet 815e Crushing chamber outlet 816 Rotor 817 First gas flow passage 817e Outlet 818 Agitator 819 Container 819e Discharge port 822 Ejector

Claims (8)

入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面が開口して出口側底面に目封止部を有する複数の第1セルと、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面が開口する複数の第2セルとを備え、複数の第1セルと複数の第2セルは多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム構造フィルタであって、
それぞれの第1セルの表面には、気孔率が前記隔壁より高い多孔質膜が形成されており、
柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向を座標軸の延びる方向とし、入口側底面の座標値を0、出口側底面の座標値をXとすると、以下の関係が成立する柱状ハニカム構造フィルタ。
(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3≧1.7
式中、
座標値0.2Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB1とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA1とし、
座標値0.5Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB2とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA2とし、
座標値0.8Xにおける柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面において、外周部の多孔質膜の平均厚みをB3とし、中心部の多孔質膜の平均厚みをA3とする。
A columnar honeycomb structure filter comprising: a plurality of first cells extending from an inlet side bottom surface to an outlet side bottom surface, the inlet side bottom surface being open and having plugging portions at the outlet side bottom surface; and a plurality of second cells extending from the inlet side bottom surface to the outlet side bottom surface, the inlet side bottom surface being plugging portions at the inlet side bottom surface, and the outlet side bottom surface being open, the plurality of first cells and the plurality of second cells being alternately arranged adjacent to each other with a porous partition wall therebetween,
a porous film having a porosity higher than that of the partition wall is formed on a surface of each of the first cells;
A columnar honeycomb structure filter in which the extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter is the extension direction of the coordinate axis, the coordinate value of the inlet side bottom surface is 0, and the coordinate value of the outlet side bottom surface is X, the following relationship holds.
(A 1 +A 2 +A 3 )/(B 1 +B 2 +B 3 ) ≧1.7
During the ceremony,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.2X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is B1 , and the average thickness of the porous film in the center is A1 ,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.5X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is B2 , and the average thickness of the porous film in the center is A2 ,
In a cross section perpendicular to the extending direction of the first cells of the columnar honeycomb structure filter at the coordinate value 0.8X, the average thickness of the porous film in the outer periphery is defined as B3 , and the average thickness of the porous film in the center is defined as A3 .
以下の関係が成立する請求項1に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
(A1+A2+A3)/(B1+B2+B3)≧1.
2. The columnar honeycomb structure filter according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied:
(A 1 +A 2 +A 3 )/(B 1 +B 2 +B 3 )≧1. 8
以下の関係が成立する請求項1に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。2. The columnar honeycomb structure filter according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied:
(A(A 11 +A+A 22 +A+A 33 )/(B)/(B 11 +B+B 22 +B+B 33 )≧2.0) ≧2.0
柱状ハニカム構造フィルタの第1セルの延びる方向に直交する断面の中心部に位置する第1セルについて、以下の(1)及び(2)の関係が成立する請求項1~3の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
(1)座標値0.2Xにおける多孔質膜の平均厚みA1に対する、座標値0.5Xにおける多孔質膜の平均厚みA2の比(A2/A1)が、1.05~5.0である。
(2)座標値0.2Xにおける多孔質膜の平均厚みA1に対する、座標値0.8Xにおける多孔質膜の平均厚みA3の比(A3/A1)が、1.05~5.0である。
The columnar honeycomb structure filter according to any one of claims 1 to 3 , wherein the following relationships (1) and (2) are satisfied for a first cell located at the center of a cross section perpendicular to the extension direction of the first cell of the columnar honeycomb structure filter.
(1) The ratio (A 2 /A 1 ) of the average thickness A 2 of the porous membrane at the coordinate value 0.5X to the average thickness A 1 of the porous membrane at the coordinate value 0.2X is 1.05 to 5.0.
(2) The ratio (A 3 /A 1 ) of the average thickness A 3 of the porous membrane at the coordinate value 0.8X to the average thickness A 1 of the porous membrane at the coordinate value 0.2X is 1.05 to 5.0.
以下の関係が成立する請求項1~の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。
1>B1、A2>B2、且つ、A3>B3
The columnar honeycomb structure filter according to any one of claims 1 to 4 , wherein the following relationship is established:
A 1 > B 1 , A 2 > B 2 , and A 3 > B 3
多孔質膜の主成分が炭化珪素、アルミナ、シリカ、コージェライト又はムライトである請求項1~の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。 6. The columnar honeycomb structure filter according to claim 1 , wherein the main component of the porous film is silicon carbide, alumina, silica, cordierite or mullite. 多孔質膜の気孔率が70~85%である請求項1~の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。 The columnar honeycomb structure filter according to any one of claims 1 to 6 , wherein the porosity of the porous film is 70 to 85%. 多孔質膜全体の平均厚みが4~50μmである請求項1~の何れか一項に記載の柱状ハニカム構造フィルタ。 8. The columnar honeycomb structure filter according to claim 1 , wherein the average thickness of the entire porous film is 4 to 50 μm.
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