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DE102020206866A1 - Filter und verfahren zur herstellung des gleichen - Google Patents

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DE102020206866A1
DE102020206866A1 DE102020206866.6A DE102020206866A DE102020206866A1 DE 102020206866 A1 DE102020206866 A1 DE 102020206866A1 DE 102020206866 A DE102020206866 A DE 102020206866A DE 102020206866 A1 DE102020206866 A1 DE 102020206866A1
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DE
Germany
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outer peripheral
side wall
peripheral side
honeycomb structure
columnar honeycomb
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020206866.6A
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English (en)
Inventor
Yukio Miyairi
Koji Fukuyo
Tasuku Matsumoto
Shuichi Ichikawa
Suguru KODAMA
Ryuta KONO
Narimasa SHINODA
Rui HORIMOTO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
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Abstract

Ein Filter enthält mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die Seitenflächen der Segmente über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände enthält, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, und wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter mit einer Struktur, bei der die Seitenflächen säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Filters.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Schwebstoffe (die im Folgenden als PM bezeichnet werden) in Abgasen, die von Brennkraftmaschinen, wie z. B. Dieselkraftmaschinen und Benzinkraftmaschinen, ausgestoßen werden, enthalten Ruß. Ruß ist schädlich für den menschlichen Körper, wobei seine Emission reguliert ist. Um die Abgasvorschriften einzuhalten, sind derzeit weithin Filter verwendet worden, die durch DPFs und GPFs verkörpert sind, die das Abgas durch luftdurchlässige kleinporige Trennwände leiten und PM, wie z. B. Ruß, filtrieren.
  • Als ein Filter zum Auffangen von PM wird ein Filter mit einer säulenförmigen Wabenstruktur verwendet, die eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände zum Unterteilen mehrerer Zellen umfasst, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, weil ein hoher PM-Auffangwirkungsgrad erreicht werden kann, während der Druckverlust innerhalb eines akzeptablen Bereichs unterdrückt wird. Der Filter kann verschiedene Typen von Katalysatoren, wie z. B. einen SCR-Katalysator, tragen, um gleichzeitig eine Abgasreinigungsfunktion, wie z. B. NOx-Reinigung, zusätzlich zur PM-Auffangfunktion bereitzustellen. Bei einem im Allgemeinen angewandten Verfahren zum Tragen eines Katalysators auf einem Filter mit einer säulenförmigen Wabenstruktur wird ein Katalysatorbrei durch ein herkömmliches öffentlich bekanntes Saugverfahren oder dergleichen in die Zellen eingebracht und an der Oberfläche oder den Poren der Trennwände befestigt und dann einer Hochtemperaturbehandlung zum Brennen des in dem Katalysatorbrei enthaltenen Katalysators an den Trennwänden unterworfen.
  • In der Patentliteratur 1 (japanisches Patent Nr. 5649836 ) ist beschrieben, dass zum Zweck des Schaffens eines Wabenkatalysatorkörpers mit einem geringen Druckverlust und einer ausgezeichneter Abgasreinigungsleistung die Zellenform hexagonal hergestellt ist, wobei die Dicke der Trennwände, der Zellenabstand, die Porosität der Trennwände, die Menge des getragenen Katalysators und der durchschnittliche Porendurchmesser gesteuert werden.
  • In der Patentliteratur 2 (japanische Patentanmeldung, Veröffenlichungs-Nr. 2016-55282 ) ist eine Erfindung zum Schaffen einer Wabenstruktur beschrieben, wobei verhindert werden kann, dass der Katalysatorbrei an der Außenfläche der äußeren Umfangswand heraussickert, wobei die Festigkeit der äußeren Umfangswand verbessert ist, wobei im Ergebnis die isostatische Festigkeit der gesamten Struktur verbessert ist. Gemäß dieser Erfindung ist auf der äußeren Oberfläche der äußeren Umfangswand des Wabensubstrats eine Überzugsschicht vorgesehen, wobei ein Teil der Überzugsschicht in die Poren der äußeren Umfangswand eingedrungen ist. Wenn die Dicke des Teils der Überzugsschicht, der in die Poren der äußeren Umfangswand eingedrungen ist, 1 bis 90 % der Dicke der äußeren Umfangswand beträgt, sind die Poren in der äußeren Umfangswand geschlossen.
  • Gemäß der in Patentliteratur 2 beschriebenen Erfindung können folgende Wirkungen erhalten werden. Selbst wenn ein Wabengrundmaterial mit einer hohen Porosität von 50 % oder mehr verwendet wird, sickert der Brei nicht zur Außenfläche der äußeren Umfangswand heraus, wenn ein Katalysatorbrei in die Zellen eingebracht wird, wobei eine gute Verarbeitbarkeit in dem Schritt des Tragens des Katalysators auf den Trennwänden der Wabenstruktur erhalten wird. Weil die Deckschicht die äußere Umfangswand verstärkt, wird ferner die Festigkeit der äußeren Umfangswand verbessert, wobei im Schritt des Tragens des Katalysators auf der Wabenstruktur ein Bruch der äußeren Umfangswand wirksam verhindert werden kann, wenn ein Abschnitt der äußeren Umfangswand der Wabenstruktur eingespannt (ergriffen) wird. Ferner wird im Ergebnis der Verbesserung der Festigkeit der äußeren Umfangswand außerdem die isostatische Festigkeit der gesamten Wabenstruktur verbessert, wobei ein Bruch während des Transports oder der tatsächlichen Verwendung der Wabenstruktur wirksam verhindert werden kann.
  • LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
  • Patentliteratur
    • [Patentliteratur 1] Japanisches Patent Nr. 5649836
    • [Patentliteratur 2] Japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2016-55282
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einigen Fällen wird ein Filter mit einer säulenförmigen Wabenstruktur verwendet, indem die Seitenflächen mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einem Verbindungsmaterial einteilig verbunden werden, um die Wärmeschockbeständigkeit zu verbessern. In diesem Fall kann durch das Vorsehen einer in der Patentliteratur 2 gelehrten Überzugsschicht auf der äußeren Umfangsseitenwand eines Filters, der durch Verbinden mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente gebildet wird, erwartet werden, dass die in der Patentliteratur 2 beschriebene Wirkung, d. h., die Wirkung des Verbesserns der Verarbeitbarkeit, wenn der Katalysatorbrei in die Zellen eingebracht wird, und die Wirkung des Verhinderns des Bruchs, wenn die Wabenstruktur eingespannt wird, erhalten werden können.
  • Andererseits fehlt sowohl in der Patentliteratur 1 als auch in der Patentliteratur 2 eine Untersuchung zum Verbessern der katalytischen Leistung in den Fällen, in denen die Seitenflächen mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einem Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind und einteilig verwendet werden.
  • In Anbetracht der obigen Umstände ist es in einer Ausführungsform eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Filter zu schaffen, in dem die Seitenflächen mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, und der zur Verbesserung der katalytischen Leistung beitragen kann. In einer weiteren Ausführungsform ist es ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Filters zu schaffen.
  • In einem Filter, in dem die Seitenflächen mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, entsprechen die Seitenflächen der Außenfläche der äußeren Umfangsseitenwand jedes säulenförmigen Wabenstruktursegments. Deshalb ist das Verbindungsmaterial zwischen den äußeren Umfangsseitenwänden der benachbarten säulenförmigen Wabenstruktursegmente eingefügt. Weil die äußeren Umfangsseitenwandabschnitte der säulenförmigen Wabenstruktursegmente, die über das Verbindungsmaterial aneinander angrenzen, auf dem äußeren Umfangsabschnitt des Filters nicht vorhanden sind, sondern auf dessen Innenseite vorhanden sind, können die Wirkung des Verbesserns der Verarbeitbarkeit, wenn ein Katalysatorbrei in die Zellen eingebracht wird, und die Wirkung des Verhinderns eines Bruchs, wenn die Wabenstruktur eingespannt wird, nicht erhalten werden, wenn auf diesem äußeren Umfangsseitenwandabschnitt eine Überzugsschicht, wie sie in Patentliteratur 2 gelehrt wird, vorgesehen ist.
  • Andererseits ist festgestellt worden, dass, wenn der Katalysatorbrei in einen Filter eingebracht wird, in dem die Seitenflächen mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, der Katalysatorbrei über das Verbindungsmaterial in die äußeren Umfangsseitenwandabschnitte der aneinander angrenzenden säulenförmigen Wabenstruktursegmente gefüllt wurde. Ferner ist festgestellt worden, dass der Katalysatorbrei durch die äußere Umfangsseitenwand gehen und in das Verbindungsmaterial gefüllt werden kann. Der auf der äußeren Umfangsseitenwand getragene Katalysator und das Verbindungsmaterial können keine katalytische Leistung zeigen und tragen kaum zur Abgasreinigung bei. Aus diesem Grund ist ein Teil des eingebrachten Katalysators verschwendet, wobei die Abgasreinigungsleistung verschlechtert ist.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Untersuchungen ausgeführt und festgestellt, dass es in jedem säulenförmigen Wabenstruktursegment schwierig wird, dass der Katalysator auf der äußeren Umfangsseitenwand und dem Verbindungsmaterial getragen wird, indem die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die durchschnittliche Porosität der Trennwände gemacht wird und/oder indem die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand festgelegt wird, so das sie ein vorgegebenes Verhältnis bezüglich der durchschnittlichen Dicke der Trennwände ist. Andererseits ist festgestellt worden, dass das Verhältnis des auf den Trennwänden getragenen Katalysators, der zur Verbesserung der Abgasreinigungsleistung beiträgt, zunimmt. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Entdeckung fertiggestellt worden und wird im Folgenden beispielhaft dargestellt.
    1. (1) Ein Filter, der mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst, wobei die Seitenflächen der Segmente über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, umfasst und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
    2. (2) Ein Filter, der mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst, wobei die Seitenflächen der Segmente über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, umfasst und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand 0,5-mal oder mehr und 1,2-mal oder weniger so dick wie die der Trennwände ist.
    3. (3) Ein Filter, der mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst, wobei die Seitenflächen der Segmente über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, umfasst und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand 0,5-mal oder mehr und 1,2-mal oder weniger so dick wie die der Trennwände ist.
    4. (4) Der Filter gemäß einem von (1) bis (3), wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente die äußere Umfangsseitenwand so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen kleiner als die der Trennwände ist.
    5. (5) Der Filter gemäß einem von (1) bis (3), wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente die äußere Umfangsseitenwand so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen nicht mehr als die Hälfte der der Trennwände beträgt.
    6. (6) Der Filter gemäß einem von (1) bis (3), wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente die äußere Umfangsseitenwand so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen 25 % oder weniger der der Trennwände beträgt.
    7. (7) Der Filter gemäß einem von (1) bis (6), wobei die äußere Umfangsseitenwand jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand von einem innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach außen höher als die eines Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen ist.
    8. (8) Der Filter gemäß einem von (1) bis (7), wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente ein Unterschied zwischen einer durchschnittlichen Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 10 % der äußeren Umfangsseitenwand von einem innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach außen und einer durchschnittlichen Porosität der Trennwände innerhalb von 5 % liegt.
    9. (9) Der Filter gemäß einem von (1) bis (8), wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente wenigstens ein Teil der Poren der äußeren Umfangsseitenwand mit einem Füllstoff gefüllt ist.
    10. (10) Der Filter gemäß (9), wobei der Füllstoff Zuschlagstoffpartikeln umfasst und die Zuschlagstoffpartikeln als eine Hauptkomponente eines oder eine Mischung aus zwei oder mehr umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirconiumdioxid, Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat, Siliciumnitrid und Cordierit umfasst.
    11. (11) Der Filter gemäß (9), wobei der Füllstoff ein metallisches Si als eine Hauptkomponente umfasst.
    12. (12) Der Filter gemäß einem von (1) bis (11), wobei auf den Trennwänden jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente ein SCR-Katalysator getragen ist.
    13. (13) Der Filter gemäß einem von (1) bis (12), wobei die durchschnittliche Porosität der Trennwände jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 50 % bis 70 % beträgt.
    14. (14) Der Filter gemäß einem von (1) bis (13), wobei ein durchschnittlicher Porendurchmesser der Trennwände jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 7 µm bis 23 µm beträgt.
    15. (15) Ein Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß einem von (1) bis (14), das umfasst:
      • einen Schritt 1A des Herstellens mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken;
      • einen Schritt 2A des Imprägnierens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einem Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel umfasst, von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite und des anschließenden Brennens, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
      • einen Schritt 3A des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
    16. (16) Das Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß (15), wobei ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser der Zuschlagstoffpartikeln 2 % bis 60 % eines durchschnittlichen Porendurchmessers der äußeren Umfangsseitenwand vor der Imprägnierung mit dem Brei beträgt.
    17. (17) Das Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß (15) oder (16), wobei der Brei einen Porenbildner in einer Konzentration von 0,5 Massen- % oder weniger umfasst.
    18. (18) Das Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß einem von (15) bis (17), wobei der Schritt 2A das Aufbringen des Breis auf den äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand für jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst.
    19. (19) Das Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß einem von (15) bis (17), wobei der Schritt 2A einen Schritt des vollständigen Eintauchens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik in den Brei nach dem Abdichten beider Stirnflächen umfasst.
    20. (20) Ein Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß einem von (1) bis (14), das umfasst:
      • einen Schritt 1B des Herstellens mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken;
      • einen Schritt 2B des Imprägnierens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einem metallischen Si von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite und des anschließenden Brennens, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
      • einen Schritt 3B des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
    21. (21) Ein Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß einem von (1) bis (14), das umfasst:
      • einen Schritt 1C des Herstellens mehrerer ungebrannter säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, durch Bilden und Trocknen eines Rohlings;
      • einen Schritt 2C des Imprägnierens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente mit einem Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel umfasst, von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite;
      • einen Schritt 3C des Brennens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente nach dem Schritt 2C, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
      • einen Schritt 4C des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
    22. (22) Das Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß (21), wobei der Brei einen Porenbildner in einer Konzentration von 0,5 Massen- % oder weniger umfasst.
    23. (23) Das Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß (21) oder (22), wobei der Schritt 2C das Aufbringen des Breis auf einen äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand für jedes der mehreren der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente umfasst.
    24. (24) Das Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß (21) oder (22), wobei der Schritt 2C einen Schritt des vollständigen Eintauchens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente in den Brei nach dem Abdichten beider Stirnflächen umfasst.
    25. (25) Ein Verfahren zum Herstellen eines Filters gemäß einem von (1) bis (14), das umfasst:
      • einen Schritt 1D des Herstellens mehrerer ungebrannter säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, durch Bilden und Trocknen eines Rohlings;
      • einen Schritt 2D des Imprägnierens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente mit einem metallischen Si von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite;
      • einen Schritt 3D des Brennens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente nach dem Schritt 2D, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
      • einen Schritt 4D des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Filters der vorliegenden Erfindung wird es schwierig, dass der Katalysator an der äußeren Umfangsseitenwand und dem Verbindungsmaterial jedes Segments getragen wird, während andererseits das Verhältnis des an den Trennwänden getragenen Katalysators, der zur Verbesserung der katalytischen Leistung (z. B. der Abgasreinigungsleistung) beiträgt, zunimmt. Dadurch kann in einem Filter, in dem die Seitenflächen mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik über ein Verbindungsmaterial verbunden sind, eine signifikante Wirkung des Verbesserns der katalytischen Leistung erhalten werden, während die Menge des auf dem Filter getragenen Katalysators die gleiche ist.
  • Figurenliste
    • 1A ist eine schematische Stirnflächenansicht eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 1B ist eine schematische Seitenansicht eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines säulenförmigen Wabenstruktursegments, das einen Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
    • 3 ist eine von einem Querschnitt parallel zu der Richtung, in der sich die Zellen erstrecken, aus beobachtete schematische Querschnittsansicht eines säulenförmigen Wabenstruktursegments, das einen Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nun werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezüglich der Figuren ausführlich beschrieben. Es sollte erkannt werden, dass nicht vorgesehen ist, dass die vorliegende Erfindung auf die folgenden Ausführungsformen eingeschränkt ist, wobei jede Änderung, Verbesserung oder dergleichen des Entwurfs basierend auf der gewöhnlichen Kenntnis der Fachleute auf dem Gebiet geeignet hinzugefügt werden kann, ohne vom Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Außerdem ist das Verhältnis der Dicke jedes Abschnitts in den Figuren tatsächlich vom tatsächlichen Verhältnis verschieden, wobei zum Zweck des leichten Verständnisses der Strukturen dünne Abschnitte in einer vergrößerten Weise beschrieben sind und nicht durch das Widerspiegeln des tatsächlichen Dickenverhältnisses, wie sie in den tatsächlichen Produkten sind, gezeigt sind.
  • (Filter)
  • Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung kann z. B. als ein DPF (Dieselpartikelfilter) und ein GPF (Benzinpartikelfilter) zum Auffangen von Ruß verwendet werden, der in einer Abgasleitung einer Verbrennungsvorrichtung, typischerweise einer in einem Fahrzeug angebrachten Kraftmaschine, befestigt ist. Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung kann z. B. in einer Abgasleitung installiert sein. Zwischen der Innenfläche der Abgasleitung und dem Filter kann eine Puffermatte zum Halten des Filters in der Abgasleitung angeordnet sein.
  • 1A zeigt eine schematische Stirnflächenansicht und 1B zeigt eine Seitenansicht eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Filter 10 umfasst eine erste Stirnfläche 104, die als ein Abgaseinlass dient, und eine zweite Stirnfläche 106, die als ein Abgasauslass dient. Das von der ersten Stirnfläche 104 strömende Abgas wird gereinigt, während es durch das Innere des Filters 10 strömt, und von der zweiten Stirnfläche 106 ausgestoßen. Der Filter 10 weist eine Struktur auf, bei der die Seitenflächen mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente 100 über ein Verbindungsmaterial 107 miteinander verbunden sind. Durch das Verbinden mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente 100, um einen Segmentverbundkörper zu schaffen, kann die Wärmestoßbeständigkeit verbessert werden. Zusätzlich kann der Filter 10 eine äußere Umfangswand 103 aufweisen, die durch das Schleifen eines äußeren Umfangsabschnitts in eine gewünschte Form (z. B. eine zylindrische Form), das Aufbringen eines Überzugmaterials auf eine äußere Umfangsseitenfläche und dann das Trocknen und Wärmebehandeln des Überzugmaterials gebildet wird.
  • 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines säulenförmigen Wabenstruktursegments 100, das einen Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines säulenförmigen Wabenstruktursegments 100, das einen Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, wie sie von einem Querschnitt parallel zu der Richtung, in der sich die Zellen erstrecken, beobachtet wird.
  • Das säulenförmige Wabenstruktursegment 100 umfasst eine Wabenstruktur mit einer äußeren Umfangsseitenwand 102 und porösen Trennwänden 112, die auf der Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand 102 angeordnet sind und mehrere Zellen 108, 110 unterteilen, die sich von der ersten Stirnfläche 104 zur zweiten Stirnfläche 106 erstrecken. Jede der Zellen 108, 110 kann von der ersten Stirnfläche 104 bis zur zweiten Stirnfläche 106 durchdringen, indem die erste Stirnfläche 104 und die zweite Stirnfläche 106 zusammen geöffnet werden. Um die PM-Auffangleistung zu verbessern, ist es jedoch bevorzugt, dass die säulenförmige Wabenstruktur 100 mehrere erste Zellen 108, die sich von der ersten Stirnfläche 104 zur zweiten Stirnfläche 106 erstrecken, wobei die erste Stirnfläche 104 offen ist und die zweite Stirnfläche 106 abgedichtet ist, und mehrere zweite Zellen 110, die sich von der ersten Stirnfläche 104 zur zweiten Stirnfläche 106 erstrecken, wobei die erste Stirnfläche 104 abgedichtet ist und die zweite Stirnfläche 106 offen ist, umfasst. In diesem Fall können in dem säulenförmigen Wabenstruktursegment 100 die ersten Zellen 108 und die zweiten Zellen 110 abwechselnd aneinander angrenzend angeordnet sein, wobei die Trennwände 112 dazwischen angeordnet sind, so dass beide Stirnflächen ein Schachbrettmuster aufweisen.
  • Wenn rußhaltiges Abgas der ersten Stirnfläche 104 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 zugeführt wird, wird das Abgas in die ersten Zellen 108 eingeleitet, wobei es in den ersten Zellen 108 stromabwärts weitergeht. In den ersten Zellen 108 ist die zweite Stirnfläche 106 auf der stromabwärts gelegenen Seite abgedichtet, so dass das Abgas durch die porösen Trennwände 112 strömt, die die ersten Zellen 108 und die zweiten Zellen 110 unterteilen, und in die zweiten Zellen 110 strömt. Weil der Ruß nicht durch die Trennwände 112 gehen kann, wird er aufgefangen und in den ersten Zellen 108 abgelagert. Nachdem der Ruß entfernt worden ist, strömt das saubere Abgas in die zweiten Zellen 110, wobei es stromabwärts in den zweiten Zellen 110 weitergeht und auf der stromabwärts gelegenen Seite aus der zweiten Stirnfläche 106 ausströmt.
  • Die äußere Form des säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 ist nicht besonders eingeschränkt, solange wie es eine Säulenform aufweist. Es können z. B. Säulenformen mit polygonalen Stirnflächen angewendet werden. Als die Polygone können Vierecke (Rechtecke, Quadrate und dergleichen), Sechsecke und dergleichen erwähnt werden. In einer typischen Ausführungsform kann die äußere Form des säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 eine viereckige Prismenform sein. Ferner kann die Größe des säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 so sein, dass es z. B. eine Stirnfläche von 100 bis 3.600 mm2 und typischerweise 400 bis 2.500 mm2 aufweist. Die Länge (Höhe) des säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 in der Erstreckungsrichtung der Zellen kann z. B. 100 bis 500 mm betragen und kann typischerweise 120 bis 400 mm betragen.
  • Die Form der Zellen in einem Querschnitt orthogonal zu der Richtung, in der sich die ersten Zellen 108 und die zweiten Zellen 110 erstrecken, (der Höhenrichtung) ist nicht eingeschränkt, sondern ist vorzugsweise ein Viereck, ein Sechseck, ein Achteck oder eine Kombination daraus. Unter diesen sind Quadrate und Sechsecke bevorzugt. Indem die Form der Zellen wie diese gemacht wird, wird der Druckverlust, wenn das Abgas strömt, verringert. wenn das säulenförmige Wabenstruktursegment 100 als ein Partikelfilter verwendet wird, wobei die Reinigungsleistung verbessert ist.
  • Das Material des säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 ist nicht eingeschränkt, wobei es aber eine poröse Keramik sein kann. Was die Keramiken betrifft, können Cordierit, Mullit, Zirconiumphosphat, Aluminiumtitanat, Siliciumcarbid, ein Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff (z. B. Si-gebundenes SiC), ein Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Zirconiumdioxid, Spinell, Indialit, Saphirin, Korund, Titanoxid, Siliciumnitrid und dergleichen erwähnt werden. Zusätzlich kann unter diesen Keramiken eine Sorte allein enthalten sein, wobei zwei oder mehr Sorten gleichzeitig enthalten sein können. Als Beispiele anderer Materialien für das säulenförmige Wabenstruktursegment 100 kann poröses Sintermetall erwähnt werden, das eine Legierungskomponente umfasst, die als eine Hauptkomponente eines oder mehrere enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Fe, Cr, Mo und Ni umfasst.
  • Die durchschnittliche Dicke der Trennwände 112 in jedem säulenförmigen Wabenstruktursegment 100 ist nicht eingeschränkt, wobei sie aber vorzugsweise 0,1 mm bis 0,5 mm beträgt. Durch das Festlegen der durchschnittlichen Dicke der Trennwände 112 auf vorzugsweise 0,1 mm oder größer, bevorzugter 0,2 mm oder größer, kann die Festigkeit jedes säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 sichergestellt werden. Ferner kann durch das Festlegen der durchschnittlichen Dicke der Trennwände 112 auf vorzugsweise 0,5 mm oder kleiner, bevorzugter 0,4 mm oder kleiner, der Druckverlust verringert werden, wenn das Abgas durch jedes säulenförmige Wabenstruktursegment 100 strömt.
  • In der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Dicke einer Trennwand auf eine Länge eines Liniensegments über die Trennwand, wenn die Schwerpunkte benachbarter Zellen durch dieses Liniensegment in einem Querschnitt senkrecht zu der Richtung, in der sich die Zellen erstrecken, verbunden sind. Die durchschnittliche Dicke der Trennwände bezieht sich auf den Durchschnittswert der Dicke aller Trennwände in jedem säulenförmigen Wabenstruktursegment.
  • In jedem säulenförmigen Wabenstruktursegment kann die durchschnittliche Porosität der Trennwände 112 z. B. 30 % bis 80 % betragen, wobei sie vorzugsweise 50 % bis 70 % beträgt. Indem die durchschnittliche Porosität der Trennwände innerhalb des obigen Bereichs festgelegt wird, gibt es einen Vorteil, dass der Druckverlust unterdrückt werden kann, während die Festigkeit des hergestellten säulenförmigen Wabenstruktursegments aufrechterhalten wird. Wenn andererseits die durchschnittliche Porosität kleiner als 30 % ist, tritt ein Problem einer Zunahme des Druckverlusts auf, wobei, wenn die durchschnittliche Porosität 80 % übersteigt, Wirkungen, wie z. B. eine Abnahme der Festigkeit und eine Abnahme der Wärmeleitfähigkeit, verursacht werden. Hier ist die durchschnittliche Porosität der Trennwände ein Durchschnittswert, wenn mehrere Proben der Trennwände gleichmäßig aus dem säulenförmigen Wabenstruktursegment entnommen werden und die Porosität jeder Probe durch eine Bildanalyse gemessen wird. Spezifisch wird für jede Probe ein REM-Beobachtungsbild mit einer 300-fachen Vergrößerung oder mehr aufgenommen und in drei Bereiche aufgeteilt: einen Hohlraumabschnitt, einen Katalysatorabschnitt (falls vorhanden) und einen Grundmaterialabschnitt. Das Flächenverhältnis der Fläche des Hohlraumabschnitts + des Katalysatorabschnitts (falls vorhanden) zur Fläche der gesamten drei Bereiche ist als der Hohlraumprozentsatz = die Porosität definiert. Das heißt, die Porosität ist hier die Porosität vor dem Tragen des Katalysators.
  • Zusätzlich ist der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwände jedes säulenförmigen Wabenstruktursegments nicht eingeschränkt, sondern er beträgt vom Standpunkt des Ausgleichs zwischen der Leichtigkeit des Tragens des Katalysators, des PM-Auffangwirkungsgrades und der Festigkeit vorzugsweise 7 µm bis 40 µm, bevorzugter 7 µm bis 30 µm und noch bevorzugter 7 µm bis 23 µm. Hier ist der durchschnittliche Porendurchmesser der Trennwände ein Durchschnittswert, wenn mehrere Proben der Trennwände gleichmäßig aus dem säulenförmigen Wabenstruktursegment entnommen und der durchschnittliche Porendurchmesser jeder Probe durch ein Quecksilbereindringverfahren gemessen wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 100 eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 kleiner als eine durchschnittliche Porosität der Trennwände 112. Bei dieser Konfiguration wird es schwierig, dass der Katalysator auf der äußeren Umfangsseitenwand jedes Segments getragen wird, wobei andererseits der Anteil des auf den Trennwänden getragenen Katalysators, der zur Verbesserung der katalytischen Leistung beiträgt, erhöht werden kann. Das heißt, weil das Verhältnis des Katalysators, der effektiv im Filter verwendet wird, zunimmt, wird die katalytische Leistung verbessert, wenn die auf dem Filter getragene Menge die gleiche ist. Zusätzlich enthält das Verbindungsmaterial herkömmlich manchmal Na als eine Verunreinigung. In diesem Fall gibt es eine Möglichkeit, dass aufgrund der Diffusion des Na in das Innere des Segments die Katalysatorkomponente, wie z. B. Zeolith, Na absorbiert und dadurch die katalytische Leistung verschlechtert wird. Es wird jedoch erwartet, dass durch das Verringern der durchschnittlichen Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 eine Wirkung erhalten werden kann, die verhindert, dass das Na in das Segment diffundiert. Das Verhältnis der durchschnittlichen Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 zu der durchschnittlichen Porosität der Trennwände 112 beträgt vorzugsweise 50 % oder kleiner, bevorzugter 30 % oder kleiner und noch bevorzugter 10 % oder kleiner. Die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand ist ein Durchschnittswert, wenn mehrere Proben, die die gesamte Dicke der äußeren Umfangsseitenwand abdecken, entnommen werden und die Porosität der gesamten äußeren Umfangsseitenwand jeder Probe in der Dickenrichtung durch eine Bildanalyse gemessen wird. Spezifisch wird für jede Probe ein REM-Beobachtungsbild mit einer 300-fachen Vergrößerung oder mehr aufgenommen und in drei Bereiche unterteilt: einen Hohlraumabschnitt, einen Katalysatorabschnitt (falls vorhanden) und einen Grundmaterialabschnitt. Das Flächenverhältnis der Fläche des Hohlraumabschnitts + des Katalysatorabschnitts (falls vorhanden) zur Fläche der gesamten drei Bereiche ist als der Hohlraumprozentsatz = die Porosität definiert. Das heißt, die Porosität ist hier die Porosität vor dem Tragen des Katalysators.
  • Die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 beträgt vorzugsweise z. B. 8 % bis 35 %. Es ist bevorzugt, dass die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 kleiner ist, weil das Verhältnis des Katalysatorbreis, der die Poren der äußeren Umfangsseitenwand 102 füllt, kleiner wird. In dieser Hinsicht beträgt die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 vorzugsweise 35 % oder kleiner, bevorzugter 20 % oder kleiner und noch bevorzugter 10 % oder kleiner. Wenn jedoch fast alle Poren der äußeren Umfangsseitenwand 102 gefüllt sind, wird die Feuchtigkeitsabsorption aus dem zum Verbinden der Segmente verwendeten Verbindungsmaterialbrei unzureichend, so dass es eine Möglichkeit gibt, dass der Verbindungsmaterialbrei nicht leicht getrocknet wird oder der Verbindungszustand zwischen dem Verbindungsmaterial 107 und der äußeren Umfangsseitenwand 102 schwach wird. Deshalb wird die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 vorzugsweise auf 3 % oder größer, bevorzugter 5 % oder größer und noch bevorzugter 8 % oder größer festgelegt. Zusätzlich kann in Bezug darauf eine wasserabsorbierende Unterschicht auf der äußeren Umfangsfläche der äußeren Umfangsseitenwand 102 vorgesehen sein, um die Wasserabsorbierbarkeit zu verbessern. Als die Unterschicht kann eine poröse Keramikschicht verwendet werden, die hauptsächlich aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder dergleichen besteht.
  • In jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 100 kann, um die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand 102 kleiner als die durchschnittliche Porosität der Trennwände 112 zu machen, wenigstens ein Teil der Poren in der äußeren Umfangsseitenwand 102 mit einem Füllstoff gefüllt sein. Der Füllstoff kann Zuschlagstoffpartikeln umfassen. Von Standpunkt des Verhinderns einer Verschlechterung des Katalysators beträgt die Na-Konzentration im Füllstoff vorzugsweise 0,02 Massen- % oder weniger.
  • Die Zuschlagstoffpartikeln können z. B. eine Sorte, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirconiumdioxid, Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat, Siliciumnitrid, Cordierit, Mullit, Zirconiumphosphat, Titanoxid, ein Metall auf Fe-Cr-AI-Basis, ein Metall auf Nickelbasis und metallisches Si umfasst, als eine Hauptkomponente umfassen oder als eine Hauptkomponente eine Mischung aus zwei oder mehr Sorten umfassen, die aus dieser Gruppe ausgewählt sind. Vorzugsweise können die Zuschlagstoffpartikeln eine Sorte, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirconiumdioxid, Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat, Siliciumnitrid und Cordierit umfasst, als eine Hauptkomponente umfassen oder sie können eine Mischung aus zwei oder mehr Sorten, die aus dieser Gruppe ausgewählt sind, als eine Hauptkomponente umfassen. Unter diesen ist Siliciumcarbid, das ein Material mit geringer Affinität zu Na ist, bevorzugter. Wenn die Trennwände aus einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff (z. B. Si-gebundenes SiC) hergestellt sind, ist es bevorzugt, metallisches Si als eine Hauptkomponente eines Bindemittels zwischen den Zuschlagstoffen zu verwenden, weil das Verbinden zwischen den Zuschlagstoffen durch Brennen bei einer tieferen Temperatur möglich ist und die Zähigkeit des Materials nach dem Brennen hoch ist und ein Bruch verhindert wird. Hier bedeutet die „Hauptkomponente“ der Zuschlagstoffpartikeln eine Komponente, auf die 50 Masse- % oder mehr, vorzugsweise 70 Masse- % oder mehr, bevorzugter 90 Masse- % oder mehr der Zuschlagstoffpartikeln entfallen. Ferner können als die Zuschlagstoffpartikeln außerdem die Partikeln verwendet werden, die in einer Zwischenschicht enthalten sind, wenn die Katalysatorkomponente auf der Wabenstruktur getragen ist, wie z. B. γ-Aluminiumoxid, Cerdioxid, Zirconiumdioxid, ein Verbundoxid auf Cerdioxidbasis und ein Verbundoxid auf Zirconiumdioxidbasis.
  • Der Füllstoff umfasst vorzugsweise ein Bindemittel. Das Bindemittel weist eine Funktion auf, die Zuschlagstoffpartikeln mit der Innenfläche der Poren auf der äußeren Umfangsseitenwand zu verbinden. Die Beispiele des Bindemittels, das geeignet verwendet werden kann, enthalten kolloidale Sole, wie z. B. Siliciumdioxidsol und Aluminiumoxidsol, und Schichtverbindungen, die quellen und Verbindungseigenschaften aufweisen. Wenn ein REM-Beobachtungsbild mit einer 300-fachen Vergrößerung oder mehr aufgenommen wird, werden in der vorliegenden Beschreibung die Partikeln mit einem Partikeldurchmesser (Durchmesser eines äquivalenten Kreises), der 0,3 µm übersteigt, als die Zuschlagstoffpartikeln betrachtet, während die Partikeln mit einem Partikeldurchmesser (Durchmesser eines äquivalenten Kreises) von 0,3 µm oder kleiner als ein Bindemittel betrachtet werden.
  • Um die Menge des Katalysators zu minimieren, die in der äußeren Umfangsseitenwand 102 getragen wird und nicht wirksam verwendet werden kann, ist die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand 102 vorzugsweise 1,8-mal oder weniger, bevorzugter 1,5-mal oder weniger, noch bevorzugter 1,2-mal oder weniger und noch bevorzugter 1,0-mal oder weniger so dick wie die durchschnittliche Dicke der Trennwände 112. Zusätzlich ist vom Standpunkt des Sicherstellens der Festigkeit des säulenförmigen Wabenstruktursegments 100 die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand 102 vorzugsweise 0,5-mal oder mehr, bevorzugter 0,8-mal oder mehr so dick wie die durchschnittliche Dicke der Trennwände 112. Insbesondere wird in jedem säulenförmigen Wabenstruktursegment 100, falls die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand 102 0,5-mal oder mehr und 1,2-mal oder weniger so dick wie die durchschnittliche Dicke der Trennwände 112 ist, der Ausgleich zwischen der Wirkung des Verringerns der Menge des auf der äußeren Umfangsseitenwand und dem Verbindungsmaterial getragenen Katalysators und der Festigkeit des säulenförmigen Wabenstruktursegments verbessert. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand auf einen Durchschnittswert der Dicken von beliebig vielen Abschnitten der äußeren Umfangsseitenwand, die einheitlich in einem Querschnitt senkrecht zu der Richtung, in der sich die Zellen erstrecken, gemessen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 100 die äußere Umfangsseitenwand 102 so, dass die durchschnittliche Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand 102 vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand 102 nach innen kleiner als die durchschnittliche Porosität der Trennwände 112 ist. Bei dieser Konfiguration kann das Verhältnis des in die Poren der äußeren Umfangsseitenwand 102 gefüllten Katalysatorbreis wirksam verringert werden. Das Verhältnis der durchschnittlichen Porosität des Bereichs der äußeren Umfangsseitenwand 102 zur durchschnittlichen Porosität der Trennwände 112 beträgt vorzugsweise 70 % oder weniger, bevorzugter 50 % (die Hälfte) oder weniger und noch bevorzugter 25 % oder weniger. Die durchschnittliche Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand ist ein Durchschnittswert, wenn mehrere Proben, die den Bereich enthalten, entnommen werden und die Porosität des Bereichs jeder Probe durch eine Bildanalyse gemessen wird. Spezifisch wird für jede Probe ein REM-Beobachtungsbild mit einer 300-fachen Vergrößerung oder mehr aufgenommen und in drei Bereiche unterteilt: einen Hohlraumabschnitt, einen Katalysatorabschnitt (falls vorhanden) und einen Grundmaterialabschnitt. Das Flächenverhältnis der Fläche des Hohlraumabschnitts + des Katalysatorabschnitts (falls vorhanden) zur Fläche der gesamten drei Bereiche ist als der Hohlraumprozentsatz = die Porosität definiert. Das heißt, die Porosität ist hier die Porosität vor dem Tragen des Katalysators.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 100 die äußere Umfangsseitenwand 102 so, dass die durchschnittliche Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand 102 vom innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand 102 nach außen (die im Folgenden außerdem als die „durchschnittliche Porosität der inneren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand“ bezeichnet wird) höher als die durchschnittliche Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand 102 vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand 102 nach außen (die im Folgenden außerdem als die „durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand“ bezeichnet wird) ist. Weil die durchschnittliche Porosität der inneren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand höher als die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand ist, ist es möglich zu verhindern, dass ein Bereich mit einer geringen Porosität die Trennwände 112 über die äußere Umfangsseitenwand hinaus erreicht. Wenn die Porosität der Trennwände 112 gering ist, wird der Katalysator nicht leicht auf den Trennwänden 112 getragen, so dass es ein Problem gibt, dass die Trennwände 112 nicht wirksam zum Reinigen des Abgases verwendet werden. Das Verhältnis der durchschnittlichen Porosität der äußeren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand zur durchschnittlichen Porosität der inneren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand beträgt vorzugsweise 35 % oder weniger, bevorzugter 20 % oder weniger und noch bevorzugter 10 % oder weniger. Bei dem Messverfahren der durchschnittlichen Porosität der äußeren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand und der durchschnittlichen Porosität der inneren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand werden jeweils mehrere Proben, die den entsprechenden Bereich enthalten, entnommen, wobei die Porosität des Bereichs jeder Probe durch eine Bildanalyse gemessen wird und der Durchschnitt berechnet wird. Die spezifische Prozedur ist die gleiche wie das Verfahren zum Messen der durchschnittlichen Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand.
  • Gemäß einer Ausführungsform befindet sich in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 100 ein Unterschied zwischen der durchschnittlichen Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 10 % der äußeren Umfangsseitenwand 102 vom innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand 102 nach außen und der durchschnittlichen Porosität der Trennwände 112 innerhalb von 5 %. Der Unterschied der durchschnittlichen Porosität befindet sich vorzugsweise innerhalb von 3 %, bevorzugter innerhalb von 1 %. Die Tatsache, dass sich die durchschnittliche Porosität des Bereichs in der Nähe des innersten Umfangsabschnitts der äußeren Umfangsseitenwand 102 auf einem ähnlichen Niveau wie die durchschnittliche Porosität der Trennwände 112 befindet, bedeutet, dass der Bereich mit einer geringen Porosität nicht tief in die Trennwände 112 über die äußere Umfangsseitenwand 102 hinaus eindringt, was vorzugsweise bedeutet, dass der Bereich mit einer geringen Porosität die Trennwände 112 über die äußere Umfangsseitenwand 102 hinaus nicht erreicht. Zusätzlich ist normalerweise die durchschnittliche Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 10 % der äußeren Umfangsseitenwand 102 vom innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand 102 nach außen kleiner als die oder gleich der durchschnittlichen Porosität der Trennwände 112.
  • (Verfahren zum Herstellen des Filters)
  • Die erste Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Filters gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
    • einen Schritt 1A des Herstellens mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken;
    • einen Schritt 2A des Imprägnierens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einem Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel umfasst, von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite und des anschließenden Brennens, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
    • einen Schritt 3A des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  • Im Schritt 1A werden mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, hergestellt. Das säulenförmige Wabenstruktursegment aus einer porösen Keramik kann gemäß einem öffentlich bekannten Verfahren zum Herstellen einer Wabenstruktur hergestellt werden, wobei das Verfahren im Folgenden beispielhaft dargestellt wird. Zuerst wird ein Rohling hergestellt, der einen vorgegebenen Keramikausgangsstoff, ein Dispersionsmedium, einen Porenbildner und ein Bindemittel enthält. Als Nächstes wird der Rohling einem Strangpressverfahren unterworfen, um einen Wabenformling zu bilden. Zum Zeitpunkt des Strangpressens kann ein Extrusionswerkzeug mit einer gewünschten Gesamtform, Zellenform, Trennwanddicke, Zellendichte und dergleichen verwendet werden. Das Verfahren zum Abdichten der Stirnfläche des Wabenformlings ist nicht besonders eingeschränkt, wobei ein wohlbekanntes Verfahren zum Füllen der Zellenöffnungen auf der Stirnfläche, auf der eine vorgegebene Maske befestigt ist, mit einem Abdichtbrei verwendet werden kann. Danach kann durch das Brennen des getrockneten Wabenformlings ein säulenförmiges Wabenstruktursegment hergestellt werden. Die Brennbedingungen können abhängig vom Material des Segments irgendwelche öffentlich bekannten Bedingungen sein, wobei sie nicht besonders eingeschränkt sind.
  • Im Schritt 2A wird für jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, die in Schritt 1A hergestellt wurden, ein Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel enthält, von dem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite imprägniert und dann gebrannt, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, bei denen eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist. Vorzugsweise enthält der Brei ein Bindemittel.
  • Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Zuschlagstoffpartikeln beträgt vor der Imprägnierung mit dem Brei vorzugsweise 2 % bis 60 %, bevorzugter 10 % bis 50 %, noch bevorzugter 30 % bis 40 % des durchschnittlichen Porendurchmessers der äußeren Umfangsseitenwand. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Zuschlagstoffpartikeln kleiner als 2 % des durchschnittlichen Porendurchmessers der äußeren Umfangsseitenwand vor der Imprägnierung mit dem Brei ist, sind die in die Poren der äußeren Umfangsseitenwand zu füllenden Partikeln bezüglich des Porendurchmessers zu klein, so dass es eine Möglichkeit gibt, dass die Poren nicht ausreichend gefüllt werden können. Das heißt, sie können nicht in den Poren gehalten werden und können hindurchgehen. Falls andererseits der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Zuschlagstoffpartikeln 60 % des durchschnittlichen Porendurchmessers der äußeren Umfangsseitenwand vor der Imprägnierung mit dem Brei überschreitet, sind die in die Poren der äußeren Umfangsseitenwand zu füllenden Partikeln bezüglich des Porendurchmessers zu groß, so dass es eine Möglichkeit gibt, dass die Partikeln nicht in die Poren gefüllt werden können (nicht in die Poren eintreten). Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Zuschlagstoffpartikeln bezieht sich auf einen Mediandurchmesser (D50) in einer volumenbasierten kumulativen Partikeldurchmesserverteilung, die durch ein Laserbeugungsverfahren gemessen wird.
  • Außerdem sind bevorzugte Ausführungsformen der Zuschlagstoffpartikeln und des Bindemittels in dem Brei so, wie oben beschrieben worden ist. Als das Lösungsmittel in dem Brei ist es bevorzugt, Wasser, Alkohol oder eine Mischung aus beiden als eine Hauptkomponente zu verwenden. Hier bezieht sich die „Hauptkomponente“ des Lösungsmittels auf eine Komponente, auf die 50 Masse- % oder mehr, vorzugsweise 70 Masse- % oder mehr, bevorzugter 90 Masse- % oder mehr des Lösungsmittels entfallen.
  • Vom Standpunkt des Verringerns der durchschnittlichen Porosität der äußeren Umfangsseitenwand beträgt die Konzentration des Porenbildners in dem Brei vorzugsweise 0,5 Massen- % oder weniger, bevorzugter 0,2 Massen- % oder weniger und noch bevorzugter 0 Massen- %.
  • Ferner kann der Brei geeignet ein Dispergiermittel und/oder ein Antischaummittel enthalten.
  • Als ein Verfahren zum Imprägnieren des Breis, der die Zuschlagstoffpartikel, das Verbindungsmaterial und das Lösungsmittel enthält, vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen kann z. B. ein Verfahren zum Aufbringen des Breis auf den äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand für jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente erwähnt werden. Zusätzlich kann ein Verfahren zum Abdichten der beiden Stirnflächen jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente und dann des vollständigen Imprägnierens mit dem Brei verwendet werden. Als ein Verfahren zum Abdichten beider Stirnflächen kann das gleiche Verfahren wie ein im Folgenden beschriebenes Verfahren zum Anbringen eines Verbindungsmaterial-Haftverhinderungsfilms auf beiden Stirnflächen erwähnt werden.
  • Beim Brennen nach der Breiimprägnierung ist es bevorzugt, eine Wärmebehandlung des Breis bei einer Temperatur und während eines Zeitraums auszuführen, so dass die Zuschlagstoffpartikeln an den Poren in der äußeren Umfangsseitenwand fixiert werden können. Wenn der Brei z. B. die Zuschlagstoffpartikeln mit der gleichen Zusammensetzung wie die Trennwände enthält, ist eine Wärmebehandlung unter den zu den Brennbedingungen der Trennwände ähnlichen Bedingungen erforderlich, um eine Verbindungseigenschaft zu verleihen. Wenn ein Bindemittel, wie z. B. kolloidales Siliciumdioxid, das eine Festigkeit bei 700 bis 800 °C entwickelt, kombiniert wird, ist ferner eine Wärmebehandlung bei einer niedrigen Temperatur möglich.
  • Der Betrag der Abnahme der durchschnittlichen Porosität der äußeren Umfangsseitenwand bezüglich der durchschnittlichen Porosität der Trennwände und der Betrag der Abnahme des durchschnittlichen Porendurchmessers der äußeren Umfangsseitenwand bezüglich des durchschnittlichen Porendurchmessers der Trennwände können durch den durchschnittlichen Partikeldurchmesser und -gehalt der in dem Brei enthaltenen Zuschlagstoffpartikeln und die Anzahl der Imprägnierungen mit dem Brei eingestellt werden. Ferner ist es bevorzugt, die Partikeln in dem durch die Imprägnierungsoperation in die Poren der äußeren Umfangsseitenwand gefüllten Brei so zu steuern, dass sie nur in der äußeren Umfangswand verbleiben und die Trennwände, die die Zellen aufteilen, nicht erreichen. Die Steuerung kann durch die Viskosität des Breis, die Imprägnierungszeit in dem Brei, die Menge des aufgebrachten Breis und dergleichen eingestellt werden.
  • Im Schritt 3A werden die Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, bei denen die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist, über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden, um einen Segmentverbundkörper zu erhalten. Der Segmentverbundkörper kann z. B. durch die folgende Prozedur hergestellt werden. Auf die Verbindungsflächen (Seitenflächen) wird ein Verbindungsmaterial aufgetragen, wobei an den beiden Stirnflächen jedes säulenförmigen Wabenstruktursegments Verbindungsmaterial-Haftverhinderungsfilme haften. Als Nächstes werden diese Segmente angrenzend angeordnet, so dass die Seitenflächen der Segmente einander zugewandt sind, wobei die benachbarten Segmente durch Druck verbunden werden und dann durch Erwärmen getrocknet werden. In dieser Weise wird ein Segmentverbundkörper hergestellt, bei dem die Seitenflächen der angrenzenden Segmente durch das Verbindungsmaterial verbunden sind.
  • Das Material für den Verbindungsmaterial-Haftverhinderungsfilm ist nicht besonders eingeschränkt, wobei aber z. B. ein Kunstharz, wie z. B. Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyimid oder Teflon (eingetragenes Warenzeichen), geeignet verwendet werden kann. Zusätzlich weist der Film vorzugsweise einer Klebstoffschicht auf, wobei das Material der Klebstoffschicht vorzugsweise ein Acrylharz, ein Kautschukharz (z. B. ein Gummi, der hauptsächlich aus Naturkautschuk oder Synthesekautschuk besteht) oder ein Siliconharz ist.
  • Als das Verbindungsmaterial kann z. B. ein Material verwendet werden, das durch Mischen eines Keramikpulvers, eines Dispersionsmediums (z. B. Wasser und dergleichen) und, falls erforderlich, Zusatzstoffen, wie z. B. eines Bindemittels, eines Entflockungsmittels und eines geschäumten Harzes, hergestellt wird. Die Keramiken enthalten Cordierit, Mullit, Zirconiumphosphat, Aluminiumtitanat, Siliciumcarbid, einen Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff (z. B. Si-gebundenes SiC), einen Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff, Zirconiumdioxid, Spinell, Indialit, Saphirin, Korund, Titanoxid, Siliciumnitrid und dergleichen, wobei sie bevorzugter das gleiche Material wie die säulenförmige Wabenstruktur sind. Beispiele des Bindemittels enthalten Polyvinylalkohol und Methylcellulose und dergleichen.
  • Die zweite Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Filters gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
    • einen Schritt 1B des Herstellens mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken;
    • einen Schritt 2B des Imprägnierens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einem metallischen Si von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite und des anschließenden Brennens, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
    • einen Schritt 3B des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  • Der Schritt 1B ist der gleiche wie der Schritt 1A, deshalb wird seine ausführliche Beschreibung weggelassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch bevorzugt, dass das im Schritt 1B hergestellte säulenförmige Wabenstruktursegment aus einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff (z. B. Si-gebundenes SiC) besteht.
  • Im Schritt 2B wird für jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik ein metallisches Si von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite imprägniert und danach gebrannt, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist. Als ein Verfahren zum Imprägnieren von metallischem Si vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite kann z. B. ein Verfahren erwähnt werden, bei dem eine metallische Si-Flocke auf der äußeren Umfangsfläche eines gebrannten porösen Segmentkörpers angeordnet oder um diese gewickelt wird und die Temperatur durch das Erwärmen des gesamten Körpers auf eine Temperatur, die gleich dem oder höher als der Schmelzpunkt des metallischen Si ist, erhöht wird, um das Kapillarphänomen auszunutzen, durch das das geschmolzene metallische Si in den Poren absorbiert wird.
  • Der Schritt 3B ist der gleiche wie der Schritt 3A, wobei seine ausführliche Beschreibung weggelassen wird.
  • Die dritte Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Filters gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
    • einen Schritt 1C des Herstellens mehrerer ungebrannter säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, durch Bilden und Trocknen eines Rohlings;
    • einen Schritt 2C des Imprägnierens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente mit einem Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel umfasst, von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite;
    • einen Schritt 3C des Brennens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente nach dem Schritt 2C, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
    • einen Schritt 4C des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  • Im Schritt 1C werden mehrere ungebrannte säulenförmige Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, durch Formen und Trocknen eines Rohlings hergestellt. Das ungebrannte säulenförmige Wabenstruktursegment kann gemäß einem öffentlich bekannten Verfahren zum Herstellen einer Wabenstruktur hergestellt werden, wobei das Verfahren im Folgenden beispielhaft dargestellt wird. Zuerst wird ein Rohling hergestellt, der einen vorgegebenen Keramikausgangsstoff, ein Dispersionsmedium, einen Porenbildner und ein Bindemittel enthält. Als Nächstes wird der Rohling einem Strangpressverfahren unterzogen, um einen Wabenformling zu bilden. Zum Zeitpunkt des Strangpressens kann ein Extrudierwerkzeug mit einer gewünschten Gesamtform, Zellenform, Trennwanddicke, Zellendichte und dergleichen verwendet werden. Das Verfahren zum Abdichten der Stirnfläche des Wabenformlings ist nicht besonders eingeschränkt, wobei ein wohlbekanntes Verfahren zum Füllen der Zellenöffnungen auf der Stirnfläche, auf der eine vorgegebene Maske angebracht ist, mit einem Abdichtbrei verwendet werden kann.
  • Im Schritt 2C wird für jedes der im Schritt 1C hergestellten ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente ein Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel umfasst, vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite imprägniert. Vorzugsweise enthält der Brei ein Bindemittel. Der Schritt 2C kann in Übereinstimmung mit dem Schritt 2A ausgeführt werden, wobei seine ausführliche Beschreibung weggelassen wird.
  • Im Schritt 3C wird jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente nach dem Schritt 2C gebrannt, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Trennwände, die äußere Umfangsseitenwand und der in die äußere Umfangsseitenwand imprägnierte Brei gleichzeitig gebrannt. Deshalb können die für den Brei verwendeten Zuschlagstoffpartikeln der gleiche Keramikausgangsstoff wie die Trennwände sein. Die Brennbedingungen können abhängig vom Material des Segments irgendwelche öffentlich bekannten Bedingungen sein und sind nicht besonders eingeschränkt.
  • Der Schritt 4C ist der gleiche wie der Schritt 3A, deshalb wird seine ausführliche Beschreibung weggelassen.
  • Die vierte Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Filters gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
    • einen Schritt 1D des Herstellens mehrerer ungebrannter säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, durch Bilden und Trocknen eines Rohlings;
    • einen Schritt 2D des Imprägnierens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente mit einem metallischen Si von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite;
    • einen Schritt 3D des Brennens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente nach dem Schritt 2D, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und
    • einen Schritt 4D des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  • Der Schritt 1D ist der gleiche wie der Schritt 1C, deshalb wird seine ausführliche Beschreibung weggelassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch bevorzugt, dass die im Schritt 1D hergestellten ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente einen Formungsausgangsstoff zum Erhalten eines Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoffs (z. B. Si-gebundenes SiC), d. h., metallische Si-Partikeln und Siliciumcarbid-Partikeln, umfassen.
  • Im Schritt 2D wird für jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente ein metallisches Si vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite imprägniert, gefolgt von einem Trocknungsschritt. Als ein Verfahren zum Imprägnieren von metallischem Si vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite kann z. B. ein Verfahren erwähnt werden, bei dem eine metallische Si-Flocke auf der äußeren Umfangsfläche eines gebrannten porösen Segmentkörpers angeordnet oder um diese gewickelt wird und die Temperatur durch Erwärmen des gesamten Körpers auf eine Temperatur gleich dem oder höher als der Schmelzpunkt des metallischen Si erhöht wird, um das Kapillarphänomen auszunutzen, durch das das geschmolzene metallische Si in die Poren absorbiert wird.
  • Der Schritt 3D ist der gleiche wie der Schritt 3C und wird nicht ausführlich beschrieben.
  • Der Schritt 4D ist der gleiche wie der Schritt 3A und wird nicht ausführlich beschrieben.
  • Bezüglich des durch die obige Prozedur hergestellten Segmentverbundkörpers kann der äußere Umfangsabschnitt auf eine gewünschte Form (z. B. eine zylindrische Form) geschliffen werden und kann auf die äußere Umfangsseitenfläche ein Überzugmaterial aufgetragen werden, wobei dann durch Trocknen und eine Wärmebehandlung eine äußere Umfangswand gebildet werden kann. Das Überzugmaterial ist nicht besonders eingeschränkt, wobei ein öffentlich bekanntes Überzugmaterial für den Außenumfang verwendet werden kann. Als das Überzugmaterial für den Außenumfang kann hier z. B. ein Brei erwähnt werden, der durch das Hinzufügen eines Zusatzstoffes, wie z. B. eines organischen Bindemittels, eines geschäumten Harzes, eines Dispergiermittels und dergleichen und Wasser zu einem anorganischen Material, wie z. B. einer anorganischen Faser, kolloidalem Siliciumdioxid, Ton, Keramikpartikeln und dergleichen, und deren Kneten hergestellt wird. Zusätzlich ist das Verfahren zum Aufbringen des Überzugmaterials für den Außenumfang nicht besonders eingeschränkt, wobei ein öffentlich bekanntes Verfahren verwendet werden kann.
  • Abhängig von der Anwendung kann ein geeigneter Katalysator auf dem Filter getragen sein. Als ein Verfahren zum Tragen des Katalysators auf dem Filter kann z. B. ein Verfahren erwähnt werden, bei dem ein Katalysatorbrei durch ein herkömmliches öffentlich bekanntes Saugverfahren oder dergleichen in die Zellen eingebracht und an der Oberfläche oder den Poren der Trennwände befestigt wird und dann einer Hochtemperaturbehandlung unterworfen wird, so dass der in dem Katalysatorbrei enthaltene Katalysator gebrannt wird und an den Trennwänden getragen wird.
  • Die Beispiele des Katalysators enthalten, sind aber nicht eingeschränkt auf einen Oxidationskatalysator (DOC) zum Oxidieren und Verbrennen von Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO), um die Abgastemperatur zu erhöhen, einen PM-Verbrennungskatalysator, um die Verbrennung von PM, wie z. B. Ruß, zu unterstützen, SCR-Katalysatoren und NSR-Katalysatoren zum Entfernen von Stickstoffoxiden (NOx) und Dreiwegekatalysatoren, die Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickstoffoxide (NOx) gleichzeitig entfernen können. Die Katalysatoren können geeignet z. B. Edelmetalle (Pt, Pd, Rh und dergleichen), Alkalimetalle (Li, Na, K, Cs und dergleichen), Erdalkalimetalle (Ca, Ba, Sr und dergleichen), Seltene Erden (Ce, Sm, Gd, Nd, Y, Zr, Ca, La, Pr und dergleichen) und Übergangsmetalle (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sc, Ti, V, Cr und dergleichen) und dergleichen enthalten.
  • Insbesondere bei einem DPF für einen Personenkraftwagen ist ein SCR-Katalysator wie ein Cu-substituierter Zeolith oder ein Fe-substituierter Zeolith auf dem DPF getragen, um gleichzeitig Rußauffang- und NOx-Reinigungsfunktionen aufzuweisen. In diesem Fall ist es möglich, NOx mit Ammoniak zu reinigen, das durch Zerlegen von Harnstoff im Fahrzeug gewonnen wird. Weil Zeolith oft Na als eine Verunreinigungskomponente enthält, ist die Wirkung des Anwendens der vorliegenden Erfindung besonders hoch, wenn ein Zeolith enthaltender Katalysator auf einem Filter getragen wird.
  • Im Fall eines DPF und eines GPF gibt es zusätzlich zum SCR-Katalysator einen Fall, in dem ein Katalysator, der ein Edelmetall, wie z. B. Platin, zum Oxidieren und Verbrennen von Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffen (HC) und Ruß enthält, in den Poren der Trennwände und auf der Oberfläche der Trennwände getragen wird; zusätzlich gibt es einen Fall, in dem ein Dreiwegekatalysator, der ein Edelmetall, wie z. B. Platin, Palladium und Rhodium, zum Verringern von CO, HC und NOx enthält, in den Poren der Trennwände und auf der Oberfläche der Trennwände getragen wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann außerdem in diesen Fällen die Menge des Katalysators und die Menge des Edelmetalls, die auf der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments getragen wird und nicht wirksam genutzt werden kann, verringert werden, so dass der Reinigungswirkungsgrad verbessert werden kann und die Menge des verwendeten Katalysators und die Menge des verwendeten Edelmetalls verringert werden können und eine Kostensenkung erreicht werden kann. Zusätzlich können die Kosten durch das Verringern der Materialmenge der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments gesenkt werden. Zusätzlich gibt es einen sekundären Effekt, dass die Gewichtsverringerung und die Verringerung der Wärmekapazität des Wabenstruktursegments erreicht werden, so dass die Anspringleistung verbessert wird. Es gibt außerdem einen sekundären Effekt, dass die Steifigkeit des Wabenstruktursegments abnimmt, so dass die erzwungene Dehnung, die aufgrund der Temperaturverteilung während des Gebrauchs auf das Verbindungsmaterial ausgeübt wird, verringert wird, wodurch das Auftreten von Rissen im Verbindungsmaterial verhindert wird.
  • BEISPIELE
  • Im Folgenden werden Beispiele zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile beschrieben, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele eingeschränkt ist.
  • (Beispiel 1)
  • SiC-Pulver und metallisches Si-Pulver wurden in einem Massenverhältnis von SiC-Pulver: metallischem Si-Pulver = 80 : 20 gemischt, wobei ein Porenbildner, ein organisches Bindemittel, ein oberflächenaktiver Stoff und Wasser hinzugefügt wurden, um einen plastischen Rohling zu erhalten. Der Rohling wurde stranggepresst und getrocknet, um einen säulenförmigen Wabenformling mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden zu erhalten, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken. An einem Ende jeder Zelle wurden Abdichtabschnitte gebildet, so dass beide Stirnflächen des säulenförmigen Wabenformlings ein Schachbrettmuster aufwiesen. Das heißt, die Abdichtabschnitte wurden so gebildet, dass angrenzende Zellen an gegenüberliegenden Enden abgedichtet waren. Das gleiche Material wie das des säulenförmigen Wabenformlings wurde als das Material der Abdichtabschnitte verwendet. Nachdem die Abdichtabschnitte in dieser Weise geformt und getrocknet waren, wurde der säulenförmige Wabenformling bei etwa 400 °C in der Luftatmosphäre entfettet und weiter bei etwa 1450 °C in einer Ar-Atmosphäre gebrannt, um die SiC-Partikeln mit dem Si im Formling zu verbinden und dadurch ein rechteckiges Parallelepiped-Wabenstruktursegment mit den folgenden Spezifikationen zu erhalten.
  • (Spezifikation des Wabenstruktursegments)
  • Äußere Form: Ein rechteckiges Parallelepiped mit quadratischen Stirnflächen von 42 mm auf jeder Seite und einer Höhe (Länge in der Richtung, in der sich die Zellen erstrecken) von 152 mm
    Durchschnittliche Porosität der Trennwände: 63 %
    Durchschnittlicher Porendurchmesser der Trennwände: 20 µm
    Durchschnittliche Dicke der Trennwände: 12 mil (305 µm)
    Zellquerschnittsform: quadratisch
    Zelldichte: etwa 46,5 Zellen/cm2 (300 Zellen/in2)
    Durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand: beschrieben in Tabelle 1-1
    Durchschnittlicher Porendurchmesser der äußeren Umfangsseitenwand: 20 µm
  • Als Nächstes wurden 150 Massenanteile kolloidales Siliciumdioxid (Wasserdispersion mit einem Feststoffgehalt von 40 %) mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser (der als ein Mediandurchmesser (D50) in einer volumenbasierten kumulativen Partikeldurchmesserverteilung, die durch ein Laserbeugungsverfahren gemessen wurde, bezeichnet wird) von 300 nm oder kleiner und 200 Massenanteile Wasser zu 150 Massenanteilen SiC-Partikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser, der in Tabelle 1-1 gezeigt ist, hinzugefügt, wobei die Mischung gründlich gerührt wurde, um einen Brei mit der in Tabelle 1 gezeigten Viskosität herzustellen. Beim Herstellen des Breis wurden geeignet ein Dispergiermittel und ein Antischaummittel hinzugefügt, wobei aber kein Porenbildner hinzugefügt wurde. Die Viskosität des Breis wurde bei 20 °C unter Verwendung eines Brookfield-Rotationsviskosimeters gemessen. Dann wurden beide Stirnflächen des Wabenstruktursegments mit einem Harzfilm abgedichtet, wobei das Ganze während der in Tabelle 1-1 gezeigten Kontaktzeit (im Fall des Eintauchens vom Beginn des Kontakts mit dem Brei bis zum Beginn des Abblasens) in den so erhaltenen Brei eingetaucht wurde. Dann wurde der überschüssige Brei durch Blasen mit Luft entfernt. Nachdem der in der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments imprägnierte Brei getrocknet war, wurde als Nächstes ein Brennen bei 700 °C in der Luftatmosphäre ausgeführt, um einen Bereich mit geringer Porosität in der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments zu bilden.
  • Anschließend wurde zu einer Mischung aus SiC-Pulver, Aluminosilicatfaser, wässriger Silciumdioxidsol-Lösung und Ton weiter Wasser hinzugefügt, wobei die Mischung während 30 Minuten unter Verwendung eines Mischers geknetet wurde, um ein pastenartiges Verbindungsmaterial zu erhalten. Dieses Verbindungsmaterial wurde auf die äußere Umfangsseitenfläche des Wabenstruktursegments aufgetragen, so dass es eine Dicke von etwa 1 mm aufwies, um eine Verbindungsmaterialschicht zu bilden, wobei ein weiteres Wabenstruktursegment, das in der gleichen Prozedur wie oben hergestellt wurde, darauf angeordnet wurde. Der Prozess wurde wiederholt, um ein Segmentlaminat herzustellen, das insgesamt 16 Wabenstruktursegmente in einer Kombination aus 4 Segmenten (vertikale Richtung) × 4 Segmenten (horizontale Richtung) enthält. Dann wurde das Ganze durch das geeignete Ausüben eines Drucks von außen verbunden und dann während 2 Stunden bei 120 °C getrocknet, um einen Segmentverbundkörper zu erhalten. Nach dem Schleifen des Außenumfangs des Segmentverbundkörpers, so dass die Außenform des Segmentverbundkörpers eine zylindrische Form wurde, wurde ein Überzugmaterial mit der gleichen Zusammensetzung wie das Verbindungsmaterial auf die bearbeitete Oberfläche aufgetragen, um die äußere Umfangswand neu zu bilden. Das Trocknen und das Aushärten wurden dann während 2 Stunden bei 700 °C in der Luftatmosphäre ausgeführt, um den Filter des Beispiels 1 zu erhalten.
  • (Beispiel 2)
  • Der Filter des Beispiels 2 wurde durch Ausführen des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 erhalten, mit Ausnahme, dass anstelle des Eintauchens des Wabenstruktursegments mit beiden abgedichteten Stirnflächen in den Brei ein Verfahren zum Aufbringen des Breis auf die gesamte äußere Umfangsseitenfläche des Wabenstruktursegments verwendet wurde und die Viskosität des Breis und die Kontaktzeit des Breis (im Fall des Aufbringens die Zeit vom Ende des Beschichtens bis zum Beginn des Blasens) in die in Tabelle 1-1 gezeigten Bedingungen geändert wurden.
  • (Beispiel 3)
  • Es wurden die gleichen säulenförmigen Wabenformlinge mit Abdichtabschnitten wie im Beispiel 1 hergestellt. Als Nächstes wurden zu 20 Massenanteilen einer Mischung, in der das SiC-Pulver und metallisches Si-Pulver, die beim Herstellen der säulenförmigen Wabenformlinge verwendet wurden, in einem Massenverhältnis von SiC-Pulver : metallischem Si-Pulver = 80 : 20 gemischt waren, 80 Massenanteile Wasser hinzugefügt und nach gutem Rühren ein Brei mit der in Tabelle 1-1 gezeigten Viskosität hergestellt. Beim Herstellen des Breis wurden geeignet ein Dispergiermittel und ein Antischaummittel hinzugefügt, wobei aber kein Porenbildner hinzugefügt wurde. Der erhaltene Brei wurde auf die gesamte äußere Umfangsseitenfläche der säulenförmigen Wabenformlinge aufgetragen. Nach dem Trocknen des aufgetragenen Breis wurde das Ganze bei 400 °C in der Luftatmosphäre entfettet und bei 1430 °C in der Ar-Atmosphäre weiter gebrannt, um Wabenstruktursegmente zu erhalten, die eine äußere Umfangsseitenwand mit einem Bereich geringer Porosität aufweisen. Danach wurde unter Verwendung der erhaltenen Wabenstruktursegmente das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 ausgeführt, um einen Segmentverbundkörper herzustellen, wobei folglich der Filter des Beispiels 3 erhalten wurde.
  • (Beispiel 4)
  • Der Filter des Beispiels 4 wurde durch das Ausführen des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 2 erhalten, mit Ausnahme, dass die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments auf den in Tabelle 1-1 gezeigten Wert geändert wurde.
  • (Beispiel 5)
  • Nach dem Mischen von 20 Massenanteilen Aluminiumoxidpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser, der in Tabelle 1-1 gezeigt ist, und 80 Massenanteilen Wasser wurde die Mischung gut gerührt, um einen Brei mit der in Tabelle 1-1 gezeigten Viskosität herzustellen. Beim Herstellen des Breis wurden geeignet ein Dispergiermittel und ein Antischaummittel hinzugefügt, wobei aber kein Porenbildner hinzugefügt wurde. Ferner wurden die gleichen Wabenstruktursegmente wie im Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme, dass die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments auf einen in Tabelle 1-1 gezeigten Wert geändert wurde. Als Nächstes wurde das gleiche Verfahren wie im Beispiel 2 ausgeführt, um den Filter des Beispiels 5 zu erhalten, mit Ausnahme, dass der Brei und die so erhaltenen Wabenstruktursegmente verwendet wurden und die Kontaktzeit des Breis in die in Tabelle 1-1 gezeigten Bedingungen geändert wurde.
  • (Beispiel 6)
  • Der Filter des Beispiels 6 wurde durch das Ausführen des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 5 erhalten, mit Ausnahme, dass die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments auf den in Tabelle 1-1 gezeigten Wert geändert wurde und die Viskosität des Breis und die Kontaktzeit des Breis in die in Tabelle 1-1 gezeigten Bedingungen geändert wurden.
  • (Beispiel 7)
  • Das Formen und das Brennen wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt, um Wabenstruktursegmente zu erhalten. Eine metallische Si-Folie mit einer Dicke von 200 µm wurde auf die gesamte äußere Umfangsseitenfläche der Wabenstruktursegmente geklebt und bei 1430 °C in einer Ar-Atmosphäre erneut gebrannt, um das metallische Si in die Poren in der äußeren Umfangsseitenwand der Wabenstruktursegmente zu imprägnieren. Im Ergebnis wurden Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand mit einem Bereich geringer Porosität erhalten. Danach wurde unter Verwendung der erhaltenen Wabenstruktursegmente das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 ausgeführt, um einen Segmentverbundkörper herzustellen, wobei folglich der Filter des Beispiels 7 erhalten wurde.
  • (Beispiele 8 bis 10, Vergleichsbeispiel 1 bis 3)
  • Die Filter der Beispiele 8 bis 10 und des Vergleichsbeispiels 1 bis 3 wurden durch das Ausführen des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 erhalten, mit Ausnahme, dass die durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments auf den in Tabelle 1-1 gezeigten Wert geändert wurde und der Schritt des Bildens eines Bereichs mit geringer Porosität in der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments nicht ausgeführt wurde.
  • (Merkmalsbewertung)
  • Die folgende durchschnittliche Porosität der Filter gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen, die durch die oben beschriebene Prozedur hergestellt wurden, wurde gemäß dem oben beschriebenen Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2 gezeigt.
    1. A: Durchschnittliche Porosität der gesamten äußeren Umfangsseitenwand
    2. B: Durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 20 % der äußeren Umfangsseitenwand vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen
    3. C: Durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 10 % der äußeren Umfangsseitenwand vom innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach außen
    4. D: Durchschnittliche Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand vom äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen (durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand)
    5. E: Durchschnittliche Porosität des Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand vom innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach außen (durchschnittliche Porosität der inneren Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand)
  • Das Verhältnis (%) des Porenvolumens in der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegmentes zum Gesamtporenvolumen des Wabenstruktursegmentes wurde durch eine REM-Bildanalyse der Filter gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen, die durch die obige Prozedur hergestellt wurden, gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2 gezeigt.
  • Dann wurde der Katalysator gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen, die durch die oben beschriebene Prozedur hergestellt wurden, auf den Filtern getragen, wobei ein einen Katalysator tragender Filter hergestellt wurde. Als der Katalysator wurde ein SCR-Katalysator verwendet. Das Verfahren zum Tragen des Katalysators auf dem Filter war ein Verfahren, bei dem die Katalysatorlösung nass auf den Filter aufgetragen wurde und dann bei 550 °C zum Brennen wärmebehandelt wurde. Dann wurde für den einen Katalysator tragenden Filter das Verhältnis (%) der Menge des Katalysators in der äußeren Umfangsseitenwand des Wabenstruktursegments zum gesamten Katalysator im Wabenstruktursegment durch eine REM-Bildanalyse gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2 gezeigt.
  • Die Bewertungskriterien waren wie folgt.
    ◯ (gut): das Verhältnis ist kleiner als 4,0 %.
    Δ (bestanden): das Verhältnis war 4,0 % oder größer und kleiner als 5,0 %
    X (nicht bestanden): das Verhältnis ist 5,0 % oder größer
  • Bezüglich der Filter gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen, die durch die obige Prozedur hergestellt wurden, wurde die Festigkeitsbewertung in Übereinstimmung mit einem hydrostatischen Drucktest (Einschließen des Filters in einem Gummibehälter und Anwenden eines hydrostatischen Drucks in Wasser) ausgeführt.
    Die Bewertungskriterien waren wie folgt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2 gezeigt.
    ◯: Berstdruck von 1,5 MPa oder größer
    ×: Berstdruck kleiner als 1,5 MPa Tabelle 1-1
    Material des Wabenstruktursegments Zuschlagstoff des Füllstoffs Durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Zuschlagstoffs des Füllstoffs (µm) Bindemittel im Füllstoff Breiviskosität mPas Füllverfahren Kontaktzeit mit dem Brei (s) Durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand (mm) Durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand/durchschnittliche Dicke der Trennwände
    Beispiel 1 Si-SiC SiC 2 Siliciumdioxid 10 Eintauchen 10 0,5 1,64
    Beispiel 2 Si-SiC SiC 2 Siliciumdioxid 8 Auftragen auf gebrannten Körper 5 0,5 1,64
    Beispiel 3 Si-SiC SiC 20 Si 5 Auftragen auf Formling kein Wegblasen 0,5 1,64
    Beispiel 4 Si-SiC SiC 2 Siliciumdioxid 8 Auftragen auf gebrannten Körper 5 0,3 0,98
    Beispiel 5 Si-SiC Aluminiumoxid 3 keine 10 Auftragen auf gebrannten Körper 10 0,3 0,98
    Beispiel 6 Si-SiC Aluminiumoxid 3 keine 12 Auftragen auf gebrannten Körper 11 0,15 0,49
    Beispiel 7 Si-SiC keiner - Si - Schmelzen und Imprägnieren mit Si-Metall - 0,5 1,64
    Beispiel 8 Si-SiC - - - - - 0,16 0,52
    Beispiel 9 Si-SiC - - - - - 0,31 1,02
    Beispiel 10 Si-SiC - - - - - 0,36 1,18
    Vergleichs- beispiel 1 Si-SiC - - - - - 0,6 1,97
    Vergleichs- beispiel 2 Si-SiC - - - - - 0,14 0,46
    Vergleichs- beispiel 3 Si-SiC - - - - - 0,4 1,31
    Bemerkung: Das Silciumdioxid als das Verbindungsmaterial war kolloidales Siliciumdioxid mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 300 nm oder kleiner
    Bemerkung: Nach dem Füllen mit dem Brei wurde der Brei auf der Oberfläche mit dem Blasen von Luft weggeblasen
    Tabelle 1-2
    Durchschnittliche Porosität (%)
    A: gesamte äußere Umfangsseitenwand B: äußerer Bereich mit 20 % Dicke der äußeren Umfangsseitenwand C: innerer Bereich mit 10 % Dicke der äußeren Umfangsseitenwand D: äußere Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand E: innere Umfangsseite der äußeren Umfangsseitenwand Prozentsatz des Porenvolumens in der äußeren Umfangsseitenwand zum Gesamtporenvolumen (%) Prozentsatz der Katalysatormenge in der der äußeren Umfangsseitenwand zum Gesamtkatalysator (%) Festigkeit
    Beispiel 1 15 5 62 38 58 3 1,9 ○ ○
    Beispiel 2 20 5 63 35 60 3 1,9 ○ ○
    Beispiel 3 10 10 63 45 61 7 4,5 △ ○
    Beispiel 4 20 5 62 25 60 2 1,3 ○ ○
    Beispiel 5 8 5 59 25 57 2 1,3 ○ ○
    Beispiel 6 35 2 63 20 60 1 0,6 ○ ○
    Beispiel 7 11 1 45 3 35 0,5 0,3 ○ ○
    Beispiel 8 63 62,5 63,2 63,2 63,2 2,9 1,8 ○ ○
    Beispiel 9 63 62,5 63,2 63,2 63,2 5,7 3,6 ○ ○
    Beispiel 10 63 62,5 63,2 63,2 63,2 6,6 4,2 △ ○
    Vergleichs- beispiel 1 63 62,5 63,2 63,2 63,2 11 7 × ○
    Vergleichs- beispiel 2 63 62,5 63,2 63,2 63,2 2,6 1,7 ○ ×
    Vergleichs- beispiel 3 63 62,5 63,2 63,2 63,2 7 5 × ○
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Filter
    100
    Wabenstruktursegment
    102
    Äußere Umfangsseitenwand
    103
    Äußere Umfangswand
    104
    Erste Stirnfläche
    106
    Zweite Stirnfläche
    107
    Verbindungsmaterial
    108
    Erste Zelle
    110
    Zweite Zelle
    112
    Trennwand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 5649836 [0004, 0006]
    • JP 201655282 [0005, 0006]

Claims (25)

  1. Filter, der mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst, wobei die Seitenflächen der Segmente über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, umfasst und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  2. Filter, der mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst, wobei die Seitenflächen der Segmente über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, umfasst und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand 0,5-mal oder mehr und 1,2-mal oder weniger so dick wie die der Trennwände ist.
  3. Filter, der mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst, wobei die Seitenflächen der Segmente über ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden sind, wobei jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine äußere Umfangsseitenwand und Trennwände, die mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, umfasst und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist und in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente eine durchschnittliche Dicke der äußeren Umfangsseitenwand 0,5-mal oder mehr und 1,2-mal oder weniger so dick wie die der Trennwände ist.
  4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente die äußere Umfangsseitenwand so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen kleiner als die der Trennwände ist.
  5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente die äußere Umfangsseitenwand so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen nicht mehr als die Hälfte der der Trennwände beträgt.
  6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente die äußere Umfangsseitenwand so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 20 % oder mehr der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen 25 % oder weniger der der Trennwände beträgt.
  7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die äußere Umfangsseitenwand jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente so ist, dass eine durchschnittliche Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand von einem innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach außen höher als die eines Bereichs mit einer Dicke von 50 % der äußeren Umfangsseitenwand von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach innen ist.
  8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente ein Unterschied zwischen einer durchschnittlichen Porosität eines Bereichs mit einer Dicke von 10 % der äußeren Umfangsseitenwand von einem innersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand nach außen und einer durchschnittlichen Porosität der Trennwände innerhalb von 5 % liegt.
  9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in jedem der säulenförmigen Wabenstruktursegmente wenigstens ein Teil der Poren der äußeren Umfangsseitenwand mit einem Füllstoff gefüllt ist.
  10. Filter nach Anspruch 9, wobei der Füllstoff Zuschlagstoffpartikeln umfasst und die Zuschlagstoffpartikeln als eine Hauptkomponente eines oder eine Mischung aus zwei oder mehr umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirconiumdioxid, Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat, Siliciumnitrid und Cordierit umfasst.
  11. Filter nach Anspruch 9, wobei der Füllstoff ein metallisches Si als eine Hauptkomponente umfasst.
  12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei auf den Trennwänden jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente ein SCR-Katalysator getragen ist.
  13. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die durchschnittliche Porosität der Trennwände jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 50 % bis 70 % beträgt.
  14. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein durchschnittlicher Porendurchmesser der Trennwände jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente 7 µm bis 23 µm beträgt.
  15. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 14, das umfasst: einen Schritt 1A des Herstellens mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken; einen Schritt 2A des Imprägnierens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einem Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel umfasst, von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite und des anschließenden Brennens, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und einen Schritt 3A des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  16. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach Anspruch 15, wobei ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser der Zuschlagstoffpartikeln 2 % bis 60 % eines durchschnittlichen Porendurchmessers der äußeren Umfangsseitenwand vor der Imprägnierung mit dem Brei beträgt.
  17. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Brei einen Porenbildner in einer Konzentration von 0,5 Massen- % oder weniger umfasst.
  18. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Schritt 2A das Aufbringen des Breis auf den äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand für jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik umfasst.
  19. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Schritt 2A einen Schritt des vollständigen Eintauchens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik in den Brei nach dem Abdichten beider Stirnflächen umfasst.
  20. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 14, das umfasst: einen Schritt 1B des Herstellens mehrerer säulenförmiger Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken; einen Schritt 2B des Imprägnierens jedes der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik mit einem metallischen Si von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite und des anschließenden Brennens, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und einen Schritt 3B des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  21. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 14, das umfasst: einen Schritt 1C des Herstellens mehrerer ungebrannter säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, durch Bilden und Trocknen eines Rohlings; einen Schritt 2C des Imprägnierens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente mit einem Brei, der Zuschlagstoffpartikeln und ein Lösungsmittel umfasst, von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite; einen Schritt 3C des Brennens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente nach dem Schritt 2C, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und einen Schritt 4C des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
  22. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach Anspruch 21, wobei der Brei einen Porenbildner in einer Konzentration von 0,5 Massen- % oder weniger umfasst.
  23. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Schritt 2C das Aufbringen des Breis auf einen äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand für jedes der mehreren der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente umfasst.
  24. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Schritt 2C einen Schritt des vollständigen Eintauchens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente in den Brei nach dem Abdichten beider Stirnflächen umfasst.
  25. Verfahren zum Herstellen eines Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 14, das umfasst: einen Schritt 1D des Herstellens mehrerer ungebrannter säulenförmiger Wabenstruktursegmente mit einer äußeren Umfangsseitenwand und Trennwänden, die auf einer Innenseite der äußeren Umfangsseitenwand angeordnet sind und mehrere Zellen unterteilen, die sich von einer ersten Stirnfläche zu einer zweiten Stirnfläche erstrecken, durch Bilden und Trocknen eines Rohlings; einen Schritt 2D des Imprägnierens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente mit einem metallischen Si von einem äußersten Umfangsabschnitt der äußeren Umfangsseitenwand in Richtung auf die Innenseite; einen Schritt 3D des Brennens jedes der ungebrannten säulenförmigen Wabenstruktursegmente nach dem Schritt 2D, um mehrere säulenförmige Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik zu erhalten, wobei eine durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist; und einen Schritt 4D des Verbindens über ein Verbindungsmaterial der Seitenflächen der säulenförmigen Wabenstruktursegmente aus einer porösen Keramik, wobei die durchschnittliche Porosität der äußeren Umfangsseitenwand kleiner als die der Trennwände ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11673131B2 (en) 2020-02-20 2023-06-13 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7006662B2 (ja) * 2019-07-12 2022-01-24 株式会社デンソー 排ガス浄化フィルタ

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3893049B2 (ja) 2001-11-20 2007-03-14 日本碍子株式会社 ハニカム構造体及びその製造方法
JP2003277162A (ja) * 2002-01-21 2003-10-02 Ngk Insulators Ltd 多孔質ハニカム構造体、その用途及びその製造方法
EP1724448B2 (de) * 2002-02-05 2013-11-20 Ibiden Co., Ltd. Wabenkörperfilter zur Abgasreinigung, Kleber, Beschichtungsmaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen Wabenfilterkörpers
JP2003340224A (ja) 2002-05-30 2003-12-02 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体、及びその製造方法
WO2004111398A1 (ja) 2003-06-05 2004-12-23 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
JP5037809B2 (ja) 2005-10-25 2012-10-03 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JPWO2007058006A1 (ja) 2005-11-18 2009-04-30 イビデン株式会社 ハニカム構造体
EP1982767B1 (de) 2006-02-10 2023-03-29 NGK Insulators, Ltd. Wabensegment, wabenstruktur und herstellungsverfahren dafür
JP5469337B2 (ja) * 2006-03-30 2014-04-16 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
WO2008105081A1 (ja) 2007-02-28 2008-09-04 Ibiden Co., Ltd. ハニカムフィルタ
JP5649836B2 (ja) 2010-03-23 2015-01-07 日本碍子株式会社 ハニカム触媒体
JP2016055282A (ja) 2014-09-11 2016-04-21 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US10232299B2 (en) 2014-09-11 2019-03-19 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
JP6548528B2 (ja) 2015-09-02 2019-07-24 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体、及び目封止ハニカムセグメント
JP6826858B2 (ja) 2016-10-11 2021-02-10 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11673131B2 (en) 2020-02-20 2023-06-13 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure

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