蜂窩過濾器的製作方法

2023-12-01 16:00:51

本發明涉及蜂窩過濾器。更詳細而言，涉及升溫性優異，並且在使被過濾器捕集的煤菸灰燃燒而去除的再生操作中，能夠使煤菸灰等粒子狀物質的堆積界限量增大的蜂窩過濾器。

背景技術：

在各種各樣的產業中，使用內燃機作為動力源。另一方面，內燃機在燃燒燃料時排出的廢氣中，含有氮氧化物等有毒氣體以及煤菸灰、灰等粒子狀物質。以下，有時將粒子狀物質稱為「pm」。「pm」是「particulatematter」的簡稱。近年來，世界上關於去除從柴油機排出的pm的規定越來越嚴格，作為用於去除pm的過濾器，例如，可使用具有蜂窩結構的壁流型過濾器。

作為壁流型過濾器，提出了多種具備蜂窩基材和封孔部的蜂窩過濾器，所述蜂窩基材通過多孔質的隔壁劃分形成成為流體流路的多個孔格，所述封孔部配置於多個孔格的任一側的開口部(例如，參照專利文獻1～4)。這樣的蜂窩過濾器中，例如，在流出端面側配置有封孔部的流入孔格與在流入端面側配置有封孔部的流出孔格隔著隔壁而交替配置，多孔質的隔壁成為去除pm的過濾體。

為了長期持續使用蜂窩過濾器，需要定期對蜂窩過濾器實施再生處理。即，由於煤菸灰等pm經時堆積於蜂窩過濾器的內部，因而壓力損失逐漸增大。因此，為了將蜂窩過濾器的過濾器性能恢復至與初期狀態接近的狀態，需要利用高溫氣體使堆積於蜂窩過濾器內部的煤菸灰等pm燃燒而去除。為了順利地進行這樣的再生處理，有時會在蜂窩過濾器中擔載用於將煤菸灰燃燒去除的催化劑。作為這樣的催化劑，可使用鉑、鈀等貴金屬。以下，有時將使堆積於蜂窩過濾器內部的煤煙燃燒去除的操作僅稱為蜂窩過濾器的「再生」或「再生操作」。特別是，有時將使流入蜂窩過濾器的廢氣的溫度定期且有意地升高而進行上述再生的操作稱為「強制再生」。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-209842號公報

專利文獻2：日本特開2012-081415號公報

專利文獻3：日本專利第4279497號公報

專利文獻4：日本專利第4567674號公報

技術實現要素：

發明所要解決的課題

如專利文獻1及2中記載的蜂窩過濾器中，在進行蜂窩過濾器的再生時，被蜂窩過濾器所捕集的煤菸灰有時同時燃燒。這裡，被蜂窩過濾器所捕集的煤菸灰有時會因廢氣的流動而被漸漸地帶到流入孔格的流出端面側。以這樣的狀態進行蜂窩過濾器的再生時，存在如下問題：蜂窩過濾器的流出端面側、特別是流入孔格內的流出端面側變為高溫，蜂窩過濾器容易產生裂紋。例如，以往的蜂窩過濾器中，在強制再生時不產生裂紋的界限的「煤菸灰堆積量」少，在進行強制再生的間隔變長的情況下，在強制再生時蜂窩過濾器有時會產生裂紋。以下，有時將「在強制再生時不產生裂紋的界限的煤菸灰堆積量」稱為煤菸灰的「堆積界限量」。

本發明是鑑於這樣的以往技術所存在的問題而完成的。本發明提供一種蜂窩過濾器，其升溫性優異，並且在使被過濾器捕集的煤菸灰燃燒而去除的再生操作中能夠使煤菸灰等粒子狀物質的堆積界限量增大。

用於解決課題的方法

根據本發明，提供以下所示的蜂窩過濾器。

[1]一種蜂窩過濾器，其具備：

柱狀的蜂窩基材，其具有劃分形成從流入端面延伸至流出端面的多個孔格的多孔質的隔壁；

流入側封孔部，其配置在上述蜂窩基材的上述流入端面側，以將作為多個上述孔格中的一部分孔格的流出孔格的開口部進行封孔；以及

流出側封孔部，其配置在上述蜂窩基材的上述流出端面側，以將多個上述孔格中的上述流出孔格以外的流入孔格的開口部進行封孔，

上述蜂窩基材具有以分割的方式將上述流入孔格劃分為2個的流入孔格分割用隔壁，

配置於上述蜂窩基材的上述流入孔格內的上述流出側封孔部的封孔長度lout的平均值比配置於蜂窩基材的上述流出孔格內的上述流入側封孔部的封孔長度lin的平均值大。

[2]如上述[1]所述的蜂窩過濾器，上述封孔長度lout的平均值比上述封孔長度lin的平均值至少大1.0mm。

[3]如上述[2]所述的蜂窩過濾器，上述封孔長度lout的平均值比上述封孔長度lin的平均值大1.0～4.0mm。

[4]如上述[1]～[3]中任一項所述的蜂窩過濾器，配置於一個上述流入孔格內的上述流出側封孔部在上述孔格的延伸方向上的封孔長度lout比配置於與該一個上述流入孔格隔著上述隔壁而相鄰的上述流出孔格內的上述流入側封孔部在上述孔格的延伸方向上的封孔長度lin長。

[5]如上述[4]所述的蜂窩過濾器，配置於一個上述流入孔格內的上述流出側封孔部的上述封孔長度lout比配置於與該一個上述流入孔格隔著上述隔壁而相鄰的上述流出孔格內的上述流入側封孔部的上述封孔長度lin至少長1.0mm。

[6]如上述[5]所述的蜂窩過濾器，配置於一個上述流入孔格內的上述流出側封孔部的上述封孔長度lout比配置於與該一個上述流入孔格隔著上述隔壁而相鄰的上述流出孔格內的上述流入側封孔部的上述封孔長度lin長1.0～4.0mm。

[7]如上述[1]～[6]中任一項所述的蜂窩過濾器，上述流出孔格的開口部的形狀與上述流入孔格的開口部的形狀不同。

[8]如上述[1]～[7]中任一項所述的蜂窩過濾器，上述流出孔格的開口部的面積sout與上述流入孔格的開口部的面積sin不同。

[9]如上述[8]所述的蜂窩過濾器，上述流出孔格的開口部的面積sout比上述流入孔格的開口部的面積sin大。

[10]如上述[1]～[9]中任一項所述的蜂窩過濾器，上述蜂窩基材具有以多個上述流入孔格包圍上述流出孔格的周圍的方式配置的孔格結構。

[11]如上述[1]～[10]中任一項所述的蜂窩過濾器，上述流出孔格的孔格形狀為四邊形，上述流入孔格的孔格形狀為五邊形或六邊形。

[12]如上述[1]～[11]中任一項所述的蜂窩過濾器，其具備多個上述蜂窩基材，並且進一步具備配置於多個上述蜂窩基材的側面彼此之間的接合層。

發明效果

本發明的蜂窩過濾器由於蜂窩基材具有以分割的方式將流入孔格劃分為2個的流入孔格分割用隔壁，因此發揮升溫性優異這樣的效果。進一步，本發明的蜂窩過濾器在使被蜂窩過濾器捕集的煤菸灰燃燒而去除的再生操作中，發揮能夠使煤菸灰等粒子狀物質的堆積界限量增大這樣的顯著效果。

此外，本發明的蜂窩過濾器通過使流入側封孔部的封孔長度lin的平均值相對變小，從而能夠良好地確保蜂窩基材的有效過濾面積，並且能夠有效抑制蜂窩基材的壓力損失的上升。

附圖說明

圖1是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的一個實施方式的立體圖。

圖2是示意性表示圖1所示的蜂窩過濾器的流入端面的平面圖。

圖3是示意性表示圖1所示的蜂窩過濾器的流出端面的平面圖。

圖4是示意性表示圖2的x-x』截面的截面圖。

圖5是將圖2的用符號p表示的由虛線圍出的範圍放大後的放大平面圖。

圖6是用於說明算出本發明的蜂窩過濾器的一個實施方式中的封孔長度的平均值的方法的示意圖。

圖7是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的另一實施方式的立體圖。

圖8是示意性表示圖7所示的蜂窩過濾器的流入端面的平面圖。

圖9是示意性表示構成圖7所示的蜂窩過濾器的1個蜂窩基材的立體圖。

圖10是示意性表示圖9所示的蜂窩基材的流入端面的平面圖。

圖11是示意性表示圖10的y-y』截面的截面圖。

圖12是用於說明本發明的蜂窩過濾器的另一實施方式中算出封孔長度的平均值的方法的示意圖。

圖13是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式的流入端面的放大平面圖。

圖14是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式的流入端面的放大平面圖。

圖15是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式的流入端面的放大平面圖。

符號說明

1、21、41、61、81：隔壁，1a、21a、41a、61a、81a：流入孔格分割用隔壁，2、22、42、62、82：孔格，2a、22a、42a、62a、82a：流入孔格，2b、22b、42b、62b、82b：流出孔格，3、23：外周壁，4、24、44、64、84：蜂窩基材，5、25b、45、65、85：封孔部，5a、25a、45a、65a、85a：流入側封孔部，5b、25b：流出側封孔部，11、31、51、71、91：流入端面，12、32：流出端面，27：接合層，100、200、300、400、500：蜂窩過濾器，p1、p2、p3、p4：直線，q1、q2、q3、q4：直線。

具體實施方式

以下，對本發明的實施方式進行說明。但是，本發明並不限定於以下實施方式。因此，應當理解的是，在不脫離本發明宗旨的範圍內，基於本領域技術人員的通常的知識可對以下的實施方式加以適當變更、改良等。

(1)蜂窩過濾器：

本發明的蜂窩過濾器的一個實施方式是如圖1～圖5所示的蜂窩過濾器100。蜂窩過濾器100具備蜂窩基材4、多個流入側封孔部5a和多個流出側封孔部5b。蜂窩基材4具有多孔質的隔壁1。並且，蜂窩基材4中，通過多孔質的隔壁1劃分形成從流入端面11延伸至流出端面12並成為流體流路的多個孔格2。流入側封孔部5a配置在蜂窩基材4的流入端面11側，以將多個孔格2中的一部分孔格即流出孔格2b的開口部進行封孔。流出側封孔部5b配置在蜂窩基材4的流出端面12側，以將多個孔格2中的流出孔格2b以外的流入孔格2a的開口部進行封孔。並且，在本實施方式的蜂窩過濾器100中，蜂窩基材4具有以分割的方式將流入孔格2a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁1a。以下，有時將以分割的方式將流入孔格2a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁1a稱為「分割流入孔格2a彼此的隔壁1a」。此外，以分割的方式將流入孔格2a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁1a是指，在分割2個流入孔格2a的狀態下，在其分割方向上具有一定以上寬度的隔壁。

蜂窩過濾器100中，配置於蜂窩基材4的流入孔格2a內的流出側封孔部5b的封孔長度lout的平均值比配置於該蜂窩基材4的流出孔格2b內的流入側封孔部5a的封孔長度lin的平均值大。

對於這樣構成的蜂窩過濾器100，由於蜂窩基材4具有以分割的方式將流入孔格2a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁1a，因此發揮升溫性優異這樣的效果。進一步，蜂窩過濾器100在使被蜂窩過濾器100捕集的煤菸灰燃燒而去除的再生操作中發揮能夠使煤菸灰等粒子狀物質的堆積界限量增大這樣的顯著效果。即，本實施方式的蜂窩過濾器100以流出端面12側的熱容量變大的方式構成。因此，即使被蜂窩過濾器100捕集的煤菸灰因廢氣的流動而被漸漸地帶到流入孔格2a的流出端面12側，在再生操作時也能夠有效抑制流出端面12側的裂紋的產生。

此外，蜂窩過濾器100通過使流入側封孔部5a的封孔長度lin的平均值相對變小，從而能夠良好地確保蜂窩基材4的有效過濾面積，並且能夠有效抑制蜂窩基材4的壓力損失的上升。

這裡，圖1是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的一個實施方式的立體圖。圖2是示意性表示圖1所示的蜂窩過濾器的流入端面的平面圖。圖3是示意性表示圖1所示的蜂窩過濾器的流出端面的平面圖。圖4是示意性表示圖2的x-x』截面的截面圖。圖5是將圖2的用符號p表示的由虛線圍出的範圍放大後的放大平面圖。本說明書中，有時將流入側封孔部及流出側封孔部僅統稱為「封孔部」。

蜂窩過濾器100中，「流入側封孔部5a的封孔長度lin的平均值」及「流出側封孔部5b的封孔長度lout的平均值」設為如下求出的值。圖6是用於說明算出本發明的蜂窩過濾器的一個實施方式中的封孔長度的平均值的方法的示意圖。另外，圖6是表示蜂窩過濾器100的蜂窩基材4的流入端面11的平面圖。

關於「流入側封孔部的封孔長度lin的平均值」，如圖6所示，首先，對於蜂窩基材4的流入端面11，選定通過該流入端面11的中心的1條直線p1。接著，選定以流入端面11的中心為旋轉軸，使直線p1沿順時針方向每次旋轉45°而得的3條直線。然後，將這3條直線設為直線p2、直線p3及直線p4。關於直線p1、直線p2、直線p3及直線p4，將蜂窩基材4的外周側的8個交點設為測定點a～h。此外，關於直線p1，將對蜂窩基材4的流入端面11上的直線p1進行4等分的2個點設為測定點i及測定點k。此外，關於直線p3，將對蜂窩基材4的流入端面11上的直線p3進行4等分的2個點設為測定點j及測定點l。進一步，將流入端面11的中心設為測定點m。如此，選定13個測定點a～m。在求出「流入側封孔部的封孔長度lin的平均值」時，分別找出存在於距測定點a～m最近的位置的13個流出孔格2b(參照圖4)。然後，分別求出配置於13個流出孔格2b(參照圖4)的流入側封孔部5a(參照圖4)的長度。並且，將13個流入側封孔部5a(參照圖4)的長度的平均值設為「流入側封孔部的封孔長度lin的平均值」。

1個流入側封孔部的長度可如下進行測定。首先，測定蜂窩基材的從流入端面至流出端面的長度。接著，在配置有測定對象的流入側封孔部的流出孔格內，從流出端面側的開口部插入針規(pingauge)，測定未配置流入側封孔部的部分的孔格長度。然後，從「蜂窩基材的從流入端面至流出端面的長度」中減去由針規測定的「未配置封孔部的部分的孔格長度」，從而能夠求出流入側封孔部的長度。針規是指由具有耐久性的原材料製成的棒狀的測定器械。針規的直徑優選根據插入針規的孔格的開口徑的大小進行適當選擇。例如，在孔格的開口徑的大小為1邊0.8mm的四邊形孔格的情況下，可使用直徑0.7mm的針規。特別是，作為用於測定未配置流入側封孔部的部分的孔格長度的針規，相對於所測定的孔格的開口部的邊長，優選使用85％以上的直徑的針規。

此外，在求出「流出側封孔部的封孔長度lout的平均值」時，分別找出存在於距上述測定點a～m最近的位置的13個流入孔格2a(參照圖4)。然後，分別求出配置於13個流入孔格2a(參照圖4)的流出側封孔部5b(參照圖4)的長度。並且，將13個流出側封孔部5b(參照圖4)長度的平均值設為「流出側封孔部的封孔長度lout的平均值」。

1個流出側封孔部的長度與流入側封孔部的長度同樣地，可通過從「蜂窩基材的從流入端面至流出端面的長度」中減去由針規測定的「未配置封孔部的部分的孔格長度」而求出。

流出側封孔部的封孔長度lout的平均值與流入側封孔部的封孔長度lin的平均值相比，優選至少大1.0mm，更優選大1.0～4.0mm。即使在例如封孔長度lout的平均值比封孔長度lin的平均值大的情況下，如果其差小於1.0mm，則有時也無法充分獲得流出端面側的裂紋產生的抑制效果，蜂窩過濾器的壓力損失會過度增大。

流出側封孔部的封孔長度lout的平均值優選為3.5mm以上，更優選為3.5～8.5mm，特別優選為3.5～7.0mm。如果流出側封孔部的封孔長度lout的平均值小於3.5mm，則有時會導致流出側封孔部容易從流入孔格脫落。此外，在流出側封孔部的封孔長度lout的平均值變得過大的情況下，雖然能夠獲得流出端面側的裂紋產生的抑制效果，但有時蜂窩過濾器的壓力損失會增大。

本實施方式的蜂窩過濾器中，對於求出上述「流入側封孔部的封孔長度lin的平均值」及「流出側封孔部的封孔長度lout的平均值」時的13個測定點a～m，也可以分別比較封孔部的長度。例如，優選配置於一個流入孔格內的流出側封孔部的封孔長度lout比配置於與該一個流入孔格隔著隔壁而相鄰的流出孔格內的流入側封孔部的封孔長度lin長。特別是，在一個流入孔格和與該一個流入孔格隔著隔壁而相鄰的流出孔格中，對各自的封孔部的封孔長度進行比較時，更優選如下構成。即，流出側封孔部的封孔長度lout與流入側封孔部的封孔長度lin相比，更優選至少長1.0mm，特別優選長1.0～3.0mm。

關於與孔格的延伸方向正交的面上的各個孔格的形狀，並沒有特別限制。但是，蜂窩基材具有分割流入孔格彼此的隔壁，流入孔格的形狀的一部分被上述「分割流入孔格彼此的隔壁」所劃分。例如，作為孔格的形狀，可舉出三角形、四邊形、六邊形、八邊形等多邊形。此外，就孔格的形狀而言，流入孔格與流出孔格可以不同。

圖1～圖5所示的蜂窩過濾器100中，流出孔格2b的開口部的形狀與流入孔格2a的開口部的形狀不同。蜂窩過濾器100中，流出孔格2b的開口部的形狀為四邊形，而流入孔格2a的開口部的形狀為五邊形。並且，以分割該五邊形的流入孔格2a彼此的方式配置有隔壁1a。予以說明的是，蜂窩過濾器100中，在流出孔格2b的開口部的形狀與流入孔格2a的開口部的形狀不同的情況下，各開口部的形狀可為上述四邊形及五邊形以外的其他形狀。

這裡，關於流出孔格及流入孔格的開口部的形狀，例如，所謂的「四邊形」的情況下，包括四邊形、四邊形的至少1個角部形成為曲線狀的形狀、以及四邊形的至少1個角部倒角成直線狀的形狀等。同樣地，所謂的「五邊形」的情況下，包括五邊形、五邊形的至少1個角部形成為曲線狀的形狀、以及五邊形的至少1個角部倒角成直線狀的形狀等。以下，即使在流出孔格及流入孔格的開口部的形狀為其他多邊形的情況下，該多邊形也包括至少1個角部形成為曲線狀的形狀、或者至少1個角部倒角成直線狀的形狀等。

此外，蜂窩過濾器100中，優選流出孔格2b的開口部的面積sout與流入孔格2a的開口部的面積sin不同。並且，更優選流出孔格2b的開口部的面積sout比流入孔格2a的開口部的面積sin大。通過如此構成，從而發揮壓力損失減少的效果。

進一步，蜂窩過濾器100中，蜂窩基材4具有以多個流入孔格2a包圍流出孔格2b的周圍的方式配置的孔格結構。即，具有以8個開口部的形狀為五邊形的流入孔格2a包圍開口部的形狀為四邊形的流出孔格2b的周圍的方式配置的孔格結構。通過如此構成，從而實現如下格外顯著的效果，即有效抑制蜂窩過濾器100的壓力損失的上升，同時流入孔格2a的升溫性優異且該流入孔格2a的保溫性也優異。

「多個流入孔格2a包圍流出孔格2b的周圍」的意思是在與孔格2的延伸方向正交的截面上如下構成。這裡，如圖1～圖5所示，對於流出孔格2b的孔格形狀為四邊形時的例子進行說明。首先，配置成：一個流出孔格2b的4邊分別與流入孔格2a的一邊相鄰。此時，也可以配置成：一個流出孔格2b的一邊與2個以上流入孔格2a的一邊相鄰。即，可以配置成：一個流出孔格2b的一邊的直到一半的位置與一個流入孔格2a的一邊相鄰，進而，在該一個流出孔格2b的一邊的剩餘一半的位置與另一個流入孔格2a的一邊相鄰。並且，配置成：與一個流出孔格2b相鄰的全部流入孔格2a在各個流入孔格2a的彼此之間相互以一邊相鄰。將以這樣的狀態配置流入孔格2a的情況稱為「多個流入孔格2a包圍流出孔格2b的周圍」。

蜂窩基材的隔壁的厚度優選為0.13～0.43mm，更優選為0.15～0.38mm，特別優選為0.20～0.33mm。如果隔壁的厚度過薄，則蜂窩基材的機械強度有時會降低。如果隔壁的厚度過厚，則蜂窩基材的壓力損失有時會增大。

蜂窩基材的孔格密度優選為31～62個/cm2，更優選為39～55個/cm2，特別優選為46.5～55個/cm2。如果孔格密度小於31個/cm2，則蜂窩基材的機械強度有時會降低。如果孔格密度超過62個/cm2，則蜂窩過濾器的壓力損失有時會增大、在擔載催化劑的情況下因所擔載的催化劑而發生孔格的堵塞。

蜂窩基材的隔壁的氣孔率優選為30～70％，更優選為35～70％，特別優選為40～70％。如果隔壁的氣孔率小於30％，則壓力損失有時會增大。如果隔壁的氣孔率超過70％，則蜂窩基材的強度變得不充分，在將蜂窩過濾器收納於廢氣淨化裝置中所使用的罐體內時，難以通過充分的把持力來保持蜂窩過濾器。隔壁的氣孔率設為通過水銀孔度計(mercuryporosimeter)測量的值。作為水銀孔度計，例如，可舉出micromeritics公司制的autopore9500(商品名)。

就隔壁的材料而言，從強度、耐熱性、耐久性等觀點出發，其主成分優選為氧化物或非氧化物的各種陶瓷、金屬等。具體而言，作為陶瓷，優選由如下材料製成，所述材料含有選自由例如堇青石、莫來石、氧化鋁、尖晶石、碳化矽、氮化矽、鈦酸鋁構成的材料組中的至少1種。作為金屬，可考慮fe-cr-al系金屬及金屬矽等。優選將選自這些材料中的1種或2種以上作為主成分。從高強度、高耐熱性等觀點出發，特別優選將選自由氧化鋁、莫來石、鈦酸鋁、堇青石、碳化矽、及氮化矽構成的材料組中的1種或2種以上作為主成分。此外，作為陶瓷材料，例如，也可以為以堇青石為結合材而將碳化矽粒子結合而成的複合材料。此外，從高熱導率、高耐熱性等觀點出發，碳化矽或矽-碳化矽複合材料特別適合。這裡，「主成分」的意思是在該成分中存在50質量％以上、優選70質量％以上、更優選80質量％以上的成分。

對於蜂窩過濾器的整體形狀沒有特別限制。對於本實施方式的蜂窩過濾器的整體形狀，優選流入端面及流出端面的形狀為圓形或橢圓形，特別優選為圓形。此外，蜂窩過濾器的大小沒有特別限定，但從流入端面至流出端面的長度優選為50～305mm。此外，在蜂窩過濾器的整體形狀為圓柱狀的情況下，各個端面的直徑優選為25～330mm。

本實施方式的蜂窩過濾器可適合用作內燃機的廢氣淨化用的部件。本實施方式的蜂窩過濾器可在蜂窩基材的隔壁的表面及隔壁的細孔中的至少一方擔載廢氣淨化用的催化劑。

接下來，一邊參照圖7～圖11一邊對本發明的蜂窩過濾器的另一實施方式進行說明。圖7是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的另一實施方式的立體圖。圖8是示意性表示圖7所示的蜂窩過濾器的流入端面的平面圖。圖9是示意性表示構成圖7所示的蜂窩過濾器的1個蜂窩基材的立體圖。圖10是示意性表示圖9所示的蜂窩基材的流入端面的平面圖。圖11是示意性表示圖10的y-y』截面的截面圖。

圖7及圖8所示的蜂窩過濾器200具備多個蜂窩基材24、多個流入側封孔部25a、多個流出側封孔部25b(參照圖11)和接合層27。即，蜂窩過濾器200是由多個蜂窩基材24的集合體構成的單元(segment)結構的蜂窩過濾器。接合層27配置於多個蜂窩基材24的側面相互之間並接合多個蜂窩基材24。

蜂窩基材24具有多孔質的隔壁21。並且，蜂窩基材24中，通過多孔質的隔壁21劃分形成從流入端面31延伸至流出端面32並成為流體流路的多個孔格22。流入側封孔部25a配置在蜂窩基材24的流入端面31側以將流出孔格22b的開口部進行封孔。流出側封孔部25b配置在蜂窩基材24的流出端面32側以將流入孔格22a的開口部進行封孔。

蜂窩過濾器200的至少1個蜂窩基材24如圖9～圖11所示的蜂窩基材24那樣構成。即，蜂窩過濾器200的蜂窩基材24具有以分割的方式將流入孔格22a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁21a。即，蜂窩過濾器200的蜂窩基材24與圖1～圖3所示的蜂窩過濾器100同樣，具有分割流入孔格22a的隔壁21a。另外，關於蜂窩基材24中的流入孔格22a及流出孔格22b的形狀，優選與至此說明的一個實施方式的蜂窩過濾器、例如圖1～圖3所示的蜂窩過濾器100同樣地構成。並且，具有這樣的隔壁21a的蜂窩基材24中，配置於流入孔格22a內的流出側封孔部25b的封孔長度lout的平均值比配置於流出孔格22b內的流入側封孔部25a的封孔長度lin的平均值大。具備這樣構成的蜂窩基材24的蜂窩過濾器200的升溫性優異，並且具有能夠使煤菸灰等粒子狀物質的堆積界限量增大這樣的顯著效果。因此，在使所捕集的煤菸灰燃燒而去除的再生操作中，能夠有效抑制由熱衝擊引起的裂紋的產生。

單元結構的蜂窩過濾器200中，「流入側封孔部25a的封孔長度lin的平均值」及「流出側封孔部25b的封孔長度lout的平均值」設為1個蜂窩基材24中的封孔長度的平均值。蜂窩基材24中的封孔長度的平均值可如下求出。圖12是用於說明算出本發明的蜂窩過濾器的另一實施方式中的封孔長度的平均值的方法的示意圖。另外，圖12是從構成蜂窩過濾器200的多個蜂窩基材24中抽取1個蜂窩基材24並表示該1個蜂窩基材24的流入端面31的平面圖。

圖12所示的蜂窩基材24的流入端面31的形狀為四邊形。在求出這樣的蜂窩基材24的「流入側封孔部的封孔長度lin的平均值」時，首先，對於四邊形的流入端面31，假想地繪製作為對角線的直線q1及直線q3。此外，對於四邊形的流入端面31，假想地繪製將四邊形的對邊彼此的中點連結的2個直線q2及直線q4。關於直線q1、直線q2、直線q3及直線q4，將蜂窩基材24的外周側的8個交點設為測定點a～h。此外，關於直線q1，將對蜂窩基材24的流入端面31上的直線q1進行4等分的2個點設為測定點i及測定點k。此外，關於直線q3，將對蜂窩基材24的流入端面31上的直線q3進行4等分的2個點設為測定點j及測定點l。進一步，將流入端面31的中心設為測定點m。如此，選定13個測定點a～m。在求出「流入側封孔部的封孔長度lin的平均值」時，分別找出存在於距測定點a～m最近的位置的13個流出孔格22b(參照圖11)。然後，分別求出配置於13個流出孔格22b(參照圖11)的流入側封孔部25a(參照圖11)的各封孔部的長度。並且，將13個封孔部的長度的平均值設為「流入側封孔部的封孔長度lin的平均值」。

此外，在求出「流出側封孔部的封孔長度lout的平均值」時，分別找出存在於距上述測定點a～m最近的位置的13個流入孔格22a(參照圖11)。然後，分別求出配置於13個流入孔格22a(參照圖11)的流出側封孔部25b(參照圖11)的各封孔部的長度。並且，將13個封孔部的長度的平均值設為「流出側封孔部的封孔長度lout的平均值」。

另外，1個流入側封孔部的長度及1個流出側封孔部的長度可通過從「蜂窩基材的從流入端面至流出端面的長度」中減去由針規測定的「未配置封孔部的部分的孔格長度」而求出。

單元結構的蜂窩過濾器中，只要多個蜂窩基材中的至少1個蜂窩基材的流出側封孔部的封孔長度lout的平均值比流入側封孔部的封孔長度lin的平均值大即可。但是，優選在全部蜂窩基材中，流出側封孔部的封孔長度lout的平均值均比流入側封孔部的封孔長度lin的平均值大。

此外，單元結構的蜂窩過濾器中，關於流出側封孔部的封孔長度lout的平均值與流入側封孔部的封孔長度lin的平均值的差值等，優選與至此說明的一個實施方式的蜂窩過濾器同樣地構成。

關於接合多個蜂窩基材的接合層的材質、該接合層的厚度等各種條件，沒有特別限制。例如，可舉出與以往公知的單元結構的蜂窩過濾器中的接合層同樣地構成的接合層。

接下來，一邊參照圖13一邊對本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式進行說明。圖13是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式的流入端面的放大平面圖。

圖13所示的蜂窩過濾器300的流出孔格42b的開口部的形狀與流入孔格42a的開口部的形狀不同，特別是，流入孔格42a的開口部的形狀與圖1～圖5所示的蜂窩過濾器100不同。蜂窩過濾器300中，流出孔格42b的開口部的形狀為四邊形，流入孔格42a的開口部的形狀為六邊形。

蜂窩過濾器300除了流入孔格42a的開口部的形狀與圖1～圖5所示的蜂窩過濾器100不同以外，優選與蜂窩過濾器100同樣地構成。即，蜂窩過濾器300具備蜂窩基材44、多個流入側封孔部45a和多個流出側封孔部(未圖示)。蜂窩基材44具有多孔質的隔壁41。並且，蜂窩基材44中，通過隔壁41劃分形成從流入端面51延伸至流出端面(未圖示)並成為流體流路的多個孔格42。流入側封孔部45a配置在蜂窩基材44的流入端面51側，以將流出孔格42b的開口部進行封孔。雖然省略了圖示，但流出側封孔部配置在蜂窩基材44的流出端面側，以將流入孔格42a的開口部進行封孔。

蜂窩過濾器300的蜂窩基材44具有以分割的方式將流入孔格42a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁41a。並且，該蜂窩過濾器300中，流出側封孔部的封孔長度lout的平均值比流入側封孔部的封孔長度lin的平均值大。

蜂窩過濾器300中，蜂窩基材44也具有以多個流入孔格42a包圍流出孔格42b的周圍的方式配置的孔格結構。即，具有以4個開口部的形狀為六邊形的流入孔格42a包圍開口部的形狀為四邊形的流出孔格42b的周圍的方式配置的孔格結構。通過如此構成，從而實現如下格外顯著的效果，即有效抑制蜂窩過濾器300的壓力損失的上升，同時能夠使過濾器的淨化性能提高。

接下來，一邊參照圖14一邊對本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式進行說明。圖14是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式的流入端面的放大平面圖。

圖14所示的蜂窩過濾器400中，流出孔格62b的開口部的形狀和流入孔格62a的開口部的形狀各自均為六邊形。蜂窩過濾器400具備蜂窩基材64、多個流入側封孔部65a和多個流出側封孔部(未圖示)。蜂窩基材64具有多孔質的隔壁61。並且，蜂窩基材64中，通過隔壁61劃分形成從流入端面71延伸至流出端面(未圖示)並成為流體流路的多個孔格62。流入側封孔部65a配置在蜂窩基材64的流入端面71側，以將流出孔格62b的開口部進行封孔。雖然省略了圖示，但流出側封孔部配置在蜂窩基材64的流出端面側，以將流入孔格62a的開口部進行封孔。

蜂窩過濾器400的蜂窩基材64具有以分割的方式將流入孔格62a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁61a。並且，該蜂窩過濾器400的流出側封孔部的封孔長度lout的平均值比流入側封孔部的封孔長度lin的平均值大。

蜂窩過濾器400中，蜂窩基材64也具有以多個流入孔格62a包圍流出孔格62b的周圍的方式配置的孔格結構。通過如此構成，從而實現格外顯著的效果，即能夠有效抑制蜂窩過濾器400的壓力損失的上升，並且能夠使過濾器的淨化性能提高。

接下來，一邊參照圖15一邊對本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式進行說明。圖15是示意性表示本發明的蜂窩過濾器的又一實施方式的流入端面的放大平面圖。

圖15所示的蜂窩過濾器500中，通過隔壁81劃分形成開口部的形狀為四邊形的孔格82與開口部的形狀為八邊形的孔格82。並且，開口部的形狀為四邊形的流入孔格82a和開口部的形狀為八邊形的流入孔格82a以包圍開口部的形狀為八邊形的流出孔格82b的周圍的方式隔著隔壁81而交替地配置。在將開口部的形狀為四邊形的孔格82與開口部的形狀為八邊形的孔格82進行比較時，開口部的形狀為八邊形的孔格82的開口部的大小相對較大。

蜂窩過濾器500具備蜂窩基材84、多個流入側封孔部85a和多個流出側封孔部(未圖示)。蜂窩基材84具有多孔質的隔壁81。並且，蜂窩基材84中，通過隔壁81劃分形成從流入端面91延伸至流出端面(未圖示)並成為流體流路的多個孔格82。流入側封孔部85a配置在蜂窩基材84的流入端面91側，以將流出孔格82b的開口部進行封孔。雖然省略了圖示，但流出側封孔部配置在蜂窩基材84的流出端面側，以將流入孔格82a的開口部進行封孔。

蜂窩過濾器500的蜂窩基材84具有以分割的方式將流入孔格82a劃分為2個的流入孔格分割用隔壁81a。即，蜂窩基材84具有以分割「開口部的形狀為四邊形的流入孔格82a」和「開口部的形狀為八邊形的流入孔格82a」的方式進行配置的隔壁81a。並且，該蜂窩過濾器500中，流出側封孔部的封孔長度lout的平均值比流入側封孔部的封孔長度lin的平均值大。

(2)蜂窩過濾器的製造方法：

接下來，對製造本發明的蜂窩過濾器的方法進行說明。

首先，製作用於製作蜂窩基材的可塑性坯土。用於製作蜂窩基材的坯土可通過向作為原料粉末而選自前述隔壁的合適的材料組中的材料適當添加粘合劑等添加劑以及水而製作。

接著，通過將製作的坯土擠出成形，從而獲得具有劃分形成多個孔格的隔壁及配置於最外周的外周壁的柱狀的蜂窩成形體。擠出成形中，作為擠出成形用的金屬模具，可使用在坯土的擠出面形成有作為所成形的蜂窩成形體的反轉形狀的狹縫的金屬模具。可將所得到的蜂窩成形體例如利用微波及熱風進行乾燥。

接著，利用與蜂窩成形體的製造中所使用的材料同樣的材料將孔格的開口部封孔而形成封孔部。關於形成封孔部的方法，可基於以往公知的蜂窩過濾器的製造方法來進行。其中，在製造本發明的蜂窩過濾器時，以流出側封孔部的封孔長度lout的平均值比流入側封孔部的封孔長度lin的平均值大的方式形成封孔部。此外，通過形成流入側封孔部及流出側封孔部，從而以存在下述隔壁的方式選定形成封孔部的孔格，該隔壁以分割的方式將流入孔格劃分為2個。以下，對形成封孔部的方法的一例進行說明。

首先，在乾燥的蜂窩成形體的流入端面，以覆蓋流入孔格的方式施加掩模。接著，將施加了掩模的蜂窩成形體的流入端面側的端部浸漬於封孔漿料，將封孔漿料填充於未施加掩模的流出孔格的開口部。接著，在蜂窩成形體的流出端面，以覆蓋流出孔格的方式施加掩模。接著，將施加了掩模的蜂窩成形體的流出端面側的端部浸漬於封孔漿料，將封孔漿料填充於未施加掩模的流入孔格的開口部。之後，通過將填充於流出孔格及流入孔格的開口部的封孔漿料乾燥，從而形成將孔格的開口部封孔的封孔部。關於流入側封孔部的封孔長度lin的平均值及流出側封孔部的封孔長度lout的平均值，可通過將蜂窩成形體浸漬於封孔漿料中的時間、浸漬的深度來進行調整。此外，可改變流入端面側和流出端面側所使用的封孔漿料的粘度等。此外，將封孔漿料向孔格內填充的填充速度與孔格的開口部的大小具有相關性。因此，在製造流出孔格的開口部的大小和流入孔格的開口部的大小不同的蜂窩過濾器的情況下，也可利用該開口部的大小之差來進行封孔部的封孔長度的調整。

接著，通過將所得到的蜂窩成形體燒成，從而獲得蜂窩過濾器。燒成溫度及燒成氣氛根據原料的不同而不同，只要是本領域的技術人員就能夠選擇出最適合於所選材料的燒成溫度及燒成氣氛。另外，製造本發明的蜂窩過濾器的方法並不限定於至此說明的方法。

[實施例]

(實施例1)

將碳化矽粉末80質量份和si粉末20質量份混合而獲得混合粉末。在該混合粉末中添加粘合劑、造孔材和水而製成成形原料。接著，將成形原料混煉而製作圓柱狀的坯土。

接著，使用蜂窩成形體製作用的金屬模具將坯土擠出成形，獲得整體形狀為四稜柱狀的蜂窩成形體。製作16個蜂窩成形體。擠出成形中，使用用於成形如圖7～圖11所示的孔格形狀的蜂窩基材的擠出成形用的金屬模具。

接著，將蜂窩成形體用微波乾燥機乾燥，進一步用熱風乾燥機完全乾燥後，將蜂窩成形體的兩端面切斷，調整成預定的尺寸。

接著，在乾燥的蜂窩成形體中形成封孔部。具體而言，首先，在蜂窩成形體的流入端面以覆蓋流入孔格的方式施加掩模。之後，將施加了掩模的蜂窩成形體的端部浸漬於封孔漿料，將封孔漿料填充於未施加掩模的流出孔格的開口部。之後，對於蜂窩成形體的流出端面，利用與上述同樣的方法，也將封孔漿料填充於流入孔格的開口部。之後，將形成了封孔部的蜂窩成形體進一步用熱風乾燥機乾燥。在填充封孔漿料時，通過調節封孔漿料的粘度、在封孔漿料中所添加的粘合劑的量以及掩模上所穿孔的孔的大小，從而調節封孔漿料的填充深度。

接著，將形成了封孔部的蜂窩成形體脫脂，燒成而獲得蜂窩燒成體。脫脂的條件設為於550℃進行3小時。燒成的條件設為在氬氣氣氛下於1450℃進行2小時。蜂窩燒成體的整體形狀為四稜柱狀。蜂窩燒成體的端面的形狀為，一邊長度為40mm的正方形。該蜂窩燒成體成為蜂窩過濾器中的蜂窩基材。

接著，將所得到的16個蜂窩燒成體在以相互的側面彼此相對的方式相鄰配置，在該狀態下，藉助接合材進行接合，製作蜂窩接合體。蜂窩接合體以在其端面上縱向排列4個、橫向排列4個，合計排列16個蜂窩燒成體的方式進行接合而製作。

接著，通過研磨對蜂窩接合體的外周部進行加工，使蜂窩接合體的與孔格的延伸方向垂直的截面的形狀成為圓形。之後，在經研磨加工的蜂窩接合體的最外周塗布含有陶瓷原料的外周塗覆材。外周塗覆材的塗布通過一邊使蜂窩接合體旋轉一邊進行塗布的方法來進行。

將塗布了外周塗覆材的蜂窩接合體於600℃進行熱處理，製作實施例1的蜂窩過濾器。

實施例1的蜂窩過濾器如圖7及圖8所示的蜂窩過濾器200那樣，具有以多個流入孔格22a包圍流出孔格22b的周圍的方式配置的孔格結構。並且，包圍流出孔格22b的周圍的流入孔格22a的一部分被分割流入孔格22a彼此的隔壁21a劃分。表1的「孔格形狀」一欄中，對於實施例1的蜂窩過濾器的孔格形狀，表示為「圖8」。表1的「孔格形狀」一欄中，對於各實施例的蜂窩過濾器的孔格形狀，示出參照該孔格形狀的附圖編號。例如，表1～表4的「孔格形狀」一欄中，在記為圖13時，表示該實施例的蜂窩過濾器的孔格形狀與圖13所示的蜂窩過濾器300的孔格形狀相同。予以說明的是，表1～表4的「孔格形狀」一欄中所示的附圖編號僅參照該附圖中的孔格的形狀(孔格形狀)。因此，對於所參照的附圖中所示的蜂窩過濾器的整體形狀、該附圖中所示的蜂窩過濾器的蜂窩基材為一體構成或為單元結構等蜂窩過濾器的其他構成不作為參照的對象。實施例1的蜂窩過濾器的隔壁的氣孔率為65％。此外，隔壁的厚度為0.33mm。端面的直徑為143.8mm，在孔格的延伸方向上的長度為152.4mm。此外，孔格密度為46.5個/cm2。隔壁的氣孔率是通過水銀孔度計而測定的值。

此外，對於所得到的構成蜂窩過濾器的蜂窩基材，測定流入側封孔部的封孔長度lin的平均值及流出側封孔部的封孔長度lout的平均值。封孔長度設為在如圖12所示的13個測定點a～m處測定的值的平均值。在各測定點a～m處的封孔部的各自的長度通過從「蜂窩基材的從流入端面至流出端面的長度」中減去由針規測定的「未配置封孔部的部分的孔格的長度」而求出。將流入側封孔部的封孔長度lin的平均值及流出側封孔部的封孔長度lout的平均值示於表1。

此外，求出流入側封孔部的封孔長度lin的平均值與流出側封孔部的封孔長度lout的平均值之間的平均值。即，該平均值是封孔長度lin和封孔長度lout的平均值。將所求出的平均值示於表1的「封孔長度的平均值」一欄中。

此外，將從流出側封孔部的封孔長度lout的平均值中減去流入側封孔部的封孔長度lin的平均值而得到的值示於表1的「lout(平均)-lin(平均)值」一欄中。

[表1]

此外，對於實施例1的蜂窩過濾器，利用以下方法進行「煤菸灰的堆積界限量評價」及「壓力損失性能評價」。將結果示於表1中。

(煤菸灰的堆積界限量評價)

首先，利用搭載2.2l柴油機的引擎臺架以一定運轉條件產生預定量的煤菸灰，使所產生的煤菸灰堆積於各實施例及比較例的蜂窩過濾器的隔壁的表面。接著，進行利用後噴的再生處理，使蜂窩過濾器的入口氣體溫度升高，在蜂窩過濾器前後的壓損開始降低時停止後噴，將引擎切換為空轉狀態。使再生處理前的預定量的煤菸灰的堆積量逐漸增加並反覆進行上述操作，直至蜂窩過濾器產生裂紋。將蜂窩過濾器產生裂紋時的煤菸灰的堆積量設為各蜂窩過濾器中的「煤菸灰的堆積界限量」。根據以下評價基準，對蜂窩過濾器的「煤菸灰的堆積界限量」進行評價。予以說明的是，對於實施例1～6及比較例5～7，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例1。對於實施例7～9及比較例8、比較例9，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例2。對於實施例10～12及比較例10、比較例11，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例3。對於實施例13～15及比較例12、比較例13，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例4。

評價「優」：在將作為基準的蜂窩過濾器的「煤菸灰的堆積界限量」設為100％的情況下，當評價對象的蜂窩過濾器的「煤菸灰的堆積界限量」為110％以上時，將其評價設為「優」。

評價「良」：在將作為基準的蜂窩過濾器的「煤菸灰的堆積界限量」設為100％的情況下，當評價對象的蜂窩過濾器的「煤菸灰的堆積界限量」為100％以上且小於110％時，將其評價設為「良」。

評價「不可」：在將作為基準的蜂窩過濾器的「煤菸灰的堆積界限量」設為100％的情況下，當評價對象的蜂窩過濾器的「煤菸灰的堆積界限量」小於100％時，將其評價設為「不可」。

(壓力損失性能評價)

壓力損失性能評價中，將在同一條件下測定的比較例1的蜂窩過濾器的壓力損失的值作為基準值，根據以下評價基準，進行蜂窩過濾器的壓力損失性能評價。予以說明的是，對於實施例1～6及比較例5～7，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例1。對於實施例7～9及比較例8、比較例9，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例2。對於實施例10～12及比較例10、比較例11，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例3。對於實施例13～15及比較例12、比較例13，將作為基準的蜂窩過濾器設為比較例4。

評價「優」：在將作為基準的蜂窩過濾器的壓力損失的值設為100％的情況下，當評價對象的蜂窩過濾器的壓力損失的值為99.5％以下時，將其評價設為「優」。

評價「良」：在將作為基準的蜂窩過濾器的壓力損失的值設為100％的情況下，當評價對象的蜂窩過濾器的壓力損失的值超過99.5％且小於100％時，將其評價設為「良」。

評價「可」：在將作為基準的蜂窩過濾器的壓力損失的值設為100％的情況下，當評價對象的蜂窩過濾器的壓力損失的值超過100％且為101％以下時，將其評價設為「可」。

(實施例2～15)

將孔格形狀、流入側封孔部的封孔長度lin的平均值及流出側封孔部的封孔長度lout的平均值如表1～表4所示那樣進行變更，除此以外，用與實施例1同樣的方法製作蜂窩過濾器。對於實施例2～15的蜂窩過濾器，用與實施例1同樣的方法進行「煤菸灰的堆積界限量評價」及「壓力損失性能評價」。將結果示於表1～表4中。

(比較例1～4、比較例6～13)

將流入側封孔部的封孔長度lin的平均值及流出側封孔部的封孔長度lout的平均值如表1～表4所示那樣進行變更，除此以外，用與實施例1同樣的方法製作蜂窩過濾器。此外，對於比較例2～4、比較例6～13的蜂窩過濾器，用與實施例1同樣的方法進行「煤菸灰的堆積界限量評價」及「壓力損失性能評價」。將結果示於表1～表4中。

(比較例5)

在比較例5中，首先，製作16個流入孔格與流出孔格均為四邊形且流入孔格與流出孔格隔著隔壁而交替配置的蜂窩單元，將該蜂窩單元的側面彼此藉助接合材接合而製作蜂窩接合體。接著，通過研磨對蜂窩接合體的外周部進行加工，使蜂窩接合體的與孔格的延伸方向垂直的截面的形狀成為圓形。之後，在研磨加工後的蜂窩接合體的最外周塗布含有陶瓷原料的外周塗覆材。接著，將塗布了外周塗覆材的蜂窩接合體於600℃進行熱處理，製作比較例5的蜂窩過濾器。對於比較例5的蜂窩過濾器，用與實施例1同樣的方法進行「煤菸灰的堆積界限量評價」。將結果示於表1中。

[表2]

[表3]

[表4]

(結果)

實施例1～15的蜂窩過濾器在煤菸灰的堆積界限量評價及壓力損失性能評價中能夠全部得到「優」～「可」的結果。特別是，實施例1～11、實施例13、實施例15的蜂窩過濾器在煤菸灰的堆積界限量評價中能夠得到特別優異的結果。

在將實施例2～7以及比較例6、比較例7的蜂窩過濾器進行比較時，可確認到隨著流入側封孔部的封孔長度和流出側封孔部的封孔長度的合計減小，壓力損失性能評價變得良好。另外，可確認到隨著流出側封孔部的封孔長度變大，煤菸灰的堆積界限量提高的傾向。此外，對於孔格形狀為圖13的實施例8、實施例9，孔格形狀為圖14的實施例10～12以及孔格形狀為圖15的實施例13～15，也確認到同樣的傾向。

產業上的可利用性

本發明的蜂窩過濾器可用作用於淨化廢氣的過濾器。