(57)【要約】  被覆されたセラミックハニカム体において、複数の軸方向に延在する通路を形成する、交差した多孔質壁のマトリクスから作られたハニカム構造を有し、その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかが塞がれて、入口通路と出口通路を形成し、その出口通路の全表面積が、入口通路の全表面積より大きく、触媒が、出口通路内に優先的に位置しており、出口通路の非濾過壁上に優先的に配置されている、セラミックハニカム体が提供される。その出口通路および非濾過壁に触媒含有スラリーを優先的に施すように構成された方法および装置が、他の態様として提供される。
2021531952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆ハニカム体において、
複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造であって、該複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路および出口通路を形成するように施栓されており、該出口通路の全表面積は、該入口通路の全表面積より大きい、ハニカム構造、
を備え、
前記多孔質壁のいくつかは、出口通路から入口通路を隔てる濾過壁であり、該多孔質壁のいくつかは非濾過壁であり、該非濾過壁上に触媒が優先的に配置されている、被覆ハニカム体。
【請求項２】
優先的に配置された前記触媒がＣＲ≦０．８を有し、ＣＲは、前記非濾過壁上とその中の前記触媒を含有するウォッシュコートの平均装填％で割られた、前記濾過壁上とその中の該触媒を含有するウォッシュコートの平均装填％として定義された被覆比である、請求項１記載の被覆ハニカム体。
【請求項３】
前記優先的に配置された触媒が０．２≦ＣＲ≦０．８を有する、請求項２記載の被覆ハニカム体。
【請求項４】
被覆ハニカム体において、
複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造であって、該複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、該出口通路のいくつかは、該入口通路の少なくともいくつかより断面積が大きく、そのより大きい該出口通路は非濾過壁を含み、触媒含有ウォッシュコートが、該非濾過壁上に優先的に配置されている、ハニカム構造、および
０．２≦ＣＲ≦０．８、
式中、ＣＲは、前記非濾過壁上および該非濾過壁内の前記触媒含有ウォッシュコートの平均装填質量％で割られた、濾過壁上および該濾過壁内の該触媒含有ウォッシュコートの平均装填質量％と定義された被覆比である、
を有する、被覆ハニカム体。
【請求項５】
被覆ハニカム体において、
複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造であって、該複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、該出口通路の少なくともいくつかは充填材料を含有しており、選択触媒還元触媒が、該充填材料内に優先的に位置している、ハニカム構造、
を有する、被覆ハニカム体。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、全ての目的のためにここに全体が引用される、２０１８年５月４日に出願され、「COATED CERAMIC HONEYCOMB BODIES AND METHODS OF MANUFACRUING SAME」（代理人事件整理番号ＳＰ１８−１４３ＰＺ）と題する米国仮特許出願第６２／６６７３６９号からの優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、エンジン排気流のような流体流からの粒子の濾過に使用される施栓されたハニカム体を含む粒子フィルタに関する。
【背景技術】
【０００３】
壁流式ハニカムフィルタは、多孔質壁により画成された縦方向の平行通路を持つハニカム構造を有するセラミックハニカム体を備える。その通路は、入口と出口の端面で市松模様の栓を形成するように、端部が施栓されている。入口端面で施栓され、出口端面で開いた端部を有する通路は、出口通路と称され、出口端面で施栓され、入口端面で開いた端部を有する通路は、入口通路と称される。従来の通路形態において、どちらの端面でも施栓された通路に対する開いた通路の比率は、実質的に１：１である。
【０００４】
作動において、排ガスまたは他の微粒子を運ぶ流れは、入口通路を通って壁流式ハニカムフィルタに入り、入口通路から出口通路へと隣接している多孔質壁に押し通され、出口通路を通って出る。この多孔質壁は、その流れからの微粒子の一部を保持する濾過壁として働く。
【０００５】
セラミックハニカム体は、排ガス流がこのハニカム体から出る前に、このガス流からＳＯｘ、ＮＯｘ、炭化水素および／または一酸化炭素などの汚染物質を減少させるように触媒化されることがある。具体的には、あるセラミックハニカムにおいて、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒を、濾過壁にウォッシュコートの成分として施すことができる。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の１つ以上の実施の形態において、被覆セラミックハニカム体が提供される。この被覆セラミックハニカム体は、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造を備え、その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路および出口通路を形成するように施栓されており、その出口通路の全表面積は、その入口通路の全表面積より大きく、その多孔質壁のいくつかは、出口通路から入口通路を隔てる濾過壁であり、多孔質壁のいくつかは非濾過壁であり、その非濾過壁上に触媒が優先的に配置されている。
【０００７】
本開示の１つ以上の実施の形態において、被覆セラミックハニカム体が提供される。この被覆セラミックハニカム体は、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造を備え、その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、その出口通路の多孔質壁の少なくともいくつかは、非濾過壁を構成し、出口通路の表面積は、入口通路の全表面積の２倍以上大きく、選択触媒還元触媒が、出口通路内に優先的に位置しており、その非濾過壁上に優先的に配置されている。
【０００８】
本開示の１つ以上の実施の形態において、触媒が被覆されたセラミックハニカム体、または被覆セラミックハニカム体が提供される。この触媒が被覆されたハニカム体、または被覆ハニカム体は、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造を備え、その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、その出口通路のいくつかは、入口通路１０６の少なくともいくつかより断面積が大きく、そのより大きい出口通路は非濾過壁を含み、触媒含有ウォッシュコートが、その非濾過壁上に優先的に配置され、０．２≦ＣＲ≦０．８を有し、ここでは、ＣＲは、非濾過壁上および非濾過壁内の触媒含有ウォッシュコートの平均装填％で割られた、濾過壁上および濾過壁内の触媒含有ウォッシュコートの平均装填％と定義された被覆比である。
【０００９】
本開示の１つ以上の実施の形態において、被覆ハニカム体が提供される。この被覆ハニカム体は、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造を備え、その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、その出口通路の少なくともいくつかは充填材料を含有しており、選択触媒還元触媒が、その充填材料内に優先的に位置している。
【００１０】
本開示の１つ以上の実施の形態において、スラリー被覆装置が提供される。そのスラリー被覆装置は、ガス源を提供するポンプ；湿式被覆ハニカム体の周りに気密シールを提供する面カラー；そのポンプから面カラーへの接続を提供する導管；およびポンプにより生じたガス流によって湿式被覆ハニカム体から押し出された触媒含有スラリーを捕捉するように作れた貯留槽を備える。
【００１１】
本開示の１つ以上の実施の形態において、触媒被覆する第１の方法が提供される。この触媒被覆方法は、入口通路と出口通路を有する施栓された多孔質ハニカム体を提供する工程であって、その出口通路の少なくともいくつかが、濾過壁と非濾過壁の両方を含む工程；その出口通路および非濾過壁を触媒含有スラリーに曝す工程；および濾過壁上の触媒含有スラリーの少なくともいくらかが除去されるように、入口通路から出口通路にガス流を提供し、非濾過壁上に優先的に装填された触媒含有スラリーを提供する工程を有してなる。
【００１２】
本開示の他の方法の実施の形態において、ハニカム体を触媒被覆する第２の方法が提供される。この触媒被覆する第２の方法は、入口通路と出口通路を含む施栓された多孔質ハニカム体を提供する工程であって、その出口通路の少なくともいくつかが、濾過壁と非濾過壁を含む工程；触媒含有スラリーの供給源を提供する工程；入口通路を真空に引いて、触媒含有スラリーを濾過壁および非濾過壁の少なくともいくつかに引き込む工程；および触媒含有スラリーが非濾過壁上に優先的に装填され、触媒含有スラリーのいくらかが濾過壁から除去されるように、入口通路から出口通路にガス流を提供する工程を有してなる。
【００１３】
本開示のこれらと他の実施の形態にしたがって、数多くの他の特徴および態様が提供される。実施の形態のさらなる特徴および態様が、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図面からより完全に明白となるであろう。
【００１４】
添付図面は、本開示のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書の一部を構成し、本開示の実施の形態を示し、記載と共に、本開示を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の１つ以上の実施の形態によるセラミックハニカム体の斜視図
【図２】図１に示されたセラミックハニカム体の入口端面を示す平面図
【図３】図１に示されたセラミックハニカム体の出口端面を示す平面図
【図４Ａ】図３の切断線４Ａ−４Ａに沿って取られた断面を示す断面側面図
【図４Ｂ】本開示の１つ以上の実施の形態による、いくつかの通路が施栓されていない貫通通路である、セラミックハニカム体の入口端面を示す平面図
【図４Ｃ】図４Ｂの切断線４Ｃ−４Ｃに沿って取られた断面を示す断面側面図
【図５】１つ以上の実施の形態による、ハニカム体内において濾過壁から触媒含有スラリーの少なくともいくらかを除去し、非濾過壁を優先的に被覆するように作られたスラリー被覆装置の側面平面図
【図６Ａ】１つ以上の実施の形態による、ハニカム体の濾過壁からの触媒含有スラリーの除去、および非濾過壁の優先的被覆を示す、スラリー被覆装置内に配置されたハニカムの断面側面図
【図６Ｂ】１つ以上の実施の形態による、ハニカム体内の濾過壁から触媒含有スラリーを除去するように作られたスラリー被覆装置の代わりの実施の形態の側面平面図
【図７Ａ】１つ以上の実施の形態による被覆セラミックハニカム体を製造する第１の方法の流れ図
【図７Ｂ】１つ以上の実施の形態による被覆セラミックハニカム体を製造する第２の方法の流れ図
【図８】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図９Ａ】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図９Ｂ】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１０】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１１】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１２】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１３】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１４】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１５】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１６】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１７】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１８】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図１９】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図２０】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図２１】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図２２】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図２３】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図２４】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図２５】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【図２６】ハニカム体の他の実施の形態における反復単位セルの出口端面の一部を示す拡大平面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先に述べたように、従来のセラミックハニカム体は、ウォッシュコート内の選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒など、触媒含有ウォッシュコートを含むことがある。従来の実施において、ウォッシュコートは、入口通路および出口通路両方の、ハニカム体の多孔質濾過壁に亘るウォッシュコートとして配置するか、多孔質濾過壁の細孔内に堆積させるか、またはその両方を行うことができる。従来のフィルタのＳＣＲ触媒は、入口通路へのウォッシュコートとして与えられる場合、濾過壁上のウォッシュコートの厚さが増加するにつれて、入口通路の有効流路面積が減少するであろう。有効流路面積および開口面積率（ＯＦＡ）が結果として減少すると、従来のように被覆されたセラミックハニカム体に亘る圧力降下が増加し、その系の背圧が対応して増加し得る。ＳＣＲ触媒含有ウォッシュコートが従来のフィルタの多孔質濾過壁の細孔内に堆積された場合、入口通路の有効流路面積は、それでも、ＳＣＲ触媒を使用する場合など、ＮＯｘを適切に減少させるために必要な高い触媒装填量のために、より少ない量ではあるが、減少するであろう。さらに、濾過壁の細孔内の触媒装填量が増加するにつれて、ハニカム体の煤および灰の貯蔵容量が減少する。何故ならば、その状況では、煤および灰粒子を収集するのにそうしなければ利用できるであろう細孔が、ウォッシュコートで部分的にまたは完全に充填されているかもしれないからである。最後に、ＳＣＲ触媒被覆ハニカム体を備えた従来のハニカムフィルタにおける煤の受動的再生は限定され得る。流出流中の二酸化窒素（ＮＯ２）の一部は、ハニカムフィルタの入口通路内の粒状物質ではなく、むしろＳＣＲ触媒と相互作用するので、その制限は、濾過壁内のＳＣＲ触媒の存在のためであり得る。
【００１７】
それゆえ、ここに記載された１つ以上の実施の形態によれば、優先的に被覆されたハニカム体であって、そのようなハニカム体の非濾過壁を優先的に被覆する方法のように、ＳＣＲ触媒含有ウォッシュコートまたは他の触媒含有ウォッシュコートに使用するためなどのハニカム体が提供される。被覆ハニカム体（例えば、多孔質セラミックハニカム体）は、その全表面積が入口通路の全表面積より大きい出口通路を有し得る。その入口通路および出口通路は、多孔質壁から作られる。その被覆セラミックハニカム体の多孔質壁のいくつかは、入口通路から出口通路を隔てる濾過壁であり、その多孔質壁のいくつかは、非濾過壁である。その非濾過壁は、隣接する出口通路を隔て得る、出口通路を再分割し得る、または出口通路中に延在し得る（フィンのように）。１つの態様において、触媒（例えば、ＳＣＲ触媒含有ウォッシュコートまたは他の触媒含有ウォッシュコート）は、出口通路内の非濾過壁に主に施され、その上に配置され、それゆえ、入口通路の濾過壁の大半を、粒子フィルタ内に粒子を自由に捕捉させ、背圧を減少させ、入口通路および濾過壁内に捕捉された煤の受動的再生を改善することがある。
【００１８】
いくつかの実施の形態において、その被覆セラミックハニカム体は、入口通路および出口通路を備えることがあり、その出口通路は、入口通路の全表面積より大きい全表面積を有し得る。例えば、その被覆セラミックハニカム体は、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有し得、その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路および出口通路を形成するように施栓されている。その出口通路は、その入口通路の全表面積より大きい全表面積を有することがある。そのＳＣＲ触媒は、出口通路内に優先的に位置しており、その非濾過壁上に優先的に配置されている。そのＳＣＲ触媒は、ウォッシュコートの均一成分として施されることがある。いくつかの実施の形態において、そのウォッシュコートは、出口通路の壁に亘り選択的に施され、その出口通路の非濾過壁の細孔内に選択的に施され、装填量の質量％は、濾過壁上よりも非濾過壁上において高い。
【００１９】
いくつかの実施の形態において、出口通路内だけに位置している非濾過壁により、出口通路が、入口通路よりも高い全表面積を持つことができる。そのような実施の形態において、触媒（例えば、ＳＣＲ触媒）は、出口通路内の非濾過壁に優先的に施され、設けられることがある。ここに用いられている「優先的に」という用語は、任意の出口通路内で、非濾過壁が、濾過壁と比べて、そこに施された相対的に多いウォッシュコート（平均で）を、それゆえ相対的に多いＳＣＲ触媒を有することを意味する。濾過壁内のＳＣＲ触媒を運ぶウォッシュコートの相対的な減少は、濾過壁を通る圧力降下を減少させるこができ、出口通路内の非濾過壁上のＳＣＲ触媒の優先的な位置付けは、煤の受動的再生機能を改善しつつ、ＮＯｘの触媒効率も増加させるであろう。多くの他の実施の形態が提供される。
【００２０】
いくつかの実施の形態によれば、被覆セラミックハニカム体は、入口通路および出口通路を有し得、これらは、同様のサイズと形状であり、入口通路よりも多く出口通路がある。例えば、壁は、入口通路と出口通路の両方の断面に亘り延在する正方形パターンを画成することがある。あるいは、入口通路は、出口通路と異なる形状であってもよい。いくつかの実施の形態において、壁は、出口通路の断面に亘り延在する正方形パターンおよび入口通路の断面に亘り延在する正方形パターンを画成することがあり（図２〜３、４Ｂ〜４Ｃ、８、１１、１３、１８〜２１、および２３〜２５）、出口通路の全表面積は入口通路の全表面積より大きい。別の例として、壁は、入口通路の断面に亘り延在する長方形パターンおよび出口通路の断面に亘り延在する正方形パターンを画成することがある（図１０）。さらに別の例として、壁は、入口通路の断面および出口通路の断面に亘り延在する三角形パターンを画成することがあり（図１６）、この出口通路は、入口通路よりも大きい表面積を与えるように非濾過壁により再分割されている。他の変種がここに記載されている。入口および出口通路に亘る壁のこれらの様々な形態は、増加したアイソスタティック強度を与え、非濾過壁上のウォッシュコートの優先的装填を可能にすることがある。
【００２１】
他の実施の形態によれば、被覆セラミックハニカム体は、様々な異なる形態で配列された、出口通路内の非濾過壁を含み得る。例えば、非濾過壁は、Ｘ字形形態におけるように、出口通路の部分を画成する濾過壁の対向する角に接続することがある（図８および９Ｂ）。別の例において、非濾過壁は、十字形もしくはＹまたはＴ字形形態で出口通路の少なくともいくつかを画成する濾過壁の少なくともいくつかの異なる対向する中点に亘り接続し得る（図３、４Ｂ、９Ａ、１０、１６、２０、２２）。さらに別の例において、非濾過壁は、出口通路の少なくともいくつかを画成する濾過壁または非濾過壁の異なる対向する中点に亘り接続し得る（図９Ａ、１３〜１５、２６）。様々な形態における出口通路内の非濾過壁の存在は、アイソスタティック強度のさらなる増加、並びに触媒含有ウォッシュコート（例えば、ＳＣＲ触媒含有ウォッシュコート）の施用のためのより大きい面積を与えることがある。多くの他の実施の形態が提供されている。
【００２２】
図１は、１つの実施の形態による、栓を含むセラミックハニカム体の斜視図である。セラミックハニカム体１００は、入口面１０２（図２）および出口面１０４（図３）を備える。セラミックハニカム体１００のハニカム構造は、多孔質濾過壁１０５により画成された複数の平行な入口通路１０６および出口通路１０８を有する。濾過壁１０５およびハニカム体１００の周囲に表皮１０３が形成されることがある。表皮は、押し出されても、後で施されても（焼成後に施されても）差し支えない。出口通路１０８は、いくつかの実施の形態において、ハニカム体１００の入口面１０２（図２）で市松模様で栓１０７により施栓することができる。同様に、入口通路１０６は、ハニカム体１００の出口面１０４で市松模様で栓３０７により施栓することができる。
【００２３】
図２は、図１に示された被覆セラミックハニカム体１００の入口面１０２を概略示す端面図である。先に述べたように、出口通路１０８は、ハニカム体１００の入口面１０２で施栓されている。その結果、使用に当たって、微粒子を運ぶ流れが、入口通路１０６を通ってハニカム体１００に入ることができ、この入口通路１０６はハニカム体１００の入口面１０２で開いている。入口通路１０６および出口通路１０８は、多孔質濾過壁１０５により隔てられている。
【００２４】
図３は、図１に示された被覆セラミックハニカム体１００の出口面１０４を概略示す端面図である。先に述べたように、入口通路１０６は、ハニカム体１００の出口面１０４で栓３０７により施栓されている。その結果、入口面１０２で入口通路１０６を通ってハニカム体１００に入るガス流は、濾過壁１０５を通って出口通路１０８に入り、被覆セラミックハニカム体１００の出口面１０４から出る。微粒子を運ぶガス流が濾過壁１０５を通過するときに、粒子は、濾過壁１０５上または内に捕らえられ、比較的高い濾過効率（例えば、９９％超）でそのガス流から除去することができる。
【００２５】
図２において、濾過壁１０５は、入口通路１０６の断面に亘り延在する正方形パターンを画成し、出口通路１０８の断面に亘る正方形パターンを画成すると示されている。ここに示されたものなどの濾過壁１０５の追加の形態が、入口通路１０６および出口通路１０８に亘り実施されてもよい。必要に応じて、濾過壁１０５は、横断面において他の多角形の入口通路および出口通路を提供するように配列させることができる。
【００２６】
濾過壁１０５により少なくとも部分的に画成された出口通路１０８は、図示された実施の形態において、出口通路１０８を隔て、副通路に再分割する非濾過壁３０５を含むことがある。非濾過壁３０５は、被覆セラミックハニカム体１００に関して、出口通路１０８の全表面積が入口通路１０６の全表面積より大きいように出口通路１０８の全表面積を増加させる。
【００２７】
いくつかの実施の形態において、入口通路１０６の全表面積に対する出口通路１０８の全表面積は、１．２から４．０に及び得る。さらなる実施の形態において、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積より２倍以上大きい。さらに、いくつかの実施の形態において、入口通路１０６の全表面積に対する出口通路１０８の全表面積は、２．０から３．０に及び得る。
【００２８】
触媒材料、またはＳＣＲ触媒などの触媒は、非濾過壁３０５に優先的に施され、それにより、濾過壁１０５上のウォッシュコート装填量（および触媒装填量−例えば、ＳＣＲ触媒装填量）を最小にするによって、濾過壁１０５に亘る圧力降下を減少させるのに役立つことがある。その触媒は、非濾過壁３０５の表面に亘るウォッシュコート４２５の成分として施されても、非濾過壁３０５の細孔内に堆積されても、またはその両方であってもよい。
【００２９】
図３において、非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の異なる対向する中点に亘り接続して、図示された方向の断面形態において出口通路１０８内に非濾過壁３０５を画成するものと示されている。ここに示され、検討されるように、追加の非濾過壁３０５の形態が出口通路１０８内で実施されてもよい。
【００３０】
図４Ａは、図３の切断線４Ａ−４Ａに沿ってとられた断面を概略示す断面側面図である。入口面１０２は、図示された実施の形態において出口通路１０８の各々に栓１０７を含む。同様に、出口面１０４は、入口通路１０６の各々で栓３０７を含む。入口通路１０６および出口通路１０８は、多孔質濾過壁１０５により隔てられている。濾過壁１０５は、微粒子を運ぶ流れが入口通路１０６から出口通路１０８に通過するときに、その中の微粒子を濾過する。その流れが一旦濾過壁１０５を通過して、大部分の煤および他の粒子を置き去りにし、出口通路１０８に入ったら、その流れは、ひいては、触媒反応により、出口通路１０８内に優先的に被覆され、非濾過壁３０５上に優先的に装填された触媒含有ウォッシュコート４２５（例えば、ＳＣＲ触媒含有ウォッシュコート）と相互作用する。ここに用いられている「非濾過壁上に優先的に装填された」という句は、非濾過壁３０５の外面上または非濾過壁３０５内の細孔の表面上、もしくはその両方に装填されたことを意味する。「優先的に装填された」という句は、さらに、触媒含有ウォッシュコート４２５が、濾過壁１０５によるよりも、非濾過壁３０５によって担持された質量でより多くのウォッシュコート装填量を有することを意味する。特に、いくらか少量の触媒含有ウォッシュコート４２５が、まだ、濾過壁１０５により担持されたままであるが、非濾過壁３０５上よりも平均の質量でより少ない程度であるであろう。それゆえ、その濾過壁を通る背圧を低下させることができる、または同じ背圧で、強度のために壁厚を増加させることができる。
【００３１】
図４Ｂおよび４Ｃは、被覆ハニカム体１００Ｐの別の実施の形態を概略示している。被覆ハニカム体１００Ｐは、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造を備える。その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路１０６を形成するように出口面１０４で施栓され、出口通路１０８を形成するように入口面１０２で施栓されており、出口通路１０８の多孔質壁の少なくともいくつかは、濾過壁１０５を含み、いくつかは、非濾過壁３０５を含む。さらに、その通路の少なくともいくつかは、施栓されていない貫通通路４１０を含む。貫通通路４１０は、入口面１０２または出口面１０４もしくはそれらの間のいずれでも施栓されておらず、流出材料（例えば、排ガス）が被覆ハニカム体１００Ｐを直接的に通過するための経路を提供する。貫通通路４１０は、その中に、非濾過壁３０５Ｐをさらに含み得る。貫通通路４１０の存在のために、被覆ハニカム体１００Ｐに亘る背圧は、非常に低くあり得る。その背圧は、貫通通路４１０の数を調節することによって、制御することができる。しかしながら、より多くの貫通通路４１０が設けられるにつれて、濾過効率は低下する。このタイプの被覆ハニカム体１００Ｐは、層状煤収集を行うために、別の被覆ハニカム体１００Ｐまたはここに記載された他の被覆ハニカム体のいずれかと共に、もしくは下流に位置する従来のフィルタと共に、使用することができる。
【００３２】
触媒含有ウォッシュコート４２５（例えば、選択触媒還元触媒または他の触媒）が、出口通路１０８内に優先的に位置付けられ、その非濾過壁３０５上に優先的に装填される。触媒含有ウォッシュコート４２５（例えば、選択触媒還元触媒または他の触媒）は、その非濾過壁３０５Ｐ上など、貫通通路４１０内にも位置付けることができる。初期ウォッシュコート中に、入口面１０２で貫通通路４１０を塞ぐために、接着マスクを使用し、後で、除去することができる。
【００３３】
通路の総数と比べた貫通通路４１０の割合は、２％から３３％に及び得、例えば、図４Ｂおよび４Ｃにおいて、２０％が示されている。他の割合も可能である。貫通通路４１０の数は、背圧および濾過効率を制御するように選択することができる。いくつかの実施の形態において、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積よりも大きい。
【００３４】
図５は、１つの実施の形態による、セラミックハニカム体１００内の濾過壁１０５から触媒含有コーティング（例えば、触媒含有スラリー５２４）を除去するために動作可能に使用されるスラリー被覆装置５００の概略側面図を示している。スラリー被覆装置５００は、ポンプ５３２、導管５３４、カラー５３８、およびキャッチベースン５４０を備える得る。スラリー被覆装置５００は、エキスパンダ５３６も備え得る。エキスパンダ５３６は、浅い内部円錐角（例えば、１５度未満）を有し得る。ポンプ５３２は、導管５３４を介してエキスパンダ５３６に送られるガス流（例えば、空気流）を提供する。容積型空気ポンプ（例えば、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、歯車または羽根ポンプ等）などの、空気源および空気流を提供できるどのような適切なポンプを使用しても差し支えない。カラー５３８は、湿式被覆ハニカム体１００Ｗの表皮１０３に取り付けられ、その周りに実質的に気密のシールを提供し、その出口通路１０８は、触媒含有スラリー５２４（例えば、ＳＣＲ触媒含有スラリー）に先に曝されている。カラー５３８の表面は、エキスパンダ５３６と密封接触で設けることができ、よって、ポンプ５３２からのガス流が、導管５３４を通り、エキスパンダ５３６を通る一方で、そのガス流を、湿式被覆ハニカム体１００Ｗの入口面１０２の露出された前面面積と実質的に一致するように広げる。次いで、ガス流が入口通路１０６を通り、湿式被覆ハニカム体１００Ｗの濾過壁１０５を通り、出口通路１０８中へと続く。いくつかの実施の形態において、スラリー５２４のいくらかは、出口通路１０８から出て、キャッチベースン５４０近くの領域に入り得る。キャッチベースン５４０は、湿式被覆ハニカム体１００Ｗの出口面１０４に近接して位置付けることができる。キャッチベースン５４０は、ガス流により、湿式被覆ハニカム体１００Ｗの出口通路１０８を通して押し出された、濾過壁１０５から吐出されたスラリー５２４を捕捉するように作られている。どのような過剰のスラリー５２４も、スラリー被覆過程において再利用するためにキャッチベースン５４０の、またはそれに連結された貯留槽５４２に捕らえ、収集することができる。非濾過壁３０５を横切る圧力差はほとんどまたは全くないので、そのガス流によって、そこから除去される触媒含有スラリー５２４は少なく、それゆえ、濾過壁１０５よりも、非濾過壁３０５上に優先的にスラリーが装填される（より高い平均質量装填量）。これに反して、濾過壁１０５を横切る圧力降下があるので、スラリー５２４の少なくともいくらかは、そのガス流によってそこから除去される。いくつかの実施の形態において、ガス流は、スラリー５２４は非濾過壁３０５により全て吸収され、それに沿って分布されるので、そのスラリー５２４がこの工程中に湿式被覆ハニカム体１００Ｗから流出できないようにフィルタの長さに軸方向に沿ってそのスラリーを分配させるであろう。
【００３５】
スラリー５２４は、どの適切な方法によって、ハニカム体１００に施して、湿式被覆ハニカム体１００Ｗを形成しても差し支えない。その施用は、出口通路１０８にスラリー５２４を充填しつつ、入口通路１０６にスラリー５２４を充填しないことによるものであり得る。その充填は、スラリー５２４の供給源に出口端１０４を浸漬する、または他のやり方で曝し、次に、スラリー５２４を出口通路１０８に引き込むことによって、行うことができる。これは、その出口端がスラリー５２４の供給源内に浸漬されている間に、入口端１０２を適切に真空に引くことによって、行うことができる。必要に応じて、一旦充填されたら、ポンプからのガス圧を出口端１０４に印加しても差し支えない。被覆過程の一部として（入口端１０２を真空に引く、または出口端１０４に圧力を印加することによる）、ある量のスラリー５２４が、濾過壁１０５の細孔中に引き込まれる、または押し入れられることがある。同様に、充填過程または引込み過程の一部として、非濾過壁３０５が被覆され、スラリー５２４のいくらかが、少なくとも毛管作用によって、非濾過壁３０５中に引き込まれることがある。いくつかの実施の形態において、湿式被覆ハニカム体１００Ｗは、図５のカラー５３８内に取り付けられる前に、スラリー５２４に曝されることがある、または必要に応じて、図６Ｂのスラリー除去装置に挿入し、次いで、図６Ｂを参照して示され、記載されたように充填されても差し支えない。
【００３６】
図５の実施の形態において、充填操作に続いて、ある量のスラリー５２４が、濾過壁１０５内に与えられた後、入口端１０２を、濾過壁１０５からスラリー５２４の少なくともいくらかを吹き飛ばし、ことによると、出口通路１０８の通路からスラリー５２４のいくらかを除去するのに十分なガス流に曝すことができ、非濾過壁３０５に亘り圧力差がないために、スラリー５２４は、その細孔内、および非濾過壁３０５の表面上に留まることができる。スラリー５２４の被覆および濾過壁１０５からのスラリーの除去後、被覆ハニカム体を乾燥させ、か焼することができる。
【００３７】
いくつかの実施の形態において、濾過壁１０５と非濾過壁３０５との間としての、相対的ウォッシュコート装填量（か焼後の優先的ウォッシュコート装填の程度を定義する）は、皮膜生成比（ＣＲ）として式１により表すことができる：
ＣＲ  ＝  ＷＬｆ／ＷＬｎｆ      式１
式中、
ＷＬｆは、グラム／リットルで表された、濾過壁１０５上とその内部の、質量による平均ウォッシュコート装填量であり、
ＷＬｎｆは、グラム／リットルで表された、非濾過壁３０５上とその内部の、質量による平均ウォッシュコート装填量である。
【００３８】
実施の形態によれば、ＣＲは、ＣＲ≦０．８であり得る、またはＣＲは、例えば、０．２から０．８に及び得る。ＣＲが０．８より大きい場合、ひいては、濾過壁１０５の細孔内のウォッシュコートが多すぎ、それゆ、背圧などが増加する。濾過壁１０５の細孔構造からウォッシュコートを全て除去することが望ましいが、実際には難しい。
【００３９】
図６Ｂは、１つの実施の形態によるセラミックハニカム体１００内の濾過壁１０５に触媒含有スラリー（例えば、ＳＣＲ触媒含有スラリー５２４）を被覆し、次いで、そこから除去するが、それでも、出口通路１０８の非濾過壁３０５を優先的に被覆するために操作可能に使用されるスラリー被覆装置６００の代わりの実施の形態の側面平面図を概略示している。スラリー被覆装置６００は、可逆ポンプ６３２、導管５３４、６３４、カラー５３８、６３８、および貯留槽６４２を備え得る。
【００４０】
可逆ポンプ６３２は、導管５３４を通じてカラー５３８に送り、そこから戻される可逆ガス流（例えば、空気流）を提供することができる。前記ハニカム体の入口面１０２の入口通路１０６の全てに亘るかなりのガス流を可能にするために、浅い内部円錐角（例えば、１５度未満）を有し得るエキスパンダ５３６、６３６が含まれることがある。カラー５３８、６３８は、ハニカム体の表皮１０３に取り付け、その周りに実質的に気密のシールを提供することができる。第１の流動方向６４５におけるポンプ６３２の操作により、貯留槽６４２から、導管６３４を通じて、ハニカム体の非濾過壁３０５を収容する出口通路１０８中にスラリー５２４を引き込み、また、濾過壁１０５の少なくとも一部中に少なくともいくらかのスラリー５２４を引き込んで、湿式被覆ハニカム体１００Ｗを形成する真空が生じる。適量のスラリー５２４を、濾過壁１０５の開いた、相互接続された細孔中に引き込むこと表す特定の圧力または他の所定の条件（例えば、所定の時間）に到達するまで、スラリー５２４の引き込みが継続し得る。
【００４１】
その後、可逆ポンプ６３２の方向を反転させて、反対の第２の方向６４４にガス流を生じさせることができる。第２の方向６４４の第２のガス流により、スラリー５２４の少なくともいくらかが、濾過壁１０５および出口通路１０８から吹き飛ばされ、除去されるが、それでも、非濾過壁３０５の開いた、相互接続された細孔の表面とその中に、スラリー５２４の適切な配置が後に残され、ことによると、さらに分布される。
【００４２】
先に述べたように、非濾過壁３０５内とその上に配置されたままの平均スラリー装填量（質量で）は、濾過壁１０５内とその上に配置された平均スラリー装填量（質量で）よりも大きい。それゆえ、被覆ハニカム体を製造する上記方法は、濾過壁１０５の平均での装填質量と比べて、触媒含有ウォッシュコート（例えば、ＳＣＲ触媒含有ウォッシュコート）の平均でのより多い装填質量が優先的に装填された非濾過壁３０５を有するウォッシュコートされたハニカム体を製造することができる。
【００４３】
図６Ａは、１つの実施の形態による湿式被覆ハニカム体１００Ｗの濾過壁１０５からの触媒含有スラリー５２４の一部の除去を示す、スラリー被覆装置５００の一部の側面断面図である。カラー５３８は、膨らまされ、湿式被覆ハニカム体１００Ｗの入口面１０２のエッジ近くの表皮１０３に支えられた膨らませるブラダー６４４を使用して、実質的に気密のシールを作る。ガス流６４４がポンプ５３２により湿式被覆ハニカム体１００Ｗの濾過壁１０５を通じて送り込まれるときに、出口通路１０８に施されたスラリー５２４のいくらかが、濾過壁１０５から除去され、非濾過壁３０５上に堆積され、分配されるか、または出口面１０４を通じて湿式被覆ハニカム体１００Ｗから押し出される。押し出されることがあれば、それは、キャッチベースン５４０の貯留槽５４２に向けることができる。図６Ｂの実施の形態は、吹き飛ばされたスラリー５２４がエキスパンダ６３６により捕捉され、導管６３４によって貯留槽６４２に戻されることを除いて、同様の様式で作動するであろう。
【００４４】
図７Ａは、１つ以上の実施の形態による被覆ハニカム体１００を製造する第１の方法の流れ図を示している。方法７００Ａは、７０２において、入口通路１０６および出口通路１０８を有する施栓されたハニカム体（例えば、施栓されたセラミックハニカム体）を提供する工程を含み、出口通路１０８の少なくともいくつかは、濾過壁１０５および非濾過壁３０５を含む。
【００４５】
方法７００Ａは、７０４において、出口通路（例えば、出口通路１０８）および非濾過壁３０５を触媒含有スラリー（例えば、ＳＣＲ触媒含有スラリーなどのスラリー５２４）に曝す工程をさらに含む。これにより、湿式被覆ハニカム体１００Ｗが形成される。入口端１０２が引かれる真空の使用、もしくはピストン・シリンダ装置からスラリー５２４を押し入れることなどによる、出口端１０４に印加される圧力により、マスキングと浸漬、もしくは封止と、触媒含有スラリー５２４の充填または引き込みまたは押し込みなど、どの公知の被覆方法を使用して、出口通路１０８を触媒含有スラリー（例えば、触媒含有スラリー５２４）に曝してもよい。いくつかの実施の形態において、入口端１０２および入口通路１０６は、被覆の間に表皮１０３と共に、封止する、および／または触媒含有スラリー５２４への暴露から他の様式で保護することができる。
【００４６】
触媒含有スラリー５２４は、所望の反応のための適切な触媒と共に、液体（例えば、水）中に分散されたアルミナまたは他の適切な無機微粒子から製造されることがある。その触媒は、ＮＯｘを窒素と水に「選択的に」転化し、それによって、例えば、ＮＯｘ放出物を実質的に還元させる（例えば、９７％まで）ことのできるＳＣＲ触媒であり得る。ＳＯｘ除去について、使用される触媒は、例えば、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、およびその組合せからなる群より選択される白金族金属成分であり得る。リチウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、および銀の酸化物および酸化アルミニウムなどの他の材料を、触媒含有スラリー５２４の一部として含むことができる。いくつかの実施の形態において、触媒は、例えば、ＭｇＯ、ＭｇＡ  Ｏ  ＭｎＯ、ＭｎＯ２、およびＯ２Ｏからなる群より選択されるＳＯｘ収着成分であり得る。ＳＣＲ触媒である場合、か焼後のウォッシュコートのウォッシュコート装填量は、非濾過壁３０５上において２０グラム／リットルから約２００グラム／リットルであり得る。触媒のタイプに応じて、他のウォッシュコート装填量を使用することができる。質量での適切なウォッシュコート装填量は、減らすべき流出物の予測量に曝される間の被覆ハニカム体１００〜２６００の特定のデザインおよびサイズに対するウォッシュコートの試験によって決定することができる。
【００４７】
方法７００Ａは、７０６において、濾過壁１０５上の触媒含有スラリー５２４の少なくともいくらかが除去されるように、入口通路１０６から出口通路１０８にガス流（例えば、空気流）を提供して、非濾過壁３０５上に優先的に装填された触媒含有スラリー５２４を提供する工程をさらに含む。詳しくは、図６Ａまたは６Ｂの固定具を湿式被覆ハニカム体１００Ｗに取り付けることができ、これを使用して、ポンプ５３２、６３２または他のガス源からのガス流を湿式被覆ハニカム体１００Ｗに通して、非濾過壁３０５からのスラリー５２４の除去を最小にして、スラリー５２４の一部を濾過壁１０５から除去する。それゆえ、スラリー５２４は、非濾過壁３０５上に優先的に装填されるようになる。
【００４８】
第１の方法の実施の形態において、図５の封止のための固定具（例えば、カラー５３８およびエキスパンダ５３６）は、スラリー５２４を入口面１０２から出口通路１０８の一部に押し入れつつ、非濾過壁３０５中に分配する、または出口通路１０８から過剰分を押し出すために、ポンプ５３２からの圧力を使用できるように入口端面１０２に取り付けられる。
【００４９】
第２の方法の実施の形態において、封止のための固定具（図５に示された固定具と実質的に同様である）は、スラリー５２４を濾過壁１０５から、そして出口面１０４から出口通路１０８中に引き入れ、それゆえ、そこからスラリー５２４を除去するための差圧機構がないので、非濾過壁３０５を優先的に被覆するために、ピストンポンプなどの低レベル真空を使用できるように、出口端面１０４に取り付けることができる。
【００５０】
別の方法の実施の形態において、封止のための固定具（図６Ｂに示された固定具と実質的に同様である）は、入口端面１０２と出口端面１０４の両方に取り付けることができる。ポンプ６３２により低レベル真空に引いて、貯留槽６４２から出口通路１０８中、および濾過壁１０５の少なくとも一部中にスラリー５２４を引き込んだ後、流れを逆にすることができる。この逆流は、スラリー５２４の少なくともいくらかを、濾過壁１０５から出口通路１０８中に押し入れ、それゆえ、非濾過壁３０５からスラリー５２４を除去するための差圧機構がないので、非濾過壁３０５を優先的に被覆する。
【００５１】
先に概説した方法の各々において、入口通路１０６にはスラリー５２４が実質的になく、それゆえ、か焼後に触媒含有ウォッシュコートが実質的になく、それゆえ、触媒がない。さらに、濾過壁１０５は、減少した量のウォッシュコートしか含まず、それゆえ、背圧を実質的に減少させることができる。各場合に使用される圧力および低レベル真空は、ハニカム体１００Ｗのサイズ、並びに濾過壁１０５の厚さと気孔率に依存する。一例として、第１の実施の形態に関する圧力は、０．１から４０ｐｓｉ（０．７ｋＰａから２７６ｋＰａ）の範囲を含み得、第２の実施の形態に関する真空は、０．１〜１５ｋＰａの範囲を含み得る。他の圧力および真空レベルを使用しても差し支えない。
【００５２】
図８は、被覆セラミックハニカム体８００の別の実施の形態における、出口端面から抜粋された拡大単位セルを示す拡大平面図である。図示された単位セル形態は、出口端面１０４の全体に亘り存在し得る。この実施の形態において、濾過壁１０５は、入口通路１０６および出口通路１０８の同じ大きさの正方形のパターンを形成する。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の対向する角を接続し、その中に非濾過壁３０５のＸ字形形態を含む出口通路１０８を画成する。ここに記載された非濾過壁３０５の他の形態を使用しても差し支えない。入口通路１０６内に、非濾過壁は全く設けられていない。ウォッシュコート４２５は、非濾過壁３０５に優先的に位置付けられ、施されている。少量のウォッシュコート４２５が、濾過壁１０５内またはその上に残るかもしれないが、非濾過壁３０５上よりも少ない平均質量程度（装填量）である。
【００５３】
この実施の形態において、入口通路１０６と同じ数の出口通路１０８がある。しかしながら、この実施の形態において、非濾過壁３０５が含まれるために、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積より大きく、触媒は、出口通路１０８内に優先的に位置付けられている。詳しくは、ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５上に優先的に配置されている。
【００５４】
図９Ａは、八角形・正方形形態を有する被覆セラミックハニカム体９００Ａの別の実施の形態の出口端面から抜粋された拡大単位セルを示す拡大平面図である。単位セルのこの形態は、全出口端１０４に亘り存在し得る。入口端１０２では、入口通路１０６は施栓されておらず、出口通路１０８は施栓されている。非濾過壁３０５は、Ｘ字形形態で八角形の対向する辺を接続している。非濾過壁は入口通路１０６内に含まれていない。ここに記載された他の非濾過壁の形態を代わりに使用しても差し支えない。ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５上に優先的に配置されている。この実施の形態において、出口通路１０８は、入口通路１０６よりも大きい断面積である。さらに、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積よりも大きい。
【００５５】
図９Ｂは、角の丸み付けを含む八角形・正方形形態を有する被覆セラミックハニカム体９００Ｂの代わりの実施の形態の出口端面から抜粋された拡大部分を示す拡大平面図である。非濾過壁３０５は、Ｘ字形形態で八角形の対向する辺を接続している。しかしながら、ここに記載された他の非濾過壁の形態を代わりに使用しても差し支えない。ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５上に優先的に配置されている。この実施の形態において、出口通路１０８は、入口通路１０６よりも断面積が大きい。さらに、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積よりも大きい。図９Ａおよび９Ｂの各々において、出口通路１０８断面積に対する入口通路１０６の断面積の面積比は、例えば、０．６と０．９の間であり得る。他の面積比を使用しても差し支えない。
【００５６】
図１０は、１つの実施の形態による被覆セラミックハニカム体１０００の別の実施の形態の出口端面から抜粋された拡大単位セルを示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は正方形であり、入口通路１０６は長方形である。非濾過壁３０５は、十字形形態で濾過壁１０５の対向する辺（例えば、中点）を接続している。しかしながら、ここに記載された他の濾過壁の形態を代わりに使用しても差し支えない。ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５に優先的に施され、その上に配置されている。この実施の形態において、出口通路１０８は、入口通路１０６よりも多い。非濾過壁３０５を含む単位セルの中央出口通路１０８Ｌは、非濾過壁のない単位セルの角にあるより小さい出口通路１０８Ｓより断面積が大きい。入口通路１０６にも非濾過壁がない。それゆえ、この実施の形態において、いくつかの出口通路１０８（例えば、より大きい出口通路１０８Ｌ）は、非濾過壁３０５を含むが、他のものは含まない。さらに、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積よりも大きい。
【００５７】
図１１は、被覆セラミックハニカム体１１００の別の実施の形態の出口端面から抜粋された拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の角に接続しており、十字形形態に配列されている。ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５上に優先的に位置付けられ、配置されている。さらに、図１１は、多孔質壁のいくつかは、入口通路１０６を出口通路１０８から隔てる濾過壁１０５であり、多孔質壁のいくつかは、隣接する出口通路１０８を隔て、再分割する非濾過壁３０５であることを示している。この実施の形態は、より小さい入口通路１０６およびいくつかのより大きい出口通路１０８Ｌといくつかのより小さい出口通路１０８Ｓの組合せを含み、より小さい正方形の入口通路１０６は、より大きい正方形の出口通路よりも断面積が小さい。それゆえ、この実施の形態において、出口通路１０８Ｌのいくつかは、入口通路１０６の少なくともいくつかより断面積が大きく、そのより大きい出口通路１０８Ｌは、濾過壁１０５よりも多い質量の平均添加量の触媒含有ウォッシュコート４２５（優先的に位置付けられた被覆）をさらに含む非濾過壁を含む。
【００５８】
それゆえ、図１１の実施の形態において、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを含むハニカム構造１１００が提供される。この複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路１０６を形成するように出口端１０４で施栓されており、出口通路１０８を形成するように入口端１０２で施栓されており、出口通路１０８Ｌのいくつかは、入口通路１０６の少なくともいくつかより断面積が大きい。さらに、より大きい出口通路１０８Ｌは非濾過壁３０５を含み、触媒含有ウォッシュコート４２５がその非濾過壁３０５上に優先的に配置されている。ここに用いられている「優先的に配置されている」とは、それぞれの壁内またはその上にを意味する。
【００５９】
図１２は、被覆セラミックハニカム体１２００の別の実施の形態における出口端面から抜粋された拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の長方形として示されている。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の角に接続しており、図示されたような十字形形態に配列されている。ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５に優先的に施され、その上に配置されている。
【００６０】
それゆえ、図１２に示された実施の形態において、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを含むハニカム構造１２００が提供される。この複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、既に述べたように、入口通路１０６および出口通路１０８を含む。図１１におけるように、出口通路１０８Ｌのいくつかは、入口通路１０６の少なくともいくつかより断面積が大きい。さらに、より大きい出口通路１０８Ｌは非濾過壁３０５を含み、触媒含有ウォッシュコート４２５がその非濾過壁３０５上に優先的に配置されている。この実施の形態において、入口通路１０６は長方形（非正方形）であり、出口通路１０８は、正方形、およびより大きい出口通路１０８Ｌとより小さい出口通路１０８Ｓの組合せを含み、より小さい出口通路１０８Ｓには非濾過壁がなく、より大きい出口通路１０８Ｌは非濾過壁３０５を含む。
【００６１】
図１３は、被覆セラミックハニカム体１３００の別の実施の形態における出口端面から抜粋された拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８はより小さい白色の正方形として示されており、入口通路１０６はより大きい斜線の正方形として示されている。非濾過壁３０５のいくつかは、角に接続しており、他のものは、濾過壁１０５の中点の間に接続している。ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５に優先的に施され、その上に配置されている。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数より多い（８つの出口：１つの入口）。さらに、入口通路１０６は、出口通路１０８と比べて、より大きい断面積（４：１）を有する。出口通路の行と列の交差点にない、図示された各出口通路１０８について、２つの濾過壁１０５および２つの非濾過壁３０５が設けられている。その行と列の交差点では、出口通路１０８Ｉは４つの非濾過壁を含む。
【００６２】
図１４は、被覆セラミックハニカム体１４００の別の実施の形態における出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８はより小さい白色の正方形として示されており、入口通路１０６はより大きい斜線の正方形として示されている。非濾過壁３０５のいくつかは、角に接続しており、他のものは、濾過壁１０５の中点の間に接続している。ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５に優先的に施され、その上に配置されている。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数より多い（８つの出口：１つの入口）。さらに、各入口通路１０６は、出口通路１０８の各々の断面積と比べて、より大きい断面積を有する。しかしながら、入口通路１０６の全断面積は、出口通路１０８の全断面積より小さい。出口通路の行と列の交差点にない、図示された各出口通路１０８について、２つの濾過壁１０５および２つの非濾過壁３０５が設けられている。その行と列の交差点では、出口通路１０８Ｉは４つの非濾過壁を有する。出口１０８は、正方形と長方形の組合せを含む。
【００６３】
図１５は、被覆セラミックハニカム体１５００の別の実施の形態の出口端面の拡大部分を示す拡大平面図を示す。この実施の形態において、出口通路１０８は白色で示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。非濾過壁３０５のいくつかは、角に接続しており、他のものは、濾過壁１０５の中点の間に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数より多い（６つの出口：１つの入口）。さらに、各入口通路１０６は、出口通路１０８の各々の断面積と比べて、より大きい断面積を有する。しかしながら、入口通路１０６の全断面積は、出口通路１０８の全断面積より小さい。さらに、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積より大きく、触媒が、その出口通路内に優先的に位置している。詳しくは、ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５に優先的に施され、その上に配置されている。出口通路１０８は、野球のホームベースの形状を有する不規則な五角形を有している。
【００６４】
図１６は、被覆セラミックハニカム体１６００の別の実施の形態における出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の三角形として示されており、入口通路１０６は斜線の三角形として示されている。図から分かるように、全ての入口通路１０６について、１つの出口通路１０８がある。非濾過壁３０５は、Ｙ字形形態で、濾過壁の対向する中点に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数と同じである（１つの出口：１つの入口）。しかしながら、出口通路１０８の全表面積は、入口通路１０６の全表面積より大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置している。詳しくは、ウォッシュコート４２５が、非濾過壁３０５に優先的に施され、その上に配置されている。出口通路１０８内の出口副通路は、図示されたようなダイヤモンドの形状を持つ、菱形の四角形を有する。非濾過壁３０５の位置を変えることによって、他の菱形形状も可能である。
【００６５】
図１７は、被覆セラミックハニカム体１７００の別の実施の形態の出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この八角形・正方形の実施の形態において、出口通路１０８は白色で示されており、入口通路１０６は斜線として示されており、改良栓パターンが入口通路１０６および出口通路１０８を画成している。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の角に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数より多い（１５の出口：９つの入口）。さらに、全ての出口通路１０８の全表面積は、全ての入口通路１０６の全表面積より大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５に優先的に施し、その上に配置することができる。
【００６６】
図１８は、被覆セラミックハニカム体１８００の別の実施の形態における出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。出口通路１０８は、フィンのように、出口通路１０８中に延在する非濾過壁３０５を備え得る。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の角に接続しており、対向する角に向かって出口通路１０８の一部に亘り延在している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数と同じである（１つの出口：１つの入口）。しかしながら、全ての出口通路１０８の全表面積は、全ての入口通路１０６の全表面積より大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５（フィン）に優先的に施し、その上に配置することができる。
【００６７】
図１９は、被覆セラミックハニカム体１９００の別の実施の形態における出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。出口通路１０８は、フィンのように、出口通路１０８中に延在する非濾過壁３０５を備える。非濾過壁３０５は、その角の間など、濾過壁１０５の中点に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数と同じである（１つの出口：１つの入口）。しかしながら、全ての出口通路１０８の全表面積は、全ての入口通路１０６の全表面積より大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５（フィン）に優先的に施し、その上に配置することができる。
【００６８】
図２０は、被覆セラミックハニカム体２０００の別の実施の形態における出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。出口通路１０８は、出口通路１０８中に延在し、それを副通路に再分割する非濾過壁３０５を備える。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の内の１つの中点に接続し、他の２つは、その角に接続している。それゆえ、非濾過壁３０５は、Ｙ字形形態で濾過壁１０５に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数と同じである（１つの出口：１つの入口）。しかしながら、全ての出口通路１０８の全表面積は、その非濾過壁の存在のために、全ての入口通路１０６の全表面積より大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５に優先的に施し、その上に配置することができる。
【００６９】
図２１は、被覆セラミックハニカム体２１００の別の実施の形態における出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。出口通路１０８は、フィンのように、出口通路１０８中に延在する非濾過壁３０５を備える。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の中点と角に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数と同じである（１つの出口：１つの入口）。しかしながら、全ての出口通路１０８の全表面積は、全ての入口通路１０６の全表面積より大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５（フィン）に優先的に施し、その上に配置することができる。
【００７０】
図２２は、被覆セラミックハニカム体２２００の別の実施の形態における出口端面の拡大部分を示す拡大平面図である。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。出口通路１０８は、出口通路１０８中に延在し、それを、図示された長方形と正方形の副通路などの２つのタイプの副通路に再分割する非濾過壁３０５を備える。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の中点に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数と同じであり（１つの出口：１つの入口）、全ての出口通路１０８の全表面積は、非濾過壁３０５の存在のために、全ての入口通路１０６の全表面積より大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５に優先的に施し、その上に配置することができる。
【００７１】
図２３〜２５は、それぞれ、被覆セラミックハニカム体２３００、２４００、２５００の他の実施の形態の出口端面の拡大部分を示す拡大平面図を示している。これらの実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。出口通路１０８は、フィンのように、出口通路１０８中に延在する非濾過壁３０５を備える。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の中点（図２３）、濾過壁１０５の角（図２４）、および濾過壁１０５の中点と角の組合せ（図２５）に接続している。この実施の形態において、出口通路１０８の数は、入口通路１０６の数と同じである（１つの出口：１つの入口）。しかしながら、各実施の形態において、全ての出口通路１０８の全表面積は、全ての入口通路１０６の全表面積よりずっと大きい。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５（フィン）に優先的に施し、その上に配置することができる。各実施の形態において、非濾過壁３０５は、濾過壁１０５に接続している（中間または角で）第１のフィン部分３０５Ａおよび第１のフィン部分３０５Ａの端部に結合した第２のフィン部分３０５Ｂからなる。第２のフィン部分３０５Ｂは、第１のフィン部分３０５Ａに直角であるか、または必要に応じて、そこにある角度であることがある。第２のフィン部分は、出口通路１０８の表面積を実質的に増加させる。第２のフィン部分３０５Ｂの他の形態を使用しても差し支えない。
【００７２】
図２６は、被覆セラミックハニカム体２６００の別の実施の形態の出口端面の拡大単位セルを示す拡大平面図を示している。この実施の形態において、出口通路１０８は白色の正方形として示されており、入口通路１０６は斜線の正方形として示されている。これらの通路の角に、適切な半径（または隅肉）が設けられている。出口通路１０８は、単一壁の形態で設けられた非濾過壁３０５を含む。しかしながら、他の形態を使用してもよい。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５の中点に接続している。
【００７３】
この実施の形態において、出口通路１０８の数は、単位セルに関するように、完全に実装されたときのハニカム体について、入口通路１０６の数と同じである（１つの出口：１つの入口）。しかしながら、各実施の形態において、全ての出口通路１０８の全表面積は、全ての入口通路１０６の全表面積より大きい。何故ならば、出口通路１０８は断面積が大きいからであり、さらに、出口通路１０８は、中に１つ以上の非濾過壁３０５を備えるからである。さらに、触媒が、出口通路１０８内に優先的に位置することができる。詳しくは、ウォッシュコート４２５を、非濾過壁３０５（フィン）に優先的に施し、その上に配置することができる。
【００７４】
図示された被覆ハニカム体２６００の実施の形態において、そのハニカム構造は、複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有し、その複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路１０６を形成するように出口端１０４で栓３０７により施栓され、出口通路１０８を形成するように入口端１０２で施栓されており、出口通路１０８の少なくともいくつか（図のように全て）は充填材料２６４４を含有し、触媒（例えば、選択触媒還元触媒）が、出口通路１０８内に優先的に位置付けられ、非濾過壁３０５上および充填材料２６４４上とその中に優先的に配置されている。それゆえ、充填材料２６４４は、濾過壁１０５よりも多い装填質量％の触媒を含む。
【００７５】
充填材料２６４４の一例は、比較的高い気孔率を示すウォッシュコートであることがある。充填材料２６４４を形成するために使用されるスラリーは、１種類または複数の所望の触媒（例えば、ＳＣＲ触媒、ＳＯｘ、三元触媒）および適量の細孔形成剤を含有することができる。そのスラリーは、ここに記載された被覆方法のいずれにより、濾過壁１０５および出口通路１０８内の非濾過壁３０５に施しても差し支えない。被覆後、湿式被覆ハニカム体に、スラリー除去方法が行われる。その後、非濾過壁３０５上に優先的に配置された、細孔形成剤を含むスラリーをか焼することができる。被覆ハニカム体のか焼温度は、例えば、３００℃から６００℃であり得る。このか焼は、細孔形成剤を焼き尽くし、出口通路１０８内および極めて多孔質である非濾過壁３０５上に触媒を含む充填材料２６４４を生じる。
【００７６】
その細孔形成剤は、焼払いの際に、充填材料２６４４中に開いた、相互接続された細孔を生じる、中空の高分子マイクロスフィア、デンプン粒子（例えば、トウモロコシ、ジャガイモ、エンドウ、または他のデンプン）、炭素など、どの適切な有機材料であっても差し支えない。その細孔形成剤は、例えば、１μｍと５０μｍの間の中央粒径Ｄ５０を有し得る。か焼中の焼払いは、被覆ハニカム体２６００の亀裂形成を避けるために、十分に遅く、酸素制御環境下で、またはその両方で行うことができる。出口通路１０８中の充填材料２６４４は、４０％超など、多量の細孔を含み得、触媒は充填材料２６４４中に含まれる。
【００７７】
本発明は、施栓された通路が入口通路１０６および出口通路１０８を含む、触媒担体として使用するためのセラミックハニカム体に関する。入口通路１０６は、入口端面で開いており、出口端面で施栓されており、非濾過壁を含まない。出口通路１０８は、出口端面で開いており、入口端面で施栓されている。そのセラミックハニカム体は、ことによると、微細構造特徴との組合せで、構造特徴により特徴付けられる。第１に、そのセラミックハニカム体は、入口通路１０６と比べて、出口通路１０８内において、より高い幾何学的全表面積を有し得る。１つの実施の形態において、より高い全表面積は、入口通路１０６に対して出口通路１０８を数多く有することによって、達成されることがある。この実施の形態において、出口通路１０８の境界を画成する多孔質セラミック壁のいくつかは、濾過壁１０５（入口通路を出口通路から隔てる）を含み、出口通路１０８を構成する多孔質セラミック壁のいくつかは、非濾過壁（隣接する出口通路１０８を隔てる、または出口通路１０８を再分割する）であり得る。
【００７８】
別の実施の形態において、出口通路内の増加した全表面積は、出口通路１０８中に延び、入口通路１０６に対して表面積を増加させる、フィンのような、非濾過壁を含むことによって、達成されることがあり、このフィンは、出口通路１０８内の末端を含む。
【００７９】
さらに、本開示は、出口通路１０８内に優先的に位置付けられた触媒（例えば、ＳＣＲ触媒または他の触媒）により特徴付けられ、好ましくは、その触媒は、出口通路１０８内の非濾過壁３０５の細孔構造上またはその中に優先的に装填されている。いくつかの実施の形態において、気孔率は、２つのカテゴリーの内の１つにあるように制御される：カテゴリー１は、８μｍから１６μｍの中央細孔直径を持つ４０％〜６０％の気孔率の範囲にある気孔率を有する低から中位の気孔率体である。この細孔構造は、壁上触媒装填を支持する目的である。壁上触媒装填は、壁内装填に対して改善された触媒活性の利点を有し（したがって、減少した触媒装填を支持することができ）、それに加え、非濾過壁３０５上に優先的に位置する触媒は、濾過壁１０５内の減少した触媒のために、入口通路１０６上の煤からより良く分離することができる。これにより、ＮＯ２について触媒との競合がないので、入口通路１０６内の煤のより良い受動的再生が可能になる。低気孔率は、同様の嵩密度でより薄い壁形状を可能にし、したがって、従来のデザインよりも高い開口面積率を有するデザインが可能である。より高い開口面積率（ＯＦＡ）は、濾過壁１０５上のより少ない壁上触媒の相殺効果のために設けられる。
【００８０】
カテゴリー２は、壁内触媒装填、または壁内と壁上の触媒装填の組合せを支持できる高気孔率体である。気孔率は、この場合、５５％から７５％に及び得、中央細孔直径は、約１４μｍと３０μｍの間であり得る。いくつかの実施の形態において、多孔質壁は、６０％から７０％の範囲の平均嵩気孔率および１４μｍから２５μｍの中央細孔直径を有する。この気孔率および中央細孔直径は、通路密度が２５０ｃｐｓｉ（２３セル／ｃｍ２）と４５０ｃｐｓｉ（６８セル／ｃｍ２）の間であり、横方向壁厚が０．００６インチ（０．１５ｍｍ）と０．０１４インチ（０．３６ｍｍ）の間である場合、ＳＣＲ触媒の触媒担体として特に効果的である。
【００８１】
より粗い細孔構造は、非濾過壁３０５の壁の細孔内の触媒の分布を可能にすることがある。壁内触媒装填の利点は、ウォッシュコート材料が優先的に装填される通路（例えば、出口通路１０８）の水力直径の減少が制限されることである。触媒は主に非濾過壁３０５内にあり得るので、触媒は、出口通路１０８を感知できるほど妨げないであろうし、したがって、出口通路１０８では、壁上被覆に生じ得る水力直径の減少が避けられる。
【００８２】
ここに記載された実施の形態の各々において、ハニカム体１００〜２６００は、コージエライト、チタン酸アルミニウム、コージエライトとチタン酸アルミニウムとの組合せ、ムライト、炭化ケイ素、ジルコニア等、およびその組合せなどの多孔質セラミック材料から作られることがある。他の適切な多孔質セラミックまたは他の多孔質材料を使用しても差し支えない。濾過壁１０５の横方向壁厚は、例えば、約０．００６インチ（０．１５ｍｍ）から０．０２０インチ（０．５１ｍｍ）、またさらには、０．００６インチ（０．１５ｍｍ）から０．０１４インチ（０．３６ｍｍ）に及び得る。非濾過壁３０５は、濾過壁１０５より薄くても、同じ厚さであっても差し支えない。ハニカム体１００〜２６００の通路密度は、例えば、約２００ｃｐｓｉ（３１セル／ｃｍ２）から６００ｃｐｓｉ（９１セル／ｃｍ２）、およびさらなる実施の形態において、２５０ｃｐｓｉ（２３セル／ｃｍ２）から４５０ｃｐｓｉ（６８セル／ｃｍ２）に及び得る。
【００８３】
出口通路１０８内の濾過壁１０５と非濾過壁３０５の両方の独特な組合せにより、ウォッシュコート過程中の非濾過壁３０５の優先的被覆が可能になる。ここでの出口通路１０８内の非濾過壁３０５および被覆方法の使用により、濾過壁１０５中の触媒の濃度が従来のＳＣＲフィルタにおけるよりも低いレベルに限定され、それゆえ、より低い背圧で同じ触媒活性を提供する。
【００８４】
それに加え、セラミックハニカム体を被覆する方法が提供される。１つの被覆方法は、出口通路１０８および濾過壁１０５のいくつかの中への触媒含有スラリー５２４の導入、およびその後の、圧力または真空抽出による、任意の過剰物の吹き飛ばしと、ことによると、排出または排除を含む。この抽出過程は、非濾過壁３０５に対して、濾過壁１０５内とその上の触媒装填を減少させる。
【００８５】
従来のＳＣＲフィルタにおいて、従来の市松模様デザインの高気孔率壁流フィルタが用いられる。ＳＣＲ触媒は、入口通路と出口通路の両方の壁上および／または壁内に装填されている。ＮＯｘ排出物の目標を達成するために、比較的高い触媒装填量が使用される。この高い触媒装填量は、フィルタ壁の透過性を著しく減少させ、比較的高い圧力降下（背圧）を生じ得る。従来のデザインの現況において、触媒が利用できるセラミックの表面積の全ては、濾過壁としても機能する。本発明の被覆セラミックハニカム体１００において、出口通路１０８は非濾過壁（例えば、セラミック非濾過壁３０５）を有し、これは、触媒材料を保持するが、濾過壁１０５として機能しない。触媒用途のためのこの追加の表面積は、従来のデザインに見られるであろうよりも低い濃度の、濾過壁１０５内の触媒を可能にする。これにより、濾過壁１０５の透過性が、従来の被覆セラミックハニカム体におけるよりも高くなる。
【００８６】
セラミックハニカム体の細孔構造は、その触媒がセラミック壁の外側、またはセラミック壁の細孔の内側に施されるか否かを決定付けることができる。壁上被覆が望ましい場合、細孔構造は、４０％と６０％の間の全気孔率、および約１０μｍと１６μｍの間の中央細孔直径を有するべきである。壁上触媒装填は、壁内装填に対して改善された触媒活性の利点を有し（したがって、減少した触媒装填量を支持でき）、さらに、触媒が非濾過壁上に位置付けられているときに、入口通路上の煤からの分離をよりよくする。これにより、ＮＯ２について触媒との競合がないので、入口通路１０６内の煤のより良い受動的再生が可能になる。低気孔率は、同様の嵩密度でより薄い壁形状も可能にし、したがって、従来のＳＣＲフィルタデザインよりも高い開口面積率を有するデザインが可能である。より微細な細孔構造は、良好な濾過効率を支援する。
【００８７】
濾過壁１０５上の触媒装填を最小にするために、触媒材料を含有するスラリー５２４が出口通路１０８に導入される被覆方法が開発された。その触媒は、出口通路を構成する多孔質壁（濾過壁１０５および非濾過壁３０５の両方）に付着するおよび／または入り込む。濾過壁１０５上またはその中のスラリー５２４の堆積を最小にするために、気体（例えば、空気）を入口通路１０６に噴射することがあり、その内のいくらかが、濾過壁１０５に押し通され、触媒含有スラリー５２４を、濾過壁１０５から出して離すように向け直す。一方で、非濾過壁３０５上の触媒装填は、比較的乱されないままであり得る。
【００８８】
被覆セラミックハニカム体１００は、ほぼ同じ嵩密度を維持しつつ、いくらかのセラミック材料が、濾過壁１０５から、出口通路１０８内の非濾過壁３０５に移動されられるデザインを有する。これにより、濾過壁１０５が、同じＯＦＡで従来のデザインに対してより薄くすることができ、これにより、圧力降下への壁流の寄与を減少させることができる。それに加え、同じ触媒装填量でより低い局所触媒密度がもたらされるような幾何学的表面積（ＧＳＡ）の増加をもたらし、濾過壁１０５の透過性を増加させる。ＧＳＡの増加は、触媒活性を増加させることも予測される。
【００８９】
壁流ハニカムフィルタに使用できる被覆セラミックハニカム体を製造する方法が開示されている。この方法は、押出しなどにより、施栓されたセラミックハニカム体（例えば、ここに示された施栓されたハニカム体のいずれか）を形成する工程、および次いで、乾燥、焼成、および従来の施栓方法による施栓を含む。この方法はさらに、スラリー５２４（例えば、無機粒子のスラリーであって、水などのビヒクル中に分散された触媒または触媒前駆体を含むスラリー）を調製する工程を含み、スラリー５２４中の触媒または触媒前駆体の量および被覆方法に使用されるスラリー５２４の体積は、触媒の最終的な装填量が所望の触媒装填目標を達成するように選択することができる。
【００９０】
この方法は、以下の内の１つによって、スラリー５２４を開いた出口通路１０８中に導入する工程を含む：（ａ）入口端１０２およびことによると表皮１０３をマスキングし、ハニカム体をスラリー５２４内に浸漬すること、（ｂ）スラリー５２４を開いた出口通路１０８中に押し込むために圧力を使用できるように、封止のための固定具（カラー６３８など）を取り付けること、または（ｃ）スラリー５２４を開いた出口通路１０８中に引き込むために、ハニカム体の入口端１０２から低レベルの真空に引けるように入口側に封止のための固定具（カラー５３８のような）を取り付けること。被覆後、この方法は、第２の固定具を取り付ける工程（例えば、図５におけるような）、または図６におけるように流れを逆にする工程を含み得、これを使用して、ハニカム体を通るガス流を合わせて、非濾過壁３０５からのスラリーの除去を最小にしつつ、濾過壁１０５からスラリー５２４の一部を除去し、それゆえ、湿式被覆ハニカム体１００Ｗを製造する。
【００９１】
本開示の実施の形態は、例示の形態で開示してきたが、特許請求の範囲およびその等価物に述べられたように、本開示の範囲から逸脱せずに、それに多くの改変、追加、および削減を行うことができる。
【００９２】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００９３】
実施形態１
被覆ハニカム体において、
複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造であって、該複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路および出口通路を形成するように施栓されており、該出口通路の全表面積は、該入口通路の全表面積より大きい、ハニカム構造、
を備え、
前記多孔質壁のいくつかは、出口通路から入口通路を隔てる濾過壁であり、該多孔質壁のいくつかは非濾過壁であり、該非濾過壁上に触媒が優先的に配置されている、被覆ハニカム体。
【００９４】
実施形態２
前記非濾過壁が、隣接する出口通路を隔てる、前記出口通路中に延在する、または前記出口通路を再分割する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【００９５】
実施形態３
前記触媒が選択触媒還元触媒を含む、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【００９６】
実施形態４
前記入口通路に前記触媒が実質的に含まれていない、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【００９７】
実施形態５
前記入口通路の全表面積に対する前記出口通路の全表面積の面積比が、１．２から４．０に及ぶ、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【００９８】
実施形態６
前記面積比が２．０から３．０に及ぶ、実施形態５に記載の被覆ハニカム体。
【００９９】
実施形態７
前記面積比が２以上である、実施形態５に記載の被覆ハニカム体。
【０１００】
実施形態８
前記出口通路の総数が、前記入口通路の総数より多い、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１０１】
実施形態９
前記出口通路の断面積が、前記入口通路の断面積より大きい、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１０２】
実施形態１０
優先的に配置された前記触媒がＣＲ≦０．８を有し、ＣＲは、前記非濾過壁上とその中の前記触媒を含有するウォッシュコートの平均装填％で割られた、前記濾過壁上とその中の該触媒を含有するウォッシュコートの平均装填％として定義された被覆比である、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１０３】
実施形態１１
前記優先的に配置された触媒が０．２≦ＣＲ≦０．８を有する、実施形態１０に記載の被覆ハニカム体。
【０１０４】
実施形態１２
前記非濾過壁が、前記出口通路内に形成され、該出口通路中に延在して、前記入口通路に対する該出口通路の全表面積を増加させる、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１０５】
実施形態１３
前記多孔質壁が、４０％から６０％の範囲の平均嵩気孔率を有する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１０６】
実施形態１４
前記多孔質壁が、８μｍから１６μｍの中央細孔直径を有する、実施形態１３に記載の被覆ハニカム体。
【０１０７】
実施形態１５
前記多孔質壁が、５５％から７５％の平均嵩気孔率を有する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１０８】
実施形態１６
前記多孔質壁が、１４μｍから３０μｍの中央細孔直径を有する、実施形態１５に記載の被覆ハニカム体。
【０１０９】
実施形態１７
前記多孔質壁が、
６０％から７０％の平均嵩気孔率、および
１４μｍから２５μｍの中央細孔直径、
を有する、実施形態１５に記載の被覆ハニカム体。
【０１１０】
実施形態１８
前記非濾過壁上に選択触媒還元触媒が、
壁内触媒装填、または
壁内触媒装填と壁上触媒装填の組合せ
として設けられる、実施形態１７に記載の被覆ハニカム体。
【０１１１】
実施形態１９
前記濾過壁は、前記入口通路の断面に亘り、また前記出口通路の断面に亘り延在する正方形パターンを画成する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１２】
実施形態２０
正方形の入口通路および正方形の出口通路を備え、該正方形の入口通路は、該正方形の出口通路より断面積が小さい、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１３】
実施形態２１
長方形の入口通路および正方形の出口通路を備える、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１４】
実施形態２２
三角形の入口通路および三角形の出口通路を備える、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１５】
実施形態２３
長方形の入口通路および前記出口通路の断面に亘り延在する十字形パターンを備える、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１６】
実施形態２４
前記非濾過壁が、Ｘ字形形態で前記濾過壁の対向する角に亘り接続する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１７】
実施形態２５
前記非濾過壁が、十字形形態で前記濾過壁の対向する中点に亘り接続する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１８】
実施形態２６
前記非濾過壁が、Ｙ字形形態で前記濾過壁の対向する中点に亘り接続する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１１９】
実施形態２７
前記非濾過壁が、前記濾過壁の異なる角および／または辺から延在するフィンを含む、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１２０】
実施形態２８
前記フィンが、前記濾過壁に接続する第１のフィン部分、および該第１のフィン部分の端部に結合する第２のフィン部分をさらに含む、実施形態２７に記載の被覆ハニカム体。
【０１２１】
実施形態２９
いくつかの軸方向に延在する通路が、施栓されていない貫通通路を構成する、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１２２】
実施形態３０
長方形の入口通路および長方形の出口通路を備え、該長方形の入口通路の断面積が、該出口通路の断面積より大きい、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１２３】
実施形態３１
正方形の入口通路および五角形を含む出口通路を備え、該正方形の入口通路の断面積が該出口通路の断面積より大きい、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１２４】
実施形態３２
八角形の入口通路および八角形と正方形を含む出口通路を備え、該正方形の出口通路の断面積が、該八角形の出口通路の断面積より小さい、実施形態１に記載の被覆ハニカム体。
【０１２５】
実施形態３３
被覆ハニカム体において、
複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造であって、該複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、該出口通路の多孔質壁の少なくともいくつかは、非濾過壁を構成し、該出口通路の全表面積は、該入口通路の全表面積より２倍以上大きく、選択触媒還元触媒が、該出口通路内に優先的に位置しており、前記非濾過壁上に優先的に配置されている、ハニカム構造、
を備えた被覆ハニカム体。
【０１２６】
実施形態３４
被覆ハニカム体において、
複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造であって、該複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、該出口通路のいくつかは、該入口通路の少なくともいくつかより断面積が大きく、そのより大きい該出口通路は非濾過壁を含み、触媒含有ウォッシュコートが、該非濾過壁上に優先的に配置されている、ハニカム構造、および
０．２≦ＣＲ≦０．８、
式中、ＣＲは、前記非濾過壁上および該非濾過壁内の前記触媒含有ウォッシュコートの平均装填質量％で割られた、濾過壁上および該濾過壁内の該触媒含有ウォッシュコートの平均装填質量％と定義された被覆比である、
を有する、被覆ハニカム体。
【０１２７】
実施形態３５
被覆ハニカム体において、
複数の軸方向に延在する通路を形成する交差した多孔質壁のマトリクスを有するハニカム構造であって、該複数の軸方向に延在する通路の少なくともいくつかは、入口通路を形成するように出口端部で施栓され、出口通路を形成するように入口端部で施栓されており、該出口通路の少なくともいくつかは充填材料を含有しており、選択触媒還元触媒が、該充填材料内に優先的に位置している、ハニカム構造、
を有する、被覆ハニカム体。
【０１２８】
実施形態３６
スラリー被覆装置において、
ガス源を提供するポンプ、
湿式被覆ハニカム体の周りに気密シールを提供する面カラー、
前記ポンプから前記面カラーへの接続を提供する導管、および
前記ポンプにより生じたガス流によって前記湿式被覆ハニカム体から押し出された触媒含有スラリーを捕捉するように作れた貯留槽、
を備えたスラリー被覆装置。
【０１２９】
実施形態３７
触媒被覆方法において、
入口通路と出口通路を有する施栓された多孔質ハニカム体を提供する工程であって、該出口通路の少なくともいくつかが、濾過壁と非濾過壁の両方を含む工程、
前記出口通路および前記非濾過壁を触媒含有スラリーに曝す工程、および
前記濾過壁上の前記触媒含有スラリーの少なくともいくらかが除去されるように、前記入口通路から前記出口通路にガス流を提供し、前記非濾過壁上に優先的に装填された触媒含有スラリーを提供する工程、
を有してなる方法。
【０１３０】
実施形態３８
前記ガス流が、
前記入口通路に気体を噴射すること、または
前記出口通路を真空の引くこと、
のいずれかにより与えられる、実施形態３７の触媒被覆方法。
【０１３１】
実施形態３９
前記入口通路の全表面積より大きい前記出口通路の全表面積を与える工程を含む、実施形態３７に記載の触媒被覆方法。
【０１３２】
実施形態４０
前記触媒含有スラリー中の触媒材料が、選択触媒還元触媒である、実施形態３７に記載の触媒被覆方法。
【０１３３】
実施形態４１
ガス流が、ガス源から生じ、面カラーを通じて湿式被覆ハニカム体の第１の端面にポンプで送られ、該ガス流が、該湿式被覆ハニカム体を通過した後、第２の端面で該湿式被覆ハニカム体から出る、実施形態４０に記載の触媒被覆方法。
【０１３４】
実施形態４２
ハニカム体を触媒被覆する方法において、
入口通路と出口通路を含む施栓された多孔質ハニカム体を提供する工程であって、該出口通路の少なくともいくつかが、濾過壁と非濾過壁を含む工程、
触媒含有スラリーの供給源を提供する工程、
前記入口通路を真空に引いて、前記触媒含有スラリーを前記濾過壁および前記非濾過壁の少なくともいくつかに引き込む工程、および
前記触媒含有スラリーが前記非濾過壁上に優先的に装填され、前記触媒含有スラリーのいくらかが前記濾過壁から除去されるように、前記入口通路から前記出口通路にガス流を提供する工程、
を有してなる方法。
【符号の説明】
【０１３５】
１００    セラミックハニカム体
１００Ｗ    湿式被覆ハニカム体
１０２    入口面
１０３    表皮
１０４    出口面
１０５    多孔質濾過壁
１０６    入口通路
１０７、３０７    栓
１０８、１０８Ｉ    出口通路
１０８Ｓ    より小さい出口通路
１０８Ｌ    より大きい出口通路
３０５、３０５Ｐ    非濾過壁
３０５Ａ    第１のフィン部分
３０５Ｂ    第２のフィン部分
４１０    貫通通路
４２５    ウォッシュコート
５００    スラリー被覆装置
５２４    スラリー
５３２    ポンプ
５３４、６３４    導管
５３６、６３６    エキスパンダ
５３８、６３８    カラー
５４０    キャッチベースン
５４２、６４２    貯留槽
６３２    可逆ポンプ
６４４    ブラダー、第２の方向
６４５    第１の流動方向
８００、９００Ａ、９００Ｂ、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００    被覆セラミックハニカム体
２６４４    充填材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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