蜂窩結(jié)構(gòu)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于用來捕集柴油機(jī)、汽油機(jī)的廢氣中所含的粒子狀物質(zhì)的過濾器等 的蜂窩結(jié)構(gòu)體，尤其涉及能夠適合用于需要擔(dān)載催化劑的過濾器等的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 柴油機(jī)、⑶I (汽油缸內(nèi)直噴，Gasoline Direct Injection)發(fā)動機(jī)等汽油機(jī)的廢 氣中含有粒子狀物質(zhì)（顆粒物質(zhì)（PM))。該P(yáng)M主要由煤煙（煤）等碳微粒構(gòu)成，被認(rèn)為有 致癌性，因此，需要防止排放到大氣中，設(shè)有嚴(yán)格的排放限制。
[0003] 為了應(yīng)對這樣的嚴(yán)格的排放限制，進(jìn)行了許多用來降低PM排放量的研究，但通過 改善燃燒技術(shù)來降低PM排放量存在極限，在排氣系統(tǒng)中設(shè)置過濾器就成為目前唯一有效 的降低PM排方文量的手段。
[0004] 作為用于捕集PM的過濾器，由于能將壓力損失抑制到許容的范圍，且能夠獲得高 PM捕集效率，因此使用蜂窩結(jié)構(gòu)體的壁流型過濾器得到廣泛應(yīng)用。用于壁流型過濾器的蜂 窩結(jié)構(gòu)體具有多孔質(zhì)的隔壁、以及外周壁，所述多孔質(zhì)的隔壁劃分形成從成為廢氣入口側(cè) 的入口端面延伸至成為廢氣出口側(cè)的出口端面的多個孔格。通過在該蜂窩結(jié)構(gòu)體中設(shè)置將 規(guī)定孔格的出口端面?zhèn)鹊拈_口端部及剩余孔格的入口端面?zhèn)鹊拈_口端部封孔的封孔部，可 以得到具有高PM捕集效率的過濾器。
[0005] 在這樣的過濾器中，用于除去GDI發(fā)動機(jī)的廢氣中所含的PM的汽油機(jī)顆粒過濾器 (GPF)，大多情況也是在隔壁擔(dān)載廢氣凈化用催化劑來使用。這種情況下，為了在擔(dān)載催化 劑后仍能將壓力損失抑制在許容的范圍，使用具有50%以上高氣孔率的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
[0006] 在GPF中使用的比較小型的蜂窩結(jié)構(gòu)體，通常是將隔壁與外周壁一體形成的。這 樣的蜂窩基材是通過擠壓成形同時成形隔壁和外周壁，通過對所得到的成形體進(jìn)行燒成來 制作，外周壁和隔壁具有相同的氣孔率。
[0007] 在蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁擔(dān)載催化劑時，通過以往公知的吸引法等將含有催化劑的漿 料（催化劑漿）導(dǎo)入到孔格內(nèi)，使其附著在隔壁的表面、細(xì)孔中后，實施高溫處理，將催化劑 漿所含的催化劑燒結(jié)到隔壁上。這里，在擔(dān)載了催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體具有如上所述的高氣 孔率、且外周壁和隔壁具有相同的氣孔率的情況下，導(dǎo)入到孔格內(nèi)的催化劑漿有時會通過 外周壁的細(xì)孔滲出到外周壁的外側(cè)表面。進(jìn)而，即使在分別形成隔壁和外周壁的蜂窩結(jié)構(gòu) 體的隔壁擔(dān)載催化劑時，如果外周壁的氣孔率為35%以上，則導(dǎo)入到孔格內(nèi)的催化劑漿有 時也會滲出到外周壁的外側(cè)表面。并且，如果發(fā)生這樣的催化劑漿的滲出，則在使催化劑擔(dān) 載到蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁的工序中，有操作性變差這一問題。此外，使催化劑擔(dān)載到蜂窩結(jié)構(gòu) 體的工序是在將蜂窩結(jié)構(gòu)體的外周壁的一部分卡?。ò殉郑┑臓顟B(tài)下進(jìn)行，如果外周壁是 高氣孔率，則不能得到充分的強(qiáng)度，還有卡住時外周壁容易破損這一問題。進(jìn)而，如果蜂窩 結(jié)構(gòu)體整體（隔壁和外周壁）為高氣孔率，則蜂窩結(jié)構(gòu)體的等靜壓強(qiáng)度變低，在搬送時、實 際使用時也有容易破損這一問題。
[0008] 以往，作為用來提高蜂窩結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度的技術(shù)，已知有在外周壁附著增強(qiáng)材料的技 術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了對蜂窩結(jié)構(gòu)體的外周部通過在高溫消失或者飛散的材料 進(jìn)行增強(qiáng)的蜂窩結(jié)構(gòu)體。此外，在專利文獻(xiàn)2中公開了在擔(dān)載催化劑前的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體 的外周壁外側(cè)的整面附著具有與催化劑基本相等的熱膨脹率的材料的蜂窩結(jié)構(gòu)體。進(jìn)而， 在專利文獻(xiàn)3中公開了如下的蜂窩催化劑載體，其在以覆蓋孔格結(jié)構(gòu)體的外周部的方式配 置的由多孔質(zhì)體構(gòu)成的外壁的規(guī)定厚度的最外周部分，形成含浸有經(jīng)燃燒而燒失的非水溶 性有機(jī)物質(zhì)或者無機(jī)物質(zhì)的含浸部分。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2000-809號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2001-871號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2004-113887號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明要解決的課題
[0015] 但是，專利文獻(xiàn)1中公開的蜂窩結(jié)構(gòu)體中的增強(qiáng)材料，由于在將催化劑燒結(jié)到蜂 窩結(jié)構(gòu)體時的高溫處理中消失或者飛散，因而無助于提高該高溫處理后的蜂窩結(jié)構(gòu)體的強(qiáng) 度。此外，專利文獻(xiàn)2中公開的蜂窩結(jié)構(gòu)體中的增強(qiáng)材料是用來消除外周壁的內(nèi)側(cè)與外側(cè) 之間的熱膨脹差，對于防止催化劑漿滲出的效果、提高等靜壓強(qiáng)度的效果并不太能期待。進(jìn) 而，專利文獻(xiàn)3中公開的蜂窩催化劑載體對于催化劑漿的滲出、強(qiáng)度不足的問題沒有予以 考慮。
[0016] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其在能夠防 止催化劑漿滲出到外周壁的外側(cè)表面的同時，提高外周壁的強(qiáng)度，結(jié)果，也提高了結(jié)構(gòu)體整 體的等靜壓強(qiáng)度。
[0017] 用于解決課題的方法
[0018] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供以下的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
[0019] [1] -種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其具有蜂窩基材和涂覆層，所述蜂窩基材具有多孔質(zhì)的隔壁 和與該隔壁一體形成的多孔質(zhì)的外周壁，所述隔壁劃分形成從成為流體入口側(cè)的入口端面 延伸至成為流體出口側(cè)的出口端面的多個孔格，所述涂覆層配置在所述外周壁的外側(cè)表面 的至少一部分；所述涂覆層的一部分侵入到所述外周壁的細(xì)孔內(nèi)，所述涂覆層的侵入到所 述外周壁的細(xì)孔內(nèi)的部分的厚度，是所述外周壁的厚度的1~90%。
[0020] [2] -種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其具有蜂窩基材和涂覆層，所述蜂窩基材具有多孔質(zhì)的隔壁 和與該隔壁分別形成的氣孔率為35%以上的多孔質(zhì)的外周壁，所述隔壁劃分形成從成為流 體入口側(cè)的入口端面延伸至成為流體出口側(cè)的出口端面的多個孔格，所述涂覆層配置在所 述外周壁的外側(cè)表面的至少一部分；所述涂覆層的一部分侵入到所述外周壁的細(xì)孔內(nèi)，所 述涂覆層的侵入到所述外周壁的細(xì)孔內(nèi)的部分的厚度，是所述外周壁的厚度的1~90%。
[0021] [3]如[1]或[2]中所記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述涂覆層的除了侵入到所述外周壁的 細(xì)孔內(nèi)的部分之外的部分的厚度為70 μ m以下。
[0022] [4]如[1]~[3]中任一項所記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述涂覆層含有Si。
[0023] [5]如[4]中所記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述涂覆層進(jìn)一步含有Ti。
[0024] [6]如[1]~[5]中任一項所記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩基材的氣孔率為50~ 75%。
[0025] [7]如[1]~[5]中任一項所記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩基材的氣孔率為59~ 67%〇
[0026] [8]如[1]~[7]中任一項所記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體，具有將規(guī)定孔格的所述入口端面 側(cè)的開口端部以及剩余孔格的所述出口端面?zhèn)鹊拈_口端部進(jìn)行封孔的封孔部。
[0027] 發(fā)明的效果
[0028] 本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，通過涂覆層的一部分侵入到外周壁的細(xì)孔內(nèi)，同時，將該侵 入的部分的厚度特定在規(guī)定范圍內(nèi)，從而堵塞外周壁的細(xì)孔。因此，即使使用氣孔率為50% 以上這樣的高氣孔率的蜂窩基材，在將催化劑漿導(dǎo)入孔格內(nèi)時，該漿料也不會滲出到外周 壁的外側(cè)表面，在使催化劑擔(dān)載到蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁的工序中，可獲得良好的操作性。此 外，由于涂覆層增強(qiáng)外周壁，因此提高了外周壁的強(qiáng)度，在使催化劑擔(dān)載到蜂窩結(jié)構(gòu)體的工 序中，能夠有效地防止在將蜂窩結(jié)構(gòu)體的外周壁的一部分卡住（把持）時的外周壁的破損。 進(jìn)而，提高外周壁的強(qiáng)度的結(jié)果是也提高了蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的等靜壓強(qiáng)度，也能夠有效地 防止蜂窩結(jié)構(gòu)體在搬送時、實際使用時的破損。
【附圖說明】
[0029] 圖1是示意性顯示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實施方式的立體圖。
[0030] 圖2是顯示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實施方式的、與孔格的延伸方向平行的截 面的示意圖。
[0031] 圖3是圖2的A部的放大圖。
[0032] 圖4是示意性顯示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的其他實施方式的立體圖。
[0033] 圖5是顯示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的其他實施方式的、與孔格的延伸方向平行的截 面的示意圖。
[0034] 符號說明
[0035] 1 :蜂窩結(jié)構(gòu)體、2 :蜂窩基材、3 :涂覆層、4 :隔壁、5 :孔格、6 :外周壁、7 :細(xì)孔、8 :粒 子、9 :封孔部、11 :入口端面、12 :出口端面。
【具體實施方式】
[0036] 以下，基于具體的實施方式來說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實施方式的限定、解 釋，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)知識，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè) 計變更、改進(jìn)等。
[0037] (1)蜂窩結(jié)構(gòu)體：
[0038] 圖1是示意性顯示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實施方式的立體圖。此外，圖2是 顯示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個實施方式的、與孔格的延伸方向平行的截面的示意圖，圖3 是圖2的A部的放大圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明所涉及的蜂窩結(jié)構(gòu)體1具有蜂窩基材 2和涂覆層3。蜂窩基材2具有多孔質(zhì)的隔壁4和與隔壁4 一體形成的多孔質(zhì)的外周壁6， 所述隔壁4劃分形成從成為流體入口側(cè)的入口端面11延伸至成為流體出口側(cè)的出口端面 12的多個孔格5。這里，"一體形成"的意思是，在蜂窩基材2的制造工序中，將隔壁4與外 周壁6同時擠壓成形，在所得的成形體中，隔壁4與外周壁6從擠壓后不久就是一體的。在 對這樣的成形體進(jìn)行燒成而得到的蜂窩基材2中，其整體的氣孔率，即隔壁4的