專利名稱：蜂窩結(jié)構(gòu)體和蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩結(jié)構(gòu)體和蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。
背景技術(shù)：
從諸如公共汽車、卡車等車輛和建筑機(jī)械等的內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中
含有的黑煙等微粒(以下也稱為PM)和其他有害成分會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造 成危害，近年來(lái)這己成為問題。
因此，作為捕集廢氣中的PM并凈化廢氣的蜂窩過(guò)濾器，以及作為 使廢氣從其內(nèi)部通過(guò)以凈化廢氣中的有害成分的催化劑載體，已經(jīng)提出 了由多孔陶瓷制成的各種蜂窩結(jié)構(gòu)體。
作為這種蜂窩結(jié)構(gòu)體，己知有通過(guò)組合2個(gè)以上蜂窩燒制體而形成 的蜂窩結(jié)構(gòu)體，在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種通過(guò)組合具有不同形狀的 2種以上的蜂窩燒制體而形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
圖6是示意性描述通過(guò)組合具有不同形狀的2種以上的蜂窩燒制體 而形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例子的立體圖。
圖6所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體300是如下形成的多個(gè)具有不同形狀的蜂 窩燒制體310、 320、 330隔著粘結(jié)劑層301而結(jié)合，形成圓柱狀陶瓷塊 303，在陶瓷塊303的外周面304上形成密封材料層302。
圖7(a)是示意性描述構(gòu)成所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制體的一個(gè)例子 的立體圖，圖7(b)是沿圖7(a)的A-A線的剖面圖。
蜂窩燒制體330是構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制體之中的、配置在蜂 窩結(jié)構(gòu)體內(nèi)側(cè)的近四棱柱狀的蜂窩燒制體。
在蜂窩燒制體330中，2個(gè)以上貫通孔331隔著貫通孔壁333在長(zhǎng) 度方向(如圖7(a)中箭頭所示的方向)并列設(shè)置，貫通孔331的任意一個(gè) 端部被密封材料332密封。因此，流入在一個(gè)端面具有開口的貫通孔331的廢氣G在通過(guò)將貫通孔331隔開的貫通孔壁333之后，從在另一個(gè)端
面具有開口的貫通孔331流出。
因此，貫通孔壁333作為用于捕集PM的過(guò)濾器而發(fā)揮功能。
圖8(a)和8(b)是示意性描述在構(gòu)成上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制體之
中的、配置在所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的最外周的蜂窩燒制體的一個(gè)例子的立體圖。
在圖8(a)和8(b)中給出的蜂窩燒制體310、 320中，2個(gè)以上的貫通 孔311、 321在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置，并且貫通孔311、 321由貫通孔壁313、 323隔開。因此，蜂窩燒制體310、 320的貫通孔壁313、 323也作為用于 捕集PM的過(guò)濾器而發(fā)揮功能。
此處，蜂窩燒制體310、 320的貫通孔311、 321的形狀全部為近正 方形。
蜂窩燒制體310、 320的貫通孔311、 321的周圍是外壁315、 325， 所述貫通孔并未從蜂窩燒制體的側(cè)面露出。
此外，在位于蜂窩燒制體310、 320的貫通孔的外側(cè)、且沒有隔開貫 通孔的外壁315、 325當(dāng)中，外周壁316、 326形成的側(cè)面為曲面，外周 壁316、 326構(gòu)成陶瓷塊的外周面(見圖6)。
另外，在本說(shuō)明書中，在構(gòu)成蜂窩燒制體的側(cè)面的外壁之中，將構(gòu) 成陶瓷塊的外周面的外壁稱作蜂窩燒制體的外周壁。
此外，將與蜂窩燒制體的外周壁鄰接的貫通孔稱作位于最外周部的 貫通孔。
通過(guò)將蜂窩燒制體310和320配置在最外周而制得的陶瓷塊303具 有平滑的圓柱狀外周面304。通過(guò)在陶瓷塊303的外周面上形成密封材料 層302，可以得到圓柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體300。
不過(guò)，當(dāng)這種蜂窩結(jié)構(gòu)體303長(zhǎng)期用作廢氣凈化過(guò)濾器或用作催化 劑載體時(shí)，會(huì)發(fā)生密封材料層302從陶瓷塊303上剝離的問題。
此外，通過(guò)使用擠出成型機(jī)使陶瓷原料擠出成型以制得蜂窩成型體， 并對(duì)所得的蜂窩成型體進(jìn)行燒制，可以制造出圖8(a)和圖8(b)所示的形狀 的蜂窩燒制體，然而，在擠出成型時(shí)該蜂窩成型體的外周壁(燒制后成為蜂窩燒制體的外周壁的部分)易于變形，因而有時(shí)得到變形的蜂窩燒 制體。
專利文獻(xiàn)l:日本特開20004-154718號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這些問題而完成的，本發(fā)明的目的是提供一種即 使長(zhǎng)期用作廢氣凈化過(guò)濾器或催化劑載體時(shí)密封材料層也不易從陶瓷塊 上剝離，且成型時(shí)也不易變形的蜂窩結(jié)構(gòu)體，以及提供所述蜂窩結(jié)構(gòu)體 的制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，權(quán)利要求1中記載的發(fā)明是一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，所 述蜂窩結(jié)構(gòu)體是在陶瓷塊的外周面形成密封材料層而形成的，所述陶瓷 塊由2個(gè)以上柱狀蜂窩燒制體隔著粘結(jié)劑層結(jié)合而成，在所述蜂窩燒制 體中，在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有2個(gè)以上貫通孔，所述貫通孔以貫通孔壁 相隔，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的特征在于，所述陶瓷塊是2種以上的所述蜂窩 燒制體組合而成的；在所述蜂窩燒制體的外壁之中的、形成所述陶瓷塊 的外周面的外周壁的厚度是恒定的；所述陶瓷塊的位于最外周部的貫通 孔的形狀與所述陶瓷塊的位于除所述最外周部之外的位置的貫通孔的形 狀相同；在所述蜂窩燒制體的外周壁設(shè)置有階梯。
根據(jù)權(quán)利要求1中所描述的發(fā)明，蜂窩燒制體的外周壁構(gòu)成陶瓷塊 的外周面，蜂窩燒制體的外周壁設(shè)置有階梯，因而在陶瓷塊的外周面也 設(shè)置了階梯。因此，這在與形成在上述外周面上的密封材料層的粘接方 面發(fā)揮出固著效果。因而，能夠制成即使長(zhǎng)期用作廢氣凈化過(guò)濾器或催 化劑載體時(shí)密封材料層也難以從陶瓷塊上剝離的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
在權(quán)利要求2記載的發(fā)明中，所述貫通孔的任意一個(gè)端部被密封。
根據(jù)權(quán)利要求2所描述的發(fā)明，由于所述貫通孔的任意一個(gè)端部被 密封，因此所述蜂窩結(jié)構(gòu)體適宜用作過(guò)濾器。
在權(quán)利要求3所描述的發(fā)明中，所述貫通孔的形狀是矩形。此外， 在權(quán)利要求4所描述的發(fā)明中，所述貫通孔的形狀包含兩種以上的形狀。 此外，在權(quán)利要求5所描述的發(fā)明中，所述貫通孔的形狀包含八邊形形狀和矩形形狀，所述八邊形形狀的貫通孔和所述矩形形狀的貫通孔交替配置。
在權(quán)利要求6所描述的發(fā)明中，所述蜂窩燒制體的外周壁的厚度大 于所述蜂窩燒制體的除所述外周壁之外的貫通孔壁的厚度。
在權(quán)利要求6所描述的發(fā)明中，由于所述蜂窩燒制體的外周壁的厚 度大于所述蜂窩燒制體的除外周壁之外的貫通孔壁的厚度，因而可以獲 得外周壁強(qiáng)度高的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
此外，本發(fā)明人研究了圖8(a)和圖8(b)所示的以往的蜂窩燒制體在 成型時(shí)外周壁產(chǎn)生變形的原因。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蜂窩成型體外壁的厚度的不均勻性較大時(shí)，擠出成型時(shí) 施加至將被擠出的濕混物上的壓力的不均勻性也變大，因此，在擠出成 型時(shí)產(chǎn)生了壓力過(guò)剩部位和壓力不足部位。
于是，本發(fā)明人推定，施加至蜂窩成型體外壁部分上的壓力的不均 勻性變大時(shí)，就出現(xiàn)了變形。
基于此，本發(fā)明人得出下述結(jié)論即，通過(guò)使施加到蜂窩成型體外 壁部分上的壓力均一，就可以制得不會(huì)產(chǎn)生變形的蜂窩燒制體，由此完 成本發(fā)明。
艮口，權(quán)利要求7所描述的發(fā)明是蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，該方法包 括成型工序，在該工序中，通過(guò)使陶瓷原料成型，制得2種以上的柱 狀蜂窩成型體，在該蜂窩成型體中，在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有2個(gè)以上的 貫通孔，所述貫通孔以貫通孔壁相隔；燒制工序，在該工序中，燒制所 述蜂窩成型體以制得蜂窩燒制體；結(jié)合工序，在該工序中，使2種以上 的所述蜂窩燒制體通過(guò)粘結(jié)劑糊而結(jié)合，以制得陶瓷塊；和密封材料S 形成工序，在該工序中，在所述陶瓷塊的外周面形成密封材料層，所述 蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的特征在于，在所述成型工序中，制得階梯型蜂 窩成型體，所述階梯型蜂窩成型體的最外周部的貫通孔的形狀與所述蜂 窩成型體的位于除所述最外周部之外的位置的貫通孔的形狀相同，并且 所述階梯型蜂窩成型體的外壁的厚度恒定，而且在所述外壁的一部分設(shè) 置有階梯；在所述燒制工序中，燒制所述階梯型蜂窩成型體，以制得階梯型蜂窩燒制體；在所述結(jié)合工序中，配置所述階梯型蜂窩燒制體以使 所述階梯型蜂窩燒制體的存在階梯的外壁成為所述陶瓷塊的外周面，從 而制得在外周面設(shè)置有階梯的陶瓷塊。
根據(jù)權(quán)利要求7所描述的發(fā)明，可以認(rèn)為，由于蜂窩成型體的外壁 的厚度恒定，因此在成型工序中施加到蜂窩成型體外壁上的壓力的不均 勻性變小。
因此，在成型工序中蜂窩成型體不發(fā)生變形，可以制得具有所需形 狀的蜂窩燒制體。由此，可以制得沒有變形的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
另外，在本發(fā)明的說(shuō)明書中，蜂窩燒制體的外周壁(外壁)的厚度 的定義是，用垂直于蜂窩燒制體的長(zhǎng)度方向的面切斷該蜂窩燒制體，在 所形成的截面上，畫出從位于最外周部的貫通孔的外緣向著外周面的線 段，且該線段與貫通孔的一邊垂直，以該線段的長(zhǎng)度作為蜂窩燒制體的 外周壁(外壁)的厚度。
圖l(a)是表示以往的蜂窩燒制體的外周壁的厚度的一個(gè)例子的側(cè)視 圖，圖l(b)是表示本發(fā)明的蜂窩燒制體的外周壁的厚度的一個(gè)例子的側(cè) 視圖。
在圖1(a)所示的蜂窩燒制體310中，外周壁316的厚度不均，存在 以Ll表示的部分(作為外周壁的厚度較薄的部分的一個(gè)例子)，和以L2 表示的部分(作為外周壁的厚度較厚的部分的一個(gè)例子)。
與此相對(duì)，在圖l(b)所示的蜂窩燒制體110中，外周壁116的厚度 在任意部位都是由L3表示的厚度，該厚度恒定。
此外，根據(jù)權(quán)利要求7所描述的發(fā)明，可以制得在外周面設(shè)置有階 梯的陶瓷塊。于是，在進(jìn)行密封材料層形成工序時(shí)，在陶瓷塊外周面與 密封材料層之間的粘接上發(fā)揮出固著效果，在所述密封材料層形成工序 中，在外周面設(shè)置有階梯的陶瓷塊的外周面上涂布密封材料糊，經(jīng)干燥、 固化而形成密封材料層。因此，能夠制造出即使長(zhǎng)期用作廢氣凈化過(guò)濾 器或催化劑載體時(shí)密封材料層也難以從陶瓷塊上剝離的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
接著，在圖9(a)和9(b)中示意性的給出了在制造以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體 時(shí)使用的蜂窩燒制體之中的位于最外周的蜂窩燒制體的其他例子。在圖9(a)和9(b)給出的蜂窩燒制體410、 420中，距離構(gòu)成陶瓷塊的 外周面的曲面最近的貫通孔411、 421的形狀為近三角形或近梯形。貫通 孔411、 421的一邊是順著上述曲面而形成的。
為了將利用蜂窩燒制體而制造出的蜂窩結(jié)構(gòu)體用作廢氣凈化過(guò)濾 器，需要用密封材料將蜂窩燒制體的貫通孔的任意一端封住，但是在對(duì) 位于如圖9(a)和9(b)所示的形狀的蜂窩燒制體410、 420的最外周部的貫 通孔411、 421進(jìn)行密封時(shí)，由于該貫通孔的開口面積較小，難以填充密 封材料，容易出現(xiàn)密封材料的溢漏和擠出，導(dǎo)致有時(shí)貫通孔的封堵不充 分。
于是，在將使用貫通孔的密封不充分的蜂窩燒制體而制造出的蜂窩 結(jié)構(gòu)體用作廢氣凈化過(guò)濾器時(shí)，流入蜂窩結(jié)構(gòu)體的廢氣未流經(jīng)貫通孔壁 而從同一貫通孔流出，因而存在不能發(fā)揮作為過(guò)濾器的功能的問題。
針對(duì)該問題，在權(quán)利要求8所描述的發(fā)明中，進(jìn)行對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的 所述貫通孔的任意一個(gè)端部進(jìn)行密封的密封工序。
根據(jù)權(quán)利要求8所描述的發(fā)明，由于位于蜂窩成型體的最外周部的 貫通孔的形狀與位于所述最外周部之外的位置的貫通孔的形狀相同，因 而在進(jìn)行密封工序時(shí)，位于最外周部的貫通孔難以發(fā)生密封材料的溢漏 和擠出，密封材料糊能夠被充分地注入位于最外周部的貫通孔中。因此， 可制得能夠適宜用作蜂窩過(guò)濾器的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
此外，在權(quán)利要求9所描述的發(fā)明中，所述貫通孔的形狀是矩形。 此外，在權(quán)利要求10所描述的發(fā)明中，所述貫通孔的形狀包含兩種以上 的形狀。另外，在權(quán)利要求ll所描述的發(fā)明中，所述貫通孔的形狀包含 八邊形形狀和矩形形狀，所述八邊形形狀的貫通孔和所述矩形形狀的貫 通孔交替配置。
在權(quán)利要求12所描述的發(fā)明中，所述階梯型蜂窩燒制體的外周壁的 厚度大于所述蜂窩燒制體的除外周壁之外的貫通孔壁的厚度。
根據(jù)權(quán)利要求12所描述的發(fā)明，由于階梯型蜂窩燒制體的外周壁的 厚度大于蜂窩燒制體的除外周壁之外的貫通孔壁的厚度，因而可以制得 外周壁強(qiáng)度高的蜂窩結(jié)構(gòu)體。


圖l(a)是表示以往的蜂窩燒制體的外周壁的厚度的一個(gè)例子的側(cè)視
圖，圖l(b)是表示本發(fā)明的蜂窩燒制體的外周壁的厚度的一個(gè)例子的側(cè) 視圖。
圖2是示意性表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的-個(gè)例子 的立體圖。
圖3(a)、圖3(b)和圖3(c)是示意性表示構(gòu)成第一實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu) 體的蜂窩燒制體的側(cè)視圖。
圖4是示意性表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例子 的立體圖。
圖5(a)、圖5(b)和圖5(c)是示意性表示構(gòu)成第二實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu) 體的蜂窩燒制體的 一個(gè)例子的側(cè)視圖。
圖6是示意性表示將形狀不同的2種以上的蜂窩燒制體組合2個(gè)以 上而形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例子的立體圖。
圖7(a)是示意性表示構(gòu)成以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制體的一個(gè)例 子的立體圖，圖7(b)是沿圖7(a)的A-A線的剖面圖。
圖8(a)和圖8(b)是示意性表示在構(gòu)成以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制 體之中的、位于最外周的蜂窩燒制體的一個(gè)例子的立體圖。
圖9(a)和圖9(b)是示意性表示在構(gòu)成以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制 體之中的、位于最外周的蜂窩燒制體的另一個(gè)例子的立體圖。
符號(hào)說(shuō)明
100、 140:蜂窩結(jié)構(gòu)體
101、 141:粘結(jié)劑層
102、 142:密封材料層
103、 143:陶瓷塊
104、 144:外周面
110、 120、 130、 150、 160、 170:蜂窩燒制體
111、 121、 131、 151a、 151b、 151c、 151d、 161a、 161b、 161c、 161d、171a、 171b、 171c、 171d:貫通孔
112、 122、 132:密封材料
113、 123、 133、 153、 163、 173:貫通孔壁
115、 125、 135、 155、 165、 175:外壁
116、 126、 156、 166:外周壁(蜂窩燒制體的外周壁) G:廢氣
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施方式)
下面，參考附圖對(duì)作為本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體和蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方 法的一個(gè)實(shí)施方式的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是示意性地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例 子的立體圖。
圖2所示的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體100包含碳化硅質(zhì)陶瓷，在其中央 配置有四棱柱狀的蜂窩燒制體130共四個(gè)，在蜂窩燒制體130的周圍并 與其鄰接配置有蜂窩燒制體120共八個(gè)，與蜂窩燒制體120鄰接配置有 蜂窩燒制體110共四個(gè)。并且，鄰接的蜂窩燒制體彼此通過(guò)粘結(jié)劑層101 而結(jié)合，構(gòu)成陶瓷塊103，并在陶瓷塊103的外周面104上形成了密封材 料層102。
陶瓷塊103的最外周部是由蜂窩燒制體110的外周壁116(見圖3(a)) 和蜂窩燒制體120的外周壁126 (見圖3(b))組合而成的壁。
此外，由于在蜂窩燒制體110和蜂窩燒制體120的外周壁設(shè)置有階 梯，因此在陶瓷塊103的外周面104上也存在階梯，蜂窩結(jié)構(gòu)體100是 通過(guò)在陶瓷塊103的外周面104上形成了密封材料層102而形成的。
接著，參考附圖對(duì)構(gòu)成本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體100的蜂窩燒制體 110、 120和130進(jìn)行說(shuō)明。
圖3(a)、圖3(b)和圖3(c)是示意性表示構(gòu)成第一實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu) 體的蜂窩燒制體的側(cè)視圖。
在圖3(a)所示的蜂窩燒制體110中，在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有2個(gè)以上的貫通孔lll，該貫通孔lll以貫通孔壁113相隔，貫通孔lll的任意 一個(gè)端部被密封材料112封住。因此，貫通孔壁113發(fā)揮過(guò)濾器的功能。 蜂窩燒制體110的貫通孔111的垂直于其長(zhǎng)度方向的截面的形狀全
部為近正方形，設(shè)計(jì)貫通孔111的位置以使貫通孔111等間隔排布。此外， 位于最外周部的貫通孔的形狀與位于除最外周部之外的位置的貫通孔的 形狀相同。
此外，外周壁116的厚度在整個(gè)外周壁116中都是恒定的，且與貫
通孔壁113的厚度以及其他外壁115的厚度相同。
并且，在外周壁116上，設(shè)置有與貫通孔111的位置對(duì)應(yīng)的階梯。 另外，在本說(shuō)明書中，將在外周壁設(shè)置有階梯的蜂窩燒制體稱作階
梯型蜂窩燒制體。
在圖3(b)所示的蜂窩燒制體120中，也在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有2個(gè) 以上的貫通孔121，該貫通孔121以貫通孔壁123相隔，并且貫通孔121 的任意一個(gè)端部被密封材料122封住，因此，與蜂窩燒制體110同樣， 貫通孔壁123發(fā)揮過(guò)濾器的功能。
另外，蜂窩燒制體120的貫通孔121的垂直于其長(zhǎng)度方向的截面的 形狀全部為近正方形，設(shè)計(jì)貫通孔121的位置以使貫通孔121等間隔排 布。此外，位于最外周部的貫通孔的形狀與位于除最外周部之外的位置 的貫通孔的形狀相同。
此外，外周壁126的厚度在整個(gè)外周壁126中都是恒定的，且與貫 通孔壁123的厚度以及其他外壁125的厚度相同。
并且，在外周壁126設(shè)置有與貫通孔121的位置對(duì)應(yīng)的階梯，因此 蜂窩燒制體120也是階梯型蜂窩燒制體。
在圖3(c)所示的蜂窩燒制體130中，也在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有2個(gè) 以上的貫通孔131，該貫通孔131以貫通孔壁133相隔，并且貫通孔131 的任意一個(gè)端部被密封材料132封住，因此，與蜂窩燒制體110同樣， 貫通孔壁133發(fā)揮過(guò)濾器的功能。
并且，蜂窩燒制體130的貫通孔131的垂直于其長(zhǎng)度方向的截面的 形狀為近正方形，設(shè)計(jì)貫通孔131的位置以使貫通孔131等間隔排布。另外，由于蜂窩燒制體130的所有外壁135不構(gòu)成陶瓷塊的外周面，
因而在蜂窩燒制體130中不存在外周壁，并且在外壁135上不存在階梯。 下面，對(duì)本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。 首先，進(jìn)行成型工序，在該工序中，對(duì)包含陶瓷粉末和粘合劑的原
料組合物進(jìn)行擠出成型，以制得蜂窩成型體。
由于蜂窩結(jié)構(gòu)體100由三種蜂窩燒制體110、 120和130構(gòu)成，因而
在本工序中制得三種蜂窩成型體。
首先，將作為陶瓷原料的具有不同平均粒徑的碳化硅粉末和有機(jī)粘
合劑進(jìn)行干式混合來(lái)制備混合粉末，將液狀的增塑劑、潤(rùn)滑劑和水混合
來(lái)調(diào)制混合液體，隨后，使用濕式混合機(jī)混合所述混合粉末和所述混合
液體，制備用于制造蜂窩成型體的濕混物。 接著，將所述濕混物投入擠出成型機(jī)中。
將所述濕混物投入擠出成型機(jī)中后，濕混物通過(guò)擠出成型成為具有 規(guī)定形狀的蜂窩成型體。
此時(shí)，選擇擠出成型機(jī)的模具以使蜂窩成型體的形狀與欲制成的蜂 窩燒制體的形狀大致相同。
因此，為了制造本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體，必須使用三種模具。
接著，進(jìn)行密封工序，在該工序中，將蜂窩成型體切斷為規(guī)定長(zhǎng)度， 通過(guò)使用微波干燥機(jī)、熱風(fēng)干燥機(jī)、高頻干燥機(jī)、減壓干燥機(jī)、真空干 燥機(jī)、冷凍干燥機(jī)等進(jìn)行干燥，然后將密封材料糊(該密封材料糊成為密 封材料)填入規(guī)定的貫通孔中以將該貫通孔封住。
另外，作為切斷工序、干燥工序、密封工序的條件，可以采用以往 在制造蜂窩燒制體時(shí)使用的條件。
接著，進(jìn)行在脫脂爐中加熱所述蜂窩成型體，使該蜂窩成型體中的 有機(jī)物脫脂的脫脂工序，然后，將得到的蜂窩成型體送入燒制爐中進(jìn)行 燒制工序，從而制造蜂窩燒制體。
通過(guò)以上工序，可以制得三種蜂窩燒制體110、 120和130。
另外，作為脫脂工序和燒制工序的條件，可以采用以往在制造蜂窩 燒制體時(shí)使用的條件。接著，進(jìn)行將由上述工序制得的蜂窩燒制體結(jié)合的結(jié)合工序。 首先，使三種蜂窩燒制體結(jié)合，形成具有規(guī)定尺寸的蜂窩集合體。 利用如下方法形成蜂窩集合體例如，在各蜂窩燒制體的側(cè)面涂布粘結(jié) 劑糊，形成粘結(jié)劑糊層，然后依次將蜂窩燒制體結(jié)合的方法；或者，將 各蜂窩燒制體臨時(shí)固定在具有與欲制造的陶瓷塊大致相同的形狀的模框 內(nèi)，在這種狀態(tài)下，將粘結(jié)劑糊注入各蜂窩燒制體之間的方法；等等。
此時(shí)，對(duì)蜂窩燒制體進(jìn)行配置，以使作為階梯型蜂窩燒制體的蜂窩
燒制體110和蜂窩燒制體120的外周壁成為蜂窩集合體的外周面。
通過(guò)以該方式配置蜂窩燒制體，使蜂窩集合體的外周面成為設(shè)置有 階梯的面。
此處，作為粘結(jié)劑糊，可以使用例如由無(wú)機(jī)粘合劑、有機(jī)粘合劑以 及無(wú)機(jī)纖維和/或無(wú)機(jī)顆粒構(gòu)成的糊。
接著，加熱該蜂窩集合體以使粘結(jié)劑糊層干燥、固化，以形成粘結(jié) 劑層，從而制得陶瓷塊，由此完成結(jié)合工序。
接著，進(jìn)行密封材料層形成工序，在該工序中，通過(guò)在陶瓷塊的外 周涂布密封材料糊，并經(jīng)干燥、固化而形成密封材料層。
另外，作為構(gòu)成所述密封材料糊的材料，可適宜使用與上述粘結(jié)劑 糊相同的材料。此外，也可以使用與所述粘結(jié)劑糊不同的材料。
通過(guò)以上工序，可以制得在陶瓷塊的外周部設(shè)置有密封材料層的圓
柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體100，所述陶瓷塊是隔著粘結(jié)劑層粘接2個(gè)以上的蜂窩燒 制體而成的。
下面，列舉本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體和蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的作 用效果。
(1)在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，蜂窩燒制體的外周壁構(gòu)成陶瓷 塊的外周面，由于在蜂窩燒制體的外周壁設(shè)置有階梯，因此在陶瓷塊的 外周面也設(shè)置有階梯，并且在所述外周面上形成有密封材料層。
當(dāng)在陶瓷塊的外周面設(shè)置有階梯時(shí)，在陶瓷塊的外周面與密封材料 層之間的粘接上發(fā)揮出固著效果。因此，能夠制成即使長(zhǎng)期用作廢氣凈 化過(guò)濾器時(shí)密封材料層也難以從陶瓷塊上剝離的蜂窩結(jié)構(gòu)體。(2) 此外，在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，由于貫通孔的任一個(gè)端 部得到切實(shí)地密封，因而該蜂窩結(jié)構(gòu)體可適宜用作過(guò)濾器。
(3) 利用本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，可以制得在外周面 設(shè)置有階梯的陶瓷塊。于是，進(jìn)行密封材料層形成工序(在該密封材料 層形成工序中，在外周面設(shè)置有階梯的陶瓷塊的外周面上形成密封材料 層)時(shí)，在陶瓷塊的外周面與密封材料層之間的粘接上發(fā)揮了固著效果。 因此，可以制得即使長(zhǎng)期用作廢氣凈化過(guò)濾器時(shí)密封材料層也難以從陶 瓷塊上剝離的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
(4) 此外，在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，由于蜂窩成
型體的外壁的厚度恒定，因而在成型工序中所述蜂窩成型體不發(fā)生變形， 可以制得具有期望形狀的蜂窩燒制體。因此，可以制得沒有變形的蜂窩 結(jié)構(gòu)體。
(5) 此外，在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，由于位于蜂 窩成型體的最外周部的貫通孔的形狀與位于除所述最外周部之外的位置 的貫通孔的形狀相同，因而在密封工序中，位于最外周部的貫通孔難以 發(fā)生密封材料的溢漏和擠出，因此，密封材料糊可充分地注入位于最外 周部的貫通孔中。因此可制得能夠適宜用作蜂窩過(guò)濾器的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
實(shí)施例
下面，給出更為具體地公開了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的實(shí)施例，但 本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。 (實(shí)施例1) (蜂窩燒制體的制造)
將52.8重量％的平均粒徑為22 pim的碳化硅粗粉末和22.6重量％的 平均粒徑為0.5 pm的碳化硅微粉末進(jìn)行濕式混合，然后向得到的混合物 中加入2.1重量。％的丙烯酸樹脂、4.6重量％的有機(jī)粘合劑(甲基纖維素)、 2.8重量％的潤(rùn)滑劑(二二小一7"，日本油脂社制造)、1.3重量％的片汕 和13.8重量％的水，并進(jìn)行混煉，得到原料組合物。
在將該原料組合物進(jìn)一步混煉后，進(jìn)行擠出成型工序，在該工序中， 將該原料組合物進(jìn)行擠出成型，從而分別制得形狀大致與如圖3(a)、圖3(b)和圖3(c)所示的蜂窩燒制體110、 120和130相同的生蜂窩成型體。
接著，使用微波干燥機(jī)來(lái)干燥上述生蜂窩成型體，得到蜂窩成型體 的干燥體，然后，將組成與所述生成型體相同的糊填充到規(guī)定的貫通孔 中，并再次使用微波干燥機(jī)進(jìn)行干燥。
隨后，在40(TC對(duì)蜂窩成型體的干燥體進(jìn)行脫脂，并在常壓的氬氣 氣氛下于220(TC燒制3小時(shí)，從而制得三種由碳化硅燒結(jié)體構(gòu)成的蜂窩 燒制體，在所述蜂窩燒制體中，孔隙率為45%，平均孔徑為15 pm，貫 通孔數(shù)目(貫通孔密度)為300個(gè)/英寸2 (46.5個(gè)/cm2)，貫通孔壁的厚 度為0.25 mm。
(蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造)
通過(guò)使用耐熱性粘結(jié)劑糊將四個(gè)蜂窩燒制體110、八個(gè)蜂窩燒制體 120和四個(gè)蜂窩燒制體130粘接在一起來(lái)制作蜂窩集合體，所述耐熱性粘 結(jié)劑糊含有30重量％的平均纖維長(zhǎng)度為20 pm的氧化鋁纖維、21重量％ 的平均粒徑為0.6 nm的碳化硅顆粒、15重量Q/^的硅溶膠、5.6重量％的 羧甲基纖維素和28.4重量％的水。此時(shí)，使蜂窩燒制體110和120的外 周壁成為蜂窩集合體的外周面來(lái)配置蜂窩燒制體。
進(jìn)而，在12(TC干燥該蜂窩集合體，從而制造出粘結(jié)劑層的厚度為 1.0 mm且在外周面設(shè)置有階梯的陶瓷塊。
接著，通過(guò)使用與上述粘結(jié)劑糊相同的密封材料糊，在陶瓷塊的外 周部涂布密封材料糊層，并使該密封材料糊層包埋陶瓷塊的外周面的階 梯。
然后，在12(TC干燥該密封材料糊層，形成密封材料層，從而制造 出直徑為143.8 mm、長(zhǎng)度為150 mm的圓柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體。 (比較例1 )
以與實(shí)施例1相同的方式制造蜂窩結(jié)構(gòu)體，不同之處在于，制造圖 8(a)所示的蜂窩燒制體310和圖8(b)所示的蜂窩燒制體320以代替圖3(a) 所示的蜂窩燒制體110和圖3(b)所示的蜂窩燒制體120。 (比較例2)
以與實(shí)施例1相同的方式制造蜂窩結(jié)構(gòu)體，不同之處在于，制造圖9(a)所示的蜂窩燒制體410和圖9(b)所示的蜂窩燒制體420以代替圖3(a) 所示的蜂窩燒制體110和圖3(b)所示的蜂窩燒制體120。 (密封材料層的剝離容易性的評(píng)價(jià)) 對(duì)在實(shí)施例和比較例中制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體評(píng)價(jià)密封材料層的剝離的
容易性。
粘接強(qiáng)度的評(píng)價(jià)裝置由以下部件構(gòu)成2L (升)共軌式柴油機(jī)；與 各蜂窩過(guò)濾器連接的廢氣管，在該廢氣管中流通來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣；和 在金屬外殼內(nèi)收裝了各蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩過(guò)濾器。
在該裝置中，發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)數(shù)為2000分鐘—1、扭矩為47Nm下運(yùn)轉(zhuǎn)， 使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣在蜂窩結(jié)構(gòu)體中流通，在運(yùn)轉(zhuǎn)了相當(dāng)于行駛了 500 km 的距離時(shí)，使用后噴射方式對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行10分鐘的再生處理，以此 為一個(gè)循環(huán)。
重復(fù)該循環(huán)200次后，目視觀察密封材料層與陶瓷塊的外周面間的 剝離狀況。
結(jié)果，在實(shí)施例1制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，在密封材料層與陶瓷塊外 周面之間未出現(xiàn)剝離。
與此相對(duì)，在比較例1和比較例2制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，在密封材 料層與陶瓷塊外周面之間出現(xiàn)了剝離。 (變形和貫通孔密封的評(píng)價(jià))
對(duì)在各實(shí)施例和比較例中制造的各蜂窩結(jié)構(gòu)體，通過(guò)目視觀察評(píng)價(jià) 陶瓷塊的外周面的變形程度。
此外，對(duì)位于陶瓷塊的最外周部的貫通孔，通過(guò)目視觀察評(píng)價(jià)是否 貫通孔的任意一端得到良好的密封。
結(jié)果，在實(shí)施例1制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，沒有觀察到陶瓷塊的外周 面的變形，并且位于陶瓷塊的最外周部的貫通孔均得到密封。
與此相對(duì)，在比較例1制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，觀察到陶瓷塊的外周 面的變形。
此外，在比較例2制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，位于陶瓷塊的最外周部的 貫通孔當(dāng)中，存在未被密封的貫通孔。(第二實(shí)施方式)
第一實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的貫通孔的形狀全部為近正方形，不過(guò)， 在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，可以配置與其長(zhǎng)度方向垂直的截面的形狀相 異的兩種以上的貫通孔。
第二實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體通過(guò)將三種與第一實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu) 體相同的蜂窩燒制體組合而成的，除了貫通孔的形狀不同之外，第二實(shí) 施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體具有與第一實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體相同的構(gòu)成。
圖4是示意性表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例子 的立體圖。
在圖4所示的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體140中，在其中央配置有四棱柱 狀蜂窩燒制體170共四個(gè)，在蜂窩燒制體170的周圍并與其鄰接配置有 蜂窩燒制體160共八個(gè)，與蜂窩燒制體160鄰接配置有蜂窩燒制體150 共四個(gè)。并且，鄰接的蜂窩燒制體彼此通過(guò)粘結(jié)劑層141而結(jié)合，構(gòu)成 陶瓷塊143，并在陶瓷塊143的外周面144上形成了密封材料層142。
陶瓷塊143的最外周部是由蜂窩燒制體150的外周壁156(見圖5(a)) 和蜂窩燒制體160的外周壁166 (見圖5(b))組合而成的壁。
此外，由于在蜂窩燒制體150和蜂窩燒制體160的外周壁設(shè)置有階 梯，因此在陶瓷塊143的外周面144也存在階梯，蜂窩結(jié)構(gòu)體140是在 陶瓷塊143的外周面144上形成了密封材料層142而形成的。
接著，對(duì)構(gòu)成本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體140的蜂窩燒制體150、 160 和170進(jìn)行說(shuō)明。
圖5(a)、圖5(b)和圖5(c)是示意性地表示構(gòu)成第二實(shí)施方式的蜂窩結(jié) 構(gòu)體的蜂窩燒制體的一個(gè)例子的側(cè)視圖。
在圖5(a)所示的蜂窩燒制體150中，貫通孔151a和貫通孔151b大 體上交替配置。貫通孔151a是截面形狀為近正方形的貫通孔，貫通孔151b 是截面形狀為近八邊形的貫通孔。
并且，在圖5(a)中，在與垂直方向和水平方向的外壁155鄰接的貫 通孔中，在應(yīng)配置貫通孔151b的位置配置了貫通孔151c或貫通孔151d。
貫通孔151c的截面形狀為近六邊形形狀，是將具有近八邊形形狀的貫通孔151b的一部分切掉后形成的形狀，貫通孔151d的截面形狀為近 五邊形形狀，是將貫通孔151c的一部分切掉后形成的形狀。并且，貫通 孔151c配置在蜂窩燒制體150的截面的邊緣部分，貫通孔151d配置在 蜂窩燒制體150的截面的頂角部分。
并且，對(duì)貫通孔151c和貫通孔151d的截面形狀進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以使 外壁155的厚度恒定。
此外，外周壁156沿著貫通孔151a和貫通孔151b的各邊形成，外 周壁156的厚度在整個(gè)外周壁156中都是恒定的。另外，外周壁156的 厚度與貫通孔壁153的厚度以及其他外壁155的厚度相同。
并且，在外周壁156上設(shè)置了與貫通孔的位置和形狀相對(duì)應(yīng)的階梯， 因而蜂窩燒制體150是階梯型蜂窩燒制體。
此外，蜂窩燒制體150的貫通孔的任意一個(gè)端部被封住，在圖5(a) 所示的側(cè)面上，貫通孔151a的端部被封住，而其他貫通孔的端部未被封 住。此時(shí)，在未圖示的一側(cè)的側(cè)面上，貫通孔151a的另一端部未被封住， 而其他貫通孔的另一端部被封住。
在圖5(b)所示的蜂窩燒制體160中，也設(shè)置形狀與蜂窩燒制體150 中的貫通孔的形狀相同的貫通孔161a、 161b、 161c和161d，且外周壁 166的厚度在整個(gè)外周壁166中都是恒定的。此外，夕卜周壁166的厚度與 貫通孔壁163的厚度以及其他外壁165的厚度相同。
并且，在外周壁166上設(shè)置了與貫通孔的位置和形狀對(duì)應(yīng)的階梯， 因而蜂窩燒制體160是階梯型蜂窩燒制體。
此外，與蜂窩燒制體150相同，蜂窩燒制體160的貫通孔的任意 個(gè)端部被封住。
在圖5(c)所示的蜂窩燒制體170中，也設(shè)置有形狀與蜂窩燒制體150 和160中的貫通孔的形狀相同的貫通孔171a、 171b、 171c和171d。
并且，外周壁175的厚度與貫通孔壁173的厚度相同。
另外，蜂窩燒制體170的外壁175全部是不構(gòu)成陶瓷塊的外周面的 壁，因而在蜂窩燒制體170中不存在外周壁，且外壁175上不存在階梯。
此外，與蜂窩燒制體150相同，蜂窩燒制體170的貫通孔的任意一個(gè)端部被封住。
這些蜂窩燒制體組合而成的蜂窩結(jié)構(gòu)體可以通過(guò)采用與第一實(shí)施方 式的蜂窩結(jié)構(gòu)體相同的方式得以制造。尤其是，為了制造上述那樣的蜂 窩燒制體，需要選擇擠出成型機(jī)的模具以使蜂窩成型體的形狀大致與欲 制造的蜂窩燒制體的形狀相同。
并且，在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體和蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中，也 能夠發(fā)揮第一實(shí)施方式的作用效果(1) (5)。
此外，還能夠發(fā)揮下述效果。
(6) 將具有相對(duì)較大的開口面積的貫通孔(例如圖5(a)中的貫通孔 151b)的端部開口的一側(cè)配置成廢氣入口側(cè)，將具有相對(duì)較小的開口面 積的貫通孔(例如圖5(a)中的貫通孔151a)的端部開口的一側(cè)配置成廢 氣出口側(cè)，在將進(jìn)行了這種配置的本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體用作廢"—(凈 化過(guò)濾器時(shí)，過(guò)濾面積變大。因此，捕集的PM的堆積層變薄，可以抑 制捕集PM時(shí)的壓力損失的上升。
另外，第二實(shí)施方式的貫通孔是由截面為近正方形、近八邊形、近 六邊形、近五邊形的貫通孔構(gòu)成，然而，絕大多數(shù)的貫通孔具有的截面 形狀為近正方形和近八邊形。因此，第二實(shí)施方式包含在"貫通孔的形 狀包含八邊形形狀和矩形形狀，且八邊形形狀的貫通孔與矩形形狀的貫 通孔交替配置"這一方案中。 (第三實(shí)施方式)
在第一、第二實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，蜂窩燒制體的外周壁的厚 度與貫通孔壁的厚度相同，但在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，蜂窩燒制 體的外周壁的厚度大于外周壁之外的貫通孔壁的厚度。
在本實(shí)施方式中，能夠發(fā)揮第一實(shí)施方式的作用效果(1) (5)， 此外，還能夠發(fā)揮下述效果。
(7) 在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，由于蜂窩燒制體的外周壁的厚 度大于蜂窩燒制體的除外周壁之外的貫通孔壁的厚度，因此可以得到外 周壁強(qiáng)度高的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
(第四實(shí)施方式)在第一至第三實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，貫通孔的任意一個(gè)端部被 密封，但在本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，貫通孔的端部未被密封。在這
種情況下，對(duì)外周壁的厚度與貫通孔壁的厚度之間的關(guān)系不作特別限定， 蜂窩燒制體的外周壁的厚度可以大于蜂窩燒制體的除外周壁之外的貫通 孔壁的厚度。
由于本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的貫通孔的端部未被封住，因此該蜂 窩結(jié)構(gòu)體可適宜用作催化劑載體。
因此，還能夠制成一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，當(dāng)該蜂窩結(jié)構(gòu)體不用作第一實(shí) 施方式的作用效果(1)和(3)中的廢氣凈化過(guò)濾器而長(zhǎng)期用作催化劑 載體時(shí)，密封材料層不會(huì)從陶瓷塊上剝離。
并且，還能夠發(fā)揮第一實(shí)施方式的作用效果(4)。
(其他實(shí)施方式)
本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的形狀不限于圓柱狀，也可以為橢圓柱狀、多 棱柱狀等任意的柱狀。
對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制體的孔隙率不作特別限定，
但優(yōu)選為35% 60%。
這是因?yàn)椋紫堵市∮?5%時(shí)，可能容易引起本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體 中出現(xiàn)孔堵塞；另一方面，孔隙率超過(guò)60%，則蜂窩燒制體的強(qiáng)度下降， 導(dǎo)致其容易破損。
上述蜂窩燒制體的平均孔徑優(yōu)選為5 pm 30 pm。
這是因?yàn)?，平均孔徑小?)im時(shí)，有時(shí)容易引起微粒堵塞孔；另一 方面，平均孔徑超過(guò)30pm時(shí)，微粒直接穿過(guò)孔，導(dǎo)致無(wú)法捕集該微粒， 從而不能發(fā)揮過(guò)濾器的功能。
另外，可通過(guò)諸如水銀壓入法、阿基米德法和使用掃描電子顯微鏡 (SEM)的測(cè)定等以往公知的方法來(lái)測(cè)定孔隙率和孔徑。
對(duì)本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的貫通孔壁的厚度不作特別限定，但優(yōu)選為 0.2 mm 0.4 mm。
這是因?yàn)?，貫通孔壁的厚度小?.2mm時(shí)，支持蜂窩構(gòu)造的貫通孔 壁的厚度變薄，可能導(dǎo)致無(wú)法保持蜂窩結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度；另一方面，上述厚度超過(guò)0.4mm，則有時(shí)引起壓力損失的上升。
此外，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩燒制體的外壁(外周壁) 的厚度不作特別限定，但優(yōu)選該厚度與貫通孔壁的厚度同樣地為0.2 mm 0.4 mm。
此外，優(yōu)選形成的密封材料層能夠包埋外周壁的階梯。這是因?yàn)椋?在外周壁的階梯的突出的部分如果突出于密封材料層的表面，則在廢氣 凈化裝置中設(shè)置蜂窩結(jié)構(gòu)體時(shí)有時(shí)會(huì)成為設(shè)置障礙。
此外，對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的在垂直于其長(zhǎng)度方向的截面上的貫通孔密度 不作特別限定，優(yōu)選的下限是31.0個(gè)/cm2 (200個(gè)/in2)，優(yōu)選的上限是 93個(gè)/cm2 (600個(gè)/in2)，更優(yōu)選的下限是38.8個(gè)/cm2 (250個(gè)/in2)，更優(yōu) 選的上限是77.5個(gè)/cm2 (500個(gè)/in2)。
蜂窩結(jié)構(gòu)體的構(gòu)成材料的主要成分不限于碳化硅，作為其他陶瓷原 料，可以舉出如下陶瓷粉末例如，氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氮化鈦 等氮化物陶瓷；碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭、碳化鉤等碳化物陶瓷；氧化 鋁、氧化鋯、堇青石、莫來(lái)石、鈦酸鋁等氧化物陶瓷；等等。
在這些陶瓷材料中，優(yōu)選非氧化物陶瓷，特別優(yōu)選碳化硅，這是因 為，其具有優(yōu)異的耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、熱導(dǎo)率等。此外，作為蜂窩結(jié)構(gòu) 體的構(gòu)成材料，還可以舉出含硅陶瓷(將金屬硅混到上述陶瓷中而得到 的)、用硅或硅酸鹽化合物結(jié)合的陶瓷等陶瓷原料。在這些材料中，優(yōu)選 在碳化硅中混有金屬硅的陶瓷原料(含硅碳化硅)。
尤其是，優(yōu)選碳化硅的含量在60重量％以上的含硅碳化硅質(zhì)陶瓷。
另外，對(duì)陶瓷粉末的粒徑不作特別限定，優(yōu)選在之后的燒制工序中 收縮少的陶瓷粉末，例如，優(yōu)選將IOO重量份的平均粒徑為1.0 |im 50 |_im 的粉末與5重量份 65重量份的平均粒徑為0.1 pm 1.0 pm的粉末組合 得到的粉末。
為了調(diào)節(jié)蜂窩燒制體的孔徑等，必須調(diào)節(jié)燒制溫度，不過(guò)，也可以 通過(guò)調(diào)節(jié)陶瓷粉末的粒徑來(lái)調(diào)節(jié)孔徑。
對(duì)濕混物中的有機(jī)粘合劑不作特別限定，例如，可以舉出甲基纖維 素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇等。其中優(yōu)選甲基纖維素。優(yōu)選有機(jī)粘合劑的混合量通常相對(duì)于100重量份的陶瓷粉末為1重量 份 10重量份。
對(duì)濕混物中的增塑劑不作特別限定，可以舉出例如甘油等。另外， 對(duì)潤(rùn)滑劑不作特別限定，可以舉出例如聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化丙烯 烷基醚等聚氧化烯烴類化合物等。
作為潤(rùn)滑劑的具體實(shí)例，可以舉出聚氧化乙烯單丁基醚、聚氧化內(nèi) 烯單丁基醚等。
此外，在一些情況中濕混物中可不包含增塑劑、潤(rùn)滑劑。
另外，在制備濕混物時(shí)可以使用分散劑溶液，作為所述分散劑溶液，
可以舉出例如水；苯等有機(jī)溶劑；甲醇等醇等。 此外，在濕混物中可以加入成型助劑。
對(duì)成型助劑不作特別限定，可以舉出例如乙二醇、糊精、脂肪酸、 脂肪酸皂、多元醇等。
此外，必要時(shí)在濕混物中可加入成孔劑，作為成孔劑，可以舉出成 分為氧化物類陶瓷的微小中空球體，即空心球(balloon);球狀丙烯酸樹脂 顆粒；石墨等。
對(duì)空心球不作特別限定，例如，可以舉出氧化鋁空心球、玻璃空心
微球、火山灰空心球、飛灰空心球(FA空心球)、莫來(lái)石空心球等。其
中優(yōu)選氧化鋁空心球。
對(duì)密封貫通孔用的密封材料糊不作特別限定，優(yōu)選經(jīng)由后續(xù)工序制
造的密封材料的孔隙率達(dá)到30% 75%的糊，例如，可以使用與濕混物 相同的密封材料糊。
作為粘結(jié)劑糊和密封材料糊中的無(wú)機(jī)粘合劑，可以舉出例如硅溶膠、 氧化鋁溶膠等。這些材料可以單獨(dú)使用，也可以合用兩種以上。在無(wú)機(jī) 粘合劑中優(yōu)選硅溶膠。
作為粘結(jié)劑糊和密封材料糊中的有機(jī)粘合劑，可以舉出例如聚乙烯 醇、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等。這些材料可以單獨(dú)使 用，也可以合用兩種以上。在有機(jī)粘合劑中優(yōu)選羧甲基纖維素。
作為粘結(jié)劑糊和密封材料糊中的無(wú)機(jī)纖維，可以舉出例如硅酸鋁、莫來(lái)石、氧化鋁、硅石等陶瓷纖維等。這些材料可以單獨(dú)使用，也可以 合用兩種以上。在無(wú)機(jī)纖維中優(yōu)選氧化鋁纖維。
作為粘結(jié)劑糊和密封材料糊中的無(wú)機(jī)顆粒，可以舉出例如碳化物、 氮化物等，具體可以舉出由碳化硅、氮化硅、氮化硼等構(gòu)成的無(wú)機(jī)粉末 等。這些材料可以單獨(dú)使用，也可以合用兩種以上。在無(wú)機(jī)顆粒中，優(yōu) 選導(dǎo)熱性優(yōu)異的碳化硅。
此外，必要時(shí)在粘結(jié)劑糊和密封材料糊中可加入成孔劑，作為成孔
劑，可以舉出成分為氧化物類陶瓷的微小中空球體，即空心球(balloon); 球狀丙烯酸樹脂顆粒；石墨等。對(duì)空心球不作特別限定，例如，可以舉 出氧化鋁空心球、玻璃空心微球、火山灰空心球、飛灰空心球(FA空心 球)、莫來(lái)石空心球等。其中更優(yōu)選使用氧化鋁空心球。
另外，在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中可以擔(dān)載有催化劑。
在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，通過(guò)擔(dān)載能夠凈化廢氣中的諸如CO、 HC和NOx等有害氣體成分的催化劑，能夠通過(guò)催化反應(yīng)充分凈化廢氣 中的有害氣體成分。此外，通過(guò)擔(dān)載有助于PM燃燒的催化劑，可以更 容易地將PM燃燒除去。
上述催化劑可以擔(dān)載在蜂窩結(jié)構(gòu)體上，也可以擔(dān)載在制造蜂窩集合 體之前的蜂窩燒制體上。
對(duì)于擔(dān)載催化劑的情況，優(yōu)選在蜂窩結(jié)構(gòu)體的表面上形成比表面積 大的氧化鋁膜，再在該氧化鋁膜的表面上施加助催化劑和諸如鉑等催化 劑。
作為在蜂窩結(jié)構(gòu)體的表面上形成氧化鋁膜的方法，可以舉出，例如， 將蜂窩結(jié)構(gòu)體浸漬于A1(N03)3等含鋁的金屬化合物的溶液中后進(jìn)行加熱 的方法、將蜂窩結(jié)構(gòu)體浸漬于含有氧化鋁粉末的溶液中后進(jìn)行加熱的方法等。
作為在上述氧化鋁膜上施加助催化劑的方法，可以舉出例如，將蜂 窩結(jié)構(gòu)體浸漬于Ce(N03)3等含有稀土元素等的金屬化合物的溶液中后進(jìn) 行加熱的方法等。
作為在上述氧化鋁膜上施加催化劑的方法，可以舉出例如，將蜂窩結(jié)構(gòu)體浸漬于硝酸二硝基二氨鉑溶液([Pt(NH3)2(N02)2]HN03，鉑濃度
約4.53重量％)等中后進(jìn)行加熱的方法等。
另外，也可以通過(guò)下述方法施加催化劑預(yù)先將催化劑施加在氧化 鋁顆粒上，將蜂窩結(jié)構(gòu)體浸漬于含有已施加了催化劑的氧化鋁粉末的溶 液中，然后進(jìn)行加熱。
權(quán)利要求
1. 一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體是將密封材料層形成于陶瓷塊的外周面上而形成的，所述陶瓷塊由2個(gè)以上柱狀蜂窩燒制體隔著粘結(jié)劑層結(jié)合而成，在所述蜂窩燒制體中，在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有2個(gè)以上貫通孔，所述貫通孔以貫通孔壁相隔，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的特征在于，所述陶瓷塊是2種以上的所述蜂窩燒制體組合而成的；所述蜂窩燒制體的外壁之中的、形成所述陶瓷塊的外周面的外周壁的厚度是恒定的；所述陶瓷塊的位于最外周部的貫通孔的形狀與所述陶瓷塊的位于除所述最外周部之外的位置的貫通孔的形狀相同；在所述蜂窩燒制體的外周壁設(shè)置了階梯。
2. 如權(quán)利要求1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述貫通孔的任意^個(gè) 端部被密封。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述貫通孔的形狀 是矩形。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述貫通孔的形狀 包含兩種以上的形狀。
5. 如權(quán)利要求4所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述貫通孔的形狀包含 八邊形形狀和矩形形狀，所述八邊形形狀的貫通孔和所述矩形形狀的貫通孔交替配置。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述蜂窩 燒制體的外周壁的厚度大于所述蜂窩燒制體的除外周壁之外的貫通孔壁 的厚度。
7. —種蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，所述制造方法包括成型工序，在該工序中，通過(guò)使陶瓷原料成型，制得2種以上的柱 狀蜂窩成型體，在該蜂窩成型體中，在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有2個(gè)以上的 貫通孔，所述貫通孔以貫通孔壁相隔；燒制工序，在該工序中，燒制所述蜂窩成型體以制得蜂窩燒制體；結(jié)合工序，在該工序中，使2種以上的所述蜂窩燒制體隔著粘結(jié)劑 糊而結(jié)合，以制得陶瓷塊；和密封材料層形成工序，在該工序中，在所述陶瓷塊的外周面形成密 封材料層，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的特征在于，在所述成型工序中，制得階梯型蜂窩成型體，所述階梯型蜂窩成型 體的最外周部的貫通孔的形狀與所述蜂窩成型體的位于除所述最外周部 之外的位置的貫通孔的形狀相同，并且所述階梯型蜂窩成型體的外壁的 厚度恒定，而且在所述外壁的一部分設(shè)置有階梯；在所述燒制工序中，燒制所述階梯型蜂窩成型體，以制得階梯型蜂 窩燒制體；在所述結(jié)合工序中，配置所述階梯型蜂窩燒制體，以使所述階梯型 蜂窩燒制體的存在階梯的外壁成為所述陶瓷塊的外周面，從而制得在外 周面設(shè)置有階梯的陶瓷塊。
8. 如權(quán)利要求7所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，在所述方法中進(jìn)行 密封工序，在該工序中，對(duì)所述貫通孔的任意-端進(jìn)行密封。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述貫 通孔的形狀是矩形。
10. 如權(quán)利要求7或8所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述 貫通孔的形狀包含兩種以上的形狀。
11. 如權(quán)利要求10所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述貫通 孔的形狀包含八邊形形狀和矩形形狀，所述八邊形形狀的貫通孔和所述 矩形形狀的貫通孔交替配置。
12. 如權(quán)利要求7 11中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其 中，所述階梯型蜂窩燒制體的外周壁的厚度大于所述蜂窩燒制體的除外 周壁之外的貫通孔壁的厚度。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供即使長(zhǎng)期用作廢氣凈化過(guò)濾器或催化劑載體時(shí)密封材料層也難以從陶瓷塊上剝離，并且在成型時(shí)難以出現(xiàn)變形和蜂窩結(jié)構(gòu)體，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體是在陶瓷塊的外周面形成了密封材料層而形成的，所述陶瓷塊由2個(gè)以上柱狀蜂窩燒制體隔著粘結(jié)劑層結(jié)合而成，在所述蜂窩燒制體中，在長(zhǎng)度方向并列設(shè)置有以貫通孔壁相隔的2個(gè)以上貫通孔，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的特征在于，所述陶瓷塊是2種以上的所述蜂窩燒制體組合而成的；所述蜂窩燒制體的外壁之中的、形成所述陶瓷塊的外周面的外周壁的厚度是恒定的；位于所述陶瓷塊的最外周部的貫通孔的形狀與位于除所述最外周部之外的位置的貫通孔的形狀相同；在所述蜂窩燒制體的外周壁設(shè)置有階梯。
文檔編號(hào)F01N3/02GK101421016SQ20078001282
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者國(guó)枝雅文, 大野一茂, 石川茂治 申請(qǐng)人:揖斐電株式會(huì)社