CN101321934A - 蜂窝结构体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可适合用于柴油机微粒过滤器(DPF)等微粒捕集过滤器等的蜂窝结构体，在用于微粒捕集过滤器的情形中，可以简便且高精度地检测微粒堆积量。本发明的蜂窝结构体(1)是通过多孔质的隔壁分隔形成多个作为气体通道的小室的蜂窝结构体，在内部具有2个以上的电极(2)。

Description

蜂窝结构体及其制造方法

技术领域

本发明涉及可适合用于柴油机微粒过滤器(DPF)等微粒捕集过滤器等的具有电极的蜂窝结构体及其制造方法。

背景技术

作为捕集气体中的微粒来净化气体的方法，以过滤器来过滤是代表性的方法。作为过滤器的材质和结构有纤维层、陶瓷泡沫、金属泡沫等，特别是可降低压力损失的材质和结构，已知有壁流型的结构体，即，在通过多孔质隔壁分隔形成多个作为气体通道的小室的蜂窝结构体的端面，将各小室的一个端部以棋盘格状交替进行封堵。

在这些微粒捕集过滤器中，随着微粒的不断堆积，过滤器的孔眼堵塞也逐渐增多，使得过滤器性能不断降低，因此，在微粒的堆积量达到过滤器的使用界限之前，需要交换过滤器自身或者进行去除堆积的微粒的再生处理。为了确定该交换或再生处理的时期，需要检测微粒堆积量，以往，通过差压传感器检测由过滤器压力损失所引起的过滤器前后的排压的差压，从而检测微粒堆积量(例如，参照专利文献1)。

但是，在微粒捕集过滤器中，对于微粒的堆积量，过滤器的压力损失经常具有滞后现象，因此，只根据由过滤器压力损失所引起的过滤器前后的排压的差压，经常不能够明确地检测出微粒堆积量。例如，在捕集柴油机引擎的排气微粒的壁流型陶瓷过滤器(DPF)中，在低温持续捕集微粒后，当涂布于过滤器细孔内催化剂暂时升温至发挥其活性的温度时，堆积于细孔内的微粒被氧化除去，由于少量的细孔内微粒的氧化消除就引起压力损失大幅降低，因此，堆积微粒量与压力损失之间的关系显示出滞后现象，即使是同样的压力损失，也会产生堆积微粒的量大幅不同的状态。

因而，在这样的微粒捕集过滤器中，难以根据压力损失来明确地评估微粒堆积量，现在的情况是：在决定过滤器的交换或再生处理时期时，除了压力损失的信息以外，还并用根据工作时间、工作条件来预测由引擎产生的微粒生成量，从而评估过滤器的微粒堆积量，从这种评估堆积量来确定过滤器的交换或再生处理的时期。

另外，作为用于检测微粒堆积量的其他方法，也正在研究这样的方法：在使用前述的蜂窝结构体的微粒捕集过滤器的外周部，设置2个以上的电极，测定该电极间的阻抗，根据该测定值评估微粒堆积量(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开昭60-47937号公报

专利文献2：国际公开第WO2005/078253号小册子

发明内容

本发明是鉴于这种以往的情况而进行的发明，其目的为提供一种蜂窝结构体，该蜂窝结构体是能够合适地用于DPF等微粒捕集过滤器等的蜂窝结构体，在用于微粒捕集过滤器时，能够简便且高精度地检测微粒堆积量。

为了实现前述目的，根据本发明提供以下的蜂窝结构体以及蜂窝结构体的制造方法。

[1]一种蜂窝结构体，其为通过多孔质的隔壁分隔形成多个作为气体通道的小室的蜂窝结构体，其中，在内部具有2个以上的电极。

[2]根据前述[1]所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部被封堵。

[3]根据前述[2]所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部在所述蜂窝结构体的端面上以棋盘格状被交替封堵。

[4]根据前述[2]或[3]所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体被用作微粒捕集过滤器，通过利用所述电极，可以检测被捕集的微粒的量。

[5]根据前述[4]所述的蜂窝结构体，其中，通过测定所述电极间的交流阻抗、直流电阻、电抗、电容等电特性，可以检测被捕集的微粒的量。

[6]根据前述[1]～[5]中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体由以陶瓷或者烧结金属为主成分的材料构成，所述陶瓷是从由碳化硅、堇青石、钛酸铝、赛龙(sialon)、莫来石、氮化硅、磷酸锆、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及二氧化硅构成的组中选出的1种以上的陶瓷。

[7]根据前述[1]～[6]中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述电极由金属、具有导电性的氧化物、具有导电性的氮化物以及具有导电性的陶瓷中的任一种来构成。

[8]根据前述[1]～[7]中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述电极中的至少一个通过在陶瓷体的内部配设导电体而形成。

[9]根据前述[8]所述的蜂窝结构体，其中，所述电极的陶瓷体是堇青石。

[10]一种蜂窝结构体，其为通过多孔质的隔壁分隔形成多个作为气体通道的小室的蜂窝结构体，其中，在表面具有2个以上的电极，所述电极中的至少一个通过在陶瓷体的内部配设导电体而形成。

[11]根据前述[10]所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部被封堵。

[12]根据前述[11]所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部在所述蜂窝结构体的端面以棋盘格状被交替封堵。

[13]根据前述[11]或[12]所述的蜂窝结构体，其中，该蜂窝结构体被用作微粒捕集过滤器，通过利用所述电极，可以检测被捕集的微粒的量。

[14]根据前述[13]所述的蜂窝结构体，其中，通过测定所述电极间的交流阻抗、直流电阻、电抗、电容等电特性，可以检测被捕集的微粒的量。

[15]根据前述[10]～[14]中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体由以陶瓷或者烧结金属为主成分的材料构成，所述陶瓷是从由碳化硅、堇青石、钛酸铝、赛龙、莫来石、氮化硅、磷酸锆、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及二氧化硅构成的组中选出的1种以上的陶瓷。

[16]根据前述[10]～[15]中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述电极的陶瓷体是堇青石。

[17]一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造前述[1]所述的蜂窝结构体的方法，其中，制造蜂窝结构体，该蜂窝结构体相对于最终想得到的蜂窝结构体的断面形状，具有切掉一部分的断面形状，另一方面，另外地制作带有电极的蜂窝结构体，该带有电极的蜂窝结构体具有与该切去部分的断面形状对应的断面形状、并在侧面部设置电极，在所述切掉部分嵌合所述带有电极的蜂窝结构体形成一体化。

[18]一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造前述[1]所述的蜂窝结构体的方法，其中，在通过挤出成型法成型、并将其烧成而得的蜂窝结构体上，形成用于插入电极的槽，在该槽中插入电极。

[19]一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造前述[1]所述的蜂窝结构体的方法，其中，通过挤出成型法成型具有用于插入电极的槽的蜂窝结构体，将得到的成型体烧成后，在所述槽中插入电极。

[20]一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造前述[1]所述的蜂窝结构体的方法，其中，通过挤出成型法成型具有用于插入电极的槽的蜂窝结构体，在得到的成型体的所述槽中插入电极后，烧成所述成型体。

[21]一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造前述[1]所述的蜂窝结构体的方法，其中，将具有配置电极的槽的蜂窝结构体与配置于所述槽的电极，通过挤出成型法同时一体化地成型，烧成得到的成型体。

本发明的蜂窝结构体可以合适地用于DPF等微粒捕集过滤器等，在用于微粒捕集过滤器的情形中，可以简便且高精度地检测堆积于过滤器内部的微粒的量，可以容易地确定过滤器的交换或再生处理的时期。另外，本发明的制造方法可以比较容易地制造前述本发明的蜂窝结构体，是适合批量生产的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明涉及的蜂窝结构体的实施方式的一个例子的示意平面图。

图2是表示本发明涉及的蜂窝结构体的电极配置的一个例子的示意平面图。

图3(a)是表示本发明涉及的蜂窝结构体的实施方式的其他的例子的示意平面图。

图3(b)是图3(a)的X-X断面的示意断面图。

图4是表示在本发明的蜂窝结构体中使用的梳子形的电极的一个实施方式的示意斜视图。

图5是表示将图4的电极插入蜂窝结构体的状态的示意断面图。

图6是表示将图5的电极插入蜂窝结构体的状态的、从蜂窝结构体的端面一侧观察的示意正面图。

图7是图6的A部分的放大图，是表示使用圆筒状的电极的例子的示意正面图。

图8是图6的A部分的放大图，是表示使用棱柱状的电极的例子的示意正面图。

图9是表示在本发明的蜂窝结构体中使用的梳子形的电极的其他实施方式的示意正面图。

图10是表示将图9的电极插入蜂窝结构体的状态的示意断面图。

图11是表示将图9的电极插入蜂窝结构体的状态的、从蜂窝结构体的端面一侧观察的示意正面图。

图12是图11的B部分的放大图，是表示使用圆筒状的电极的例子的示意正面图。

图13是图11的B部分的放大图，是表示使用棱柱状的电极的例子的示意正面图。

图14是表示使用在本发明的蜂窝结构体中使用的弯曲自如的线状金属的电极的例子的示意正面图。

图15是图14的C-C’断面图。

图16是表示使用在本发明的蜂窝结构体中使用的弯曲自如的线状金属的电极的其他例子的示意正面图。

图17是图16的D-D’断面图。

图18是表示将电极固定于本发明的蜂窝结构体的样子的示意断面图。

图19是表示将电极固定于本发明的蜂窝结构体的样子的其他的示意断面图。

图20是表示设置用于本发明的蜂窝结构体的突出部的电极的一个实施方式的使用例的、收纳于壳体的蜂窝结构体的示意断面图。

图21是从图20的蜂窝结构体的端面观察的正面图。

图22是图20的蜂窝结构体的平面图。

图23是表示设置用于本发明的蜂窝结构体的突出部的电极的其他实施方式的使用例的、收纳于壳体的蜂窝结构体的示意断面图。

图24是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第一制造方法)的示意平面图。

图25是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第一制造方法)的示意平面图。

图26是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第一制造方法)的示意平面图。

图27是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第一制造方法)的示意平面图。

图28是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第一制造方法)的示意平面图。

图29是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第二制造方法)的示意平面图。

图30是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第二制造方法)的示意平面图。

图31是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第二制造方法)的示意平面图。

图32是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第三和第四制造方法)的示意平面图。

图33是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第三和第四制造方法)的示意平面图。

图34是表示本发明的蜂窝结构体的制造方法(第五制造方法)的示意平面图。

图35是表示在实施例中使用的蜂窝结构体的制造方法的示意平面图。

图36是表示在实施例中使用的蜂窝结构体的制造方法的示意平面图。

图37是表示实施例中的堆积的微粒的质量与交流阻抗的关系的图形。

符号说明

1：蜂窝结构体，2、2a、2b、2c：电极，3：切掉的部分，5：带有电极的蜂窝结构体，7：槽，10：封堵小室，14、14a、14b：粘接剂，16：壳体，18：垫，20：配线，22：突出部

具体实施方式

以下，参照附图对本发明代表性的实施方式进行具体说明，但本发明并不限于以下的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识，可以理解适当地添加设计的变更、改良等。

图1是表示本发明涉及的蜂窝结构体的实施方式的一个例子的示意平面图。该蜂窝结构体1是通过多孔质隔壁分隔形成多个作为气体通道的小室的蜂窝结构体，在内部具有2个以上的电极2。在用于DPF等微粒捕集过滤器的情形中，优选封堵各小室的一个端部，如图1所示，特别优选各小室的一个端部被封堵部交替地封堵，使得蜂窝结构体1的端面呈棋盘格状。通过制成这样的结构，流入蜂窝结构体1的排气被强制性地通过各小室间的多孔质的隔壁，其通过隔壁时，排气中的微粒被捕集到隔壁上。

该蜂窝结构体1用于DPF等微粒捕集过滤器的情形中，通过利用电极2，可以检测被捕集的微粒的量。具体来讲，通过测量所述电极2，2之间的交流阻抗、直流电阻、电抗、电容等电特性，可以检测被捕集的微粒的量。即，在该微粒捕集过滤器中，通过测量设置于蜂窝结构体1的内部的电极2，2之间的交流阻抗等电特性，可以检测由微粒堆积于蜂窝结构体1内所产生的电极2，2之间的静电容量、直流电阻等的变化。电极2，2之间的静电容量等对应于蜂窝结构体1内的微粒的绝对量而变化，因此，从交流阻抗等电特性的测量数据，可以明确地评估蜂窝结构体1的微粒堆积量。具体来讲，通过将堆积的微粒的质量与交流阻抗等电特性的关系根据实测值来图形化，使得只需测量交流阻抗等电特性，就能评估在该测量时刻的微粒的堆积量。

如果在蜂窝结构体的内部设置电极，则难以产生大的噪声，可以以高精度来评估微粒堆积量。此时，如图2所示，当将连接各电极2’，2”的重心的直线L上的电极2’与2”之间的距离设为a，将从蜂窝结构体的1个外周面至电极2’的距离设为b，将从蜂窝结构体的1个外周面至电极2”的距离设为c时，优选2b＞a，2c＞a，并且，2个电极2’，2”被设计成平行相对。

图3(a)和图3(b)是表示本发明涉及的蜂窝结构体的实施方式的其他例子的示意图，图3(a)是示意平面图，图3(b)是其X-X断面的示意断面图。该蜂窝结构体1在其直径方向和长度方向上分别内藏了多个电极2。在该蜂窝结构体1中，通过测量相邻的电极2，2之间各个交流阻抗等电特性，可以评估这些电极附近的微粒堆积量，因此，通过比较各测量值，可以把握该蜂窝结构体的直径方向和长度方向的微粒堆积量的分布。

在本发明中，蜂窝结构体(除了电极)的材质并无特别限制，优选是由以陶瓷或者烧结金属为主成分的材料构成的，所述陶瓷是从由碳化硅、堇青石、钛酸铝、赛龙、莫来石、氮化硅、磷酸锆、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及二氧化硅构成的组中选出的1种以上的陶瓷。

另外，电极的材质也并无特别限制，优选是由金属、导电性糊剂的烧结体、具有导电性的氧化物、具有导电性的氮化物和具有导电性的陶瓷中的任一种来构成的电极。

蜂窝结构体与电极优选选择各种材质使两者的热膨胀系数的差为5×10^-6/℃以下。例如，在将本发明的蜂窝结构体用于DPF的情形中，在使用时将其暴露于高温环境下，因此，当蜂窝结构体与电极的热膨胀系数的差过大时，由于两者的热膨胀差而可能破坏蜂窝结构体，或者产生电极剥离，但是，如果两者的热膨胀系数的差在5×10^-6/℃以下，则可降低产生这种不良情况的可能性。

板状金属作为电极材料是有利的，因为埋入时的操作容易，并且配线也能够焊接在测定电路上。另外，当金属板为网状、条状或波纹状时，能够缓和热膨胀，因此更有利。

作为金属板的材料，优选使用不锈钢或镍等在排气氛围中这样的高温下也不易劣化的材料。

可以将电极材料的金属制成能插入蜂窝结构体的小室的形状。作为可插入小室的形状的金属，可以例示将几根规定长度的金属棒排列的梳子形的形状的电极以及弯曲自如的线状的金属、例如将电线以规定长度折回的电极。将这些可插入小室的电极插入蜂窝结构体的小室。如果从端面插入未封堵的小室，不需要加工用于埋入电极的狭缝，因此很方便，也能避免因狭缝加工而可能导致的蜂窝结构体强度的降低。

图4是表示在本发明的蜂窝结构体中使用的梳子形的电极的一个实施方式的图，图5和图6是表示将该电极插入蜂窝结构体的例子的图。图4的梳子形的电极2如图5和图6所示，插入蜂窝结构体1。图7和图8是图6中用虚线围绕的A部分的放大图。梳子形的电极的梳齿部分的形状，可以如图7所示是圆柱状2a，也可以如图8所示是棱柱状2b。另外，电极2a、2b是避开封堵小室10而被插入的。

图9是表示本发明的蜂窝结构体中使用的梳子形的电极的其他的实施方式的图，图10和图11是表示将该电极插入蜂窝结构体的例子的图。将图9的梳子形的电极2如图10和图11所示插入蜂窝结构体1中。图12和图13是图11中用虚线围绕的B部分的放大图。梳子形的电极的梳齿部分的形状，可以如图12所示为圆柱状2a，也可以如图13所示为棱柱状2b。另外，电极2a、2b是避开封堵小室10而被插入的。

图14和图15是表示将以规定的长度折回弯曲自如的线状的金属的电极的一个实施方式插入蜂窝结构体的例子的图。由弯曲自如的线状金属构成的电极2c如图14和图15所示，避开封堵小室10来插入未封堵的小室。

图16和图17是表示将以规定的长度折叠弯曲自由的线状的金属的电极的一个实施方式插入蜂窝结构体的其他例子的图。如图16和图17所示，可以避开封堵小室10在斜向上插入未封堵的小室。

在电极与蜂窝结构体之间产生间隙的情形中，可以在电极与蜂窝结构体之间填充粘接剂。为该目的而使用的粘接剂优选这样的粘接剂，这种粘接剂的热膨胀系数是电极的热膨胀系数与蜂窝结构体基材的热膨胀系数之间的值。图18是表示电极固定于蜂窝结构体的样子的一个例子的图。图18中，在蜂窝结构体1与电极2之间填充粘接剂14，电极2优选固定于蜂窝结构体1中。

电极材料与蜂窝结构体基材的热膨胀系数的差大的情形中，也可以使用2种以上的粘接剂。图19是表示将电极固定于蜂窝结构体的样子的另外例子的图。图19中，在电极2的周围，填充具有与电极2的热膨胀系数比较接近的热膨胀系数的粘接剂14a，进一步在其周围填充与蜂窝结构体1的热膨胀系数比较接近的粘接剂14b，将电极2固定于蜂窝结构体1中。

可以在电极上设置突出部，使得可从端面或侧面的最端面取出配线。当埋入设置突出部的电极时，在将蜂窝结构体压入壳体时没有干扰，也容易制作配线对壳体或锥体的取出口端子，因此是有利的。此外，如果取出口是出口侧，则基本不用担心烟气从壳体泄露。另外，通过稍加长取出口端子与电极间的连接配线来温和地固定，可以提高电极或蜂窝结构体对振动的耐性。电极与连接配线可以通过焊接来固定。

图20～22是表示具备设置了突出部的电极的本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的图。如图20、21所示，蜂窝结构体1隔着垫18被收纳于壳体16中。在蜂窝结构体1中形成狭缝，在该狭缝中插入电极2。该电极2在一端设置突出部22，与配线20连接。如图21、22所示，在垫18与壳体16中，在与所述电极2的突出部22的位置对应的位置上设置切口，突出部22的顶端部从该切口露出到壳体16的外部。

图23是表示具备设置了突出部的电极的本发明的蜂窝结构体的其他实施方式的图。如图23所示，蜂窝结构体1隔着垫18被收纳于壳体16中。在蜂窝结构体1中形成狭缝，电极2插入该狭缝中。在该电极2的一端设置突出部22，与配线20连接。

另外，在本发明中，可以在陶瓷体的内部配设导电体来构成至少一个电极。这样，通过以陶瓷体包覆导电体的方式来构成，使得导电体不用直接与排气接触，可以有效地防止导电体的腐蚀和劣化。

另外，在本发明中，也可以用陶瓷体和配设于其内部的导电体来构成全部的电极。

作为陶瓷体的主成分，可以举出氧化物、氮化物、碳化物、硼化物等复合材料，例如，氮化硅或氮化铝、致密堇青石等。具体来讲，陶瓷体的主成分优选为从由氮化硅、氮化铝、致密堇青石、氧化铝基复合材料、碳化硅基复合材料以及莫来石基复合材料构成的组中选出的至少一种化合物。特别是，添加了可提高热传导率高的碳化硅的电阻的BN(氮化硼)粒子的碳化硅基复合材料，适合于作为电介质发挥功能的电极材料。另外，在热膨胀小且热传导低的莫来石中为了提高热传导，而分散碳化硅粒子的莫来石基复合材料也适合用作主成分。由于两材料的热膨胀差小，因此内部产生的残留应力就小。两材料烧结困难，但由于电极形状是单纯平板，因此可以容易地应用加压烧成。在本实施方式中，所说的主成分是指在整个成分中占到60质量％以上的成分。

另外，电极可以是平板状，也可以是形成为圆筒状的形状的电极。在平板状的电极的情形中，优选用带状成型(tape forming)、挤出成型、加压成型、注射成型、铸造成型等方法，成型构成电极的陶瓷体来形成。

构成电极的导电体优选以导电性优良的金属作为主成分，其主成分作为合适的例子，例如，可以举出从由钨、钼、锰、铬、钛、锆、镍、铁、银、铜、铂以及钯构成的组中选出的至少一种金属。在本实施方式中，所说的主成分是指在整个成分中占到60质量％以上的成分。导电体含有上述组中二种以上的金属作为主成分的情形中，这些金属的总和占到整个成分的60质量％以上。另外，作为该导电体的厚度，从电极的小型化，以及在处理排气等情形中，使通过电极相互之间的被处理流体的阻力降低等的角度考虑，优选为0.01～0.1mm，进一步优选为0.01～0.03mm。

在电极是平板状的形状，而且将导电体配设于陶瓷体的内部的情形中，作为陶瓷体，使用带状的陶瓷成型体(生坯带)，上述导电体优选被涂布在带状的陶瓷成型体上来配设。作为具体的涂布方法的合适的例子，例如，可以举出丝网印刷、压延辊、喷涂法、静电涂布、浸渍法、刮板涂布、化学蒸镀、物理蒸镀等。根据这样的方法，可以容易地形成涂布后的表面的平滑性优异且厚度薄的导电体。

在将导电体涂布于带状的陶瓷成型体时，优选将作为导电体的主成分所举出的金属的粉末、有机粘合剂与松油醇等溶剂进行混合，调制出导体糊剂，用上述方法涂布到带状的陶瓷成型体上。另外，为了提高与带状的陶瓷成型体的密合性以及烧结性，可以根据需要向上述导体糊剂中混合添加剂。

另外，将陶瓷体成型为带状的陶瓷成型体时的带状的陶瓷成型体的厚度，并无特别限制，优选为0.1～3mm。当带状陶瓷成型体的厚度不足0.1mm时，有时不能确保电极相互间的电绝缘性。另外，当带状的陶瓷成型体的厚度超过3mm时，有时会妨碍节省空间。

优选用同样的主成分形成蜂窝结构体与电极的陶瓷体。此时，制造带有电极的蜂窝结构体时的蜂窝结构体与电极之间具有良好的粘接性。另外，本发明的蜂窝结构体在使用时暴露于高温下，但因为两者在理论上没有热膨胀差，因此可以减轻因热而造成的破损、电极的剥离等。

蜂窝结构体与电极陶瓷体可以都以堇青石为主成分来构成。

接着，例示几个本发明的蜂窝结构体的制造方法。第一制造方法中，首先，制备蜂窝结构体，该蜂窝结构体相对于最终想得到的蜂窝结构体的断面形状具有切掉一部分的断面形状。例如，图24是制造蜂窝结构体1的例子，其中，在最终想得到的蜂窝结构体的断面形状为圆形的情形中，该蜂窝结构体1具有切掉外周附近部的一部分的断面形状。这样的蜂窝结构体1可以通过通常的挤出成型法来制作。将利用本制造方法得到的蜂窝结构体用于DPF等微粒捕集过滤器的情形中，如图24所示，优选成型后，由封堵部交替封堵各小室的一个端部，端面呈棋盘格状。

制作这样的蜂窝结构体1的同时，另一方面，另外地制作带有电极的蜂窝结构体5，如图25所示，其具有与所述蜂窝结构体1的被切掉的部分3的断面形状相对应的断面形状，并在侧面部设置电极2。这样的带有电极的蜂窝结构体5可以通过在由通常的挤出成型法成型的成型体的侧面上安装板状的电极2来制作。对于该带有电极的蜂窝结构体5，在为了用于DPF等微粒捕集过滤器的情形中，优选与所述蜂窝结构体1同样，由封堵部交替封堵各小室的一个端部。

接着，如图26所示，在如前述制作的蜂窝结构体1的切掉的部分3上，嵌合带有电极的蜂窝结构体5来进行一体化，得到本发明的蜂窝结构体。带有电极的结构体的嵌合，优选具有切掉的部分3的蜂窝结构体1与带有电极的蜂窝结构体5都是成型体的状态时来进行，此时，嵌合后烧成可以使两者一体化。

用于与带有电极的蜂窝结构体嵌合的部分，即蜂窝结构体的切掉的部分，不限定于图24的例子中的外周附近部，可以在想设置电极的任意位置上形成切掉的部分。例如，图27是切掉断面中央部的蜂窝结构体1的例子，此时如图28所示，可以在蜂窝结构体1的切掉部分3上嵌合带有电极的蜂窝结构体5，来进行一体化，得到本发明的蜂窝结构体。

在第二制造方法中，首先，在通过挤出成型法成型并将其烧成而得到的图29所示的蜂窝结构体1上，如图30所示形成用于插入电极的槽7。在将通过本制造方法得到的蜂窝结构体用于DPF等微粒捕集过滤器的情形中，如图29所示，优选成型形后，通过封堵部交替封堵各小室的一个端部，端面呈棋盘格状。槽7可以通过使用带锯机等加工装置，按照想插入的电极的尺寸进行机械加工来形成。此时，为了防止用于微粒捕集器时的微粒泄露，槽7优选沿着隔壁或与隔壁平行来形成。接着，如图31所示，在形成槽7的蜂窝结构体1的该槽7中插入电极2，进一步根据需要，为了防止微粒泄露而封堵槽7的未插入电极的部分，得到本发明的蜂窝结构体。

在第三和第四制造方法中，首先，如图32所示，通过挤出成型法成型具有用于插入电极的槽7的蜂窝结构体。即，并不是像所述第二制造方法那样在之后的工序中加工形成用于插入电极的槽，而是采用具有与槽7的形状对应的部位的挤出成型用的口模，从最开始挤出成型具有槽7的状态的蜂窝结构体1。将通过本制造方法得到的蜂窝结构体用于DPF等微粒捕集过滤器时，如图32所示，优选成形后，通过封堵部交替封堵各小室的一个端部，端面呈棋盘格状。

接着，在第三制造方法中，将该成型体烧成后，如图33所示，在蜂窝结构体1的所述槽7中插入电极2，进一步根据需要，为了防止用于微粒捕集过滤器时的微粒泄露，封堵槽7的未插入电极的部分，得到本发明的蜂窝结构体。另外，在第四制造方法中，将该成型体烧成之前，如图33所示，在蜂窝结构体1的所述槽7中插入电极2，进一步根据需要，为了防止用于微粒捕集过滤器时的微粒泄露，封堵槽7的未插入电极的部分，得到本发明的蜂窝结构体。

在第五制造方法中，首先，如图34所示，将具有配置电极2的槽7的蜂窝结构体与配置于所述槽7的电极2，通过挤出成型法同时一体化地成型。即，对挤出成型用的口模的与槽7内部对应的部位送入电极形成用的材料，对其他的部位送入蜂窝结构体形成用的材料，从最开始就挤出成型在槽7内配置电极2的状态的成型体。将通过本制造方法得到的蜂窝结构体用于DPF等微粒捕集过滤器的情形中，如图34所示，优选成型形后，通过封堵部交替封堵各小室的一个端部，端面呈棋盘格状。接着，通过烧成该成型体，得到本发明的蜂窝结构体。

这些第一～第五的制造方法都可以比较容易地制造本发明的蜂窝结构体，是适于批量生产的制造方法。

实施例

以下，基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例

将滑石(平均粒径：20μm，粒径75μm以上的粉末：4质量％)、熔融二氧化硅(平均粒径：35μm，粒径75μm以上的粉末：0.5质量％)、氢氧化铝(平均粒径：2μm，粒径75μm以上的粉末：0质量％)，以滑石37质量％、熔融二氧化硅19质量％、氢氧化铝44质量％的比率进行混合，制备出堇青石化原料。

接着，相对于100质量份的该堇青石化原料，投入20质量份石墨、7质量份聚对苯二甲酸乙二酯、7质量份聚甲基丙烯酸甲酯、4质量份羟丙基甲基纤维素、0.5质量份月桂酸钾皂、30质量份水，进行混炼来给予混合物可塑性，将该可塑性的原料用真空捏合机成型为圆柱状的坯土，将其投入挤出成型机成型为蜂窝状。

将这样得到的成型体在介电干燥后，用热风干燥来完全干燥，将各小室的一个端部交替封堵，使得两端面呈棋盘格状。作为封堵材料，使用同样组成的堇青石化原料的泥浆，将其填充于应该封堵的小室的端部，形成封堵部。

将该结构在1420℃下烧成4个小时后，如图35所示，通过机械加工形成2个长度为25mm的槽7，2个槽7的间隔为30mm，然后，如图36所示，在槽7中插入铂制的电极2，得到具有电极的蜂窝结构体1(尺寸：直径144mm×长度152mm，隔壁厚度：300μm，小室数：300小室/inch²)。

使含有微粒(particulate)的柴油机引擎排气流过该蜂窝结构体1，微粒堆积于蜂窝结构体内的同时，测量电极2，2之间的交流阻抗，堆积的微粒的质量与测量的交流阻抗的关系如图37所示，确认出可以从交流阻抗的值评估微粒的堆积量。

工业上的应用性

本发明适合用作蜂窝结构体及其制造方法，该蜂窝结构体可用于DPF等微粒捕集过滤器。

Claims (21)

1.一种蜂窝结构体，其为通过多孔质的隔壁分隔形成多个作为气体通道的小室的蜂窝结构体，其中，在内部具有2个以上的电极。

2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部被封堵。

3.根据权利要求2所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部在所述蜂窝结构体的端面上以棋盘格状被交替封堵。

4.根据权利要求2或3所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体被用作微粒捕集过滤器，通过利用所述电极，可以检测被捕集的微粒的量。

5.根据权利要求4所述的蜂窝结构体，其中，通过测定所述电极间的交流阻抗、直流电阻、电抗、电容等电特性，可以检测被捕集的微粒的量。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体由以陶瓷或者烧结金属为主成分的材料构成，所述陶瓷是从由碳化硅、堇青石、钛酸铝、赛龙、莫来石、氮化硅、磷酸锆、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及二氧化硅构成的组中选出的1种以上的陶瓷。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述电极由金属、具有导电性的氧化物、具有导电性的氮化物以及具有导电性的陶瓷中的任一种来构成。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述电极中的至少一个通过在陶瓷体的内部配设导电体而形成。

9.根据权利要求8所述的蜂窝结构体，其中，所述电极的陶瓷体是堇青石。

10.一种蜂窝结构体，其为通过多孔质的隔壁分隔形成多个作为气体通道的小室的蜂窝结构体，其中，在表面具有2个以上的电极，所述电极中的至少一个通过在陶瓷体的内部配设导电体而形成。

11.根据权利要求10所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部被封堵。

12.根据权利要求11所述的蜂窝结构体，其中，所述各小室的一个端部在所述蜂窝结构体的端面上以棋盘格状被交替封堵。

13.根据权利要求11或12所述的蜂窝结构体，其中，该蜂窝结构体被用作微粒捕集过滤器，通过利用所述电极，可以检测被捕集的微粒的量。

14.根据权利要求13所述的蜂窝结构体，其中，通过测定所述电极间的交流阻抗、直流电阻、电抗、电容等电特性，可以检测被捕集的微粒的量。

15.根据权利要求10～14中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体由以陶瓷或者烧结金属为主成分的材料构成，所述陶瓷是从由碳化硅、堇青石、钛酸铝、赛龙、莫来石、氮化硅、磷酸锆、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及二氧化硅构成的组中选出的1种以上的陶瓷。

16.根据权利要求10～15中任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述电极的陶瓷体是堇青石。

17.一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造权利要求1所述的蜂窝结构体的方法，其中，制造蜂窝结构体，该蜂窝结构体相对于最终想得到的蜂窝结构体的断面形状，具有切掉一部分的断面形状，另一方面，另外地制作带有电极的蜂窝结构体，该带有电极的蜂窝结构体具有与该切掉部分的断面形状对应的断面形状、并在侧面部设置电极，将所述带有电极的蜂窝结构体嵌合在所述切掉的部分上而成为一体。

18.一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造权利要求1所述的蜂窝结构体的方法，其中，在通过挤出成型法成型并将其烧成而得的蜂窝结构体上，形成用于插入电极的槽，在该槽中插入电极。

19.一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造权利要求1所述的蜂窝结构体的方法，其中，通过挤出成型法成型具有用于插入电极的槽的蜂窝结构体，将得到的成型体烧成后，在所述槽中插入电极。

20.一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造权利要求1所述的蜂窝结构体的方法，其中，通过挤出成型法成型具有用于插入电极的槽的蜂窝结构体，在得到的成型体的所述槽中插入电极后，烧成所述成型体。

21.一种蜂窝结构体的制造方法，其为制造权利要求1所述的蜂窝结构体的方法，其中，将具有用来配置电极的槽的蜂窝结构体与配置于所述槽的电极，通过挤出成型法同时一体化地成型，烧成得到的成型体。

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