CN101583408B - 蜂窝结构体及净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使长时间捕集柴油微粒子，捕集效率的降低也相对较小的蜂窝结构体以及净化装置。蜂窝结构体的特征在于，具备多个被从入口端面延伸到出口端面的隔壁隔开的流通孔，所述隔壁在切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下。

Description

蜂窝结构体及净化装置
技术领域
本发明涉及一种捕集例如气体或液体中包含的微粒子的蜂窝结构体以及使用蜂窝结构体的净化装置。 
背景技术
根据现有技术，以例如防止环境污染为目的，使用捕集由内燃机、焚烧炉以及锅炉等产生的废气中含有的微粒子的蜂窝结构体、以及使用蜂窝结构体的净化装置。例如，使用具有由被配置在轴向上的隔壁隔开(通过隔壁配置)的多个流通孔的蜂窝结构体。这样的蜂窝结构体及净化装置例如用于收集柴油发动机的废气中以碳为主要成分的微粒子(以下称为柴油微粒子)等用途。 
在蜂窝结构体中，废气从入口端面(入口端部)的开放的流通孔流入，在通过流通孔时，隔壁捕集柴油微粒子，变为不含柴油微粒子的被净化了的排气，然后从出口端面(出口端部)的开放的流通孔流出。 
现有的蜂窝结构体，与柴油微粒子的捕集相关的隔壁的表面状态只由一个参数规定，该参数只表示10点平均粗糙度(Rz)、最大高度Ry这样的粗糙度曲线的高度方向。蜂窝结构体的隔壁的表面状态如果只由仅表示粗糙度曲线的高度方向的参数规定，则使用中的通气阻力的变动相对较大，若捕集柴油微粒子也存在在较短时间内捕集效率降低的情况。 
发明内容
鉴于这样的课题，本发明的目的在于提供一种可以在较长时间内，以稳定的性能使用的蜂窝结构体以及使用蜂窝结构体的处理装置。 
本发明提供一种用于捕集微粒子的蜂窝结构体，其具有多个被从入口端面延伸到出口端面的隔壁隔开的流通孔，所述蜂窝结构体的特征在于，所述隔壁在切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下。 
本发明还提供一种净化装置，所述净化装置的特征在于，该净化装置具有所述蜂窝结构体及设有位于所述入口端面侧的流入口和位于所述出口端面侧的流出口，并收容所述蜂窝结构体的箱体，使气体或者液体从所述流入口流通至所述流出口，利用所述隔壁捕集所述气体或者液体中含有的微粒子。 
发明效果 
关于本发明的蜂窝结构体可以在较长时间内以稳定的性能使用。根据本发明，可以使蜂窝结构体的再生间隔变得较长。 
附图说明
图1表示关于本发明的实施方式1的蜂窝结构体，(a)是立体图，(b)是与轴向(A)平行的面上的截面图； 
图2表示关于本发明的实施方式1的蜂窝结构体，(a)是入口端面的部分侧视图，(b)是出口端面的部分侧视图； 
图3(a)是表示粗糙度曲线的一个例子的图，(b)是表示所述粗糙度曲线的负荷曲线的图； 
图4是负荷长度率(Rmr(c))在90％以下的粗糙度曲线的模式图； 
图5是负荷长度率(Rmr(c))超过90％时的粗糙度曲线的模式图； 
图6表示关于本发明的实施方式1的蜂窝结构体的其它的实施方式，(a)是入口端面的部分侧视图，(b)是出口端面的部分侧视图； 
图7是表示使用本发明的实施方式2的蜂窝结构体的废气处理装置的一个例子的概要截面图； 
图8表示关于本发明的实施方式2的蜂窝结构体的一个实施方式，(a)是与轴向平行的面上的截面图，(b)是具有凹状的内端部的密封部的放大图； 
图9表示关于本发明的实施方式2的蜂窝结构体的其它的实施方式，(a)是与轴向平行的面上的截面图，(b)是具有凹状的内端部的密封部的放大图； 
图10是表示关于本发明的实施方式2的密封部的内端部的形状的轴向的截面图，(a)表示矩形，(b)表示棱锥状或者圆锥状，(c)表示 棱锥台状或者圆锥台状，(d)表示螺丝刀(driver)的前端形状，(e)表示棱锥台状或者圆锥台状与螺丝刀的前端形状复合后的形状，(f)是表示密封部的内端部的立体图。 
1-蜂窝结构体；2-流通孔；3、30-密封部；4-隔壁；5-废气流入口；6-废气流出口；7-箱体；8-绝热材料层；9-排气管；10-废气处理装置。 
具体实施方式
下面，结合附图对用于实施本发明的具体方式进行说明。 
1.实施方式1 
图1表示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式，(a)是立体图，(b)是与轴向(A)平行的面上的截面图。图2是从轴向俯视图1所示的蜂窝结构体的端面的情况下的图，(a)是蜂窝结构体的入口端面的一部的俯视图，(b)是蜂窝结构体的出口端面的一部的俯视图。 
如图1、2所示，本发明的蜂窝结构体具有多个由配置在轴向(A)上的隔壁4隔开(通过隔壁4配置的)的流通孔2，如图2所示，若从轴向观察端面，其为方格花纹的模样。所述多个流通孔2中一部分的流通孔2的入口端部(蜂窝结构体的入口端面侧的端部)和出口端部(蜂窝结构体的出口端面侧的端部)的两端分别由密封部3和密封部30交替密封。由此，入口端部被密封的流通孔2和出口端部被密封的流通孔2可以相邻地交替配置。蜂窝结构体1例如由以堇青石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、氧化铝、莫来石、锂铝硅酸盐等为主要成分的烧结体形成，但是因为构成的材料组成对耐热冲击性有影响，所以优选以钛酸铝为主要成分的烧结体。这是因为由于钛酸铝的耐热冲击性特别高，所以可以作为长时间可靠性高的材料而使用。 
并且，本发明中的主要成分是指构成蜂窝结构体1的成分中占50质量％以上的成分，可以通过X射线衍射法来确定该成分，另外，成分的半定量分析可以通过萤光X射线分析法进行。 
另外，关于入口端部的密封部3以及/或者出口端部的密封部30，可以如图1(b)所示在各自的端部的端末部设置，除此方法外，也可以在比 端部更近入流通孔2的内部方向的位置上设置密封部。在这种情况下，密封部3以及密封部30的内部方向的位置例如从各自的端末部开始起算优选在流通孔2的轴向的长度的5％以内。 
并且，对于入口端部的密封部3以及出口端部的密封部30的一方，也可以取代在流通孔2的端部设置密封部，而在中间部设置密封部。在这种情况下，密封部的外侧端面的位置优选从与入口端部及出口端部的任一者较近的一方离开流通孔2在轴向的长度的10～50％的位置。 
这样的蜂窝结构体1例如是外径为100～200mm，轴向(A)的长度(L)为100～250mm的圆柱形状，在相对于轴向(A)垂直的截面上的流通孔2的个数为1平方英寸50～800个，流通孔2的截面面积为0.8～10mm2，各流通孔2的宽度为0.9～3.2mm，在轴向上隔开各流通孔2的隔壁4的厚度为0.05～1.0mm。 
在此，本发明的蜂窝结构体1在隔壁4的表面上，在切断程度(level)为70％、评价长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下这一点很重要。 
所谓负荷长度率(Rmr(c))，是依据ISO4287-1997为准的日本工业规格，是JIS B 0601-2001定义的表面性状参数，是规定粗糙度曲线的行进方向和高度方向上的表面性状的参数，下面结合图3进行详细说明。 
图3(a)是表示粗糙度曲线的一个例子的图，(b)是表示所述粗糙度曲线的负荷曲线的图。在此，粗糙度曲线的行进方向是JIS B 0601-2001中使用的X轴(图3(a)中的平均线)方向，高度方向是所述JIS规格中使用的Y轴方向(图3中的Y方向)。 
为规定负荷长度率(Rmr(c))，需要基准长度和切断程度。 
所谓基准长度，如图3(a)所示，是为求出粗糙度曲线的特性而使用的粗糙度曲线在X轴方向上的长度。在流通孔2的宽度为上述宽度(0.9～3.2mm)的蜂窝结构体中，若以0.8mm为基准长度，求出蜂窝结构体1的隔壁4的表面的粗糙度曲线，则发现可以代表隔壁4的整个表面。 
图3(a)及(b)示出切断程度为70％的线。所谓切断程度，是指在粗糙度曲线中所述的任意的基准长度的范围内，以百分率表示最大高度(JIS B 0601-2001表示的最大山高和最大谷深之和)为100时的从最高 的山顶切断的高度(相对于最大高度的、该部分和表示最大山高的部分之间在Y轴方向上的距离之比)。 
即，在表示最大山高的部分，切断程度为0％，在表示最大谷深的部分，切断程度为100％。 
根据JIS B 0601-2001，负荷长度率(Rmr(c))被定义为：切断程度c时粗糙度曲线(轮廓曲线要素)的负荷长度Ml(c)相对于评价长度(即基准长度)的比。在此，所谓负荷长度Ml(c)是指被与平均线平行的切断程度c的直线切断的粗糙度曲线的实体侧的长度之和。 
即，所谓负荷长度Ml(c)是指在具有规定的基准长度的粗糙度曲线上，以切断程度c引出与平均线平行的直线，在该直线中，粗糙度曲线在该直线上方(高度高的一侧)的部分的长度。 
如图3(a)所示，在粗糙度曲线中，切断程度为70％的负荷长度率Rmr(c)，如图3(b)所示，约为90％。 
并且，在本发明中，发明人发现若使切断程度为70％，则能够以较高精度控制与捕集效率下降相关的压力损失的增加。 
在负荷长度率(Rmr(c))的测定中，例如只要使用表面粗糙度测定机((株)小坂研究所制，SE-3400、SE-3500、SE-S500K等，SE-3400以后的后续机种)即可。 
图4是负荷长度率(Rmr(c))在90％以下的粗糙度曲线的模式图。 
图5是负荷长度率(Rmr(c))超过90％的粗糙度曲线的模式图。 
如图5所示，若负荷长度率(Rmr(c))高，则在平均线和粗糙度曲线包围的部分中，平均线上侧的部分所占的面积(S1)比平均线下侧的部分所占的面积(S2)变大的倾向变强。如图4所示，若负荷长度率(Rmr(c))低，则在平均线和粗糙度曲线包围的部分中，平均线下侧的部分所占的面积(S2)比平均线上侧的部分所占的面积(S1)变大的倾向变强。若负荷长度率(Rmr(c))低，则在平均线和粗糙度曲线包围的部分中，因为平均线下侧的部分大，所以即使长时间捕集柴油微粒子，捕集效率也不容易下降的倾向变强。 
在此，所谓平均线，是指JIS B 0601-2001中定义的粗糙度曲线用的平均线。 
在本发明中，在粗糙度曲线的行进方向及高度方向的2次元方向上，规定了蜂窝结构体应具有的表面性状。因此，本发明例如与只以算数平均粗糙度来进行规定的情况相比，能够以较高的精度控制蜂窝结构体的捕集效率。另外，例如，若隔壁4的表面的切断程度为70％，基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下，则影响捕集柴油微粒子的隔壁4的表面的微小凹部变成朝向流通孔2侧变大的形状的倾向变强。在这种情况下，因为即使在该微小凹部保持柴油微粒子，流通孔2也不容易被堵塞，所以各流通孔2的压力损失及压力损失的增加相对变小，蜂窝结构体自身的压力损失以及伴随柴油微粒子的捕集的压力损失的增加也可以相对变小。 
若在蜂窝结构体的隔壁捕集柴油微粒子，则压力损失逐渐增加。蜂窝结构体可以通过以下各种方法再生：所述方法有由燃烧器直接喷射燃烧气体烧掉柴油微粒子的方法；组合使用镍铬丝加热器的发热金属层和蜂窝结构体，进行加热燃烧的方法；对由导电性材料构成的过滤器直接通电使其自身发热而烧掉柴油微粒子的方法；从出口端面向入口端面对蜂窝结构体吹空气，吹落捕集到的柴油微粒子，之后烧掉微粒子的方法等。 
使用中的压力变动较小、即使捕集柴油微粒子也可以较长时间保持通气阻力较低的状态的蜂窝结构体，可以被称为长期捕集效率较优的蜂窝结构体。长期捕集效率良好的蜂窝结构体除去柴油微粒子的间隔(以下称为再生间隔)较短。 
本发明的一个实施方式即蜂窝结构体1即使长时间捕集柴油微粒子，捕集效率的降低也相对较小，蜂窝结构体的再生间隔较长。能够以较长时间并以稳定的性能使用蜂窝结构体1。 
并且，所述负荷长度率(Rmr(c))更优选在75％以下。另外，负荷长度率(Rmr(c))越高，对于粗糙度曲线的高度方向上的表面性状，针状的突起减少的倾向变得越强。在这种情况下，即使在易受振动的环境下，也比较容易维持表面性状。从这个观点来看，所述负荷长度率(Rmr(c))优选在50％以上。即，在本发明中，负荷长度率在50％以上～75％以下为更优选择。 
柴油微粒子的捕集效率也受隔壁4的气孔率影响。因为若隔壁4的气 孔率变大，则与通过隔壁4的柴油微粒子接触的接触面积(隔壁4的表面积)变大，所以柴油微粒子的捕集效率变高。另一方面，若使隔壁4的气孔率较低，则蜂窝结构体1的机械特性变得较高。因此，各隔壁4通过使气孔率在40％以上45％以下，可以维持较高的捕集效率，同时具备较高的机械特性。另外，存在于各隔壁4上的气孔的平均气孔径优选在6μm以上15μm以下。由此，可以在不使隔壁4的机械特性下降的情况下高效率地捕集通过隔壁4的柴油微粒子。 
并且，隔壁4的气孔率及平均气孔径可以使用公知的水银压入法进行测量。 
图6是从轴向俯视本发明的蜂窝结构体的其它的实施方式的端面的情况下的图，(a)是表示入口端面的一部的俯视图，(b)是表示出口端面的一部的俯视图。 
如图6(a)所示，在从轴向俯视的情况下，在入口端面开放的(入口端部开口的)流通孔2在开口端呈八边形，由此图6所示的蜂窝结构体更适合作为捕集柴油微粒子的过滤器使用，与图2所示的流通孔2的开口端呈四边形的情况相比，由于能够增大捕集柴油微粒子的隔壁4的表面积，所以可以增加柴油微粒子的捕集量。 
下面，对本发明的蜂窝结构体的制造方法的例子进行说明。 
首先，对主要成分为堇青石的蜂窝结构体1进行说明。 
首先，以使烧结体中堇青石的组成为SiO2为40～56质量％，Al2O3为30～46质量％，MgO为12～16质量％的方式，调合高岭土、假烧高岭土、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、滑石、烧滑石等堇青化的原料，得到平均粒径(D50)为10～19μm的调和原料。 
在其中加入可塑剂、增稠剂、润滑剂、水等，用万能搅拌机、旋转磨机、V型搅拌机等使其成为混合物。然后，用公知的三条滚筒式粉碎机或者混制机等混制该混合物，得到可塑化后的混制体。 
然后，使用一模具，该模具例如具有100～250mm的决定成形体的外径的内径，并且具有用于形成蜂窝结构体的隔壁的狭缝，将所述混制体投入挤压成形机内，施加压力，成形为蜂窝状后，进行干燥，切断加工为规定的长度。之后，从实施掩盖(masking)加工而成为方格花纹状的出口 端面(OF)溶入水中，采用浸渍(dipping)法插入成为泥状(slurry)的所述调合原料。然后，从入口端面(IF)插入前端部的形状平坦并涂有疏水性的树脂的销。在插入了该销的状态下在常温下进行干燥，形成密封部30。干燥后，拔出销，也在流入侧进行与上述操作相同的操作，形成密封部3。然后，用电炉、煤气炉等烧制炉，在温度1350℃～1420℃下烧制成形体，能够得到本发明的蜂窝结构体。 
并且，如图6(a)所示，在从轴向俯视的情况下，显示八边形状的流通孔2可以通过调整具有用于形成所述的隔壁的狭缝的模具形状而得到。 
为了使隔壁的表面的切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下，可以通过将得到的调合原料的平均粒径(D50)调整在10～19μm之间，且将烧制温度调整在1350～1420℃之间来进行控制。 
并且，在主要成分为堇青石的蜂窝结构体1中，为使隔壁4的气孔率在40％以上45％以下，例如只要调制平均粒径为10～30μm的滑石、平均粒径为5～10μm的高岭土以及平均粒径为1～60μm的氧化铝，使堇青石的组成成为SiO2为45～50质量％，Al2O3为37～40质量％，MgO为13～17质量％即可，在以堇青石为主要成分的情况下，即使不添加造孔剂也可以得到多孔质体构成的隔壁。 
其次，对主要成分为钛酸铝的蜂窝结构体1进行说明。 
为得到主要成分为钛酸铝的蜂窝结构体，调制TiO2与Al2O3的比率以摩尔比表示为40～60∶60～40的成分100质量份以及下述几种成分中的至少任一种构成的成分1～10质量份，其中上述成分有：以组成式(NayK1-y)AlSi3O8(0≤y≤1)表示的碱性长石、含有Mg的尖晶石型结构的氧化物、MgO以及通过烧制转化为MgO的含Mg的化合物，从而得到平均粒径(D50)为10～22μm，优选为15～22μm的调合原料，相对于该调合原料100重量份，以5～20质量份的范围添加由树脂、淀粉、碳构成的造孔剂。之后，形成密封部之前的工序与主要成分为堇青石的情况相同。在蜂窝结构体的主要成分为钛酸铝的情况下，可以使用电炉、煤气炉等烧制炉，在1250℃～1700℃温度下，优选的是在1250℃～1450℃的温度下烧制成形体，能够得到本发明的蜂窝结构体。 
并且，在主要成分为钛酸铝的蜂窝结构体1中，为使隔壁4的气孔率在40％以上45％以下，只要在平均粒径为10～60μm的所述调合原料中，按相对于调合原料100质量份添加3～15质量份的比例，添加粒径为10～20μm的造孔剂即可。 
为了使隔壁的表面的切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下，将得到的调合原料的平均粒径(D50)调整到例如10～60μm的范围。另外，可以根据需要以5～20质量％的范围添加由树脂、淀粉、碳构成的用于形成气孔的造孔剂。并且，根据需要可以将烧制成形体时的烧制温度调整到1450℃以下。并且，优选的是将得到的调合原料的平均粒径(D50)调整到例如20～25μm。另外，调合原料的平均粒径(D50)最优选的是22μm。 
这样制作而成的蜂窝结构体，以流通孔2的一端(入口端部)为入口，以另一端(出口端部)为出口，使废气通过，能够适合作为由隔壁4捕集柴油微粒子的过滤器使用。 
图7是表示将图1所示的本发明的蜂窝结构体1作为捕集柴油微粒子的过滤器使用的废气处理装置10的一个例子的概要截面图。废气处理装置对应于本发明的净化装置的一个实施方式。 
图7所示的废气处理装置10例如是捕集柴油发动机的废气(EG)中的柴油微粒子的净化装置。在废气处理装置10中，在轴向两端具有废气流入口5和废气流出口6的锥形杯(コ一ンカツプ)状的金属制的箱体7的内表面上，隔着含有陶瓷纤维的垫(mat)状绝热材料层8，固定有蜂窝结构体1。箱体7与排气管9连通，废气通过该排气管9流入箱体7内。若柴油发动机(未图示)动作，废气(EG)通过排气管9流入箱体7，则在蜂窝结构体1的内部，废气(EG)在入口端面(IF)通过入口端部没有密封部的流通孔2被导入。在从入口端面(IF)流入废气的流通孔2中，利用在出口端面(OF)上形成的密封部30挡住废气(EG)的流出。流出被挡住了的废气(EG)通过多孔质的隔壁4，从相邻的没有出口端部的流通孔2被排出。在隔壁4中废气(EG)中的柴油微粒子被捕集，废气(EG)被净化成为不含有柴油微粒子的状态。被除去了柴油微粒子的废气(EG)通过隔壁4的气孔，由出口端面(OF)被排出到外部。 
这样的废气处理装置10是可以长时间高效率捕集柴油微粒子的净化装置的一个例子。作为这样的净化装置中使用的过滤器，例如有捕集汽车、叉式起重车、发电机、船舶、液压挖掘机、推土机、轮式装载机、起重机、拖拉机、联合收割机、耕耘机、工程用车辆等的动力源即内燃机、焚烧炉以及锅炉等产生的柴油微粒子的过滤器，作为该用途以外的过滤器，有分解并除去有害的二噁英的过滤器或者过滤自来水、下水道水等液体的过滤器。 
根据上述的本发明的实施方式1可以得到以下所示的效果。 
因为本发明的蜂窝结构体在粗糙度曲线的行进方向及高度方向的2次元方向上控制表面性状，所以能够以较高的精度控制蜂窝结构体的捕集效率。例如，在对捕集柴油微粒子造成影响的隔壁的表面的微小凹部是朝向流通孔侧变大的形状的情况下，即使在该微小凹部保持柴油微粒子，流通孔也不容易被堵塞。因此，可以使各流通孔的压力损失相对变小，蜂窝结构体自身的压力损失也可以相对变小。结果是即使长时间捕集柴油微粒子，也可以使捕集效率的降低较小，可以较长时间以稳定的性能使用。另外，可以使蜂窝结构体的再生间隔较长。 
根据本发明的蜂窝结构体，例如，在使隔壁表面的切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下，即使长时间捕集柴油微粒子，捕集效率的降低也较小，蜂窝结构体的再生间隔也较长。 
例如，通过使所述负荷长度率(Rmr(c))在50％以上75％以下，粗糙度曲线的高度方向上的表面性状能够抑制针状突起，因此，即使在易受振动的环境下，也可以维持表面性状，且可以进一步使蜂窝结构体的再生间隔变长。 
例如，通过使所述各隔壁的气孔率在40％以上45％以下，可以同时具备较高的机械特性以及较高的收集效率，可以成为长寿命的蜂窝结构体。 
例如，通过使存在于隔壁上的气孔的平均气孔径在6μm以上15μm以下，可以在不降低隔壁的机械特性的情况下，有效地捕集通过隔壁的柴油微粒子。 
另外，例如，通过采用以钛酸铝为主要成分的烧结体，可以提高耐热 冲击性。 
根据本发明的蜂窝结构体，由于是以所述流通孔的一端为入口，以另一端为出口使废气通过，靠隔壁捕集柴油微粒子的蜂窝结构体，通过使用该蜂窝结构体，可以较长时间以较高的效率捕集柴油微粒子。 
根据本发明的蜂窝结构体，因为在从轴向俯视的情况下，在所述入口端面开放的流通孔是八边形，所以与所述流通孔的形状为四边形的情况相比，捕集柴油微粒子的隔壁的表面积大，因此能够增加柴油微粒子的捕集量。 
根据本发明的净化装置，通过使用上述蜂窝结构体，可以长时间高效地捕集柴油微粒子。 
2.实施方式2 
在实施方式1中的蜂窝结构体中，可以较长时间且以稳定的性能捕集微粒子。因此，蜂窝结构体的再生间隔也较长，蜂窝结构体的寿命也较长。因此，为进一步延长蜂窝结构体的寿命，优选的是进一步降低在密封部与隔壁的界限部分上的裂缝的产生。 
在实施方式2中，如后详细所述，为了能够降低在密封部与隔壁的边界部分上的裂缝的产生，提供一种密封部的内端部的形状是凹部的蜂窝结构体以及净化装置。 
并且，在关于实施方式2中的蜂窝结构体中，因为各密封部的内端部是凹状，所以与隔壁相比在凹状的内端部有选择性地堆积柴油微粒子。因此，可以延缓柴油微粒子捕集效率的降低。 
因此，实施方式2所示的蜂窝结构体的特征是，具体地说，可以提供这样一种蜂窝结构体以及净化处理装置，其通过使密封部的形状(凹状的内端部)适用于实施方式1所示的蜂窝结构体，可以进一步较长时间以较高的效率捕集柴油微粒子，且降低在密封部与隔壁的边界部分的裂缝的产生。 
以下是对实施方式2的详细说明。 
图8表示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式，(a)是与轴向A平行的面上的截面图，(b)是具有凹状的内端部的密封部的放大图。 
实施方式2的蜂窝结构体1与实施方式1所示的蜂窝结构体同样，具 有多个由配置在轴向上的隔壁4隔开(通过隔壁4而形成的)的流通孔2，是所述多个流通孔2交替被密封的蜂窝结构体。即，其是具有多个由配置在轴向A上的隔壁4隔开的流通孔2，且从轴向看去所述多个流通孔2中一部分的流通孔2的两端被密封部3、30交替密封成方格花纹形状的蜂窝结构体。在关于实施方式2的蜂窝结构体1中，其特征在于，所述多个流通孔的两端被密封部3、30交替地密封，在所述轴向的截面视图中，至少配置在一端的所述密封部3、30的内端部为凹状。 
图8所示的蜂窝结构体1与实施方式1所示的蜂窝结构体同样，由以堇青石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、氧化铝、莫来石、锂铝硅酸盐等为主要成分的烧结体形成，例如是外径为100～200mm、轴向A的长度为100～250mm的圆柱形，在相对于轴向A垂直的截面上流通孔2的个数为每平方英寸50～800个。 
在此，在本发明的蜂窝结构体1中，在轴向A的截面视图(相对于轴向A平行的方向)中，在多个流通孔2中至少一端(在图8(a)中右侧的端部)配置的密封部30中流通孔2的内侧的端部，即密封部30的内端部30a是凹状。 
通过使密封部30的内端部30a在截面观察时为凹状，隔壁4与密封部30的内端部30a的边境形成为从隔壁4向密封部30的内端部30a平滑连续的形状，且密封部30的内端部30a的表面积变得比现有的平坦状的表面积大。 
由此，减少了隔壁4与密封部30的内端部30a的边界上的应力集中的地方。因此，在关于实施方式2的蜂窝结构体1中，即使长时间使用，也可以减少隔壁4与内端部30a的边界上的裂缝及溶损的产生。 
另外，在密封部30的内端部30a在截面视图上是凹部的情况下，因为与隔壁4相比在凹状的内端部30a上有选择性地堆积柴油微粒子，所以即使重复使用也可以延缓柴油微粒子捕集效率的降低。 
内端部30a为凹状的密封部30可以只是如图8(a)所示在蜂窝结构体1的至少一端配置的密封部30，或者也可以使另一端(图8(a)中左侧的端部)的密封部3的内端部3a形成为凹状。但是，在仅是配置在蜂窝结构体1的一端的密封部、其内端部为凹状的情况下，优选的是在废气 等的出口侧配置内端部30a为凹状的密封部30。由此，与隔壁4相比，可以在出口侧的密封部30的内端部30a有选择性地堆积更多的柴油微粒子。因此，可以延缓隔壁4的压力损失的降低，可以更长时间稳定地捕集柴油微粒子。 
图9所示的蜂窝结构体1，如图9(a)所示，在相对于所述轴向(A)平行的方向的截面视图中，使在所述多个流通孔2的两端配置的各密封部3、30的内端部3a、30a为凹状。 
在该蜂窝结构体1的情况下，由于在流通孔2的两端降低应力集中，所以可以减少隔壁4与密封部3的内端部3a以及隔壁4与密封部30的内端部30a的各边界上产生裂缝及溶损，更优选。 
并且，如图8所示，在一端的密封部30的内端部30a为凹状的蜂窝结构体1中，虽然不特别限定密封部30在轴向上的长度(Lb)，但是优选的是相对于蜂窝结构体1的全长L，其比率(Lb/L)在0.007以上0.2以下。若所述比率(Lb/L)在0.007以上，则密封部30不会脱落，可以确保足够的可靠性。另外，若该比率(Lb/L)在0.2以下，则柴油微粒子的捕集效率可以维持在一定限度以上。另外，内端部30a优选的是其深度d在0.1mm以上0.5mm以下。 
如图9所示，在使两端的密封部3、30的内端部3a、30a为凹状的蜂窝结构体1中，虽然不特别限定密封部3、30各自在轴向上的长度(La)、(Lb)。但是，优选的是相对于蜂窝结构体1的全长L，其各比率(La/L)、(Lb/L)在0.007以上0.1以下，另外，内端部3a、30a的深度d最好分别在0.1mm以上0.5mm以下。 
并且，密封部3、30的各自的内端部3a、30a为凹状是指在轴向的截面视图中，例如是碗状、棱锥状、圆锥台状、螺丝刀(driver)的前端形状以及这些形状复合后的形状中的任一个形状。图10是表示在蜂窝结构体1的轴向A的截面视图(相对于轴向A平行的方向)中，密封部30的内端部30a的形状的截面图，在截面视图中(a)表示矩形，(b)表示棱锥状或者圆锥状，(c)表示棱锥台状或者圆锥台状，(d)表示螺丝刀的前端形状，(e)表示棱锥台状或者圆锥台状与螺丝刀的前端形状复合后的形状。 
特别的，在密封部3、30的各自的内端部3a、30a的形状在截面观察时中是凹状的情况下，内端部3a、30a优选图10(f)的立体图所示那样的碗状。通过使密封部3的内端部3a或者密封部30的内端部30a呈碗状，可以使从隔壁4朝向密封部30的内端部30a成为缓慢倾斜的形状，从而不易产生应力集中，另外，密封部30的内端部30a的表面积变得比现有的平坦状的内端部的表面积大。 
由此，隔壁4与密封部3、30的内端部3a、30a的边界上的应力集中处减少，即使长时间使用也可以抑制隔壁4与内端部3a或者30a的边界上产生裂缝及溶损。另外，在密封部3、30的内端部3a、30a为碗状的情况下，由于与隔壁4相比柴油微粒子有选择性地堆积在凹状的内端部3a、30a，所以可以较长时间维持稳定的捕集效率。 
因构成蜂窝结构体1的组成的不同，对蜂窝结构体1的耐热冲击性产生影响，所以蜂窝结构体优选由以钛酸铝为主要成分的烧结体构成。钛酸铝的耐热冲击性特别高，可以较长时间以稳定的性能使用。 
并且，所谓实施方式2中的主要成分是指在构成蜂窝结构体1的成分中占50质量％以上的成分。 
另外，在形成密封部3、30的内端部3a、30a的任一个为凹状的蜂窝结构体1的情况下，例如在上述蜂窝结构体的制造方法中，只要对凹状的内端部使用前端部的形状为凸状的销即可。 
实施例 
下面，对关于本发明的实施方式1的实施例进行具体地说明，但是本发明不仅限于这些实施例。 
(实施例1) 
调制100质量份的TiO2与Al2O3的比率以摩尔比表示为50∶50的成分、以及1～10质量部的由下述几种物质的至少任一种构成的成分，其中上述物质是以组成式(NayK1-y)AlSi3O8(0≤y≤1)表示的碱性长石、含有Mg的尖晶石型结构的氧化物、MgO以及通过烧制转化为MgO的含Mg的化合物，从而得到平均粒径(D50)为表1所示的调合原料。相对于该调合原料100重量份，按表1所示的比率添加造孔剂后，加入可塑剂、增稠剂、润滑剂以及水，用万能搅拌机搅拌成混合物。然后，用混制机混 制该混合物，得到可塑化后的混制体。 
然后，使用一模具，该模具例如具有180mm的决定成形体的外径的内径，并且具有用于形成蜂窝结构体的隔壁的狭缝，将所述混制体投入挤压成形机，施加压力，成形为蜂窝状后，进行干燥，切断加工为规定的长度。之后，实施掩盖(masking)加工而成为方格花纹状的出口端面(OF)溶入水中，采用浸渍(dipping)法插入成为泥状(slurry)的所述调合原料，并且从入口端面(IF)插入前端部的形状平坦并涂有疏水性的树脂的销，在插入了该销的状态下在常温下进行干燥，形成密封部30。干燥后，拔出销，也可以在流入侧进行与上述操作相同的操作，形成密封部3。 
然后，在表1所示的温度下烧制形成密封部3、30的成形体，得到如图1所示的蜂窝结构体的试料No.1～11。 
在此，为了调整在隔壁的表面的切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率，通过调整调合原料的平均粒径(D50)、相对于调合原料100质量份的造孔剂的添加量以及烧制温度，得到具有各种负荷长度率的值的试料。 
试料No.1～11中的任一个的外径是144mm，轴向(A)的长度(L)是152mm。 
对各试料，首先，在捕集柴油微粒子之前，用压力计测定出口端面(OF)相对于入口端面(IF)的压力损失。然后，将各试料的入口端面(IF)分别与柴油微粒子产生装置(未图示)连接后，从该装置以流量2.27Nm3/分直接喷射含有柴油微粒子的温度为200℃的气体，相对于蜂窝结构体1的体积0.001m3，用压力计测定捕集12g柴油微粒子时出口端面(OF)相对于入口端面(IF)的压力损失。 
然后，对试料No.1～11直接喷射气体，在除去捕集的柴油微粒子后，从试料No.1～11分别切掉含有隔壁4的部分，根据JIS B 0601-2001，用表面粗糙度测定机((株)小坂研究所制，SE-3400)测定负荷长度率(Rmr(c))以及最大高度(Ry)。 
并且，使隔壁4的表面的切断程度为70％、基准长度为0.8mm，使切断(cutoff)值、触针的前端半径、触针的前端速度分别为0.8mm、2μm、0.5mm/秒。 
【表1】 
  No.  原料的 平均粒径(D50)  (μm)   造孔剂  添加量   (质量份)   烧制温度   (℃)   负荷长度率   Rmr(c)  (％)   最大高度   Ry  (μm)   压力损失   (捕集前)  (KPa)   压力损失   (捕集后)  (KPa)   压力损失   的增加  (KPa)
  1  22   10   1350   50   61   5   7   2
  2  22   10   1400   64   50   5   7   2
  3  22   10   1450   70   44   5   8   3
  4  22   8   1400   74   41   5   8   3
  5  22   5   1400   75   39   5   9   4
  6  22   5   1410   76   37   5   10   5
  7  22   5   1440   89   34   5   10   5
  8  22   5   1450   90   33   5   10   5
  *9  22   5   1470   91   31   5   13   8
  *10  10   20   1350   95   27   4   16   12
  *11  10   20   1400   93   33   4   15   11
从表1可以清楚地知道，负荷长度率(Rmr(c))在90％以下的本发明的试料No.1～8与负荷长度率超过90％的试料No.9～11相比，前者捕集后的压力损失比后者低3KPa以上，特别是，负荷长度率在50％以上75％以下的试料No.1～5捕集后的压力损失低到甚至9KPa以下。另外，捕集柴油微粒子前的压力损失与捕集柴油微粒子后的压力损失之差，即压力损失的增加，在负荷长度率(Rmr(c))为90％以下的本发明的试料No.1～8中，为5kPa以下，比较小，与此相对，在比较例的试料No.9～11中，为8kPa以上，比较大。 
另外，比较试料No.8和试料No.11可知，虽然最大高度(Ry)的值相同，但是由于试料No.11的负荷长度率超过90％，所以压力损失的增加大，但试料No.8由于负荷长度率在90％以下，所以压力损失的增加小。 
(实施例2) 
调制100质量份的TiO2与Al2O3的比率以摩尔比表示为45∶55的成分以及1～10质量份的下述几种物质的至少任一种构成的成分，其中上述物质有以组成式(NayK1-y)AlSi3O8(0≤y≤1)表示的碱性长石、含有Mg的尖晶石型结构的氧化物、MgO以及通过烧制转化为MgO的含Mg的化合物，得到平均粒径(D50)为25μm的调合原料。相对于100重量份的该调合原料，按表2所示的比率添加造孔剂后，加入可塑剂、增稠剂、润滑剂以及水，用万能搅拌机搅拌成混合物。然后，用混制机混制该混合物，得到可塑化后的混制体。 
然后，使用一模具，该模具例如具有180mm的决定成形体的外径的内径，并且具有用于形成蜂窝结构体的隔壁的狭缝，将所述混制体投入挤压成形机，施加压力，成形为蜂窝状后，进行干燥，切断加工为规定的长度。之后，实施掩盖(masking)加工而成为方格花纹状的出口端面(OF)溶入水中，采用浸渍(dipping)法插入成为泥状(slurry)的所述调合原料，并且从入口端面(IF)插入前端部的形状平坦并涂有疏水性的树脂的销，在插入了该销的状态下在常温下进行干燥，形成密封部30。干燥后，拔出销，也可以在流入侧进行与上述操作相同的操作，形成密封部3。 
然后，在1450℃下烧制形成有密封部3、30的成形体，得到如图1所示的蜂窝结构体的试料No.12～16。 
并且，试料No.12～16的任一个的外径都是144mm，轴向(A)的长度(L)都是152mm。 
上述试料No.12～16用水银压入法测定气孔率。 
下面，对各试料，在捕集柴油微粒子之前，用压力计测定出口端面(OF)相对于入口端面(IF)的压力损失。作为压力计，使用(株)山本电机制作所制的微差压计，W081F系列，以测定范围0～30kPa进行测定。然后，将试料No.12～16的入口端面(IF)分别与柴油微粒子产生装置(未图示)连接，从该装置以流量2.27Nm3/分直接喷射含有柴油微粒子的温度为200℃的气体，相对于蜂窝结构体1的体积0.001m3，用压力计测定捕集12g柴油微粒子时出口端面相对于入口端面(IF)的压力损失。 
然后，在除去对试料No.12～16直接喷射上述气体而捕集到的柴油微粒子后，从试料No.12～16分别切掉含有隔壁4的部分，根据JIS B 0601-2001，用表面粗糙度测定机((株)小坂研究所制，SE-3400)，测定在隔壁4的表面的切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))，结果是任何一个试料的负荷长度率(Rmr(c))都在90％以下。 
另一种方法，制作机械特性评价用的试料，按照社团法人自动车技术会规定的规格即JASO M 505-87进行压缩破坏强度测定。只是，该试料是从通过上述方法得到的蜂窝结构体1上挖出的一边长度为10mm的立方状的试料，从蜂窝结构体1的轴方向，即JASO M 505-87规定的A轴方 向加压。 
并且，在表2中的、所谓以JASO M 505-87为基准的压缩破坏强度是指在以下条件下测定的强度。 
试验装置：试验装置使用适合于JIS B 7733的压缩试验机或者同等装置((株)岛津制作所制自动记录仪(autograph)AG-IS)。 
试验步骤： 
为了使施加在轴向上的负荷均匀，在试料的上下面上添加发泡聚乙烯薄片，且在上面侧的发泡聚乙烯薄片上进一步加盖陶瓷板。 
对试料连续地施压压力进行破坏，测定破坏时的负荷。此时的头速度(head speed)为0.5～1.3mm/min。 
求出压缩破坏强度P＝F/S。其中，P是压缩破坏强度(Pa)，F是破坏时的荷重(N)，S是加压面的面积(包括流通孔的面积)1×10-4(m2)。 
【表2】 
  No.   造孔剂  添加量  (质量份)   隔壁的  气孔率  (％)   压缩破坏强度   (MPa)   压力损失  (捕集前)  (KPa)   压力损失  (捕集后)  (KPa)   压力损失  的增加  (KPa)
  12   0   30   13   6   13   7
  13   9   40   11   5   10   5
  14   12   43   8   5   9   4
  15   15   45   7   5   8   3
  16   27   55   4   4   6   2
从表2可以清楚地知道，隔壁的气孔率在40％以上45％以下的试料No.13～15的压缩破坏强度高达7MPa以上，并且压力损失的增加小，为5KPa以下，具备高机械特性以及高捕集效率。 
相对于此，隔壁的气孔率不足40％的试料No.12的压缩破坏强度虽然高达13MPa，但是压力损失的增加也高达7KPa，气孔率超过45％的试料No.16的压力损失的增加虽然低，为2KPa，但是压缩破坏强度低，为4MPa。 

Claims (10)

1.一种蜂窝结构体，其用于捕集微粒子，并具有多个被从入口端面延伸到出口端面的隔壁隔开的流通孔，其特征在于：
所述隔壁在切断程度为70％、基准长度为0.8mm时的负荷长度率(Rmr(c))在90％以下。
2.如权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于：
所述负荷长度率(Rmr(c))在50％以上且75％以下。
3.如权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于：
所述隔壁的气孔率在40％以上且45％以下。
4.如权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于：
存在于所述隔壁上的气孔的平均气孔径在6μm以上且15μm以下。
5.如权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于：
所述蜂窝结构体由以钛酸铝为主要成分的烧结体构成。
6.如权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于：
在所述多个流通孔中，密封了入口端部的所述流通孔和密封了出口端部的所述流通孔，隔着所述隔壁交替配置。
7.如权利要求6所述的蜂窝结构体，其特征在于：
所述入口端部或者所述出口端部的至少任一方的内端部是凹状。
8.如权利要求7所述的蜂窝结构体，其特征在于：
所述入口端部以及所述出口端部双方的内端部是凹状。
9.如权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于：
所述入口端部开放的流通孔的开口端是八边形。
10.一种净化装置，其特征在于，
其具备权利要求1所述的蜂窝结构体以及箱体，
所述箱体设有位于所述入口端面侧的流入口和位于所述出口端面侧的流出口，并收容所述蜂窝结构体，
使气体或者液体从所述流入口流通至所述流出口，利用所述隔壁捕集所述气体或者液体中含有的微粒子。
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