CN105413319A - 蜂窝结构体 - Google Patents

蜂窝结构体 Download PDF

Info

Publication number
CN105413319A
CN105413319A CN201510574281.6A CN201510574281A CN105413319A CN 105413319 A CN105413319 A CN 105413319A CN 201510574281 A CN201510574281 A CN 201510574281A CN 105413319 A CN105413319 A CN 105413319A
Authority
CN
China
Prior art keywords
periphery wall
coat
honeycomb structured
structured body
next door
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510574281.6A
Other languages
English (en)
Inventor
伊藤义孝
田中大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015126979A external-priority patent/JP2016055282A/ja
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of CN105413319A publication Critical patent/CN105413319A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2462—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure the outer peripheral sealing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/2429—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the honeycomb walls or cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/2444—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the outer peripheral sealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/24491—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2476—Monolithic structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
    • B01D46/2492—Hexagonal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
    • C04B41/5089—Silica sols, alkyl, ammonium or alkali metal silicate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/60—Discontinuous, uneven properties of filter material, e.g. different material thickness along the longitudinal direction; Higher filter capacity upstream than downstream in same housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
    • F01N2510/0682—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having a discontinuous, uneven or partially overlapping coating of catalytic material, e.g. higher amount of material upstream than downstream or vice versa
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
    • F01N2510/0684—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having more than one coating layer, e.g. multi-layered coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

本发明提供一种蜂窝结构体，其在能够防止催化剂浆渗出到外周壁的外表面的同时，提高外周壁的强度，结果也提高了结构体整体的等静压强度。本发明的蜂窝结构体(1)具有蜂窝基材(2)和涂覆层(3)，蜂窝基材(2)具有多孔质的隔壁(4)和与隔壁(4)一体形成的多孔质的外周壁(6)，隔壁(4)划分形成从成为流体入口侧的入口端面(11)延伸至成为流体出口侧的出口端面(12)的多个孔格(5)，涂覆层(3)配置在外周壁(6)的外侧表面的至少一部分；涂覆层(3)的一部分侵入至外周壁(6)的细孔内，涂覆层(3)的侵入至外周壁(6)的细孔内的部分的厚度是外周壁(6)的厚度的1～90％。

Description

蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及用于用来捕集柴油机、汽油机的废气中所含的粒子状物质的过滤器等的蜂窝结构体，尤其涉及能够适合用于需要担载催化剂的过滤器等的蜂窝结构体。
背景技术
柴油机、GDI(汽油缸内直喷，GasolineDirectInjection)发动机等汽油机的废气中含有粒子状物质(颗粒物质(PM))。该PM主要由煤烟(煤)等碳微粒构成，被认为有致癌性，因此，需要防止排放到大气中，设有严格的排放限制。
为了应对这样的严格的排放限制，进行了许多用来降低PM排放量的研究，但通过改善燃烧技术来降低PM排放量存在极限，在排气系统中设置过滤器就成为目前唯一有效的降低PM排放量的手段。
作为用于捕集PM的过滤器，由于能将压力损失抑制到许容的范围，且能够获得高PM捕集效率，因此使用蜂窝结构体的壁流型过滤器得到广泛应用。用于壁流型过滤器的蜂窝结构体具有多孔质的隔壁、以及外周壁，所述多孔质的隔壁划分形成从成为废气入口侧的入口端面延伸至成为废气出口侧的出口端面的多个孔格。通过在该蜂窝结构体中设置将规定孔格的出口端面侧的开口端部及剩余孔格的入口端面侧的开口端部封孔的封孔部，可以得到具有高PM捕集效率的过滤器。
在这样的过滤器中，用于除去GDI发动机的废气中所含的PM的汽油机颗粒过滤器(GPF)，大多情况也是在隔壁担载废气净化用催化剂来使用。这种情况下，为了在担载催化剂后仍能将压力损失抑制在许容的范围，使用具有50％以上高气孔率的蜂窝结构体。
在GPF中使用的比较小型的蜂窝结构体，通常是将隔壁与外周壁一体形成的。这样的蜂窝基材是通过挤压成形同时成形隔壁和外周壁，通过对所得到的成形体进行烧成来制作，外周壁和隔壁具有相同的气孔率。
在蜂窝结构体的隔壁担载催化剂时，通过以往公知的吸引法等将含有催化剂的浆料(催化剂浆)导入到孔格内，使其附着在隔壁的表面、细孔中后，实施高温处理，将催化剂浆所含的催化剂烧结到隔壁上。这里，在担载了催化剂的蜂窝结构体具有如上所述的高气孔率、且外周壁和隔壁具有相同的气孔率的情况下，导入到孔格内的催化剂浆有时会通过外周壁的细孔渗出到外周壁的外侧表面。进而，即使在分别形成隔壁和外周壁的蜂窝结构体的隔壁担载催化剂时，如果外周壁的气孔率为35％以上，则导入到孔格内的催化剂浆有时也会渗出到外周壁的外侧表面。并且，如果发生这样的催化剂浆的渗出，则在使催化剂担载到蜂窝结构体的隔壁的工序中，有操作性变差这一问题。此外，使催化剂担载到蜂窝结构体的工序是在将蜂窝结构体的外周壁的一部分卡住(把持)的状态下进行，如果外周壁是高气孔率，则不能得到充分的强度，还有卡住时外周壁容易破损这一问题。进而，如果蜂窝结构体整体(隔壁和外周壁)为高气孔率，则蜂窝结构体的等静压强度变低，在搬送时、实际使用时也有容易破损这一问题。
以往，作为用来提高蜂窝结构体强度的技术，已知有在外周壁附着增强材料的技术。例如，在专利文献1中公开了对蜂窝结构体的外周部通过在高温消失或者飞散的材料进行增强的蜂窝结构体。此外，在专利文献2中公开了在担载催化剂前的陶瓷蜂窝结构体的外周壁外侧的整面附着具有与催化剂基本相等的热膨胀率的材料的蜂窝结构体。进而，在专利文献3中公开了如下的蜂窝催化剂载体，其在以覆盖孔格结构体的外周部的方式配置的由多孔质体构成的外壁的规定厚度的最外周部分，形成含浸有经燃烧而烧失的非水溶性有机物质或者无机物质的含浸部分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-809号公报
专利文献2：日本特开2001-871号公报
专利文献3：日本特开2004-113887号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1中公开的蜂窝结构体中的增强材料，由于在将催化剂烧结到蜂窝结构体时的高温处理中消失或者飞散，因而无助于提高该高温处理后的蜂窝结构体的强度。此外，专利文献2中公开的蜂窝结构体中的增强材料是用来消除外周壁的内侧与外侧之间的热膨胀差，对于防止催化剂浆渗出的效果、提高等静压强度的效果并不太能期待。进而，专利文献3中公开的蜂窝催化剂载体对于催化剂浆的渗出、强度不足的问题没有予以考虑。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种蜂窝结构体，其在能够防止催化剂浆渗出到外周壁的外侧表面的同时，提高外周壁的强度，结果，也提高了结构体整体的等静压强度。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的，根据本发明，提供以下的蜂窝结构体。
[1]一种蜂窝结构体，其具有蜂窝基材和涂覆层，所述蜂窝基材具有多孔质的隔壁和与该隔壁一体形成的多孔质的外周壁，所述隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述涂覆层配置在所述外周壁的外侧表面的至少一部分；所述涂覆层的一部分侵入到所述外周壁的细孔内，所述涂覆层的侵入到所述外周壁的细孔内的部分的厚度，是所述外周壁的厚度的1～90％。
[2]一种蜂窝结构体，其具有蜂窝基材和涂覆层，所述蜂窝基材具有多孔质的隔壁和与该隔壁分别形成的气孔率为35％以上的多孔质的外周壁，所述隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述涂覆层配置在所述外周壁的外侧表面的至少一部分；所述涂覆层的一部分侵入到所述外周壁的细孔内，所述涂覆层的侵入到所述外周壁的细孔内的部分的厚度，是所述外周壁的厚度的1～90％。
[3]如[1]或[2]中所记载的蜂窝结构体，所述涂覆层的除了侵入到所述外周壁的细孔内的部分之外的部分的厚度为70μm以下。
[4]如[1]～[3]中任一项所记载的蜂窝结构体，所述涂覆层含有Si。
[5]如[4]中所记载的蜂窝结构体，所述涂覆层进一步含有Ti。
[6]如[1]～[5]中任一项所记载的蜂窝结构体，所述蜂窝基材的气孔率为50～75％。
[7]如[1]～[5]中任一项所记载的蜂窝结构体，所述蜂窝基材的气孔率为59～67％。
[8]如[1]～[7]中任一项所记载的蜂窝结构体，具有将规定孔格的所述入口端面侧的开口端部以及剩余孔格的所述出口端面侧的开口端部进行封孔的封孔部。
发明的效果
本发明的蜂窝结构体，通过涂覆层的一部分侵入到外周壁的细孔内，同时，将该侵入的部分的厚度特定在规定范围内，从而堵塞外周壁的细孔。因此，即使使用气孔率为50％以上这样的高气孔率的蜂窝基材，在将催化剂浆导入孔格内时，该浆料也不会渗出到外周壁的外侧表面，在使催化剂担载到蜂窝结构体的隔壁的工序中，可获得良好的操作性。此外，由于涂覆层增强外周壁，因此提高了外周壁的强度，在使催化剂担载到蜂窝结构体的工序中，能够有效地防止在将蜂窝结构体的外周壁的一部分卡住(把持)时的外周壁的破损。进而，提高外周壁的强度的结果是也提高了蜂窝结构体整体的等静压强度，也能够有效地防止蜂窝结构体在搬送时、实际使用时的破损。
附图说明
图1是示意性显示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。
图2是显示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的、与孔格的延伸方向平行的截面的示意图。
图3是图2的A部的放大图。
图4是示意性显示本发明的蜂窝结构体的其他实施方式的立体图。
图5是显示本发明的蜂窝结构体的其他实施方式的、与孔格的延伸方向平行的截面的示意图。
符号说明
1：蜂窝结构体、2：蜂窝基材、3：涂覆层、4：隔壁、5：孔格、6：外周壁、7：细孔、8：粒子、9：封孔部、11：入口端面、12：出口端面。
具体实施方式
以下，基于具体的实施方式来说明本发明，但本发明不受这些实施方式的限定、解释，在不脱离本发明的宗旨的范围内，基于本领域技术人员的常规知识，可以进行适当的设计变更、改进等。
(1)蜂窝结构体：
图1是示意性显示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。此外，图2是显示本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的、与孔格的延伸方向平行的截面的示意图，图3是图2的A部的放大图。如图1和图2所示，本发明所涉及的蜂窝结构体1具有蜂窝基材2和涂覆层3。蜂窝基材2具有多孔质的隔壁4和与隔壁4一体形成的多孔质的外周壁6，所述隔壁4划分形成从成为流体入口侧的入口端面11延伸至成为流体出口侧的出口端面12的多个孔格5。这里，“一体形成”的意思是，在蜂窝基材2的制造工序中，将隔壁4与外周壁6同时挤压成形，在所得的成形体中，隔壁4与外周壁6从挤压后不久就是一体的。在对这样的成形体进行烧成而得到的蜂窝基材2中，其整体的气孔率，即隔壁4的气孔率与外周壁6的气孔率相同。
涂覆层3配置在蜂窝基材2的外周壁6的外侧表面的至少一部分。涂覆层3包含能够侵入到外周壁6的细孔内这样的材料。具体来说，优选含有具有比外周壁6的平均细孔径更小的平均粒径的粒子、防水材料。对粒子的材质没有特别限定，但优选碳化硅、二氧化硅、氮化硅、堇青石、氧化铝、莫来石、氧化锆等无机粒子，特别优选碳化硅、二氧化硅等含Si(硅)的粒子。此外，对于防水材料的种类也没有特别限定，但优选有机硅系防水材料这样的含Si的材料。作为有机硅系防水材料，具体为硅油等。
如图3所示，本发明中，涂覆层3的一部分侵入到外周壁6的细孔7内。图3示出了如下实施方式，该实施方式在蜂窝基材2的外周壁6的外侧表面配置有涂覆层3，该涂覆层3含有具有比外周壁6的平均细孔径更小的平均粒径的粒子8。该实施方式中，涂覆层3中所含的粒子8呈现侵入到外周壁6的细孔7内的状态。
像这样，本发明中，通过涂覆层3的一部分侵入到外周壁6的细孔7内，从而堵塞外周壁6的细孔7。因此，即使为了使催化剂担载到本发明的蜂窝结构体1的隔壁4而将催化剂浆导入到孔格5内，该浆料也不会渗出到外周壁6的外侧表面，在使催化剂担载到蜂窝结构体1的隔壁4的工序中，可获得良好的操作性。此外，由于涂覆层3增强外周壁6，提高外周壁6的强度，因此在使催化剂担载到蜂窝结构体1的工序中，能够有效地防止将蜂窝结构体1的外周壁6的一部分卡住(把持)时的外周壁6的破损。进而，提高外周壁6的强度的结果是也提高了蜂窝结构体1整体的等静压强度，也能够有效地防止蜂窝结构体1在搬送时、实际使用时的破损。另外，在配置含有防水材料的涂覆层时，除了因涂覆层堵塞外周壁的细孔而防止催化剂浆渗出的效果以外，还可得到因涂覆层中的防水材料排斥催化剂浆而防止催化剂浆渗出的效果。
本发明中，涂覆层3的侵入到外周壁6的细孔7内的部分(以下称为“侵入部”)3b的厚度T2是蜂窝基材2的外周壁6的厚度T1的1～90％，优选为10～60％，特别优选为15～50％(参照图3)。如果涂覆层3的侵入部3b的厚度T2为外周壁6的厚度T1的1～90％，则即使使用气孔率为50％以上这样的高气孔率的蜂窝基材2，也能够有效地堵塞外周壁6的细孔7。另一方面，如果涂覆层3的侵入部3b的厚度T2小于外周壁6的厚度T1的1％，则在使用气孔率为50％以上这样的高气孔率的蜂窝基材2的情形下，外周壁6的细孔7的堵塞变得不完全，有时不能获得防止催化剂浆渗出的效果。此外，如果涂覆层3的侵入部3b的厚度T2超过外周壁6的厚度T1的90％，则涂覆层3侵入至隔壁4的细孔，妨碍在隔壁4的细孔内担载催化剂，有可能使废气净化性能变差。另外，涂覆层3的侵入部3b的厚度通过SEM(扫描电子显微镜)来观察、测定。
此外，本发明中，涂覆层3的除了侵入到外周壁6的细孔7内的部分之外的部分(以下称为“非侵入部”)3a的厚度T3优选为70μm以下，更优选为8μm以下(参照图3)。如果涂覆层3的非侵入部3a的厚度T3超过70μm，则有时在涂覆层3产生裂纹。另外，对于涂覆层3的非侵入部3a的厚度T3的下限没有特别限定，但考虑到制造的容易度等，优选以5μm左右作为下限值。另外，涂覆层3的非侵入部3a的厚度通过SEM(扫描电子显微镜)来观察、测定。
本发明中，涂覆层3可以配置在蜂窝基材2的外周壁6的外侧表面的整体上，也可以配置在一部分上。例如，在图1和图2所示的实施方式中，在蜂窝基材2的外周壁6的外侧表面内的除了蜂窝基材2的两端面(入口端面11和出口端面12)的附近部分之外的部分，带状配置涂覆层3。这是假定在将蜂窝基材2的两端面的附近部分卡住(把持)的状态下进行在蜂窝结构体1上担载催化剂的实施方式。即，在这样的状态下，在将催化剂浆导入孔格5时，催化剂浆不会从蜂窝基材2的外周壁6的外侧表面内的被卡住的部分渗出，因此，即使不在该部分设置涂覆层3，也不会使催化剂担载工序中的操作性变差。
涂覆层3优选含有Si(硅)。这种情况下，Si可以以SiC粒子、SiO2粒子这样的粒子的状态包含于涂覆层中，也可以作为有机硅系防水材料这样的防水材料的成分包含于涂覆层中。通过在涂覆层3中含有Si，从而提高防止催化剂浆渗出的效果。涂覆层3中所含的Si的量，优选为涂覆层3整体的10～30质量％。如果涂覆层3中所含的Si的量小于涂覆层3整体的10质量％，则有时不能充分发挥提高防止催化剂浆渗出的效果的作用。此外，如果涂覆层3中所含的Si的量多于涂覆层3整体的30质量％，则有时会降低涂覆层3的耐热冲击性。
此外，涂覆层3优选进一步含有Ti(钛)。对于蜂窝结构体，为了容易进行制品管理，有时在外周面上用条形码等表示尺寸、质量等信息。这里，作为表示信息的方法，广泛使用在蜂窝结构体的外周面照射激光的方法(激光打标)。这种情况下，如果在含Ti的材料的表面照射激光，则被照射的部分发黑。因此，如果在含Ti的涂覆层的表面通过照射激光的方法来表示信息，则可以高反差地表示信息，提高用条形码阅读器等读取信息时的读取率。涂覆层3中所含的Ti的量优选为涂覆层3整体的10～30质量％。如果涂覆层3中所含的Ti的量小于涂覆层3整体的10质量％，则在通过激光打标表示信息(印字)时，印字变淡(被照射激光的部分不能充分显色)，有时不能充分发挥提高信息的读取率的作用。此外，如果涂覆层3中所含的Ti的量多于涂覆层3整体的30质量％，则侵入部3b的厚度T2的厚度变厚，有时涂覆性变差。
催化剂浆向外周壁的外侧表面渗出、强度不足的问题在气孔率为50％以上这样的高气孔率的蜂窝结构体中特别显著。因此，本发明在使用气孔率为50～75％的蜂窝基材的情形下有用性高，在使用气孔率为59～67％的蜂窝基材的情形下特别有用。另外，这里所述的“气孔率”是由水银孔度计测定的值。此外，作为这样的高气孔率的蜂窝结构体的代表性用途，可举出担载催化剂来使用的类型的GPF。因此，本发明的蜂窝结构体能够特别适合用于这样的GPF。但是，本发明的蜂窝结构体并不限定于这样的GPF，可以广泛使用于各种过滤器、催化剂载体等。
作为蜂窝基材2的材料，优选碳化硅、硅-碳化硅系复合材料、堇青石、莫来石、氧化铝、尖晶石、碳化硅-堇青石系复合材料、锂硅铝酸盐、钛酸铝等陶瓷材料。这些中，特别优选堇青石。这是因为，如果蜂窝基材2的材料是堇青石，则能得到热膨胀系数小、耐热冲击性优异的蜂窝结构体。
蜂窝基材2(隔壁4和外周壁6)的平均细孔径优选为10～30μm，特别优选为15～25μm。蜂窝基材2的平均细孔径小于10μm时，蜂窝结构体1的压力损失变得过高，在作为GPF使用时，有时会导致发动机的输出功率下降。此外，如果蜂窝基材2的平均细孔径超过30μm，则有时不能得到充分的强度。另外，这里所述的“平均细孔径”是由水银孔度计测定的值。
蜂窝基材2的隔壁4的厚度优选为150～350μm，特别优选为200～310μm。如果隔壁4的厚度小于150μm，则有时不能获得充分的强度。此外，如果隔壁4的厚度超过350μm，则蜂窝结构体1的压力损失变得过高，作为GPF使用时，有时会导致发动机的输出功率下降。
蜂窝基材2的外周壁6的厚度优选为300～1000μm，特别优选为500～800μm。如果外周壁6的厚度小于300μm，则有时不能获得充分的强度。此外，如果外周壁6的厚度超过1000μm，则蜂窝结构体1的压力损失变得过高，作为GPF使用时，有时会导致发动机的输出功率下降。
蜂窝基材2的孔格密度优选为232.5～620.0孔格/cm2，特别优选为310.0～465.0孔格/cm2。如果孔格密度小于232.5孔格/cm2，则在作为GPF使用时，作为过滤器的有效面积不足，PM堆积后的压力损失变大，有时会导致发动机的输出功率下降。此外，如果孔格密度超过620.0孔格/cm2，则压力损失变得过高，在作为GPF使用时，有时会导致发动机的输出功率下降。
蜂窝基材2的形状(外形)没有特别限定，可以是例如圆柱状、椭圆柱状、多棱柱状等形状。此外，对于孔格5的、相对于蜂窝基材2的长度方向垂直的截面上的形状(以下称为“孔格形状”)也没有特别限定，可以是四边形、六边形、八边形等多边形或者它们的组合，例如优选为四边形与八边形的组合等。
在将本发明的蜂窝结构体1用于GPF等的PM捕集过滤器时，如图4和图5所示，优选形成将规定孔格5a的入口端面11侧的开口端部及剩余孔格5b的出口端面12侧的开口端部封孔的封孔部9。这样，通过由封孔部9对蜂窝基材2的各孔格5的一侧的开口端部进行封孔，蜂窝结构体1成为具有高PM捕集效率的壁流型过滤器。在该壁流型过滤器中，从入口端面11流入孔格5内的废气在透过隔壁4后，从出口端面12流出孔格5外。并且，在废气透过隔壁4时，隔壁4作为过滤层而发挥功能，捕集废气中所含的PM。此外，优选以如下方式形成封孔部9，通过由封孔部9对开口端部进行封孔的孔格5与没有由封孔部9对开口端部进行封孔的孔格5，入口端面11和出口端面12分别成为呈现出黑白格状这样的配置。
封孔部9的材质优选是作为蜂窝基材2的材质而优选的材质。封孔部9的材质与蜂窝基材2的材质可以是相同的材质，也可以是不同的材质。
本发明的蜂窝结构体1是假定在蜂窝基材2的隔壁4担载催化剂来使用的。这里，对于在蜂窝基材2的隔壁4上担载的催化剂的种类没有特别限定，例如在用于汽车废气净化用途时，优选使用贵金属。作为贵金属优选为铂、铑或钯、或它们的组合。这些贵金属的担载量，优选每单位体积的蜂窝结构体1为0.3～3.5g/L。
为了使贵金属等催化剂以高分散状态担载于隔壁4，优选预先暂时担载在氧化铝这样的比表面积大的耐热性无机氧化物后，再担载到蜂窝基材2的隔壁4。另外，作为担载催化剂的耐热性无机氧化物，除了氧化铝以外，根据用途还可以使用沸石等。此外，贵金属等催化剂还可以在固定到由氧化铈、氧化锆或者它们的复合氧化物等构成的助催化剂上之后，再担载到蜂窝基材2的隔壁4上。
另外，本发明的蜂窝结构体中，蜂窝基材的外周壁可以不与隔壁一体形成，而与隔壁分别形成。这里，“与隔壁分别形成”的意思是，在蜂窝基材的制造工序中，形成成为蜂窝基材的外周壁的部分在形成成为隔壁的部分之后进行。如上所述，即使在隔壁与外周壁分别形成的蜂窝结构体的隔壁担载催化剂的情形下，如果外周壁的气孔率为35％以上，则导入孔格内的催化剂浆有时也会渗出到外周壁的外侧表面。但是，如果如本发明这样配置有规定的涂覆层，则即使在构成蜂窝结构体的蜂窝基材的外周壁与隔壁分别形成，且该外周壁的气孔率为35％以上的情形下，也能有效地防止催化剂浆的渗出。
在蜂窝基材的外周壁与隔壁分别形成的情形下，外周壁的气孔率与隔壁的气孔率可以相同也可以不同。此外，这种情况下，外周壁的平均细孔径与隔壁的平均细孔径可以相同也可以不同。进一步，这种情况下，外周壁的材质与隔壁的材质可以相同也可以不同。另外，这里所述的“气孔率”和“平均细孔径”是由水银孔度计测定的值。
(2)蜂窝结构体的制造方法：
对本发明所涉及的蜂窝结构体的制造方法的一例进行说明。首先，为了制作蜂窝基材，制作含有陶瓷原料的成形原料。陶瓷原料优选为从由碳化硅、硅-碳化硅系复合材料、堇青石化原料、莫来石、氧化铝、尖晶石、碳化硅-堇青石系复合材料、锂硅铝酸盐和钛酸铝组成的组中选择的至少1种。这些中，优选热膨胀系数小、耐热冲击性优异的堇青石化原料。另外，所谓堇青石化原料是以化学组成落入二氧化硅42～56质量％、氧化铝30～45质量％、氧化镁12～16质量％的范围的方式配合成的陶瓷原料。堇青石化原料通过烧成而成为堇青石。
成形原料优选为在如上所述的陶瓷原料中混合分散剂、有机粘合剂、无机粘合剂、造孔材料、表面活性剂等来调制。各原料的组成比没有特别限定，优选为按照要制作的蜂窝基材的结构、材质等设定组成比。
接着，混炼成形原料形成坯土。对混炼成形原料形成坯土的方法没有特别限定。作为适合的方法，可以列举例如使用捏合机、真空练泥机等的方法。
接着，使用形成有格子状狭缝的金属模具，由坯土挤压成形出隔壁与外周壁成为一体的蜂窝成形体，并对该蜂窝成形体进行干燥。干燥方法没有特别限定。作为合适的干燥方法，可以列举例如热风干燥、微波干燥、介电干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等。这些中，优选单独或组合进行介电干燥、微波干燥、热风干燥。
然后，对干燥后的蜂窝成形体(蜂窝干燥体)进行烧成，制作蜂窝基材。另外，在该烧成(正式烧成)之前，为了除去蜂窝成形体中所含有的粘合剂等，优选进行预烧(脱脂)。预烧的条件没有特别限定，只要是能将蜂窝成形体中所含有的有机物(有机粘合剂、表面活性剂、造孔材料等)除去这样的条件即可。一般而言，有机粘合剂的燃烧温度在100～300℃左右，造孔材料的燃烧温度在200～800℃左右。因此，作为预烧的条件，优选在氧化气氛中，在200～1000℃左右加热3～100小时左右。烧成蜂窝成形体(正式烧成)的条件(温度、时间、气氛等)根据成形原料的种类不同而不同，因此，只要按照其种类选择适当的条件即可。例如，在使用堇青石化原料的情况下，烧成温度优选为1410～1440℃。此外，关于烧成时间，以在最高温度下的保持时间计，优选为4～8小时左右。进行预烧、正式烧成的装置没有特别限定。作为合适的装置，可以列举例如电炉、燃气炉等。
在制作具有封孔部的蜂窝结构体时，在蜂窝基材中形成封孔部。以将规定孔格的一侧端面(入口端面)侧的开口端部及剩余孔格的另一侧端面(出口端面)侧的开口端部进行封孔的方式形成封孔部。在该封孔部的形成中，可以采用以往公知的方法。作为具体的方法的一例，首先，在用如上所述的方法制作的蜂窝基材的端面贴附薄片。然后，在该薄片的、与要形成封孔部的孔格相对应的位置开孔。然后，在贴附该薄片的状态下，将蜂窝基材的端面浸渍到使封孔部的形成材料浆料化而得到的封孔用浆料中，将封孔用浆料通过薄片中所开的孔，填充到要进行封孔的孔格的开口端部内。这样，在将填充的封孔用浆料干燥后，通过烧成来硬化，形成封孔部。封孔部的形成材料优选使用与蜂窝基材的形成材料相同的材料。此外，封孔部的形成可以在蜂窝成形体的干燥后、预烧后或者烧成(正式烧成)后的任一阶段进行。
接着，调制含有粒子的涂覆层形成用浆料，所述粒子具有比如上制作的蜂窝基材的外周壁的平均细孔径更小的平均粒径。作为涂覆层形成用浆料中所含有的粒子，优选为碳化硅、二氧化硅、氮化硅、堇青石、氧化铝、莫来石、氧化锆等无机粒子，特别优选碳化硅、二氧化硅等含Si的粒子。涂覆层形成用浆料除了含有这样的粒子之外，还含有能够使粒子结合到外周壁的细孔内面的结合材，优选将它们在水中稀释，进而，还可以适当地含有分散剂、消泡剂。作为结合材可以适合使用二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶等溶胶、经溶胀而显示结合性的层状化合物等。
通过将这样的涂覆层形成用浆料涂布在蜂窝基材的外周壁的外侧表面，并进行干燥，从而配置涂覆层。在涂布涂覆层形成用浆料时，该浆料的一部分侵入到外周壁的细孔内，将该侵入的部分的厚度控制为外周壁的厚度的1～90％。例如，在使用辊来进行涂覆层形成用浆料的涂布时，可以通过将辊按压到外周壁的压力、辊的转速等来进行如上所述的控制。另外，代替涂覆层形成用浆料，还可以将防水材料涂布到蜂窝基材的外周壁的外侧表面，利用加热、光照射等实施固化处理，从而配置涂覆层。这种情况下，作为防水材料，优选为有机硅系防水材料这样的含Si的材料。此外，在将涂覆层配置在外周壁的外侧表面的一部分的情形下，优选用胶带等将外周壁的外侧表面的不形成涂覆层的部分进行遮蔽，再进行涂覆层形成用浆料、防水材料的涂布。
这样，通过在蜂窝基材的外周壁的外侧表面形成涂覆层，得到本发明的蜂窝结构体。在使催化剂担载在本发明的蜂窝结构体的情形下，优选在使用吸引法等以往公知的催化剂担载方法，将含有贵金属等催化剂的催化剂浆附着到隔壁的表面、细孔后，实施高温处理，将催化剂浆所含的催化剂烧结到隔壁上。
实施例
以下，基于实施例进一步详细说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
实施例1～20以及比较例1和2
在以滑石粉、高岭土、氧化铝为主原料的堇青石化原料中，添加造孔材料、粘合剂、表面活性剂和水，制成成形原料，将其在真空练泥机中混炼得到坯土。作为造孔材料使用淀粉。此外，作为粘合剂，使用甲基纤维素和羟基丙氧基甲基纤维素。作为表面活性剂使用月桂酸钠。相对于堇青石化原料100质量份，各原料的添加量为：造孔材料5质量份，甲基纤维素3质量份，羟基丙氧基甲基纤维素3质量份，表面活性剂1质量份，水32质量份。
使用蜂窝成形体成形用金属模具对所得的坯土进行挤压成形，得到具有隔壁和与该隔壁一体形成的外周壁的柱状蜂窝成形体，所述隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格。然后，通过微波和热风对这些蜂窝成形体进行干燥，得到蜂窝干燥体。
然后，在这些蜂窝干燥体的各孔格的一侧的开口端部形成封孔部。对于封孔部的形成，以干燥体的各端面通过在开口端部形成有封孔部的孔格和在开口端部未形成封孔部的孔格呈现黑白格状的方式进行。作为封孔部的形成方法，首先，在干燥体的端面贴附薄片，在该薄片的与要形成封孔部的孔格相对应的位置开孔。然后，在贴附该薄片的状态下，将干燥体的端面浸渍在使封孔部的形成材料浆料化而得到的封孔用浆料中，将封孔用浆料通过薄片上所开的孔填充到要进行封孔的孔格的开口端部内。另外，封孔部的形成材料使用与所述成形原料相同的材料。
这样，在将填充到孔格的开口端部内的封孔用浆料干燥后，将这些蜂窝干燥体在大气气氛中在约400℃进行预烧(脱脂)。之后，在约1450℃进行烧成，从而得到外周壁与隔壁一体形成的蜂窝基材。所得的蜂窝基材是直径118.4mm、长度127.0mm的圆柱状，孔格形状为正方形，其他结构如表1所示。
然后，在平均粒径0.002μm的硅胶粒子50质量份中加入TiO225质量份和SiC25质量份，充分搅拌，调制涂覆层形成用浆料。在蜂窝基材的外周壁的外侧表面内的除了蜂窝基材的两端面的附近部分以外的部分带状涂布该涂覆层形成用浆料。然后，使蜂窝基材干燥，配置侵入部和非侵入部的厚度为表1中所示的值那样的涂覆层，得到实施例1～20以及比较例1和2的蜂窝结构体。此外，涂覆层形成用浆料的涂布使用辊来进行，通过将辊按压到蜂窝基材的外周壁的压力、辊的转速等来控制侵入部和非侵入部的厚度。
实施例21～40以及比较例3和4
使用蜂窝成形体成形用金属模具将与所述实施例1～20以及比较例1和2同样操作得到的坯土进行挤压成形，得到具有隔壁的蜂窝成形体，所述隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格。然后，通过微波和热风对这些蜂窝成形体进行干燥，从而得到蜂窝干燥体。
然后，在这些蜂窝干燥体的各孔格的一侧的开口端部内，与所述实施例1～20以及比较例1和2同样操作来填充封孔用浆料，形成封孔部。在将孔格的开口端部内填充的封孔用浆料干燥后，对这些蜂窝干燥体在大气气氛中在约400℃进行预烧(脱脂)。之后，在约1450℃进行烧成，得到蜂窝烧成体。然后，对这些蜂窝烧成体的外周进行研削加工，使得其外形成为圆柱状。研削加工后，在其加工面上涂布由与所述成形原料相同的材料构成的外周壁形成材料，在700℃干燥硬化2小时，从而形成外周壁，得到外周壁与隔壁分别形成的蜂窝基材。所得到的蜂窝基材是直径118.4mm、长度127.0mm的圆柱状，孔格形状为正方形，其他的结构如表2所示。
接着，在蜂窝基材的外周壁的外侧表面内的除了蜂窝基材的两端面的附近部分以外的部分带状涂布与所述实施例1～20以及比较例1和2同样操作得到的涂覆层形成用浆料。然后，使蜂窝基材干燥，配置侵入部和非侵入部的厚度为表2所示的值那样的涂覆层，得到实施例21～40以及比较例3和4的蜂窝结构体。此外，使用辊来进行涂覆层形成用浆料的涂布，通过将辊按压到蜂窝基材的外周壁的压力、辊的转速等来控制侵入部和非侵入部的厚度。
表1
表2
评价
对于实施例1～40和比较例1～4的蜂窝结构体，基于以下方法进行“防止催化剂浆渗出的效果”、“废气净化性能”、“涂覆层的裂纹的有无”和“外周壁的强度”的评价，其结果示于表3和表4。
防止催化剂浆渗出的效果
将Al2O31200质量份、CeO2300质量份、Pt1质量份和水15000质量份进行混合后，进行湿式粉碎，调制成粘度为约2mPa·s的催化剂浆。在将蜂窝结构体的两端面的附近部分(未配置涂覆层的部分)卡住的状态下，将蜂窝结构体的入口端面浸渍在催化剂浆中，从出口端面进行吸引，从而将催化剂浆导入到孔格内，使催化剂浆附着在隔壁。此外，使蜂窝结构体上下反转，将蜂窝结构体的出口端面浸渍在催化剂浆中，从入口端面进行吸引，从而将催化剂浆导入孔格内，使催化剂浆附着在隔壁。并且，像这样通过吸引将催化剂浆导入到孔格内时，调查催化剂浆是否渗出到蜂窝结构体的外周壁的外侧表面。其结果，催化剂浆，也包括催化剂浆中所含的水均没有渗出的情形记为“优”；仅催化剂浆中所含的水渗出的情形记为“可”；作为催化剂浆的成分的Al2O3和CeO2渗出的情形记为“不可”。
废气净化性能
将如上所述附着在蜂窝结构体的隔壁上的催化剂浆在120℃干燥2小时后，在550℃加热1小时，将催化剂浆所含的催化剂烧结到隔壁上。此外，除了不进行涂覆层的配置以外，与实施例1～40和比较例1～4同样操作，制作未配置涂覆层的蜂窝结构体，同样地将催化剂烧结到隔壁上。这样，在配置了涂覆层的实施例1～40和比较例1～4的蜂窝结构体上以及除了未配置涂覆层以外与实施例1～40和比较例1～4同等的蜂窝结构体上，分别担载催化剂。对于这些蜂窝结构体，测定用排气量1.4L、化学计量燃烧的直喷汽油机以NEDC模式运行时的废气所含的NOx的净化率。而且，将配置了涂覆层的蜂窝结构体的NOx的净化率为未配置涂覆层的蜂窝结构体的NOx的净化率的90％以上的情形，记为“优”。此外，配置了涂覆层的蜂窝结构体的NOx的净化率小于未配置涂覆层的蜂窝结构体的NOx的净化率的90％的情形，记为“不可”。
涂覆层的裂纹的有无
通过目视观察蜂窝结构体的涂覆层，调查裂纹的有无。而且，在涂覆层中没有裂纹的情形记为“优”；确认为涂覆层中有裂纹，但该裂纹未进展到蜂窝基材的情形记为“可”。
外周壁的强度
对于实施例1～40和比较例1～4的蜂窝结构体，测定配置涂覆层之前的外周壁的强度和配置了涂覆层之后的外周壁的强度。通过由氧化铝制的球形锤对蜂窝结构体的外周壁垂直落下这样的方法来进行外周壁的强度的测定。具体而言，改变锤的重量、落下距离来反复落下，直到由于锤的落下的冲击在蜂窝结构体的外周壁产生破损为止，根据外周壁产生破损时的锤的重量和落下距离算出冲击能，将其作为“外周壁的强度”。
表3
表4
考察
对于实施例1～40和比较例1～4的任一蜂窝结构体，与配置涂覆层之前相比，配置涂覆层之后的“外周壁的强度”高。此外，实施例1～40的蜂窝结构体的“防止催化剂浆渗出的效果”为“优”或“可”，“废气净化性能”为“优”。另外，实施例14、16、18～20、33～36的蜂窝结构体，虽然在涂覆层中产生裂纹，但“防止催化剂浆渗出的效果”和“废气净化性能”都为“优”。这可认为是由于在涂覆层中产生的裂纹是未进展到蜂窝基材程度的轻微裂纹。另一方面，涂覆层的侵入部的厚度小于外周壁的厚度的1％的比较例2、4的蜂窝结构体，“防止催化剂浆渗出的效果”为“不可”。这可认为是由于涂覆层的侵入部的厚度过薄，因此外周壁的细孔的堵塞变得不完全，不能充分防止催化剂浆的渗出。此外，涂覆层的侵入部的厚度超过外周壁的厚度的90％的比较例1、3的蜂窝结构体，“废气净化性能”为“不可”。这可认为是由于涂覆层的侵入部的厚度过厚，因此涂覆层侵入至隔壁的细孔，妨碍了催化剂担载在该侵入部中的隔壁的细孔内。
工业上的利用可能性
本发明能够适合用于用来捕集柴油机、汽油机的废气中所含的粒子状物质的过滤器等，特别是需要担载催化剂的过滤器等。

Claims (8)

1.一种蜂窝结构体，其具有蜂窝基材和涂覆层，所述蜂窝基材具有多孔质的隔壁和与该隔壁一体形成的多孔质的外周壁，所述隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述涂覆层配置在所述外周壁的外侧表面的至少一部分；所述涂覆层的一部分侵入到所述外周壁的细孔内，所述涂覆层的侵入到所述外周壁的细孔内的部分的厚度是所述外周壁的厚度的1～90％。
2.一种蜂窝结构体，其具有蜂窝基材和涂覆层，所述蜂窝基材具有多孔质的隔壁和与该隔壁分别形成的气孔率为35％以上的多孔质的外周壁，所述隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述涂覆层配置在所述外周壁的外侧表面的至少一部分；所述涂覆层的一部分侵入到所述外周壁的细孔内，所述涂覆层的侵入到所述外周壁的细孔内的部分的厚度是所述外周壁的厚度的1～90％。
3.如权利要求1或2所述的蜂窝结构体，所述涂覆层的除了侵入到所述外周壁的细孔内的部分以外的部分的厚度为70μm以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体，所述涂覆层含有Si。
5.如权利要求4所述的蜂窝结构体，所述涂覆层进一步含有Ti。
6.如权利要求1～5中任一项所述的蜂窝结构体，所述蜂窝基材的气孔率为50～75％。
7.如权利要求1～5中任一项所述的蜂窝结构体，所述蜂窝基材的气孔率为59～67％。
8.如权利要求1～7中任一项所述的蜂窝结构体，具有将规定孔格的所述入口端面侧的开口端部以及剩余孔格的所述出口端面侧的开口端部进行封孔的封孔部。
CN201510574281.6A 2014-09-11 2015-09-10 蜂窝结构体 Pending CN105413319A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014184770 2014-09-11
JP2014-184770 2014-09-11
JP2015-126979 2015-06-24
JP2015126979A JP2016055282A (ja) 2014-09-11 2015-06-24 ハニカム構造体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105413319A true CN105413319A (zh) 2016-03-23

Family

ID=54140315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510574281.6A Pending CN105413319A (zh) 2014-09-11 2015-09-10 蜂窝结构体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10232299B2 (zh)
EP (1) EP3002429B1 (zh)
CN (1) CN105413319A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106925051A (zh) * 2017-03-15 2017-07-07 广西华原过滤系统股份有限公司 一种蜂窝式过滤芯材
CN108238817A (zh) * 2016-12-26 2018-07-03 日本碍子株式会社 外周涂层材料及外周涂覆蜂窝结构体
CN108371845A (zh) * 2017-01-31 2018-08-07 日本碍子株式会社 蜂窝结构体的制造方法及蜂窝结构体
CN108421562A (zh) * 2017-02-13 2018-08-21 韩国原子力技术株式会社 利用金属支撑体的除氢催化剂体
CN109219590A (zh) * 2016-05-31 2019-01-15 恩亿凯嘉股份有限公司 带有覆膜的圆柱形蜂窝结构体的制造方法以及催化剂的制造方法
CN110709588A (zh) * 2017-06-05 2020-01-17 马自达汽车株式会社 发动机的尾气处理装置及其制造方法
CN112023527A (zh) * 2019-06-04 2020-12-04 日本碍子株式会社 过滤器及其制造方法
CN112469490A (zh) * 2018-08-02 2021-03-09 日本碍子株式会社 多孔质复合体
CN114133228A (zh) * 2020-09-03 2022-03-04 日本碍子株式会社 多孔质陶瓷结构体

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6718207B2 (ja) * 2015-04-23 2020-07-08 菊水化学工業株式会社 外周コート材及びセラミック製品
EP3505244B1 (en) 2016-08-26 2021-09-22 N.E. Chemcat Corporation Honeycomb structure, honeycomb structure type catalyst, and production methods therefor
JP6622741B2 (ja) 2017-03-07 2019-12-18 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP6684257B2 (ja) * 2017-09-27 2020-04-22 イビデン株式会社 排ガス浄化用ハニカム触媒
JP2019058876A (ja) 2017-09-27 2019-04-18 イビデン株式会社 ハニカム触媒
JP6698602B2 (ja) * 2017-09-27 2020-05-27 イビデン株式会社 排ガス浄化用ハニカム触媒
JP2019058875A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 イビデン株式会社 ハニカム触媒

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1684770A (zh) * 2002-09-25 2005-10-19 日本碍子株式会社 蜂窝催化剂载体及其制造方法
CN1883792A (zh) * 2005-06-24 2006-12-27 揖斐电株式会社 蜂窝结构体
US20070243357A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and method of producing the same
US20080236122A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structure, method of manufacturing honeycomb structure, exhaust gas treating apparatus, and method of manufacturing exhaust gas treating apparatus
US20110203242A1 (en) * 2010-01-05 2011-08-25 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56133036A (en) 1980-03-25 1981-10-17 Asahi Glass Co Ltd Deposition of catalyst onto ceramic honeycomb
JP3466862B2 (ja) 1997-03-28 2003-11-17 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体
JP3394449B2 (ja) 1998-06-18 2003-04-07 日本碍子株式会社 薄壁ハニカム構造体およびその補強方法
JP3553424B2 (ja) 1999-06-22 2004-08-11 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体、セラミックハニカム触媒担体及びこれらを用いたセラミックハニカム触媒コンバータ
JP2003277162A (ja) * 2002-01-21 2003-10-02 Ngk Insulators Ltd 多孔質ハニカム構造体、その用途及びその製造方法
CN100387341C (zh) 2002-03-20 2008-05-14 日本碍子株式会社 显示信息的保护方法及其表面信息由该保护方法所保护的微孔结构
CN1901989B (zh) 2003-12-31 2011-04-13 康宁股份有限公司 具有疏水涂层的陶瓷结构
JP2006255542A (ja) 2005-03-16 2006-09-28 Ngk Insulators Ltd セラミックハニカム構造体
EP1967380B1 (en) 2005-12-21 2014-02-12 NGK Insulators, Ltd. Marking composition and information display method
JP5650022B2 (ja) 2010-03-12 2015-01-07 日本碍子株式会社 外周コート材、外周コートハニカム構造体及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1684770A (zh) * 2002-09-25 2005-10-19 日本碍子株式会社 蜂窝催化剂载体及其制造方法
CN1883792A (zh) * 2005-06-24 2006-12-27 揖斐电株式会社 蜂窝结构体
US20070243357A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and method of producing the same
US20080236122A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structure, method of manufacturing honeycomb structure, exhaust gas treating apparatus, and method of manufacturing exhaust gas treating apparatus
US20110203242A1 (en) * 2010-01-05 2011-08-25 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109219590A (zh) * 2016-05-31 2019-01-15 恩亿凯嘉股份有限公司 带有覆膜的圆柱形蜂窝结构体的制造方法以及催化剂的制造方法
CN108238817A (zh) * 2016-12-26 2018-07-03 日本碍子株式会社 外周涂层材料及外周涂覆蜂窝结构体
CN108238817B (zh) * 2016-12-26 2022-04-26 日本碍子株式会社 外周涂层材料及外周涂覆蜂窝结构体
CN108371845A (zh) * 2017-01-31 2018-08-07 日本碍子株式会社 蜂窝结构体的制造方法及蜂窝结构体
CN108421562A (zh) * 2017-02-13 2018-08-21 韩国原子力技术株式会社 利用金属支撑体的除氢催化剂体
CN106925051A (zh) * 2017-03-15 2017-07-07 广西华原过滤系统股份有限公司 一种蜂窝式过滤芯材
CN110709588A (zh) * 2017-06-05 2020-01-17 马自达汽车株式会社 发动机的尾气处理装置及其制造方法
CN110709588B (zh) * 2017-06-05 2021-10-22 马自达汽车株式会社 发动机的尾气处理装置及其制造方法
CN112469490A (zh) * 2018-08-02 2021-03-09 日本碍子株式会社 多孔质复合体
CN112023527A (zh) * 2019-06-04 2020-12-04 日本碍子株式会社 过滤器及其制造方法
CN114133228A (zh) * 2020-09-03 2022-03-04 日本碍子株式会社 多孔质陶瓷结构体

Also Published As

Publication number Publication date
EP3002429B1 (en) 2018-10-24
US10232299B2 (en) 2019-03-19
EP3002429A1 (en) 2016-04-06
US20160074800A1 (en) 2016-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105413319A (zh) 蜂窝结构体
JP5291966B2 (ja) 触媒担持フィルタ
JP6918807B2 (ja) ハニカム構造体、ハニカム構造体の製造方法、およびハニカム構造型触媒の製造方法
JP5604046B2 (ja) ハニカム構造体
CN103889929B (zh) 陶瓷蜂窝结构体的制造方法和陶瓷蜂窝结构体
JP5208897B2 (ja) ハニカムフィルタ
US7833936B2 (en) Honeycomb structure, method for producing the same, and exhaust emission purification apparatus
JP2016055282A (ja) ハニカム構造体
EP2108439A1 (en) Catalytic diesel particulate filter and manufacturing method thereof
JPWO2008078799A1 (ja) ハニカム構造体及びその製造方法
JP2009220029A (ja) 触媒担持フィルタ
JP2010227767A (ja) ハニカムフィルタ
US7622419B2 (en) Filter catalyst
EP2108448A2 (en) Honeycomb catalyst body
EP3070069B1 (en) Honeycomb structure
CN111749756B (zh) 颗粒过滤器及装罐结构体
JP7181380B2 (ja) ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置
CN108691606A (zh) 蜂窝过滤器
EP3070070B1 (en) Honeycomb structure
US20200386134A1 (en) Filter and method for manufacturing same
JP5654733B2 (ja) ハニカム触媒体及びハニカム触媒体の製造方法
JP7358157B2 (ja) 複合酸化物触媒、多孔質複合体および複合酸化物触媒の製造方法
JP6849519B2 (ja) 触媒製造用ハニカム構造体、フィルター型ハニカム触媒および製造方法
JP6581917B2 (ja) ハニカム構造体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160323

RJ01 Rejection of invention patent application after publication