CN1646204A - 废气净化用蜂窝式过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种在赋予催化剂时或在废气净化装置长期反复使用时，在密封材料层的交叉部不会产生裂纹等的耐久性良好的废气净化用蜂窝式过滤器。本发明的废气净化用蜂窝式过滤器构成为，将隔着隔壁在长度方向并列设置多个贯通孔的方柱状多孔质陶瓷部件，通过密封材料层被捆束多个而构成陶瓷体，在上述陶瓷体的外周部也形成密封材料层，隔着上述贯通孔的隔壁起到捕集颗粒用过滤器的作用，其特征在于，与上述陶瓷体的上述多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中上述密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)是上述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍。

Description

废气净化用蜂窝式过滤器
本申请是以2002年4月9日申请的日本国专利申请2002-106777号为基础申请的主张优先权的申请。
技术领域
本发明涉及一种用作去除从柴油发动机等内燃机排出的废气中的微粒等的过滤器的废气净化用蜂窝式过滤器(honeycomb filter)。
背景技术
从汽车、卡车等车辆或建筑机械等内燃机排出的废气中含有的微粒，给环境和人体带来危害已成为近来的问题。
因此，提出各种陶瓷过滤器，使这种废气通过多孔质陶瓷，捕集废气中的微粒，从而可以净化废气。
作为这种陶瓷过滤器，例如将由碳化硅等构成的、隔着隔壁在长度方向并列设置多个贯通孔的柱状的蜂窝状部件，通过密封材料层捆束多个而构成的蜂窝式过滤器已被公知(参照特开2001-96117号公报、特开2001-190916号公报)。
这种结构的蜂窝式过滤器耐热性极好，也容易进行再生处理(再生処理)等，所以被用于各种大型车辆或安装了柴油发动机的车辆等。
上述的蜂窝式过滤器被设置在内燃机的排气通道中，从内燃机排出的废气中的微粒，在通过该蜂窝式过滤器时被隔壁捕捉，从而废气得到净化。并且，伴随该废气的净化作用，在蜂窝式过滤器的隔着贯通孔的隔壁部分逐渐堆积微粒，产生孔眼堵塞并妨碍通气，所以在蜂窝式过滤器中，需要定期使用加热器等加热装置，使成为孔眼堵塞原因的微粒燃烧掉，进行再生处理(再生処理)。
但是，如果使用这种以往的蜂窝式过滤器长期进行废气净化时，在废气流入侧的蜂窝式过滤器的端面，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层因废气而风蚀。特别是在蜂窝式过滤器的废气流入侧端面，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层交叉的部分即交叉部因废气而有集中遭受风蚀的趋势，有时在该交叉部形成较大的凹陷。
这样，如果密封材料层被风蚀，特别是使用在密封材料层的交叉部形成有较大凹陷的蜂窝式过滤器进行废气净化时，在上述密封材料层的交叉部的较大凹陷中将堆积大量的微粒。
并且，如果进行这种状态的蜂窝式过滤器的再生处理，则堆积在上述凹陷中的微粒燃烧，较大的热应力作用于上述密封材料层的局部，在上述密封材料层产生裂纹等致命缺陷，致使蜂窝式过滤器损坏。
另外，在特开2001-206780号公报中公开的方柱状的陶瓷结构体，使方柱状的陶瓷烧结体组块(segment)形成为一体，使上述组块之间的密封材料层的宽度不一定且不均等。
但是，即使使用这种方柱状的陶瓷结构体，防止密封材料层的交叉部的风蚀的效果也不充分，而且在赋予(付与)了催化剂或催化剂承载膜(担持膜)的情况下，密封材料层的密封性和粘接性不充分。
发明内容
本发明就是为了解决这些问题而提出的，其目的在于，提供一种在赋予催化剂时或在废气净化装置长期反复使用时，在密封材料层的交叉部不会产生裂纹等的耐久性良好的废气净化用蜂窝式过滤器。
本发明的废气净化用蜂窝式过滤器构成为，将隔着隔壁在长度方向并列设置多个贯通孔的方柱状多孔质陶瓷部件，通过密封材料层被捆束多个而构成陶瓷体，在上述陶瓷体的外周部也形成密封材料层，隔着上述贯通孔的隔壁起到颗粒捕集用过滤器的作用，其特征在于，与上述陶瓷体的上述多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，上述密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)是上述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍。
另外，在本发明的废气净化用蜂窝式过滤器中，与上述陶瓷体的上述多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，上述密封材料层的交叉部的最大宽度L是上述密封材料层的最小宽度l的1.5～3倍，这是指将各密封材料层的交叉部的最大宽度L进行平均时，其平均值是密封材料层的最小宽度l的1.5～3倍，而在所有密封材料层的交叉部中，优选最大宽度L是密封材料层的最小宽度l的1.5～3倍。
并且，本发明的废气净化用蜂窝式过滤器优选形成为长度方向的外周面具有曲面的形状。
并且，本发明的废气净化用蜂窝式过滤器优选被赋予了催化剂、催化剂承载膜。在本发明的废气净化用蜂窝式过滤器中，催化剂可以被赋予到多孔质陶瓷部件中，也可以赋予到密封材料层中。同样，在本发明的废气净化用蜂窝式过滤器中，催化剂承载膜可以被赋予到多孔质陶瓷部件中，也可以赋予到密封材料层中。
附图说明
图1是示意表示本发明的废气净化用蜂窝式过滤器的一例的立体图。
图2(a)是示意表示构成图1所示的蜂窝式过滤器的多孔质陶瓷部件的一例的立体图，图2(b)是沿图2(a)所示的多孔质陶瓷部件的A-A线的剖面图。
图3(a)是示意表示构成图1和图2所示的本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的一例的部分放大剖面图，图3(b)是示意表示构成本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的其他示例的部分放大剖面图，图3(c)是示意表示构成本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的另外其他示例的部分放大剖面图。
图4(a)是示意表示本发明的废气净化用蜂窝式过滤器的一例的部分放大剖面图，图4(b)是示意表示本发明的废气净化用蜂窝式过滤器的其他示例的部分放大剖面图，图4(c)是的示意表示本发明的废气净化用蜂窝式过滤器的另外其他示例的部分放大剖面图。
图5是示意表示制造本发明的废气净化用蜂窝式过滤器的状态的侧视图。
图6(a)是示意表示以往的陶瓷体外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器的一例的部分放大剖面图，图6(b)是示意表示以往的陶瓷体外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器的其他示例的部分放大剖面图，图6(c)是示意表示以往的陶瓷体外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器的另外其他示例的部分放大剖面图。
图7是表示实施例1～15及比较例1～6涉及的蜂窝式过滤器的、形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和密封材料层的交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
图8是表示实施例16～30及比较例7～12涉及的蜂窝式过滤器的、形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和密封材料层的交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
图9是表示比较例13～19涉及的蜂窝式过滤器的、形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和密封材料层的交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
图10是表示试验例1～21涉及的蜂窝式过滤器的、形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和密封材料层的交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
符号说明
10蜂窝式过滤器；11交叉部；13密封材料层；14密封材料层；15陶瓷体；20多孔质陶瓷部件；21贯通孔；22填充材料；23隔壁。
本发明的废气净化用蜂窝式过滤器构成为，隔着隔壁在长度方向并列设置多个贯通孔的方柱状多孔质陶瓷部件，通过密封材料层被捆束多个而构成陶瓷体，在上述陶瓷体的外周部也形成密封材料层，隔着上述贯通孔的隔壁起到颗粒捕集用过滤器的作用，其特征在于，与上述陶瓷体的上述多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，上述密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)是上述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍。
图1是示意表示本发明的废气净化用蜂窝式过滤器(以下简单地称为本发明的蜂窝式过滤器)的一例的立体图，图2(a)是示意表示构成图1所示的蜂窝式过滤器的多孔质陶瓷部件的一例的立体图，图2(b)是沿图2(a)所示的多孔质陶瓷部件的A-A线的剖面图。
如图1和图2所示，本发明的蜂窝式过滤器的结构可以列举和以往的蜂窝式过滤器大致相同的结构。
即，通过密封材料层14将多孔质陶瓷部件20捆束多个而构成陶瓷体15，在该陶瓷体15的周围也形成密封材料层13。并且，该多孔质陶瓷部件20的外周角部被加工了圆角(加工圆角R)，在其长度方向并列设置多个贯通孔21，隔着各个贯通孔21的隔壁23起到过滤器的作用。
另外，关于形成于多孔质陶瓷部件20的外周角部上的圆角，将在后面说明。
即，如图2(b)所示，形成于多孔质陶瓷部件20的贯通孔21在废气的入口侧或出口侧端部中的任一方被填充材料22密封孔眼，流入一个贯通孔21的废气一定在通过隔开贯通孔21的隔壁23后，从其他贯通孔23流出。
设置密封材料层13的目的在于，在把蜂窝式过滤器10设置在内燃机的排气通道中时，防止废气从陶瓷体15的外周部泄漏。另外，本发明者们发现，通过使密封材料层13形成于陶瓷体的外周部，可以提高蜂窝式过滤器的强度等，同时与不形成密封材料层13时相比，可以降低密封材料层的交叉部的风蚀。这被推测认为是，如果在陶瓷体的外周部形成密封材料层13，向蜂窝式过滤器整体施加朝向内侧的压缩力，密封材料层的交叉部变硬压缩且变得坚固，从而，相对风蚀、裂纹的耐久性提高，抗振动性增强。
因此，本发明的蜂窝式过滤器，在陶瓷体的外周部形成密封材料层的情况下，为了进一步降低密封材料层的交叉部的风蚀，把密封材料层的形成条件设计成最佳条件。
本发明的蜂窝式过滤器，与陶瓷体的多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面(以下简单地称为陶瓷体的断面)中的、密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)是上述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍。
另外，在本发明的蜂窝式过滤器中，所述“密封材料层的交叉部”是指在本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面中，密封材料层由彼此相邻的多孔质陶瓷部件的彼此平行的外周夹持的区域以外的区域。
如果上述密封材料层的交叉部的最大宽度L小于上述密封材料层的最小宽度l的1.5倍，则废气过度集中于上述交叉部，较大的热应力容易起作用，因此在上述交叉部产生较大的凹陷。如果长期使用这种蜂窝式过滤器，微粒大量堆积在该较大凹陷中，在蜂窝式过滤器的再生处理中，较大的热应力起作用，使得密封材料层产生裂纹。
并且，上述密封材料层不是完全的致密体，其内部流入废气，如果上述密封材料层的交叉部的最大宽度L超过上述密封材料层的最小宽度l的3倍，在蜂窝式过滤器的使用中，流入上述交叉部的废气量增多，因此较大的热应力作用于上述交叉部，在产生较大凹陷的同时，容易产生裂纹。并且，在上述密封材料层的交叉部的最大宽度L超过上述密封材料层的最小宽度l的3倍的蜂窝式过滤器中，其端面中可以进行废气净化的面积减少，废气的净化效率降低。
因此，本发明的蜂窝式过滤器通过使上述密封材料层的交叉部的最大宽度L为上述密封材料层的最小宽度l的1.5～3倍，即使在陶瓷体的外周部形成密封材料层，也能够防止较大的热应力作用于上述密封材料层的交叉部，防止因风蚀而产生较大的凹陷。
并且，本发明的蜂窝式过滤器的形状不限于图1所示的圆柱状，例如，可以列举椭圆柱状或方柱状等任意形状。其中，特别优选圆柱状、椭圆柱状等的长度方向的外周面具有曲面的形状。通常，安装了废气净化用蜂窝式过滤器的内燃机的排气通道形成为在过滤器正前面扩大成圆锥状(taper状)的形状，废气相对过滤器并不是全部都平行地流入，而是在过滤器的正前面的空间产生各种气流而流入过滤器。此时，本发明的蜂窝式过滤器的形状不是方柱形状，只要是长度方向的外周面具有曲面的形状，废气的气流在过滤器的断面方向容易形成漩涡，容易使废气相对过滤器呈螺旋状流入，所以容易均匀地捕集微粒，而且使风蚀不集中于交叉部，而整体上分布均匀，降低风蚀。并且，在向本发明的蜂窝式过滤器的密封材料层赋予催化剂或催化剂承载膜的情况下，如后面所述，虽然密封材料层容易变得不均匀而恶化密封性和粘接性，但如果是长度方向上的外周面具有曲面的过滤器，与方柱状的过滤器相比，可以均匀地进行干燥，因此能够防止密封材料层产生不均匀现象。
图6(a)是示意表示以往的陶瓷体的外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器的一例的部分放大剖面图，图6(b)是示意表示以往的陶瓷体的外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器的其他示例的部分放大剖面图，图6(c)是示意表示以往的陶瓷体的外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器的另外其他示例的部分放大剖面图。
如图6所示，在以往的陶瓷体的外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器中，交叉部61(图6(a))、交叉部610(图6(b))在陶瓷体的断面中呈正方形，这些蜂窝式过滤器的交叉部61和610的最大宽度L’通常为密封材料层的最小宽度l’的21/2倍，并且，交叉部611(图6(c))在陶瓷体的断面中呈正三角形，该蜂窝式过滤器的交叉部611的最大宽度L’通常为密封材料层的最小宽度l’的1倍。
即，如图6所示的以往的陶瓷体的外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器的交叉部61、610和611，其密封材料层的交叉部的最大宽度L’均小于密封材料层的最小宽度l’的1.5倍，不满足上述的本发明的蜂窝式过滤器的密封材料层的交叉部的最大宽度L和密封材料层的最小宽度l的关系。
因此，在本发明中，在构成蜂窝式过滤器的多孔质陶瓷部件的长度方向的断面类似以往的陶瓷体外周部具有密封材料层的蜂窝式过滤器那样的正方形、长方形或正六边形的情况下，如图3(a)～图3(c)所示，在多孔质陶瓷部件的外周角部进行倒角，使密封材料层的交叉部的最大宽度L为密封材料层的最小宽度l的1.5～3倍。
图3(a)是示意表示构成图1和图2所示的本发明的蜂窝式过滤器10的陶瓷体15的断面的一例的部分放大剖面图，图3(b)是示意表示构成本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的其他示例的部分放大剖面图，图3(c)是示意表示构成本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的另外其他示例的部分放大剖面图。
另外，在以下的图3(a)～图3(c)的说明中，在与多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，单纯地把相当于多孔质陶瓷部件的外周的部分称为外周，并且，在与多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，单纯地把相当于形成于多孔质陶瓷部件的外周角部的R面(C面)的部分称为R面(C面)。
并且，在图3(a)～图3(c)中，省略形成于多孔质陶瓷部件的贯通孔和隔壁等。
在图3(a)所示的本发明的蜂窝式过滤器10中，与多孔质陶瓷部件20的长度方向垂直的断面形状为其外周角部被加工了圆角R的大致正方形或长方形，交叉部11形成为密封材料层14被彼此相邻的4个多孔质陶瓷部件20的彼此平行的外周所夹持的区域以外的区域，即，密封材料层14被形成于在左右方向和上下方向彼此相邻的两个多孔质陶瓷部件20的外周角部的R面中、由连接靠近的一方R面的各个端部的线划分的区域。
因此，这种交叉部11的最大宽度L1(mm)，如图3(a)所示，形成为倾斜地彼此相邻的多孔质陶瓷部件20中相面对的R面的相距较远的端部之间的距离，具体而言，如果把密封材料层14的最小宽度设为l1(mm)，把圆角大小设为R1(mm)，则可以根据下述公式1求出。
公式1
L 1 = ( l 1 + 2 × R 1 ) 2 + l 1 2 · · · ( 1 )
并且，在图3(b)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，与多孔质陶瓷部件200的长度方向垂直的断面形状为其外周角部被加工了圆角C的大致正方形或长方形，交叉部110形成为密封材料层140被彼此相邻的4个多孔质陶瓷部件200的彼此平行的外周所夹持的区域以外的区域，即，密封材料层140被在左右方向和上下方向彼此相邻的两个多孔质陶瓷部件200的外周角部所形成的C面中、由连接靠近的C面的各个端部的线划分的区域。
因此，这种交叉部110的最大宽度L2(mm)，如图3(b)所示，形成为倾斜地彼此相邻的多孔质陶瓷部件200中相面对的C面的较远的端部之间的距离，具体而言，如果把密封材料层140的最小宽度设为l2(mm)，把圆角大小设为C(mm)，则可以根据下述公式2求出。
公式2
L 2 = ( l 2 + 2 × C ) 2 + l 2 2 · · · ( 2 )
另外，在图3(c)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，与多孔质陶瓷部件201的长度方向垂直的断面形状为其外周角部被加工了圆角R的大致正六边形，交叉部111形成为密封材料层141被彼此相邻的3个多孔质陶瓷部件201的彼此平行的外周所夹持的区域以外的区域，即，密封材料层141被彼此相邻的两个多孔质陶瓷部件201的外周所形成的R面中、由连接靠近的R面的各个端部的线划分的区域。
因此，这种交叉部111的最大宽度L3(mm)，如图3(c)所示，形成为彼此相邻的多孔质陶瓷部件200的R面的较远的端部之间的距离，具体而言，如果把密封材料层141的最小宽度设为l3(mm)，把圆角大小设为R2(mm)，则可以根据下述公式3求出。
公式3
L3＝l3+R2    ……(3)
在这些图3(a)～图3(c)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，调整圆角大小R1、C和R2，以使交叉部11、110和111的最大宽度L(L1～L3)均为密封材料层14、140和141的最小宽度l(l1～l3)的1.5～3倍。
例如，在图3(a)所示的蜂窝式过滤器中，如果上述l1为1.0mm，则根据上述公式(1)，通过把圆角大小R1调整为0.059～0.91mm，可以使上述L1为1.5～3.0mm。
并且，在图3(b)所示的蜂窝式过滤器中，例如，如果上述l2为1.0mm，根据上述公式(2)，通过把圆角大小C调整为0.059～0.91mm，可以使上述L2为1.5～3.0mm。
另外，在图3(c)所示的蜂窝式过滤器中，例如，如果上述l3为1.0mm，根据上述公式(3)，通过把圆角大小R2调整为0.5～2.0mm，可以使上述L3为1.5～3.0mm。
并且，在本发明的蜂窝式过滤器中，与多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面形状为其外周角部被加工了圆角的正方形或长方形时，上述多孔质陶瓷部件如图3(a)或图3(b)所示，不必在上下方向和左右方向均等地排列捆束，可以在上下方向或左右方向偏移的状态下捆束。
图4(a)是示意表示构成多孔质陶瓷部件在左右方向偏移的状态下被捆束的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的一例的部分放大剖面图。
另外，在以下图4(a)的说明中，在与多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，单纯地把相当于多孔质陶瓷部件的外周的部分称为外周，并且，在与多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，单纯地把相当于在多孔质陶瓷部件的外周角部形成的R面的部分称为R面。
并且，在图4(a)中，省略形成于多孔质陶瓷部件的贯通孔和隔壁等。
在图4(a)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，与多孔质陶瓷部件202的长度方向垂直的断面形状为其外周角部被加工了圆角R的大致正方形或长方形，交叉部112形成为密封材料层142被彼此相邻的3个多孔质陶瓷部件202的彼此平行的外周所夹持的区域以外的区域，即，密封材料层142被形成于在左右方向彼此相邻的两个多孔质陶瓷部件202的外周的R面中、连接靠近的R面的各个端部的线和被从上述R面的相距较远的端部朝向彼此相邻的另一个多孔质陶瓷部件202的外周下垂的两条垂线所划分出的区域。
因此，如图4(a)所示，这种交叉部112的最大宽度L4(mm)为从作为一条垂线的起点的多孔质陶瓷部件202的R面的端部到另一条垂线和多孔质陶瓷部件202的外周所接触的点的距离，具体而言，如果把密封材料层142的最小宽度设为l4(mm)，把圆角大小设为R3(mm)，则可以根据下述公式4求出。
公式4
L 4 = ( l 4 + 2 × R 3 ) 2 + l 4 2 · · · ( 4 )
在这种图4(a)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，调整圆角的大小R3，使交叉部112的最大宽度L4为密封材料层142的最小宽度l4的1.5～3倍。
具体而言，例如，如果上述l4为1.0mm，根据上述公式(4)，通过把圆角大小R3调整为0.059～0.91mm，可以使上述L4为1.5～3.0mm。
并且，在本发明的蜂窝式过滤器中，多孔质陶瓷部件的长度方向的断面形状如图4(b)、图4(c)所示，也可以是菱形或三角形。
图4(b)是示意表示构成本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的一例的部分放大剖面图，图4(c)是示意表示构成本发明的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面的其他示例的部分放大剖面图。
另外，在以下图4(b)、(c)的说明中，在与多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，单纯地把相当于多孔质陶瓷部件的外周的部分称为外周。
并且，在图4(b)、(c)中，省略形成于多孔质陶瓷部件的贯通孔和隔壁等。
在图4(b)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，与其长度方向垂直的断面形状为菱形的多孔质陶瓷部件203通过密封材料层143被捆束多个，交叉部113形成为密封材料层143被彼此相邻的4个多孔质陶瓷部件203的彼此平行的外周所夹持的区域以外的区域，即，密封材料层143被连接彼此相邻的4个多孔质陶瓷部件203的外周的各个角部的线划分后的菱形的区域。
因此，这种交叉部113的最大宽度L5(mm)，如图4(b)所示，形成为菱形的交叉部113的较长一方的对角线，具体而言，如果把密封材料层143的最小宽度设为l5(mm)，把在与多孔质陶瓷部件203的长度方向垂直的断面中的锐角的顶点角度设为α，则可以根据下述公式5求出。
公式5
L 5 = l 5 sin α 2 ( 1 + cos α ) · · · ( 5 )
在这种图4(b)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，通过调整与多孔质陶瓷部件203的长度方向垂直的断面中的锐角的顶点角度α，使交叉部113的最大宽度L5为密封材料层143的最小宽度l5的1.5～3倍。
具体而言，例如，如果密封材料层143的最小宽度l5为1.0mm，则根据将上述公式(5)变形得到的cosα＝1-2l5 2/L5 2，通过把多孔质陶瓷部件203的锐角的顶点角度α调整为38.9～83.6°，可以使交叉部113的最大宽度L5为1.5～3.0mm。
另外，在图4(b)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，对多孔质陶瓷部件203的外周角部实施R圆角或C圆角等的倒角处理并不是必须条件，但如果多孔质陶瓷部件203的外周角部是尖状的，则热应力集中作用于该部分，容易产生裂纹，所以优选加工成圆角。
另外，在图4(c)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，与其长度方向垂直的断面形状为三角形的多孔质陶瓷部件204通过密封材料层144被捆束多个，交叉部114形成为密封材料层144被相邻的6个多孔质陶瓷部件204的彼此平行的外周所夹持的区域以外的区域，即，密封材料层144被连接彼此相邻的6个多孔质陶瓷部件204的外周的各个角部的线划分后的正六边形的区域。
因此，这种交叉部114的最大宽度L6(mm)，如图4(c)所示，形成为通过交叉部114而倾斜面对的多孔质陶瓷部件204的角部的距离，具体而言，如果把密封材料层144的最小宽度设为l6(mm)，则可以根据下述公式6求出。
公式6
L6＝2×l6    ……(6)
在这种图4(c)所示的蜂窝式过滤器中，交叉部114的最大宽度L6通常为密封材料层144的最小宽度l6的2倍。
具体而言，例如，如果密封材料层144的最小宽度l6为1.0mm，根据上述公式(6)，上述L6为2.0mm。
另外，在图4(c)所示的本发明的蜂窝式过滤器中，对多孔质陶瓷部件204的外周角部实施R圆角或C圆角等的倒角处理并不是必须条件，但如果多孔质陶瓷部件204的外周角部是尖状的，则热应力集中作用于该部分，容易产生裂纹，所以优选加工成圆角。
这样，在本发明的蜂窝式过滤器中，在多孔质陶瓷部件的外周角部实施倒角处理不是必须条件，根据与上述多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面形状，没有必要对其外周角部加工成圆角。
此处，在日本特开2001-96117号公报中，公开了在蜂窝式过滤器的外周面角部形成0.3～2.5mm的圆弧面的陶瓷过滤器聚集体。
并且，在日本特开2001-190916号公报中，公开了蜂窝状组块断面形状的角部形成为曲率半径大于等于0.3mm的圆角、或者被实施了大于等于0.5mm的倒角处理的蜂窝状结构体。
这些公报中记载的陶瓷过滤器聚集体和蜂窝状结构体，关于把蜂窝式过滤器或蜂窝状组块的外周角部作成圆角或实施倒角处理，虽然一部分与上述本发明的蜂窝式过滤器相同，但在这些公报中没有记载在外周部形成密封材料层的内容，而且，完全没有记载在构成蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面中，限定密封材料层的交叉部的最大宽度L和该密封材料层的最小宽度l的关系的内容。
即，上述文献记载的发明和本发明的蜂窝式过滤器，其结构是不同的，这些文献对本发明的蜂窝式过滤器的新颖性或创造性不能形成任何障碍。
在本发明的蜂窝式过滤器中，虽然对作为陶瓷体的断面中的密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)没有特别限定，但优选为0.2～9mm左右。如果小于0.2mm，则密封材料层的厚度非常薄，不能合适地将各个多孔质陶瓷部件捆束，另一方面，如果超过9mm，则密封材料层非常厚，为了充分确保蜂窝式过滤器的可过滤面积，需要非常大的蜂窝式过滤器。
在本发明的蜂窝式过滤器中，对作为蜂窝状陶瓷部件的材料没有特别限定，例如，可以列举氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化钛等氮化物陶瓷，碳化硅、碳化锆、碳化钛、碳化钽、碳化钨等碳化物陶瓷，氧化铝、氧化锆、堇青石(cordierite)、莫来石等氧化物陶瓷，其中优选耐热性好、机械特性良好、而且热传导率大的碳化硅。另外，也可以使用向上述陶瓷中调配了金属硅的含硅陶瓷、利用硅或硅酸盐化合物结合的陶瓷。
并且，对多孔质陶瓷部件的气孔率没有特别限定，但优选为40～80％左右。如果气孔率小于40％，则本发明的蜂窝式过滤器有时会马上产生孔眼堵塞，而如果气孔率超过80％，则多孔质陶瓷部件的强度降低，有时容易损坏。
另外，上述气孔率可以利用例如水银压入法、阿基米德法和使用扫描型电子显微镜(SEM)的测定等以往公知的方法进行测定。
并且，上述多孔质陶瓷部件的平均气孔直径优选5～100μm。如果平均气孔直径小于5μm，微粒容易引起孔眼堵塞。另一方面，如果平均气孔直径超过100μm，微粒从气孔中穿过，不能捕集该微粒，不能起到过滤器的作用。
制造这种多孔质陶瓷部件时使用的陶瓷的粒径没有特别限定，但优选在后面烧成工序中收缩小的陶瓷，例如，优选将具有平均粒径约为0.3～50μm的粉末100重量份(重量部)和具有平均粒径约为0.1～1.0μm的粉末5～65重量份组合而得的陶瓷。通过按上述配比混合上述粒径的陶瓷粉末，可以制造多孔质陶瓷部件。
在本发明的蜂窝式过滤器中，将这种多孔质陶瓷部件通过密封材料层捆束多个构成陶瓷体，在该陶瓷体的外周也形成密封材料层。
即，在本发明的蜂窝式过滤器中，密封材料层形成于多孔质陶瓷部件之间及陶瓷体的外周，形成于上述多孔质陶瓷部件之间的密封材料层起到将多个多孔质陶瓷部件捆束的粘接剂层的作用，另一方面，形成于陶瓷体外周的密封材料层在把本发明的蜂窝式过滤器安装于内燃机的排气通道中时，起到防止废气从陶瓷体外周泄漏的密封材料的作用。
对作为构成上述密封材料层的材料没有特别限定，例如可以列举由无机粘接剂、有机粘接剂、无机纤维及无机颗粒构成的密封材料层等。
另外，如上所述，在本发明的蜂窝式过滤器中，密封材料层形成于多孔质陶瓷部件之间及陶瓷体的外周，这些密封材料层可以用相同材料构成，也可以用不同材料构成。并且，在上述密封材料层用相同材料构成的情况下，其材料的配比可以相同也可以不同。
作为上述无机粘接剂，例如可以列举硅溶胶、铝溶胶等。这些粘接剂可以单独使用也可以混合两种或两种以上使用。在上述无机粘接剂中优选硅溶胶。
作为上述有机粘接剂，例如可以列举聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素等。这些粘接剂可以单独使用，也可以把两种或两种以上混合使用。在上述有机粘接剂中优选羧甲基纤维素。
作为上述无机纤维，例如可以列举硅酸铝(silica alumina)、莫来石、氧化铝、硅等陶瓷纤维等。这些无机纤维可以单独使用，也可以将两种或两种以上混合使用。在上述无机纤维中优选硅酸铝纤维(silicaalumina fiber)。
作为上述无机颗粒，例如可以列举碳化物、氮化物等，具体而言，可以列举由碳化硅、氮化硅、氮化硼等构成的无机粉末或金属须等。这些无机颗粒可以单独使用，也可以将两种或两种以上混合使用。在上述无机颗粒中优选热传导性好的碳化硅。
并且，在本发明的蜂窝式过滤器中，优选赋予催化剂。通过承载(担持)催化剂，本发明的蜂窝式过滤器可以在发挥捕集废气中的微粒的过滤器的作用的同时，发挥净化废气中含有的上述CO、HC、及NOx等的催化剂载体的作用。
作为上述催化剂，只要是可以净化废气中的CO、HC、及NOx等的催化剂就没有特别限定，例如可以列举白金、钯、铑等贵金属等。并且，有时也在贵金属的基础上添加碱金属(元素周期表1族)、碱土金属(元素周期表2族)、稀土族元素(元素周期表3族)。
并且，在向本发明的蜂窝式过滤器赋予上述催化剂时，优选预先在其表面形成催化剂承载膜后赋予上述催化剂。这样，可以增大比表面积，提高催化剂的分散度，增加催化剂的反应部位。并且，可以利用催化剂承载膜防止催化剂金属的结块，所以也提高催化剂的耐热性。另外，可以降低压力损耗。
作为上述催化剂承载膜只要是比表面积大的承载膜就没有特别限定，例如可以列举由氧化铝、氧化锆、氧化钛、二氧化硅等构成的膜。
另外，上述催化剂可以赋予到多孔质陶瓷部件中，也可以赋予到密封材料层。同样，上述催化剂承载膜可以赋予到多孔质陶瓷部件中，也可以赋予到密封材料层。即，上述催化剂和上述催化剂承载膜可以赋予到本发明的蜂窝式过滤器整体中，也可以不赋予到本发明的蜂窝式过滤器整体中。
作为向本发明的蜂窝式过滤器赋予上述催化剂和上述催化剂承载膜的方法没有特别限定，例如可以列举利用浸渍在浆状溶液(分散液)中并干燥的方法或溶胶凝胶法等向多孔质陶瓷部件赋予催化剂或催化剂承载膜后，使用该多孔质陶瓷部件制造陶瓷体的方法，或利用浸渍在浆状溶液中并干燥的方法或溶胶凝胶法等向陶瓷体赋予催化剂或催化剂承载膜的方法等。在前者的方法中，不向密封材料层赋予催化剂或催化剂承载膜，而在后者的方法中，向密封材料层赋予催化剂或催化剂承载膜。
作为上述浆状溶液，只要是构成催化剂或催化剂承载膜的材料或含有其原料的溶液就没有特别限定，例如在形成由氧化铝构成的催化剂承载膜时，可以使用向溶剂中分散了γ-Al2O3粉末的分散液等。
另外，使用向陶瓷体赋予催化剂或催化剂承载膜的方法制造方柱状的本发明的蜂窝式过滤器时，有时密封材料层容易变得不均匀，导致密封性和粘接性恶化。这是因为陶瓷体由组分不同的多孔质陶瓷部件和密封材料层构成，在多孔质陶瓷部件和密封材料层的溶剂吸收率等不同，因此推测在浸渍在浆状溶液中并干燥的方法或溶胶凝胶法等的干燥工序中，角部的密封材料层接触多孔质陶瓷部件的部分(表层部)急剧干燥，溶剂从角部的密封材料层未接触多孔质陶瓷部件的部分(内层部)被急剧夺取，结果，在角部的密封材料层的内层部产生疏松，在密封材料层的密度分布上容易产生偏差。
承载了上述催化剂的本发明的蜂窝式过滤器发挥着和以往公知的带催化剂的DPF(柴油微粒过滤器)相同的气体净化装置的作用。因此，此处省略本发明的蜂窝式过滤器发挥催化剂载体的作用时的详细说明。
如上所述，本发明的蜂窝式过滤器，具有与陶瓷体的所述多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中的密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)是所述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍的关系。
因此，本发明的蜂窝式过滤器在使用过程中，上述密封材料层的交叉部不会因废气而遭受集中的风蚀，并且流入上述交叉部的废气量减少，所以即使长期反复使用时，在上述密封材料层的交叉部不会产生较大的凹陷，或不会因流入该交叉部的废气等引起的热应力而产生裂纹，所以耐久性良好。
下面，说明上述的本发明的蜂窝式过滤器的制造方法的一例。另外，在以下说明中，使构成本发明的蜂窝式过滤器的多孔质陶瓷部件的长度方向的断面形状形成为图3(a)所示的、在其外周角部加工了圆角R的大致正方形。因此，在以下说明中适当参照图1、图2和图3(a)进行说明。
要制造本发明的蜂窝式过滤器，首先，制造作为陶瓷体15的陶瓷层压体。
该陶瓷层压体是将隔着隔壁在长度方向并列设置多个贯通孔、并且其外周进行了倒角处理的柱状多孔质陶瓷部件20，通过密封材料层14捆束多个而构成的大致方柱结构。
要制造多孔质陶瓷部件20，首先，向上述的陶瓷粉末添加粘接剂和分散溶液，调制混合组合物。
作为上述粘接剂没有特别限定，例如可以列举甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、酚醛树脂、环氧树脂等。
上述粘接剂的配比量通常优选相对100重量份的陶瓷粉末约为1～10重量份。
作为上述分散溶液没有特别限定，例如可以列举苯等有机溶剂，甲醇等酒精、水等。
上述分散溶液被适当配比成使混合组成物的粘度在一定范围以内。
这些陶瓷粉末、粘接剂及分散溶液在利用磨碎机(attritor)等混合后，用混合机等充分搅拌，利用挤压成形法等制造方柱形状的生成体。
然后，使用微波干燥机等使上述生成体干燥，形成陶瓷干燥体，然后对上述陶瓷干燥体的外周加工倒角(圆角R)。
作为上述圆角的大小没有特别限定，在制造后的蜂窝式过滤器的断面中，使形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)适当调整为所述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍。另外，也可以在上述陶瓷干燥体外周不进行倒角处理，而在挤压成形上述生成体时，预先制造上述生成体，使其外周成为圆角，并且，也可以在进行后述的脱脂、烧成工序制造烧结体后，对该烧结体的外周角部进行倒角处理。
然后，向加工了上述倒角的陶瓷干燥体的规定贯通孔实施填充封口材料的封口处理，再次利用微波干燥机等进行干燥处理。
作为上述封口材料没有特别限定，例如可以列举和上述混合组成物相同的材料。
然后，将经过上述封口处理的生成体在含氧氛围下加热到约400～650℃进行脱脂，使粘接剂等挥发并分解消失，大概仅剩下陶瓷粉末。
然后，在实施了上述脱脂处理后，在氮气、氩气等惰性气体氛围下加热到约1400～2200℃进行烧成，制造多孔质陶瓷部件20。
然后，按照图5所示，制造陶瓷层压体。
即，首先，将多孔质陶瓷部件20以倾斜状态堆积起来，将多孔质陶瓷部件20以倾斜状态放置在断面为V字形的台30上，然后向朝向上侧的两个侧面20a、20b以均匀厚度涂覆作为密封材料层14的密封材料膏(paste)，形成密封材料膏层31，在该密封材料膏层31上反复进行顺序层压其他的多孔质陶瓷部件20的步骤，制造规定大小的方柱状陶瓷层压体。此时，也可以在接触陶瓷层压体四角的多孔质陶瓷部件20上使用易剥离的双面胶带等，使四角柱状的多孔质陶瓷部件切割成两个部分而得到的三角柱状多孔质陶瓷部件20c、和形状与三角柱状的多孔质陶瓷部件20c相同的树脂部件32粘贴在一起，完成多孔质陶瓷部件20的层压后，将构成陶瓷层压体四角的树脂部件32全部去掉，使陶瓷层压体形成断面为多角柱状。由此，可以减少在将陶瓷层压体的外周部切削加工制造陶瓷体后而废弃的由多孔质陶瓷部件构成的废弃物的量。
除上述图5所示方法以外，作为制造断面为多角柱状的陶瓷层压体的方法，也可以根据制造的蜂窝式过滤器的形状，例如，使用省略四角的多孔质陶瓷部件的方法、组合三角柱状多孔质陶瓷部件的方法等。并且，当然也可以制造四角柱状的陶瓷层压体。
并且，将该陶瓷层压体在50～100℃下加热约1小时，使上述密封材料膏层干燥、固化，形成密封材料层14，然后使用金刚石刀具等切削上述陶瓷层压体的外周部，由此制造圆柱状的陶瓷体15。
作为构成密封材料层14的材料没有特别限定，例如，可以使用上述的无机粘接剂、有机粘接剂、无机纤维和含有无机颗粒的粘接剂膏。
并且，在上述密封材料膏中可以含有少量的水分和溶剂等，这些水分和溶剂等，通常通过在涂覆密封材料膏以后进行加热等，几乎全部挥发掉。
并且，上述无机粘接剂的含量的下限优选是固体成分的1重量％(百分比)，更优选5重量％。另一方面，上述无机粘接剂的含量的上限优选是固体成分的30重量％，更优选15重量％，最优选9重量％。如果上述无机粘接剂的含量小于1重量％，则导致粘接强度的降低，而如果超过30重量％，则导致热传导率的降低。
上述有机粘接剂的含量的下限优选是固体成分的0.1重量％，更优选0.2重量％，最优选0.4重量％。另一方面，上述有机粘接剂的含量的上限优选是固体成分的5.0重量％，更优选1.0重量％，最优选0.6重量％。如果上述有机粘接剂的含量小于0.1重量％，则难以抑制密封材料层14的移动，而如果超过5.0重量％，则在密封材料层14曝露于高温下时，造成有机粘接剂烧损，粘接强度降低。
上述无机纤维的含量的下限优选是固体成分的10重量％，更优选20重量％。另一方面，上述无机纤维的含量的上限优选是固体成分的70重量％，更优选40重量％，最优选30重量％。如果上述无机纤维的含量小于10重量％，则导致弹性及强度的降低，而如果上述无机纤维的含量超过70重量％，则导致导热性能降低，并且作为弹性体的效果降低。
上述无机颗粒的含量的下限优选是固体成分的3重量％，更优选10重量％，最优选20重量％。另一方面，上述无机颗粒的含量的上限优选是固体成分的80重量％，更优选60重量％，最优选40重量％。如果上述无机颗粒的含量小于3重量％，则导致热传导率降低，而如果超过80重量％，则在密封材料层14曝露于高温下时，导致粘接强度降低。
并且，上述无机纤维的颗粒(shot)含量的下限优选是1重量％，上限优选是10重量％，更优选5重量％，最优选3重量％。并且，其纤维长度的下限优选是1mm，上限优选是100mm，更优选50mm，最优选20mm。
如果颗粒含量小于1重量％则难以制造，如果颗粒含量超过10重量％，则导致多孔质陶瓷部件20的壁面损伤。并且，如果纤维长度小于1mm，则难以形成具有弹性的蜂窝式过滤器，如果超过100mm，则容易形成类似毛球状，恶化无机颗粒的分散，同时密封材料层14的厚度不能变薄。
上述无机粉末的颗粒大小的下限优选是0.01μm，更优选0.1μm。另一方面，上述无机颗粒的颗粒大小的上限优选是100μm，更优选15μm，最优选10μm。如果无机颗粒的颗粒大小小于0.01μm，则成本升高，而如果无机颗粒的颗粒大小超过100μm，填充率变差，导致粘接力和热传导性的降低。
在该密封材料膏中，为了使密封材料膏柔软，并赋予流动性使其容易涂覆，除上述无机纤维、无机粘接剂、有机粘接剂及无机颗粒外，也可以含有大致为总重量的35～65重量％左右的水分和其他丙酮、乙醇等溶剂，该密封材料膏的粘度优选15～25Pa·s(1万～2万cps(cP))。
然后，进行在这样制造的陶瓷体15的周围形成密封材料层13的层的密封材料形成工序。
在该密封材料形成工序中，首先使陶瓷体15由其长度方向轴支撑着旋转。
对陶瓷体15的旋转速度没有特别限定，但优选为2～10min-1。
然后，使密封材料膏附着在旋转的陶瓷体15的外周部。作为上述密封材料膏没有特别限定，可以列举上述的密封材料膏。
然后，使这样形成的密封材料膏层在120℃左右的温度下进行干燥，使水分蒸发形成密封材料层13，完成在陶瓷体15的外周形成有密封材料层13的本发明的蜂窝式过滤器10的制造。
以上，作为本发明的蜂窝式过滤器的制造方法，说明了如图3(a)所示的与多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面形状，但构成本发明的蜂窝式过滤器的多孔质陶瓷部件的断面形状不限于此，例如，可以是具有图3(b)、图3(c)所示的断面形状的多孔质陶瓷部件，并且，也可以是具有图4(a)～图4(c)所示的断面形状的多孔质陶瓷部件。
具体实施方式
以下根据实施例更加详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
(实施例1)
(1)将60重量％的平均颗粒大小为5μm的α型碳化硅粉末和40重量％的平均颗粒大小为0.5μm的β型碳化硅粉末进行湿式混合，向所得的100重量份混合物中添加5重量份的有机粘接剂(甲基纤维素)和10重量份的水，进行搅拌得到混合组成物。然后，向上述混合组成物添加少量的可塑剂和润滑剂进行搅拌后，进行挤压成形，制造了生成体。
然后，使用微波干燥机将上述生成体干燥形成陶瓷体，然后切削该陶瓷干燥体的外周角部并进行圆角处理，在各个角部形成R＝0.0059mm的R面。
然后，向规定的贯通孔填充组分与上述生成体相同的膏，再次使用干燥机进行干燥，然后在400℃下脱脂，在常压的氩气氛围、2200℃条件下烧成3小时，由此制造了其大小为33mm×33mm×300mm、贯通孔数目为31个/cm2、隔壁厚度为0.3mm的由碳化硅烧结体构成的多孔质陶瓷部件。
(2)使用含有30重量％的纤维长度为0.2mm的氧化铝纤维、21重量％的平均颗粒大小为0.6μm的碳化硅颗粒、15重量％的硅溶胶、5.6重量％的羧甲基纤维素、及28.4重量％的水的耐热性密封材料膏，利用参照图5说明的方法将上述多孔质陶瓷部件捆束成纵5个×横5个，然后使用金刚石刀具进行切割，由此制造了直径为165mm的圆柱状陶瓷体。
此时，进行调整使捆束上述多孔质陶瓷部件的密封材料层的厚度为0.1mm。
然后，混合23.3重量％的作为无机纤维的由氧化铝硅构成的陶瓷纤维(颗粒含有率为3％，纤维长度为0.1～100mm)、30.2重量％的作为无机颗粒的平均颗粒大小为0.3μm的碳化硅粉末、7重量％的作为无机粘接剂的硅溶胶(溶胶中的SiO2含有率为30重量％)、0.5重量％的作为有机粘接剂的羧甲基纤维素、及39重量％的水进行搅拌，调制了密封材料膏。
然后，使用上述密封材料膏，在上述陶瓷体的外周部形成厚度为1.0mm的密封材料膏层。并且，将该密封材料膏层在120℃下进行干燥，制造了圆柱形状的蜂窝式过滤器。
本实施例1涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面形状和图3(a)所示大致相同，在上述陶瓷体的端面中，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L为0.15mm，上述密封材料层的最小宽度l为0.10mm，上述交叉部的最大宽度L是上述密封材料层的最小宽度l的1.5倍。
(实施例2～15、比较例1～6)
按照下述表1所示，设定形成于陶瓷干燥体的外周角部的圆角大小R，除此以外和实施例1的(1)相同，制造了多孔质陶瓷部件。
使用该多孔质陶瓷部件，并且按照下述表1所示，设定形成于该多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的厚度，除此以外和实施例1的(2)相同，制造了蜂窝式过滤器。
本实施例2～15涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面形状和图3(a)所示大致相同。另外，在上述陶瓷体的端面中，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L、上述密封材料层的最小宽度l、以及上述交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率如下述表1所示。
(评价试验1)
以1g/L的比率向实施例1～15及比较例1～6涉及的蜂窝式过滤器赋予作为用于承载催化剂的基底的氧化铝层，再以2g/L的比率赋予作为废气净化用催化剂的白金。另外，实施例1～15及比较例1～6涉及的蜂窝式过滤器的吸水率为相对干燥后的密封材料100g是25g，相对干燥后的多孔质陶瓷部件100g是23g。
把赋予催化剂后的实施例1～15及比较例1～6涉及的蜂窝式过滤器设置在发动机的排气通道中，使上述发动机在空载状态下以最高转数(3700rpm、0Nm)运转100小时。在运转结束后，取出各个蜂窝式过滤器，测定在废气流入侧的端面中形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的风蚀情况。
(评价试验2)
把评价试验1后的实施例1～15及比较例1～6涉及的蜂窝式过滤器设置在发动机的排气通道中，将废气加热并使其流入，进行了使堆积的微粒燃烧并去除的再生处理。在进行再生处理后，取出各个蜂窝式过滤器，确认在废气流入侧的端面中形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层是否产生裂纹。
把氧化铝层的赋予量变更为20g/L、60g/L，进行了相同的评价试验。另外，氧化铝层的赋予量是通过变更向1，3-丁二醇分散了γ-Al2O3粉末的分散液的γ-Al2O3浓度、及蜂窝式过滤器在分散液中的浸渍次数而进行调整的。
评价试验的结果如下述表1及图7所示。
另外，图7是表示关于评价试验1的结果中，实施例1～15及比较例1～6涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面中形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和上述交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
表1
过滤器形状 外周密封材料层(mm)   圆角R(mm)   l(mm)(注1)   L(mm)(注2) L/l   风蚀深度(mm) 有无产生裂纹(按氧化铝赋予量区分)
    1g/L   20g/L   60g/L
  实施例1     圆柱     1.0     0.0059     0.10     0.15     1.5     4.0     无     无     无
  实施例2     圆柱     1.0     0.013     0.10     0.16     1.6     3.2     无     无     无
  实施例3     圆柱     1.0     0.037     0.10     0.20     2.0     3.0     无     无     无
  实施例4     圆柱     1.0     0.067     0.10     0.25     2.5     3.3     无     无     无
  实施例5     圆柱     1.0     0.091     0.10     0.30     3.0     4.0     无     无     无
  实施例6     圆柱     1.0     0.059     1.00     1.50     1.5     3.0     无     无     无
  实施例7     圆柱     1.0     0.13     1.00     1.61     1.6     2.4     无     无     无
  实施例8     圆柱     1.0     0.37     1.00     2.01     2.0     2.0     无     无     无
  实施例9     圆柱     1.0     0.67     1.00     2.54     2.5     2.2     无     无     无
  实施例10     圆柱     1.0     0.91     1.00     2.99     3.0     3.0     无     无     无
  实施例11     圆柱     1.0     0.18     3.00     4.50     1.5     2.0     无     无     无
  实施例12     圆柱     1.0     0.39     3.00     4.83     1.6     1.3     无     无     无
  实施例13     圆柱     1.0     1.1     3.00     6.00     2.0     1.0     无     无     无
  实施例14     圆柱     1.0     2.01     3.00     7.63     2.5     1.5     无     无     无
  实施例15     圆柱     1.0     2.7     3.00     8.92     3.0     2.4     无     无     无
  比较例1     圆柱     1.0     0     0.10     0.14     1.4     10.0     有     有     有
  比较例2     圆柱     1.0     0.118     0.10     0.35     3.5     7.0     有     有     有
  比较例3     圆柱     1.0     0     1.00     1.41     1.4     6.0     有     有     有
  比较例4     圆柱     1.0     1.18     1.00     3.51     3.5     5.5     有     有     有
  比较例5     圆柱     1.0     0     3.00     4.24     1.4     5.0     有     有     有
  比较例6     圆柱     1.0     3.53     3.00     10.50     3.5     4.2     有     有     有
注1)  l：密封材料层的最小宽度。
注2)  L：密封材料层交叉部的最大宽度。
如表1所示，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L是密封材料层的最小宽度l的1.5～3.0倍的实施例1～15的蜂窝式过滤器中，上述密封材料层的交叉部的风蚀深度均小于等于4mm，没过分形成凹陷。
另一方面，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L小于上述密封材料层的最小宽度l的1.5倍或超过3倍的比较例1～6的蜂窝式过滤器中，上述密封材料层的交叉部的风蚀深度均超过4mm，在上述密封材料层的交叉部形成较大的凹陷。
另外，在实施例1～15的蜂窝式过滤器中，在再生处理后，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层根本没有产生裂纹等。
另一方面，在比较例1～6的蜂窝式过滤器中，在废气流入侧的端面中，以在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部形成的凹陷为中心产生裂纹。
(实施例16)
在制造陶瓷体时，利用密封材料膏把多孔质陶瓷部件捆束成纵3个×横6个，并切割成长轴直径为198mm、短轴直径为99mm的椭圆柱状，取代前面实施例的捆束成纵5个×横5个并切割成圆柱状，除此以外和实施例1相同，制造了椭圆柱状的蜂窝式过滤器。
本实施例16涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面形状和图3(a)所示大致相同，在上述陶瓷体的端面中，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L为0.15mm，上述密封材料层的最小宽度l为0.10mm，上述交叉部的最大宽度L是上述密封材料层的最小宽度l的1.5倍。
(实施例17～30、比较例7～12)
按照下述表2所示，设定形成于陶瓷干燥体的外周角部的圆角大小R，除此以外和实施例16相同，制造了多孔质陶瓷部件。
使用该多孔质陶瓷部件，并且按照下述表2所示设定形成于该多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的厚度，除此以外和实施例16一样，制造了蜂窝式过滤器。
本实施例16～30涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面形状和图3(a)所示大致相同。另外，在上述陶瓷体的端面中，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L、上述密封材料层的最小宽度l、以及上述交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率如下述表2所示。
使用实施例16～30及比较例7～12涉及的蜂窝式过滤器，进行了上述的评价试验1和2。
评价试验结果如下述表2和图8所示。
另外，图8是表示关于评价试验1的结果中，实施例16～30及比较例7～12涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面中形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和上述交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
表2
过滤器形状 外周密封材料层(mm)   圆角R(mm)   l(mm)(注1)   L(mm)(注2) L/l   风蚀深度(mm) 有无产生裂纹(按氧化铝赋予量区分)
    1g/L   20g/L   60g/L
实施例16   椭圆柱     1.0     0.0059     0.10     0.15     1.5     4.0     无     无     无
实施例17   椭圆柱     1.0     0.013     0.10     0.16     1.6     3.5     无     无     无
实施例18   椭圆柱     1.0     0.037     0.10     0.20     2.0     3.2     无     无     无
实施例19   椭圆柱     1.0     0.067     0.10     0.25     2.5     3.5     无     无     无
实施例20 椭圆柱 1.0 0.091 0.10 0.30 3.0 4.0 无 无 无
实施例21   椭圆柱     1.0     0.059     1.00     1.50     1.5     3.1     无     无     无
实施例22   椭圆柱     1.0     0.13     1.00     1.61     1.6     2.6     无     无     无
实施例23   椭圆柱     1.0     0.37     1.00     2.01     2.0     2.1     无     无     无
实施例24   椭圆柱     1.0     0.67     1.00     2.54     2.5     2.3     无     无     无
实施例25   椭圆柱     1.0     0.91     1.00     2.99     3.0     3.2     无     无     无
实施例26   椭圆柱     1.0     0.18     3.00     4.50     1.5     2.2     无     无     无
实施例27   椭圆柱     1.0     0.39     3.00     4.83     1.6     1.4     无     无     无
实施例28   椭圆柱     1.0     1.1     3.00     6.00     2.0     1.2     无     无     无
实施例29   椭圆柱     1.0     2.01     3.00     7.63     2.5     1.7     无     无     无
实施例30   椭圆柱     1.0     2.7     3.00     8.92     3.0     2.5     无     无     无
比较例7   椭圆柱     1.0     0     0.10     0.14     1.4     10.2     有     有     有
比较例8   椭圆柱     1.0     0.118     0.10     0.35     3.5     7.2     有     有     有
比较例9   椭圆柱     1.0     0     1.00     1.41     1.4     6.2     有     有     有
比较例10   椭圆柱     1.0     1.18     1.00     3.51     3.5     5.7     有     有     有
比较例11   椭圆柱     1.0     0     3.00     4.24     1.4     5.2     有     有     有
比较例12   椭圆柱     1.0     3.53     3.00     10.50     3.5     4.3     有     有     有
注1)  l：密封材料层的最小宽度。
注2)  L：密封材料层交叉部的最大宽度。
如表2所示，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L是密封材料层的最小宽度l的1.5～3.0倍的实施例16～30的蜂窝式过滤器中，上述密封材料层的交叉部的风蚀深度均小于等于4.0mm，没过分形成凹陷。
另一方面，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L小于上述密封材料层的最小宽度l的1.5倍或超过3倍的比较例7～12的蜂窝式过滤器中，上述密封材料层的交叉部的风蚀深度均大于等于4.3mm，在上述密封材料层的交叉部形成较大的凹陷。
另外，在实施例16～30的蜂窝式过滤器中，在进行再生处理后，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层根本没有产生裂纹等。
另一方面，在比较例7～12的蜂窝式过滤器中，在废气流入侧的端面中，以在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部形成的凹陷为中心产生裂纹。
(比较例13～19)
按照下述表3所示，设定形成于陶瓷干燥体的外周角部的圆角大小R，除此以外和实施例1的(1)相同，制造了多孔质陶瓷部件。
使用该多孔质陶瓷部件，使形成于该多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的厚度为1.0mm，在陶瓷体的外周部不形成密封材料膏层，除此以外和实施例l的(2)相同，制造了蜂窝式过滤器。
本比较例13～19涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面形状和图6(a)大致相同。另外，在上述陶瓷体的端面中，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L、上述密封材料层的最小宽度l、以及上述交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率如下述表3所示。
使用比较例13～19涉及的蜂窝式过滤器，进行了上述的评价试验1和2。
评价试验结果如下述表3和图9所示。
另外，图9是表示关于评价试验1的结果中，比较例13～19涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面中形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和上述交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
表3
过滤器形状 外周密封材料层(mm)   圆角R(mm)   l(mm)(注1)   L(mm)(注2) L/l   风蚀深度(mm) 有无产生裂纹(按氧化铝赋予量区分)
    1g/L   20g/L   60g/L
  比较例13     圆柱     无     0     1.00     1.41     1.4     7.0     有     有     有
  比较例14     圆柱     无     0.059     1.00     1.50     1.5     7.1     有     有     有
  比较例15     圆柱     无     0.4     1.00     2.06     2.1     7.3     有     有     有
  比较例16     圆柱     无     0.42     1.00     2.09     2.1     7.3     有     有     有
  比较例17     圆柱     无     0.67     1.00     2.54     2.5     7.5     有     有     有
  比较例18     圆柱     无     0.91     1.00     2.99     3.0     8.0     有     有     有
  比较例19     圆柱     无     1.18     1.00     3.51     3.5     8.2     有     有     有
注1)  l：密封材料层的最小宽度。
注2)  L：密封材料层交叉部的最大宽度。
如表3所示，在蜂窝状陶瓷体的外周部未形成密封材料膏层的比较例13～19的蜂窝式过滤器中，不管形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L是否是密封材料层的最小宽度l的1.5～3.0倍，上述密封材料层的交叉部的风蚀深度均大于等于7.0mm，在上述密封材料层的交叉部形成较大的凹陷。
另外，在比较例13～19的蜂窝式过滤器中，在废气流入侧的端面中，以在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部形成的凹陷为中心产生裂纹。
即，可以判明，特开2001-96117号公报记载的发明是产生裂纹等的薄弱的蜂窝式过滤器。
(试验例1～21)
按照下述表4所示，设定形成于陶瓷干燥体的外周角部的圆角大小R，除此以外和实施例1的(1)相同，制造了多孔质陶瓷部件。
使用该多孔质陶瓷部件，按照下述表4所示，设定形成于该多孔质陶瓷部件的密封材料层的厚度，不切断陶瓷体的外周而在陶瓷体外周部形成密封材料膏层，除此以外和实施例1的(2)相同，制造了以一边为165mm的正方形为底面的方柱(长方体)形状的蜂窝式过滤器。
本试验例1～21涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面形状和图3(a)或图6(a)所示大致相同。另外，在上述陶瓷体的端面中，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L、上述密封材料层的最小宽度l、以及上述交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率如下述表4所示。
使用试验例1～21涉及的蜂窝式过滤器，进行了上述的评价试验1和2。
评价试验的结果如下述表4和图10所示。
另外，图10是表示关于评价试验1的结果中，试验例1～21涉及的蜂窝式过滤器的陶瓷体的断面中形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L相对上述密封材料层的最小宽度l的倍率(L/l)和上述交叉部的风蚀深度的关系的曲线图。
表4
过滤器形状 外周密封材料层(mm)   圆角R(mm)   l(mm)(注1)   L(mm)(注2) L/l   风蚀深度(mm) 有无产生裂纹(按氧化铝赋予量区分)
    1g/L   20g/L   60g/L
试验例1     方柱     1.0   0.0059     0.10     0.15     1.5     5.3     无     无     有
试验例2     方柱     1.0   0.013     0.10     0.16     1.6     4.2     无     无     无
试验例3     方柱     1.0   0.037     0.10     0.20     2.0     4.0     无     无     无
试验例4     方柱     1.0   0.067     0.10     0.25     2.5     4.3     无     无     无
试验例5     方柱     1.0   0.091     0.10     0.30     3.0     5.2     无     无     有
试验例6     方柱     1.0   0.059     1.00     1.50     1.5     4.0     无     无     有
试验例7     方柱     1.0   0.13     1.00     1.61     1.6     3.2     无     无     无
试验例8     方柱     1.0   0.37     1.00     2.01     2.0     2.5     无     无     无
试验例9     方柱     1.0   0.67     1.00     2.54     2.5     2.9     无     无     无
试验例10     方柱     1.0   0.91     1.00     2.99     3.0     4.0     无     无     有
试验例11     方柱     1.0   0.18     3.00     4.50     1.5     2.7     无     无     有
试验例12     方柱     1.0   0.39     3.00     4.83     1.6     1.7     无     无     无
试验例13     方柱     1.0   1.1     3.00     6.00     2.0     1.2     无     无     无
试验例14     方柱     1.0   2.01     3.00     7.63     2.5     2.0     无     无     无
试验例15     方柱     1.0   2.7     3.00     8.92     3.0     3.0     无     无     有
试验例16     方柱     1.0   0     0.10     0.14     1.4     13.0     有     有     有
试验例17     方柱     1.0   0.118     0.10     0.35     3.5     9.0     有     有     有
试验例18     方柱     1.0   0     1.00     1.41     1.4     8.0     有     有     有
试验例19     方柱     1.0   1.18     1.00     3.51     3.5     7.0     有     有     有
试验例20     方柱     1.0   0     3.00     4.24     1.4     6.5     有     有     有
试验例21     方柱     1.0   3.53     3.00     10.50     3.5     5.5     有     有     有
注1)  l：密封材料层的最小宽度。
注2)  L：密封材料层交叉部的最大宽度。
如表4所示，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L是密封材料层的最小宽度l的1.5～3.0倍的试验例1～15的蜂窝式过滤器中，上述密封材料层的交叉部的风蚀深度均小于等于5.3mm，未形成比较大的凹陷。
另一方面，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L小于上述密封材料层的最小宽度l的1.5倍或超过3倍的试验例16～21的蜂窝式过滤器中，上述密封材料层的交叉部的风蚀深度均大于等于5.5mm，在上述密封材料层的交叉部形成较大的凹陷。
另外，在试验例1～15的蜂窝式过滤器中，在氧化铝层的赋予量为1g/L或20g/L的情况下，在进行再生处理后，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层根本没有产生裂纹等。在氧化铝层的赋予量为60g/L的情况下，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L是密封材料层的最小宽度l的1.6～2.5倍的试验例2～4、7～9、12～14的蜂窝式过滤器中，在进行再生处理后，形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层根本没有产生裂纹等，但是，在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部的最大宽度L是密封材料层的最小宽度l的1.5倍或3.0倍的试验例1、5、6、10、11、15的蜂窝式过滤器中，在废气流入侧的端面中，以在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部形成的凹陷为中心产生裂纹。
另一方面，在试验例16～21的蜂窝式过滤器中，与氧化铝层的赋予量无关，在废气流入侧的端面中，以在形成于多孔质陶瓷部件之间的密封材料层的交叉部形成的凹陷为中心产生裂纹。
本发明的废气净化用蜂窝式过滤器如上所述，在赋予催化剂时或在废气净化装置中长期反复使用时，在密封材料层的交叉部不会产生裂纹等，耐久性良好。

Claims (7)

1.一种废气净化用蜂窝式过滤器，其构成为，将隔着隔壁在长度方向并列设有贯通孔的多个方柱状多孔质陶瓷部件，通过密封材料层被捆束多个而构成陶瓷体，在所述陶瓷体的外周部也形成密封材料层，隔着所述贯通孔的隔壁起到捕集颗粒用过滤器的作用，其特征在于，
在与所述陶瓷体的所述多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中，所述密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)是所述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍。
2.根据权利要求1所述的废气净化用蜂窝式过滤器，其特征在于，长度方向的外周面具有曲面形状。
3.根据权利要求1或2所述的废气净化用蜂窝式过滤器，其特征在于，在与陶瓷体的多孔质陶瓷部件的长度方向垂直的断面中的所有密封材料层的交叉部中，所述密封材料层的交叉部的最大宽度L(mm)是所述密封材料层的最小宽度l(mm)的1.5～3倍。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的废气净化用蜂窝式过滤器，其特征在于，多孔质陶瓷部件中设置了催化剂承载膜。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的废气净化用蜂窝式过滤器，其特征在于，多孔质陶瓷部件中设置了催化剂。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的废气净化用蜂窝式过滤器，其特征在于，密封材料层中设置了催化剂承载膜。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的废气净化用蜂窝式过滤器，其特征在于，密封材料层中设置了催化剂。
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