CN1834059A - 蜂窝结构体及其制造方法 - Google Patents

蜂窝结构体及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1834059A
CN1834059A CNA2006100585398A CN200610058539A CN1834059A CN 1834059 A CN1834059 A CN 1834059A CN A2006100585398 A CNA2006100585398 A CN A2006100585398A CN 200610058539 A CN200610058539 A CN 200610058539A CN 1834059 A CN1834059 A CN 1834059A
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
honeycomb structured
structured body
smaller
trichroite
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.)
Granted
Application number
CNA2006100585398A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100410206C (zh
Inventor
小野芳朗
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
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of CN1834059A publication Critical patent/CN1834059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100410206C publication Critical patent/CN100410206C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2093—Ceramic foam
    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • C04B38/0009—Honeycomb structures characterised by features relating to the cell walls, e.g. wall thickness or distribution of pores in the walls
    • 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
    • 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
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • 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
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00129—Extrudable mixtures
    • 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
    • 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
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2084—Thermal shock resistance
    • 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
    • C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials
    • C04B2111/346—Materials exhibiting reduced plastic shrinkage cracking
    • 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
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/1234—Honeycomb, or with grain orientation or elongated elements in defined angular relationship in respective components [e.g., parallel, inter- secting, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149—Honeycomb-like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

本发明提供气孔孔径大、高气孔率的同时耐热冲击性也优异的，由堇青石构成的蜂窝结构体及其制造方法。所述蜂窝结构体具有被多孔隔壁分隔的成为流体流路的多个小室，由堇青石构成，并且，热膨胀系数大于等于－0.1×10－6/℃小于等于0.25×10－6/℃，平均气孔孔径为3～8μm，气孔率大于等于25％。

Description

蜂窝结构体及其制造方法
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体及其制造方法，更具体来说涉及气孔孔径大、高气孔率同时耐热冲击性也优异的，由堇青石构成的蜂窝结构体以及可以尺寸精度良好地制造这种蜂窝结构体的蜂窝结构体的制造方法。
背景技术
近年来从柴油机发动机等汽车用发动机排出的废气中所含有的粒状物质和NOx等有害物质对环境的影响正在迫近。作为除去这些有害物质用的重要手段，正进行利用蜂窝结构体的各种研究。
图1为一例蜂窝结构体的斜视示意图。如图1所示，蜂窝结构体1具有被多孔隔壁2分隔的成为流体流路的多个贯通孔(小室3)。小室3的结构制成在开孔的两端面上于彼此不同的位置进行封孔，通过使废气流入一个端面上开口的各小室3，并强制地通过多孔隔壁2，可以捕集、除去废气中的粒状物质，关于具有这种功能的过滤器(蜂窝过滤器)的利用正在进行开发。另外，在隔壁2上担载分解HC或NOx的催化剂而净化废气的催化剂载体的利用也正在进行开发。这里，作为构成这种蜂窝结构体的材料，理想的是使用热膨胀系数小、耐热冲击性高的堇青石。
将蜂窝结构体用作过滤器的情况，当然要求具有高的捕集效率。另外，使用一定时间后，一般要进行在高温下燃烧堆积的烟灰而使其烧失的再生处理。如果高频率地进行该再生处理，则会促进蜂窝结构体的劣化，因此也需要延长捕集时间并减少再生处理的次数等。
另一方面，将蜂窝结构体用作催化剂载体的情况，为了进一步提高废气的净化性能，近年来要求增加催化剂担载量。为了增加催化剂担载量，理想的是提高蜂窝结构体的气孔率。并且，蜂窝结构体的气孔孔径大的情况也是理想的。另外，无论是用作过滤器的情况，还是用作催化剂载体的情况，蜂窝结构体均被设置在发动机的附近，会持续地暴露于热冲击下。从而，蜂窝结构体要求具有足够的耐热冲击性。
由堇青石构成的蜂窝结构体可以通过下述方法制造：使用含有氧化铝源的堇青石化原料而得到坯土，将得到的坯土成型为蜂窝形状而得到蜂窝成型体，再将得到的蜂窝成型体进行干燥和烧成(例如参照日本特开2003-40687号公报)。另外，为了减小热膨胀系数并提高耐热冲击性，公开了使用BET比表面积大于等于20m2/g的勃姆石作为氧化铝源的由堇青石构成的蜂窝制品(例如参照日本特表2001-524452号公报)。
但是，通过日本特表2001-524452号公报中公开的方法所制造的蜂窝制品的平均气孔孔径小，约为1.5μm。因而，由于这种蜂窝制品具有高强度，耐热冲击性被改善，另一方面，对于催化剂担载却是不利的，存在的问题是难以担载足够量的催化剂。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术中存在的问题而完成的，其课题是提供气孔孔径大、高气孔率同时耐热冲击性也优异的、由堇青石构成的蜂窝结构体以及可以尺寸精度良好地制造这种气孔孔径大、高气孔率同时耐热冲击性也优异的、由堇青石构成的蜂窝结构体的蜂窝结构体的制造方法。
本发明人为了实现上述课题进行了锐意研究，结果发现，在作为制造原料的堇青石化原料中含有规定比例的适当BET比表面积的氧化铝源，同时在该氧化铝源中含有规定比例的微粒状勃姆石，由此可以使得到的蜂窝结构体的热膨胀系数变小，并且具有适宜的细孔分布，因而能够实现上述课题，从而完成了本发明。
即，根据本发明，提供以下所示的蜂窝结构体及其制造方法。
[1]蜂窝结构体，其为具有被多孔隔壁分隔的成为流体流路的多个小室的，由堇青石构成的蜂窝结构体，其热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.25×10-6/℃，平均气孔孔径为3～8μm，气孔率大于等于25％小于等于70％。
[2]上述[1]所述的蜂窝结构体，其中，由耐热冲击性试验测定的耐热冲击温度大于等于800℃小于等于950℃。
[3]上述[1]或[2]所述的蜂窝结构体，其中，热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.2×10-6/℃。
[4]蜂窝结构体的制造方法，其包括下述工序：将含有满足下述条件(1)和(2)的堇青石化原料的坯土成型为蜂窝状而得到成型体，再通过干燥和烧成所得到的所述成型体而得到蜂窝结构体，所述蜂窝结构体具有被多孔隔壁分隔的成为流体流路的多个小室，热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.25×10-6/℃，平均气孔孔径为3～8μm，气孔率大于等于25％小于等于70％，
条件(1)：含有13～28质量％的BET比表面积大于等于10m2/g的氧化铝源；
条件(2)：含有相对于所述堇青石化原料比例为0.45～15.8质量％的，平均粒径小于等于1μm的勃姆石(Al2O3·H2O)，作为所述氧化铝源的至少一部分。
[5]上述[4]所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述勃姆石(Al2O3·H2O)的BET比表面积大于等于80m2/g。
[6]上述[4]或[5]所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，在所述堇青石化原料中，还含有大于等于0.5质量％小于等于8质量％的二氧化硅。
[7]上述[4]～[6]中的任意一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，在所述氧化铝源中，还含有氧化铝和/或氢氧化铝。
[8]上述[4]～[7]中的任意一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述氧化铝源的BET比表面积大于等于20m2/g小于等于250m2/g。
本发明的蜂窝结构体能实现气孔孔径大、高气孔率同时耐热冲击性也优异的效果。并且，根据本发明的蜂窝结构体的制造方法，可以尺寸精度良好地制造气孔孔径大、高气孔率同时耐热冲击性也优异的，由堇青石构成的蜂窝结构体。
附图说明
图1是一例蜂窝结构体的斜视示意图。
符号说明：1…蜂窝结构体    2…隔壁    3…小室
具体实施方式
以下说明本发明的最佳实施方式，但是本发明并不限于以下的实施方式，在不超出本发明的意旨的范围内，基于本领域技术人员的公知常识，针对以下的实施方式进行适宜变更、改良等所得到的实施方式应当理解为落入本发明的范围。
首先，说明本发明的蜂窝结构体的一个实施方式。本实施方式的蜂窝结构体具有被多孔隔壁分隔的成为流体流路的多个小室，由堇青石构成，并且，热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.25×10-6/℃，平均气孔孔径为3～8μm，气孔率大于等于25％小于等于70％。以下说明其详细情况。
本实施方式的蜂窝结构体的热膨胀系数小于等于0.25×10-6/℃，其是考虑了整个的蜂窝结构和形状时具有优异的耐热冲击性的范围。热膨胀系数如果超过0.25×10-6/℃，则在高气孔率和容量大的结构体的情况得不到足够的耐热冲击性。从具有更优异的耐热冲击性的角度考虑，本实施方式的蜂窝结构体的热膨胀系数优选小于等于0.2×10-6/℃。另一方面，从实际制造的可能性及作为低热膨胀的实质效果的角度考虑，优选热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃。
本实施方式的蜂窝结构体的平均气孔孔径为3～8μm。平均气孔孔径如果不足3μm，则用作过滤器时难以得到足够的捕集效率。并且，用作催化剂载体时难以担载足够量的催化剂。另一方面，平均气孔孔径如果超过8μm，则难以确保足够的物理强度。这里，从确保捕集效率、可以担载足够量的催化剂，同时确保物理强度的角度考虑，本实施方式的蜂窝结构体的平均气孔孔径优选为4～6μm。
另外，本实施方式的蜂窝结构体的气孔率大于等于25％。气孔率如果不足25％，则用作过滤器时难以得到足够的捕集效率。并且，用作催化剂载体时难以担载足够量的催化剂。这里，从确保捕集效率、可以担载足够量的催化剂的角度考虑，本实施方式的蜂窝结构体的气孔率优选大于等于30％。另外，关于本实施方式的蜂窝结构体的气孔率的上限值没有特别限制，但如果考虑实际制造的可能性和维持必要的物理强度等方面，则优选小于等于70％(包括用作过滤器的情况)。
如上所述，本实施方式的蜂窝结构体的热膨胀系数小，耐热冲击性优异。具体来讲，本实施方式的蜂窝结构体由耐热冲击性试验测定的耐热冲击温度优选大于等于800℃，更优选大于等于850℃。这里，关于本实施方式的蜂窝结构体的由耐热冲击性试验测定的耐热冲击温度的上限值没有特别限制，但从可以实际制造具有必要气孔率、并且具有实用的形状和尺寸的蜂窝结构体的角度考虑，优选为小于等于950℃。
此处，说明本说明书中所说的“耐热冲击性试验”的实施方法。耐热冲击性试验中，将蜂窝结构体放入预先加热至规定温度的电炉中，整个结构体被加热足够时间，加热至规定温度，然后空气冷却。因急速冷却(冷却速度约50℃/min)下的热冲击而在结构体侧面、端面或者内部可以产生裂纹，而在冷却至室温时不致产生裂纹的情况，视为通过了该加热温度。通过目视、敲打等检查裂纹。针对通过该加热温度的结构体，以50℃的梯度加热，加热直至产生裂纹。将不产生裂纹的最高温度称为“耐热冲击温度(℃)”。
在本说明书中所说的“平均气孔孔径”是指通过水银压入法测定的值，例如可以通过水银压入式测孔仪(ポロシメ一タ一)来测定。另外，“气孔率”是指根据由水银压入法测定的蜂窝结构体(多孔体)的所有气孔容积(V)和蜂窝结构体的构成材料的真比重(dt)(若是堇青石的情况，则dt＝2.52g/cm3)，通过下述式(1)计算出的值(Po)。
Po＝{V/(V+1/dt)}×100         …(1)
本实施方式的蜂窝结构体的整体结构，作为一例可以举出例如图1所示的结构。但是，蜂窝结构体的整体形状和小室形状等并不限于此。关于整体形状，除了图1所示的圆筒状以外，还可以举出四棱柱状、三棱柱状等形状。另外，关于小室形状(垂直于流体流路方向的截面中的小室3的形状)，除了图1所示的四边形以外，还可以举出六边形、三角形、圆形等形状。这里，本实施方式的蜂窝结构体例如可以在多孔隔壁表面或气孔中担载催化剂而用作催化剂载体。另外，也可以将多个小室的一侧开口部和另一侧开口部彼此交错封孔，用作过滤器。
本实施方式的蜂窝结构体用作催化剂载体时，优选小室密度为6～1500小室/inch2(0.9～233小室/cm2)，隔壁厚度为50～2000μm(约2～79mil)。另外，流体流路方向的长度(蜂窝结构体的全长)通常为60～300mm，优选为100～250mm。
接着，说明本发明的蜂窝结构体的制造方法的一个实施方式。本实施方式的蜂窝结构体的制造方法包括如下工序：将含有满足下述条件(1)和(2)的堇青石化原料的坯土成型为蜂窝状而得到成型体；再通过干燥和烧成所得到的所述成型体而得到蜂窝结构体，所述蜂窝结构体具有被多孔隔壁分隔的成为流体流路的多个小室，热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.25×10-6/℃，平均气孔孔径为3～8μm，气孔率大于等于25％小于等于70％，
条件(1)：含有13～28质量％的BET比表面积大于等于10m2/g的氧化铝源；
条件(2)：含有相对于堇青石化原料比例为0.45～15.8质量％的平均粒径小于等于1μm的勃姆石(Al2O3·H2O)，作为氧化铝源的至少一部分。
在本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中使用的堇青石化原料中含有13～28质量％的BET比表面积大于等于10m2/g的氧化铝源(条件(1))。如果在堇青石化原料中含有规定比例或其以上的BET比表面积大于等于规定数值的微粒状氧化铝源，则可以制造热膨胀系数小、耐热冲击性优异的蜂窝结构体。氧化铝源的BET比表面积如果不足10m2/g，则不能得到热膨胀系数足够小、耐热冲击性优异的蜂窝结构体。并且，在堇青石化原料中含有的BET比表面积大于等于10m2/g的氧化铝源的比例如果不足13质量％，则不能得到热膨胀系数足够小、耐热冲击性优异的蜂窝结构体。另一方面，如果超过28质量％，则烧成时的尺寸收缩大，往往容易致密化。从而，气孔率往往会降低，或者尺寸精度降低，形状不良增加。进而，为了得到本发明的实质效果，以勃姆石作为氧化铝源为例，BET比表面积如果小于等于250m2/g则足够，因此优选BET比表面积的上限值小于等于250m2/g。
在堇青石化原料中含有的氧化铝源的BET比表面积优选大于等于20m2/g，更优选大于等于40m2/g。并且，在堇青石化原料中含有的氧化铝源的比例优选为8.8～27.4质量％，更优选为15.0～22.0质量％。
在本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中使用的堇青石化原料中含有相对于堇青石化原料比例为0.45～15.8质量％的平均粒径小于等于1μm的勃姆石(Al2O3·H2O)作为氧化铝源的至少一部分(条件(2))。如果使用规定比例的平均粒径小于等于1μm的微粒状勃姆石作为氧化铝源的至少一部分，则由于促进堇青石生成反应，因而可以制造热膨胀系数低、适宜作为催化剂载体的蜂窝结构体。如果勃姆石的平均粒径超过1μm，则不能降低得到的蜂窝结构体的热膨胀系数。另一方面，从实际制造的可能性及测定仪器精度的角度考虑，该平均粒径优选大于等于0.05μm。另外，如果在堇青石化原料中含有的平均粒径小于等于1μm的勃姆石相对于堇青石化原料的比例不足0.45质量％，则从同样的观点考虑，不能充分地提高得到的蜂窝结构体的耐热冲击性。另一方面，如果超过15.8质量％，则干燥和烧成时的收缩大，难以尺寸精度良好地制造期望结构的蜂窝结构体。
另外，在氧化铝源中含有的勃姆石可以是勃姆石、假勃姆石的任意一种，其平均粒径优选小于等于1μm，更优选小于等于0.5μm。另外，在氧化铝源中含有的勃姆石的比例以相对于堇青石化原料的比例计优选为1.0～14.0质量％，更优选为4.0～12.0质量％。这里，增加勃姆石的含有比例时，可以降低得到的蜂窝结构体的热膨胀系数，因此是有利的，还可以降低烧成温度，因此是优选的。
在本说明书中所说的“平均粒径”是指通过以光散射法作为测定原理的激光衍射/散射式粒度测定装置(例如商品名“LA-910”(堀场制作所制造)等)而测定的50％粒径的值。这里，测定是在原料完全分散在水中的状态下实施的。
本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，作为氧化铝源的至少一部分而含有的勃姆石的BET比表面积优选大于等于80m2/g，更优选大于等于100m2/g，特别优选大于等于150m2/g。使勃姆石的BET比表面积为大于等于上述数值时，可以制造热膨胀系数小、耐热冲击性优异的蜂窝结构体。
本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，优选在堇青石化原料中含有小于等于8质量％的比例的二氧化硅。如果在堇青石化原料中含有规定比例的二氧化硅，则可以由二氧化硅的增孔效果弥补勃姆石所引起的低气孔率化，可以得到具有期望的气孔率、气孔孔径的蜂窝结构体。并且，可以减小烧成时的收缩，可以尺寸精度良好地制造期望结构的蜂窝结构体。从而，通过使用二氧化硅，可以增加勃姆石的使用量，可以得到更低热膨胀系数的蜂窝结构体。这里，关于在堇青石化原料中含有的二氧化硅的比例的下限值没有特殊限制，但是为了发挥含有二氧化硅的效果，优选大于等于0.5质量％。
本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，如果进一步含有氧化铝和/或氢氧化铝作为氧化铝源，则能够制造气孔率更高、更适合作为催化剂载体的蜂窝结构体，因此是优选的。而且，在含有氧化铝作为氧化铝源的情况下，氧化铝的含有比例以相对于堇青石化原料的比例计优选为小于等于20质量％，更优选为5～18质量％。另外，在含有氢氧化铝作为氧化铝源的情况下，氢氧化铝的含有比例以相对于堇青石化原料的比例计优选为小于等于28质量％，更优选为4～23质量％。但是，在氧化铝源中，例如煅烧过氢氧化铝的具有高比表面积的活性化氧化铝等具有使所得到的蜂窝结构体的热膨胀系数增大的效果，因而不能说是优选的。
以下，对于本实施方式的蜂窝结构体的制造方法更详细的内容通过各个工序来说明。首先，将作为堇青石组成中的氧化铝源、二氧化硅源和氧化镁源的氧化铝源原料、二氧化硅源原料和氧化镁源原料加合到一起得到堇青石化原料。在得到的堇青石化原料中添加水等分散介质，通过混合·混炼得到坯土。所谓堇青石化原料是通过烧成能够变成堇青石的原料，是指含有二氧化硅源、氧化铝源和氧化镁源的混合物，通常是指将这些粒子混合成烧成后的组成为堇青石的理论组成(2M2O·2Al2O3·5SiO2)的混合物。
在本说明书中称“氧化铝源”时，是指氧化铝、氢氧化铝、活性化氧化铝和勃姆石。另外，高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)和多铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)等的粒子由于是起到氧化铝源和二氧化硅源作用的物质，因此一般能作为氧化铝源使用，但是，本说明书中所说的“氧化铝源”中不含它们。
作为二氧化硅源，可以使用二氧化硅、含二氧化硅的复合氧化物或通过烧成变成二氧化硅的物质等的粒子。具体来说，可以举出以石英为代表的二氧化硅(SiO2)、高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、滑石(3MgO·4SiO2·H2O)或多铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)等的粒子。二氧化硅源粒子的平均粒径没有特别限制，若是石英粒子则5～50μm，若是高岭土粒子则2～10μm，若是滑石粒子则5～40μm，若是多铝红柱石粒子则2～20μm左右是适合使用的。
作为氧化镁源，可以使用氧化镁、含氧化镁的复合氧化物或通过烧成变成氧化镁的物质等的粒子。具体来说，可以举出滑石或菱镁矿(MgCO3)等的粒子，其中，尤其优选滑石粒子。氧化镁源粒子的平均粒径没有特别限制，若是滑石粒子则5～40μm(优选10～30μm)，若是菱镁矿粒子则4～8μm左右是适合使用的。
作为添加到堇青石化原料中的分散介质，可以举出水、或水和醇等有机溶剂的混合溶剂等，特别可以适合使用水。另外，在混合·混炼堇青石化原料和分散介质时，也可以进一步添加造孔材料、有机粘合剂、分散剂等添加物。
作为造孔材料，例如可举出，石墨等碳、小麦粉、淀粉、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯或聚对苯二甲酸亚乙酯等。其中，特别可以适合使用由丙烯酸树脂等有机树脂构成的微胶囊。
作为有机粘合剂，例如可以适合使用羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。另外，作为分散剂，可以适合使用具有界面活性效果的物质，例如乙二醇、糊精、脂肪酸皂、聚醇等。
另外，堇青石化原料和分散介质的混合·混炼可以采用公知的混合·混炼方法来进行。但是，优选通过下述方法进行混合：使用能以大于等于500rpm(优选大于等于1000rpm)的高速旋转搅拌叶片的搅拌力·分散力优良的混合机，一边增加剪切力一边进行搅拌。通过这样的混合方法能够将引起得到的蜂窝结构体的内部缺陷的各原料粒子中所含的微粒子凝集块粉碎使其消失。
混合可以采用以往公知的混合机，例如希格玛捏合机(Sigma kneader)、螺条混合机(ribbon mixer)等来进行。另外，混炼可以采用以往公知的混炼机，例如希格玛捏合机、班伯里混合机、螺旋式挤出混炼机等来进行。特别是，如果使用具备真空减压装置(例如真空泵等)的混炼机(所谓真空和泥机或二轴连续混炼挤出成型机等)，则能得到缺陷少、成型性良好的坯土，从这点来说是优选的。
将所得到的坯土通过例如挤出成型法等成型方法进行成型，能够得到由隔壁分隔成多个小室的蜂窝成型体。作为挤出成型法，优选使用具有所需的小室形状、隔壁厚度和小室密度的喷嘴的方法。
接着，干燥所得到的蜂窝成型体而得到蜂窝干燥体。干燥的方法没有特别限制，例如，可以使用热风干燥、微波干燥、感应干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等以往公知的干燥法。其中，从能够迅速且均匀地干燥全部成型体的角度考虑，优选将热风干燥和微波干燥或感应干燥组合的干燥方法。
接着，如果烧成得到的蜂窝干燥体，则可以得得到蜂窝结构体。烧成条件(温度和时间)随着构成蜂窝成型体的各原料粒子的种类不同而不同，因此，可以根据这些种类适当设定。例如，优选在1410～1440℃的温度下，烧成3～10小时。烧成条件(时间和温度)如果不在上述范围内，则骨材原料粒子的堇青石结晶化具有不充分的倾向。另一方面，如果超出上述范围，则生成的堇青石具有熔融的倾向。
另外，在烧成前或烧成的升温过程中，如果进行使蜂窝干燥体中的有机物(造孔材料、有机粘合剂、分散剂等)燃烧而除去的操作(煅烧)，则可以更促进有机物的除去，因而是优选的。有机粘合剂的燃烧温度在200℃左右，造孔材料的燃烧温度在300～1000℃左右。因此，煅烧温度在200～1000℃左右即可。煅烧时间没有特别限制，通常为10～100小时左右。
【实施例】
以下，根据实施例对本发明进行具体说明，但是本发明不受这些实施例限制。另外，各种物性值的测定方法如下所示。
[耐热冲击性试验]：将蜂窝结构体装入预先加热到规定温度的电炉中，将整个结构体加热充分长的时间使其达到规定温度后，进行空气冷却。在急速冷却(冷却速度：约50℃/min)中因热冲击而在结构体的侧面、端面或内部产生断裂，而冷却到室温后不致产生断裂的这种情况，被认为通过了该加热温度。断裂通过目视、敲打等方式进行检测。对于通过该加热温度的结构体，以50℃的梯度进行加热，加热直至产生断裂。将不产生断裂的最高温度称为“耐热冲击温度(℃)”。
[吸水率]：在100℃下煮沸蜂窝结构体使其充分吸水后，通入55℃的湿润空气(湿度大于等于96％)3分钟，除去附着在小室内和隔壁表面的剩余水分。将蜂窝结构体内吸入的(由隔壁的气孔捕集的)水分量(相对于蜂窝结构体的质量的比例)作为“吸水率(％)”，由下式(2)计算出。
吸水率(％)＝(吸水后的蜂窝结构体质量—吸水前的蜂窝结构体质量)
            /吸水前的蜂窝结构体质量          ……(2)
[干燥·烧成收缩率]：根据下式(3)和(4)计算出干燥收缩率以及烧成收缩率。而且，下式(3)和(4)中的“尺寸”是指蜂窝结构体的直径。
干燥收缩率(％)＝(成型式的尺寸-干燥后的尺寸)/成型时的尺寸
                                                 ……(3)
烧成收缩率(％)＝(干燥后的尺寸-烧成后的尺寸)/干燥后的尺寸
                                                 ……(4)
(实施例1)
如表1所示，将21质量％滑石(平均粒径：8μm，BET比表面积：11m2/g)、19质量％的相同滑石(平均粒径：11μm，BET比表面积：5m2/g)、12质量％高岭土(平均粒径：9μm，BET比表面积：7m2/g)、32质量％煅烧高岭土(平均粒径：3μm，BET比表面积：10m2/g)和16质量％勃姆石(平均粒径：0.5μm，BET比表面积：20m2/g)混合调制成堇青石化原料。相对于100质量份调制的堇青石化原料，添加7质量份有机粘合剂(甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、1.5质量份界面活性剂(硬脂酸钠)和31质量份水并一起投入到混合机(mixer)中，混合3分钟，从而得到湿式混合物。
将得到的湿式混合物投入到螺旋式挤出混炼机中，进行混炼制作成圆筒状的坯土，将该坯土投入到挤出成型机进行挤出成型，从而得到蜂窝成型体。将得到的蜂窝成型体进行感应干燥和热风干燥后，将两端面切割为规定的尺寸而得到蜂窝干燥体。通过将得到的蜂窝干燥体在1420～1440℃下烧成5小时而制造成圆筒状的蜂窝结构体(实施例1)。蜂窝结构体的尺寸为，直径106mmφ×全长(流路长)100mm，隔壁厚度为63μm，小室密度为900小室/in2(而且，该小室结构是在实施耐热冲击性试验的情况下，测定的耐热冲击温度变低的小室结构)。制造的蜂窝结构体的各种物性值示于表3。
(实施例2～21，比较例1～17)
除了所使用的各种原料的平均粒径(μm)、BET比表面积(m2/g)以及配合比例(质量％)为表1、表2、表4和表5所示的值以外，与前述的实施例1的情况同样地制造蜂窝结构体(实施例2～21、比较例1～17)。制造的蜂窝结构体的各种物性值示于表3和表6。
表1
平均粒径(μm) BET比表面积(m2/g)                实施例
  1   2   3
           配合比例(质量％)
滑石   8   11   21   12   12
  11   5   19   28   28
  高岭土   9   7   12   17   17
  煅烧高岭土   3   10   32   17   17
  二氧化硅   4   3.5   6   6
  氧化铝源   氧化铝   4   1.5   14   14
  勃姆石   0.11   160   6
  0.5   20   16
  0.5   80   6
氧化铝源   平均粒径(μm)   0.5   2.9   3
  BET比表面积(m2/g)   20   48.2   24.8
小室结构   隔壁厚(μm)   63   63   63
  小室密度(小室/inch2)   900   900   900
表2
平均粒径(μm) BET比表面积(m2/g)                                                                             实施例
  4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21
                                                                       配合比例(质量％)
滑石   8   11   13   12   12   12   12   12   12   12   12   11   12   12   21   21   21   18   18   18
  11   5   28   29   29   28   28   30   30   28   28   27   27   26   19   19   19   21   21   21
  高岭土   9   7   17   17   17   17   17   16   16   19   15   15   15   16   21   21   21   16   16   16
  煅烧高岭土   3   10   17   17   17   17   17   16   16   19   15   15   15   16   21   21   21   20   20   20
  二氧化硅   4   3.5   5   5   5   5   5   5   5   3   7   5   5   5   0   0   0   4   4   4
  氧化铝源   氧化铝   4   1.5   18   16   14   13   11   9   7   13   16   23   0   0   8   8   7   9   8   8
  氢氧化铝   2   15   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   18   13   8   8   7   12   12   11
  勃姆石   0.11   160   2   4   6   8   10   12   14   6   7   4   8   12   0.48   1.19   2.38   0.48   1.19   2.38
  氧化铝源   平均粒径(μm)   3.6   3.2   2.8   2.5   2.1   1.8   1.5   2.8   2.9   3.4   2.8   2.1   2.9   2.8   2.6   2.8   2.7   2.5
  BET比表面积(m2/g)   17.7   33.3   48.6   63.3   77.7   91.6   105.2   48.9   48.3   25.3   50.6   77.9   12.5   18.8   29.3   12.9   17.9   26.4
小室结构   隔壁厚(μm)   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63
  小室密度(小室/inch2)   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900
表3
  热膨胀系数(×10-6/℃)   耐热冲击温度(℃)   吸水率(质量％)   气孔率(％)   平均气孔孔径(μm)   烧成收缩率(％)  干燥+烧成收缩率(％)
  实施例1   0.22   800   14.3   27.2   3.72   8.4   13.1
  实施例2   0.13   850   18.7   31.9   4.55   3.2   8.6
  实施例3   0.25   800   21.2   35.5   4.43   3.1   7.8
  实施例4   0.19   800   21.9   35.9   4.87   2.1   6.2
  实施例5   0.16   800   19.5   32.8   4.6   2.7   7.2
  实施例6   0.13   850   18.2   31   4.44   3.2   8.1
  实施例7   0.1   850   16.1   30   4.22   3.8   9.1
  实施例8   0.08   900   13.9   28   4   4.4   10.4
  实施例9   0.06   900   12.4   26.5   3.76   5   11.2
  实施例10   0.05   900   10.4   25.1   3.11   5.5   12.3
  实施例11   0.15   850   17.3   30.6   4.3   3.8   8.5
  实施例12   0.17   850   18.9   32.6   4.5   2.7   7.7
  实施例13   0.16   800   18.3   34.3   3.95   6.2   11.3
  实施例14   0.1   850   15.6   32   3.65   6.7   12.2
  实施例15   0.05   900   11.8   28.3   3.22   7   13.9
  实施例16   0.25   750   15.9   26   4.59   6.1   10.7
  实施例17   0.21   800   15.3   25.3   4.54   6.1   10.8
  实施例18   0.2   800   15.4   25.2   4.51   6.2   11.1
  实施例19   0.25   700   21.3   34.3   4.6   4.5   8.9
  实施例20   0.21   750   20.6   33.5   4.72   4.5   9
  实施例21   0.19   800   19.8   33.3   4.62   4.7   9.5
表4
平均粒径(μm) BET比表面积(m2/g)                                            比较例
   1   2   3   4   5   6   7   8   9    10
                                       配合比例(质量％)
滑石     8     11   21   12   20   22   21   21   21   21   12   12
    11     5   19   27   18   19   19   19   19   19   29   29
高岭土     9     7   21   16   12   22   12   12   12   12   16   16
煅烧高岭土     3     10   21   19   30   22   32   32   32   32   17   17
二氧化硅     4     3.5   4   5.5   5.5
氧化铝源 氧化铝     4     1.5   9   9   15   15
    1     10   15
氢氧化铝     2     15   9   13
勃姆石     0.22     100   16
    0.12     130   16
    0.11     160   16
    0.09     180   16
    6     230   6
    4     200   6
活性化氧化铝     8     20   20
氧化铝源 平均粒径(μm)   3   2.8   8   1   0.1   0.1   0.1   0.2   4.6   4
BET比表面积(m2/g)   8.3   9.5   20   10   180   160   130   100   67.5   59
小室结构 隔壁厚(μm)   63   63   63   63   63   63   63   63   63   63
小室密度(小室/inch2)   900   900   900   900   900   900   900   900   900   900
表5
平均粒径(μm) BET比表面积(m2/g)                                   比较例
  11   12   13   14   15   16   17
                              配合比例(质量％)
滑石   8   11   21   13   12   11   12   2   18
  11   5   19   29   29   27   27   18   21
  高岭土   9   7   6   17   16   15   16   22   16
  煅烧高岭土   3   10   16   17   16   15   16   22   2
  二氧化硅   4   3.5   1   5   5   5   5   4
  氧化铝源   氧化铝   4   1.5   19   6   27   8   9   9
  氢氧化铝   2   15   9   12
  勃姆石   0.11   160   28   16   16
氧化铝源   平均粒径(μm)   0.1   4   1.1   4   1.4   3   2.8
  BET比表面积(m2/g)   160   1.5   118.4   1.5   106.7   9.3   10.3
小室结构   隔壁厚(μm)   63   63   63   63   63   63   63
  小室密度(小室/inch2)   900   900   900   900   900   900   900
表6
  热膨胀系数(×10-6/℃)   耐热冲击温度(℃)   吸水率(质量％)   气孔率(％)   平均气孔径(μm)   烧成收缩率(％)  干燥+烧成收缩率(％)
  比较例1   0.3   750   16.3   27.4   4.84   6.7   10.7
  比较例2   0.3   700   21.3   35.1   4.55   4.4   8.6
  比较例3   0.67   600   21.9   29   7.89   6.9   11.3
  比较例4   0.58   600   14.3   29.1   4   7.3   10.8
  比较例5   0.01   900   2   11.7   2.11   10.7   18.8
  比较例6   0.01   900   2   11.6   1.99   11   18.2
  比较例7   0.07   900   2.3   13.1   2.17   11.1   17.9
  比较例8   0.11   900   4.3   17   2.44   10.5   17.1
  比较例9   0.58   650   26.4   39   5.82   1.7   5.8
  比较例10   0.45   650   24.9   37.7   5.33   1.8   6.5
  比较例11   0.07   900   4.7   18.1   1.65   8.4   18.7
  比较例12   0.45   650   24.5   37.7   5.03   1.6   4.8
  比较例13   0.03   900   9.2   23.6   3.08   6.1   13.3
  比较例14   0.28   700   20.2   36.2   3.99   5.8   10.5
  比较例15   0.02   900   9.1   25.3   2.99   7.4   14.9
  比较例16   0.28   750   16.2   27.3   4.48   6.1   10.3
  比较例17   0.27   700   21.3   34.7   4.39   4.4   8.8
根据表3和表6所示的结果可以看出，在使用微粒的勃姆石作为氧化铝源的情况下，可以制造热膨胀系数小、耐热冲击性优良的蜂窝结构体。而且可以看出，在使用高BET比表面积的勃姆石作为氧化铝源的情况下，可以使所得到的蜂窝结构体的耐热冲击性更优良(参照实施例2和3)。此外，在过量使用勃姆石时，干燥·烧成收缩率大，易引起变形，随之得到的蜂窝结构体的气孔率有降低的倾向(参照比较例5～8、11、13和15)。但是可以看出，通过使堇青石化原料中含有二氧化硅可以修正吸水率和收缩率，可以制造热膨胀系数小、耐热冲击性优良的高气孔率的平均气孔孔径大小的蜂窝结构体。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝结构体是气孔孔径大高气孔率且耐热冲击性优良的蜂窝结构体，因此，适合作为用于除去由柴油发动机等汽车用发动机排出的废气中所含的粒状物质和NOx等有害物质的过滤器或催化剂载体。

Claims (8)

1.蜂窝结构体，其为具有被多孔隔壁分隔的成为流体流路的多个小室的，由堇青石构成的蜂窝结构体，该蜂窝结构体热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.25×10-6/℃，平均气孔孔径为3～8μm，气孔率大于等于25％小于等于70％。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，由耐热冲击性试验测定的耐热冲击温度大于等于800℃小于等于950℃。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.2×10-6/℃。
4.蜂窝结构体的制造方法，其包括如下工序：将含有满足下述条件(1)和(2)堇青石化原料的坯土成型为蜂窝状而得到成型体；再通过干燥和烧成所得到的所述成型体而得到蜂窝结构体，所述蜂窝结构体具有被多孔隔壁分隔的成为流体流路的多个小室，热膨胀系数大于等于-0.1×10-6/℃小于等于0.25×10-6/℃，平均气孔孔径为3～8μm，气孔率大于等于25％小于等于70％，
条件(1)：含有13～28质量％的BET比表面积大于等于10m2/g的氧化铝源；
条件(2)：含有相对于所述堇青石化原料比例为0.45～15.8质量％的平均粒径小于等于1μm的勃姆石(Al2O3·H2O)，作为所述氧化铝源的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述勃姆石(Al2O3·H2O)的BET比表面积大于等于80m2/g。
6.根据权利要求4或5所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，在所述堇青石化原料中，还含有大于等于0.5质量％小于等于8质量％的二氧化硅。
7.根据权利要求4～6中的任意一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，在所述氧化铝源中，还含有氧化铝和/或氢氧化铝。
8.根据权利要求4～7中的任意一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述氧化铝源的BET比表面积大于等于20m2/g小于等于250m2/g。
CNB2006100585398A 2005-03-17 2006-03-16 蜂窝结构体及其制造方法 Active CN100410206C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005077033A JP4434050B2 (ja) 2005-03-17 2005-03-17 ハニカム構造体の製造方法
JP2005077033 2005-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1834059A true CN1834059A (zh) 2006-09-20
CN100410206C CN100410206C (zh) 2008-08-13

Family

ID=36406071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100585398A Active CN100410206C (zh) 2005-03-17 2006-03-16 蜂窝结构体及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20060210822A1 (zh)
EP (1) EP1702902B1 (zh)
JP (1) JP4434050B2 (zh)
CN (1) CN100410206C (zh)
DE (1) DE602006001883D1 (zh)
ZA (1) ZA200602215B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102365119A (zh) * 2009-03-31 2012-02-29 日立金属株式会社 蜂窝陶瓷结构体及其制造方法
CN107224813A (zh) * 2016-03-24 2017-10-03 日本碍子株式会社 蜂窝过滤器
CN110642613A (zh) * 2019-10-12 2020-01-03 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 一种耐热冲击性优异的堇青石质蜂窝陶瓷载体及其制备方法
CN111747770A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 株式会社电装 蜂窝结构体
CN111943656A (zh) * 2020-07-08 2020-11-17 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 一种高抗震VOCs净化催化剂用蜂窝陶瓷载体及其制备方法
CN115364580A (zh) * 2021-05-20 2022-11-22 中国石油化工股份有限公司 一种蜂窝体炭基滤料及其制备方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2677107C (en) * 2007-01-31 2015-03-31 Basf Catalysts Llc Gas catalysts comprising porous wall honeycombs
JP2008207978A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体及びその製造方法
EP2118461A1 (en) * 2007-03-02 2009-11-18 Denso Corporation Hexagonal-cell honeycomb carrier bodyand hexagonal-cell honeycomb catalyst body
US8268401B2 (en) * 2007-03-26 2012-09-18 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing ceramic honeycomb structure
US7704296B2 (en) * 2007-11-27 2010-04-27 Corning Incorporated Fine porosity low-microcracked ceramic honeycombs and methods thereof
JP2010046583A (ja) * 2008-08-20 2010-03-04 Honda Motor Co Ltd 排気浄化フィルタ及びこの排気浄化フィルタを使用した内燃機関の排気浄化装置
US9334191B2 (en) 2010-05-28 2016-05-10 Corning Incorporated Methods for forming ceramic honeycomb articles
US9856177B2 (en) 2010-05-28 2018-01-02 Corning Incorporated Cordierite porous ceramic honeycomb articles
US9745227B2 (en) 2010-09-01 2017-08-29 Dow Global Technologies Llc Method for applying discriminating layer onto porous ceramic filters
JP6182298B2 (ja) * 2011-09-15 2017-08-16 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US9346003B2 (en) 2011-09-15 2016-05-24 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
US9878958B2 (en) * 2012-02-29 2018-01-30 Corning Incorporated Dimensional control of ceramic structures via composition
US9475734B2 (en) * 2012-05-31 2016-10-25 Corning Incorporated Shrinkage control in aluminum titanate using carbonates
JP6953814B2 (ja) * 2017-06-13 2021-10-27 株式会社デンソー 多孔質フィルタの製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3950175A (en) * 1973-11-05 1976-04-13 Corning Glass Works Pore size control in cordierite ceramic
JPS643067A (en) * 1987-02-12 1989-01-06 Ngk Insulators Ltd Cordierite honeycomb structure and production thereof
US4869944A (en) * 1987-02-12 1989-09-26 Ngk Insulators, Ltd. Cordierite honeycomb-structural body and a method for producing the same
JP2726616B2 (ja) * 1993-12-15 1998-03-11 日本碍子株式会社 多孔質セラミックハニカムフィルタ
US5849391A (en) * 1994-08-26 1998-12-15 Nippondenco Co., Ltd. Cordierite honeycomb structure and process for producing the same
JP3806975B2 (ja) * 1995-07-12 2006-08-09 株式会社デンソー ハニカム構造体の製造方法
US6077796A (en) * 1997-12-02 2000-06-20 Corning Incorporated Low CTE-low porosity cordierite bodies and method of making same
EP1042251B1 (en) 1997-12-02 2009-04-08 Corning Incorporated Process for the manufacture of low-expansion cordierite honeycomb bodies
US6087281A (en) * 1998-02-25 2000-07-11 Corning Incorporated Low CTE cordierite bodies with narrow pore size distribution and method of making same
JP3340689B2 (ja) 1999-02-03 2002-11-05 日本碍子株式会社 コージェライト質セラミックハニカム構造体の製造方法
JP2003502261A (ja) * 1999-06-11 2003-01-21 コーニング インコーポレイテッド 低膨張／高多孔度／高強度コージエライト体及び方法
CN1213962C (zh) * 1999-07-07 2005-08-10 康宁股份有限公司 孔径分布窄的低热膨胀性堇青石体及其制造方法
CN1197819C (zh) * 1999-09-01 2005-04-20 康宁股份有限公司 超薄壁堇青石结构体的制造
WO2001091882A1 (en) * 2000-06-01 2001-12-06 Corning Incorporated Cordierite body
JP2003040687A (ja) 2000-06-30 2003-02-13 Ngk Insulators Ltd ハニカムセラミックス構造体とその製造方法
EP1355865B1 (en) * 2000-12-29 2008-01-09 Corning Incorporated Fabrication of ultra-thinwall cordierite structures
US6864198B2 (en) * 2003-01-30 2005-03-08 Corning Incorporated Cordierite ceramic body and method
US7442425B2 (en) * 2003-09-30 2008-10-28 Corning Incorporated High porosity honeycomb and method
US7300898B2 (en) * 2005-05-31 2007-11-27 Corning Incorporated Low CTE cordierite body
US7520911B2 (en) * 2005-11-30 2009-04-21 Corning Incorporated Porous cordierite ceramic honeycomb article with improved strength and method of manufacturing same
US7744980B2 (en) * 2005-12-20 2010-06-29 Corning Incorporated Low CTE cordierite honeycomb article and method of manufacturing same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102365119A (zh) * 2009-03-31 2012-02-29 日立金属株式会社 蜂窝陶瓷结构体及其制造方法
CN102365119B (zh) * 2009-03-31 2014-11-05 日立金属株式会社 蜂窝陶瓷结构体及其制造方法
CN107224813A (zh) * 2016-03-24 2017-10-03 日本碍子株式会社 蜂窝过滤器
CN111747770A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 株式会社电装 蜂窝结构体
CN111747770B (zh) * 2019-03-29 2021-11-02 株式会社电装 蜂窝结构体
CN110642613A (zh) * 2019-10-12 2020-01-03 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 一种耐热冲击性优异的堇青石质蜂窝陶瓷载体及其制备方法
CN110642613B (zh) * 2019-10-12 2021-10-29 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 一种耐热冲击性优异的堇青石质蜂窝陶瓷载体及其制备方法
CN111943656A (zh) * 2020-07-08 2020-11-17 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 一种高抗震VOCs净化催化剂用蜂窝陶瓷载体及其制备方法
CN115364580A (zh) * 2021-05-20 2022-11-22 中国石油化工股份有限公司 一种蜂窝体炭基滤料及其制备方法
CN115364580B (zh) * 2021-05-20 2023-10-10 中国石油化工股份有限公司 一种蜂窝体炭基滤料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20060210822A1 (en) 2006-09-21
US20080315468A1 (en) 2008-12-25
EP1702902B1 (en) 2008-07-23
DE602006001883D1 (de) 2008-09-04
US8894915B2 (en) 2014-11-25
JP2006256908A (ja) 2006-09-28
EP1702902A1 (en) 2006-09-20
JP4434050B2 (ja) 2010-03-17
CN100410206C (zh) 2008-08-13
ZA200602215B (en) 2007-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1834059A (zh) 蜂窝结构体及其制造方法
US7208108B2 (en) Method for producing porous ceramic article
CN1929923A (zh) 陶瓷蜂窝结构体
CN100528341C (zh) 蜂窝结构体
JP5405538B2 (ja) ハニカム構造体
CN109899133B (zh) 过滤器
US8591800B2 (en) Method for producing cordierite-based honeycomb structure
US20060290036A1 (en) Method of manufacturing honeycomb structure
EP1657039B1 (en) Method for manufacturing a ceramic honeycomb filter
CN1680216A (zh) 堇青石材质蜂窝结构体的制造方法
US20090011919A1 (en) Process for producing honeycomb structure
JP4627498B2 (ja) ハニカム構造体の製造方法
CN101053719A (zh) 蜂窝结构体
CN1464800A (zh) 多孔蜂窝状结构体及其制造方法
US8409492B2 (en) Method for producing aluminum titanate ceramic
CN1816379A (zh) 废气净化蜂窝状过滤器及其制造方法
CN1269772C (zh) 蜂窝状成形体的制造方法及蜂窝状结构体
US10232361B2 (en) Honeycomb structural body and method for manufacturing the same
CN113443914A (zh) 含碳化硅蜂窝结构体的制造方法
CN116078067A (zh) 柱状蜂窝结构过滤器的制造方法
JP5476048B2 (ja) ハニカム構造体の製造方法
JP2012197192A (ja) ハニカム構造体およびその製造方法
CN113332807A (zh) 蜂窝过滤器
CN113332808B (zh) 蜂窝过滤器
CN113332810A (zh) 蜂窝过滤器的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant