ES2309869T3 - Estructura de panal de abeja. - Google Patents
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Abstract
Una estructura de panal de abeja que comprende: múltiples unidades de panal de abeja que tienen múltiples orificios pasantes; y una capa sellante que une las unidades de panal de abeja entre sí mediante las caras externas cerradas respectivas de las unidades de panal de abeja en las que no se abren los orificios pasantes, en la que la unidad de panal de abeja incluye al menos partículas inorgánicas, fibras inorgánicas y/o fibras cortas monocristalinas; un área de la sección transversal de una cara con forma de panal de abeja de la unidad de panal de abeja perpendicular a los orificios pasantes es de 5 cm 2 a 50 cm 2 ; la planicidad de una cara de extremo completa de las unidades de panal de abeja unidas por la capa sellante en las que se abren los orificios pasantes es de 2,5 mm o inferior, y la diferencia de nivel entre las caras de extremo de las unidades de panal de abeja unidas por la capa sellante es de 2,0 mm o inferior.
Description
Estructura de panal de abeja.
La invención se refiere a una estructura de
panal de abeja.
Generalmente, se usa un catalizador de panal de
abeja para convertir el gas de escape de vehículos. El catalizador
de panal de abeja se fabrica de manera convencional preparando un
material de área superficial específica alta, por ejemplo alúmina
activa, y un metal catalizador, por ejemplo, platino, soportado
sobre la superficie de una estructura de panal de abeja de base de
cordierita integral con características de baja expansión térmica.
Se soporta un metal alcalinotérreo, tal como Ba, sobre la estructura
de panal de abeja como agente de almacenamiento de NOx para tratar
el NOx en una atmósfera de oxígeno en exceso de, por ejemplo,
motores de mezcla pobre y motores diesel. El rendimiento de
conversión potenciado se logra mejorando el potencial para poner en
contacto el gas de escape con el catalizador de metal noble y el
agente de almacenamiento de NOx. Para este fin, se requiere
aumentar el área superficial específica del soporte mientras se
disminuye el tamaño de partícula del metal noble y se preparan las
partículas del metal noble sumamente dispersas. Sin embargo, un
simple aumento en la cantidad portada del material que tiene un
área superficial específica alta, por ejemplo, alúmina activa, sólo
puede aumentar el espesor de la capa de alúmina, mientras que no
aumenta significativamente el contacto potencial y eleva de manera
no deseable la pérdida de presión. Una técnica propuesta especifica
en consecuencia la forma de las celdas, la densidad de celdas y el
espesor de la pared para potenciar el contacto potencial (véase,
por ejemplo, el JP-A 10-263416).
Otra estructura de panal de abeja conocida se fabrica mediante
moldeo por extrusión de un material de un área superficial
específica alta con fibras inorgánicas y un aglutinante inorgánico
(véase, por ejemplo, el documento JP-A
5-213681). Se conoce una unión de una unidad de
panal de abeja a través de una capa adhesiva de modo que se
prolonga tal estructura de panal de abeja (por ejemplo, véase el
documento DE-A 4341159).
Sin embargo, las estructuras de panal de abeja
de la técnica anterior citadas anteriormente tienen algunas
desventajas. La sinterización de un material que tiene un área
superficial específica alta tal como alúmina progresa mediante
envejecimiento térmico, y se reduce el área superficial específica.
Un metal catalizador, tal como platino soportado, se condensa según
la reducción del área superficial específica, se aumenta el
diámetro de partícula y se reduce el área superficial específica. Es
decir, para tener un área superficial específica superior tras el
envejecimiento térmico (usado como soporte del catalizador), es
necesario aumentar el área superficial específica en una etapa
previa. Tal como se describió anteriormente, se logra el rendimiento
de conversión potenciado mejorando el potencial para poner en
contacto el gas de escape con el catalizador de metal noble y el
agente de almacenamiento de NOx. Es decir, es importante aumentar el
área superficial específica del soporte mientras se disminuye el
tamaño de partícula del metal catalizador y se preparan las
partículas del metal catalizador sumamente dispersas. Sin embargo,
la estructura de panal de abeja de base de cordierita dada a
conocer en el documento JP-A
10-263416 tiene material que tiene un área
superficial específica alta, por ejemplo, alúmina activa, y el
metal catalizador, por ejemplo, platino, se soporta sobre la
superficie del mismo. Esta técnica de la técnica anterior
especifica la forma de las celdas, la densidad de celdas y el
espesor de la pared para aumentar el área superficial específica del
soporte del catalizador y potenciar de ese modo el potencial para
poner en contacto el gas de escape con el metal catalizador. Sin
embargo, esta técnica de la técnica anterior no aumenta
suficientemente el área superficial específica del soporte del
catalizador. El área superficial específica insuficiente del
catalizador da como resultado una dispersión insuficiente del metal
catalizador y un escaso rendimiento de conversión del gas de escape
tras el envejecimiento térmico. Un aumento significativo en la
cantidad del metal catalizador y un crecimiento de tamaño del
soporte del catalizador puede compensar tal insuficiencia. Sin
embargo, el platino y otros metales nobles son muy caros y además
son recursos preciosos limitados. El aumento de tamaño del soporte
del catalizador no es deseable cuando la estructura de panal de
abeja con el catalizador se monta en un espacio limitado, tal como
un automóvil.
La estructura de panal de abeja dada a conocer
en el documento JP-A 5-213681 se
obtiene mediante moldeo por extrusión de un material que tiene un
área superficial específica alta con las fibras inorgánicas y el
aglutinante inorgánico. Dado que el propio sustrato está compuesto
por un material que tiene un área superficial específica alta, la
estructura de panal de abeja proporciona un soporte de un área
superficial específica alta y logra una dispersión suficientemente
alta del metal catalizador. Sin embargo, la alúmina o similar para
un sustrato no pudieron sinterizarse completamente de modo que se
mantuviese el área superficial específica, y la resistencia del
sustrato era muy débil. Tal como se describió anteriormente, cuando
se usa la estructura de panal de abeja para vehículos, el espacio
para el ajuste está significativamente restringido. Por tanto, para
elevar el área superficial específica del soporte por unidad de
volumen, se usó un medio para rebajar la pared de división. Sin
embargo, la resistencia del sustrato todavía se volvía débil. Dado
que la alúmina o similar tiene un gran coeficiente de expansión
térmica, se genera fácilmente una grieta mediante estrés térmico en
el momento del quemado (calcinación) y uso. Dado que se añadió una
fuerza externa tal como estrés térmico debido a un rápido cambio de
temperatura y una mayor vibración en el momento de uso cuando se usó
la estructura de panal de abeja para vehículos, la estructura de
panal de abeja se dañaba fácilmente y no pudo mante-
nerse la forma de la estructura de panal de abeja. Además, no pudo lograrse la función como soporte del catalizador.
nerse la forma de la estructura de panal de abeja. Además, no pudo lograrse la función como soporte del catalizador.
Dado que la estructura de panal de abeja se
prolonga en el soporte del catalizador para vehículos en el
documento DE-A 4341159, se muestra una estructura
de panal de abeja que tiene un área de la sección transversal de la
unidad de panal de abeja de 200 cm^{2} o superior. Sin embargo,
cuando se usó la estructura de panal de abeja en una situación en
la que se añadió estrés térmico debido a un rápido cambio de
temperatura y mayor vibración o similar, tal como se describió
anteriormente, la estructura de panal de abeja se dañaba fácilmente
y no pudo mantenerse la forma. Además, no pudo lograrse la función
como soporte del catalizador.
La invención se ha realizado en vista de los
problemas anteriores y otros. Es un objetivo de la invención
proporcionar una estructura de panal de abeja que pueda dispersar
sumamente componentes de catalizador y potenciar la resistencia a
choques térmicos y vibración.
Con el fin de lograr el objetivo anterior, se
construye la estructura de panal de abeja tal como sigue.
Es decir, la invención se refiere a una
estructura de panal de abeja que incluye: múltiples unidades de
panal de abeja que tienen múltiples orificios pasantes; y una capa
sellante que une las unidades de panal de abeja entre sí mediante
las caras externas cerradas respectivas de las unidades de panal de
abeja en las que los orificios pasantes no se abren. En esta
estructura de panal de abeja, la unidad de panal de abeja incluye
al menos partículas inorgánicas, fibras inorgánicas y/o fibras
cortas monocristalinas; un área de la sección transversal de una
cara con forma de panal de abeja de la unidad de panal de abeja
perpendicular a los orificios pasantes es de 5 cm^{2} a 50
cm^{2}; la planicidad de una cara de extremo completa de las
unidades de panal de abeja unidas por la capa sellante en las que
se abren los orificios pasantes es de 2,5 mm o inferior, y el nivel
de diferencia de una cara de extremo entre las unidades de panal de
abeja unidas por la capa sellante es de 2,0 mm o inferior.
La planicidad representa la diferencia entre el
punto más alto de la cara de extremo de la unidad más alta y el
punto más bajo de la cara de extremo de la unidad más baja de las
caras de extremo de múltiples unidades completas en la cara con
forma de panal de abeja de la unidad de panal de abeja. La
diferencia de nivel entre las caras de extremo de las unidades de
panal de abeja representa la diferencia entre el punto más alto de
una unidad y el punto más bajo de la otra unidad de las dos unidades
de panal de abeja unidas por la capa sellante, es decir, la mayor
diferencia de nivel en las dos caras de extremo de la unidad. Dado
que se unen múltiples unidades de panal de abeja mediante la capa
sellante en la estructura de panal de abeja, puede potenciarse la
resistencia a choques térmicos y vibraciones. Se presume que incluso
cuando un cambio de temperatura brusco provoca una distribución de
temperatura significativa en la estructura de panal de abeja, cada
unidad de panal de abeja tiene una diferencia de temperatura
relativamente pequeña, o que las capas sellantes distienden
deseablemente los choques térmicos y vibraciones. Se piensa que las
capas sellantes evitan que una grieta provocada por estrés térmico
se extienda a lo largo de toda la estructura de panal de abeja,
funcionando como marcos de la estructura de panal de abeja para
mantener la forma como una estructura de panal de abeja mientras que
se garantiza la función de las unidades de panal de abeja
respectivas como soportes del catalizador. Cuando el área de la
sección transversal de la cara en la que se abren los orificios
pasantes es de 5 cm^{2} o superior en referencia al tamaño de la
unidad de panal de abeja, se reduce el área de la sección
transversal de la capa sellante para unir múltiples unidades de
panal de abeja, y de ese modo se aumenta relativamente el área
superficial específica para el soporte del catalizador y se reduce
la pérdida de presión. Cuando el área de la sección transversal es
de 50 cm^{2} o inferior, la unidad no es demasiado grande y puede
suprimirse completamente el estrés térmico generado en cada unidad
de panal de abeja. Dado que la planicidad de las caras con forma de
panal de abeja de las unidades de panal de abeja unidas por la capa
sellante es de 2,5 mm o inferior y la diferencia de nivel entre las
unidades de panal de abeja unidas por la capa sellante es de 2,0 mm
o inferior, puede suprimirse el daño de la estructura de panal de
abeja generado en la diferencia de nivel entre las unidades de
panal de abeja unidas por la capa sellante. Por ejemplo, la
planicidad de 2,5 mm o inferior y la diferencia de nivel de 2,0 mm
o inferior entre las unidades de panal de abeja puede suprimir la
generación de daño en la parte de diferencia de nivel mientras se
transporta la estructura de panal de abeja y se fija la estructura
de panal de abeja a una carcasa y se usa. Es decir, el área de la
sección transversal de la cara con forma de panal de abeja de la
unidad de panal de abeja en el intervalo de 5 cm^{2} a 50
cm^{2}, la planicidad de 2,5 mm o inferior de las caras con forma
de panal de abeja de las unidades de panal de abeja perpendiculares
a los orificios pasantes de las unidades de panal de abeja y la
diferencia de nivel de 2,0 mm o inferior entre las unidades de
panal de abeja unidas por la capa sellante mantienen una gran área
superficial específica, suprimen la pérdida de presión, tienen
suficiente resistencia al estrés térmico y obtienen alta durabilidad
a un nivel práctico. Por tanto, según la estructura de panal de
abeja, los componentes del catalizador pueden dispersarse sumamente
y puede potenciarse la resistencia a choques térmicos y vibraciones.
El área de la sección transversal representa el área de la sección
transversal de la unidad de panal de abeja como una unidad básica
que constituye la estructura de panal de abeja cuando la estructura
de panal de abeja incluye múltiples unidades de panal de abeja que
tienen áreas de sección transversal diferentes, y habitualmente
representa el área de la sección transversal máxima de la unidad de
panal de abeja.
En la estructura de panal de abeja de la
invención, una proporción de la suma total de las áreas de sección
transversal de las caras con forma de panal de abeja de las unidades
de panal de abeja perpendiculares a los orificios pasantes con
respecto a un área de la sección transversal de una cara con forma
de panal de abeja de la estructura de panal de abeja perpendicular
a los orificios pasantes es preferiblemente del 85% o superior, y
más preferiblemente del 90% o superior. Dado que se reduce el área
de la sección transversal de la capa sellante y las áreas de
sección transversal totales de las unidades de panal de abeja
aumentan cuando la proporción es del 85% o superior, el área
superficial específica para el soporte del catalizador aumenta
relativamente, y puede reducirse la pérdida de presión. La pérdida
de presión puede reducirse cuando la proporción es del 90% o
superior.
La estructura de panal de abeja de la invención
puede proporcionarse con una capa de revestimiento que cubre la
cara circunferencial externa sin los orificios pasantes. La capa de
revestimiento puede proteger la cara circunferencial externa para
potenciar la resistencia de la estructura de panal de abeja.
En la estructura de panal de abeja de la
invención, las partículas inorgánicas incluyen al menos un tipo
seleccionado del grupo que está constituido por partículas de
alúmina, sílice, zircona, titania, ceria, mullita y zeolita. Se
prefiere especialmente la alúmina. La unidad de panal de abeja que
tiene una gran área superficial específica puede producirse de
manera comparativamente fácil.
En la estructura de panal de abeja de la
invención, las fibras inorgánicas y las fibras cortas
monocristalinas incluyen al menos un tipo seleccionado del grupo
que está constituido por alúmina, sílice, carburo de silicio,
sílice-alúmina, vidrio, titanato de potasio y borato
de aluminio. Se prefieren especialmente fibras de
sílice-alúmina. Las fibras inorgánicas y las fibras
cortas monocristalinas pueden tener una función como agente de
reforzamiento de la unidad de panal de abeja. La unidad de panal de
abeja que tiene resistencia potenciada puede producirse de manera
comparativamente fácil.
En la estructura de panal de abeja de la
invención, se prefiere que la unidad de panal de abeja incluya
además un aglutinante inorgánico. La temperatura inferior para el
quemado de la unidad de panal de abeja puede proporcionar así una
resistencia suficiente. Los ejemplos de los aglutinantes inorgánicos
incluidos en la estructura de panal de abeja incluyen sol
inorgánico y un aglutinante de arcilla. De estos, los ejemplos de
los soles inorgánicos incluyen al menos un tipo de sol inorgánico
seleccionado de sol de alúmina, sol de sílice, sol de titania y
vidrio soluble o similares. Los ejemplos de los aglutinantes de
arcilla incluyen al menos un tipo de un aglutinante de arcilla
seleccionado de arcilla blanca, caolín, montmorillonita y una
arcilla de tipo estructural de doble cadena (sepiolita,
attapulgita).
Preferiblemente, se soporta un componente de
catalizador sobre la estructura de panal de abeja de la invención.
El componente de catalizador puede incluir al menos un tipo
seleccionado entre metales nobles, metales alcalinos, metales
alcalinotérreos y óxidos. Los ejemplos del metal noble incluyen al
menos un tipo seleccionado entre platino, paladio y rodio o
similares. Los ejemplos del metal alcalino incluyen al menos un tipo
seleccionado entre potasio y sodio o similares. El metal
alcalinotérreo es, por ejemplo, bario. El metal alcalino y el metal
alcalinotérreo pueden incluirse como componente de catalizador, y
pueden estar en un estado de un compuesto (sal o similar). Los
ejemplos de los óxidos incluyen al menos un tipo seleccionado de uno
(LaCoO_{3}, LaMnO_{3} o similares) que tiene una estructura de
perovskita y CeO_{2} o similares. Como óxidos que tienen la
estructura de perovskita, por ejemplo, el sitio A de la estructura
de perovskita (fórmula general ABO_{3}) es al menos un tipo de
elemento seleccionado de La, Y y Ce o similares. De estos, se
prefiere La, y los ejemplos de los mismos incluyen uno o múltiples
tipos de elementos en los que el sitio B de la fórmula general se
selecciona de Fe, Co, Ni, Mn o similares. Algunos elementos del
sitio A pueden sustituirse por K, Sr y Ag o similares como en
La_{0,75}K_{0,25}CoO_{3} o similares.
La estructura de panal de abeja de la invención
se usa preferiblemente como convertidor catalítico (por ejemplo, un
catalizador de tres vías o un catalizador de almacenamiento de NOx)
para la conversión del gas de escape de vehículos.
La figura 1 ilustra esquemáticamente una
estructura 10 de panal de abeja, la figura 1(a) es una vista
en perspectiva de una unidad 11 de panal de abeja y la figura
1(b) es una vista en perspectiva de la estructura 10 de panal
de
abeja;
abeja;
la figura 2 ilustra esquemáticamente la
planicidad y la diferencia de nivel de la unidad cuando se observa
la estructura 10 de panal de abeja desde la cara lateral;
la figura 3 es una fotografía de MEB
(microscopía electrónica de barrido) de una cara 13 externa de la
unidad 11 de panal de abeja de la invención.
La figura 4 ilustra esquemáticamente ejemplos en
los que están unidas las múltiples unidades 11 de panal de abeja,
las figuras 4(a), (b), (c), (d) ilustran esquemáticamente un
ejemplo 1, un ejemplo 2, un ejemplo 3 y un ejemplo 4
respectivamente;
La figura 5 ilustra esquemáticamente ejemplos en
los que están unidas múltiples unidades 11 de panal de abeja, las
figuras 5(a), (b), (c) ilustran esquemáticamente un ejemplo
5, un ejemplo 6 y un ejemplo 7 respectivamente;
la figura 6 ilustra esquemáticamente un aparato
20 vibrador, la figura 6(a) es una vista frontal del mismo y
figura 6(b) es una vista lateral del mismo;
la figura 7 ilustra esquemáticamente un aparato
40 de medición de la pérdida de presión;
la figura 8 ilustra esquemáticamente la medición
de la planicidad, la figura 8(a) muestra la situación de
puntos de referencia temporales, la figura 8(b) muestra la
situación de los ejes XY;
\newpage
la figura 9 muestra la relación entre el área de
la sección transversal, la tasa de reducción de peso y la pérdida
de presión de la unidad de panal de abeja;
la figura 10 muestra la relación entre la
proporción de área de la unidad, la tasa de reducción de peso y la
pérdida de presión;
la figura 11 muestra la relación entre la
relación de aspecto de fibras de sílice-alúmina y la
tasa de reducción de peso;
la figura 12 muestra la relación entre la
planicidad y la tasa de reducción de peso tras la circulación de
gas; y
la figura 13 muestra la relación entre la
diferencia de nivel de la unidad y la tasa de reducción de peso
tras la circulación de gas.
Se describirán a continuación algunos modos para
llevar a cabo la invención usando los dibujos.
Se describirá la estructura de panal de abeja de
la realización. La figura 1 ilustra esquemáticamente una estructura
10 de panal de abeja de la realización. La figura 1(a) es una
vista en perspectiva de una unidad 11 de panal de abeja y la figura
1(b) es una vista en perspectiva de la estructura 10 de panal
de abeja. La estructura 10 de panal de abeja se constituye como la
estructura de panal de abeja que tiene la función de convertir
sustancias tóxicas en el gas de escape de un motor (por ejemplo,
hidrocarburo HC, monóxido de carbono CO y óxido de nitrógeno NOx o
similares) para el convertidor catalizador. La estructura 10 de
panal de abeja se proporciona con múltiples unidades 11 de panal de
abeja que tienen múltiples orificios 12 pasantes dispuestos en
paralelo a lo largo de la dirección longitudinal, una capa 14
sellante para unir las unidades 11 de panal de abeja mediante las
caras 13 externas sobre las que no se abren los orificios 12
pasantes y una capa 16 de revestimiento para cubrir la cara
circunferencial externa sobre la que no se abren los orificios 12
pasantes entre las múltiples unidades 11 de panal de abeja mediante
la capa 14 sellante. La unidad 11 de panal de abeja contiene una
unidad 11a básica que tiene una forma de pilar rectangular y una
unidad 11b de modificación cortada de modo que la esquina de la
forma de pilar rectangular está curvada. De estas, las unidades 11a
básicas están dispuestas dos en longitud y dos en anchura en el
centro de la estructura 10 de panal de abeja, y las caras 13
externas de las unidades 11a básicas adyacentes están unidas entre
sí mediante la capa 14 sellante. Las unidades 11b de modificación
están dispuestas alrededor de las unidades 11a básicas dispuestas
dos en longitud y dos en anchura, y las caras 13 externas de las
unidades 11b de modificación adyacentes o las caras 13 externas de
las unidades 11b de modificación adyacentes y las unidades 11a
básicas se unen mediante la capa 14 sellante. Por tanto, se unen
las unidades 11a básicas y las unidades 11b de modificación, y se
forma de manera cilíndrica la forma externa de la estructura 10 de
panal de abeja. Los números de la unidad 11a básica y las unidades
11b de modificación que constituyen la estructura 10 de panal de
abeja pueden ser un número arbitrario basado en el tamaño de la
estructura 10 de panal de abeja o la unidad 11 de panal de abeja. La
forma externa de la estructura 10 de panal de abeja puede tener una
forma y tamaño arbitrarios. Por ejemplo, la forma externa puede
tener una forma de cilindro o pilar
rectangular.
rectangular.
Un área superficial específica por volumen de la
unidad de la estructura 10 de panal de abeja es preferiblemente de
28000 m^{2}/l o superior, más preferiblemente de 35000 m^{2}/l o
superior y lo más preferiblemente de 38000 m^{2}/l. El área
superficial específica por volumen de la unidad es preferiblemente
de 70000 m^{2}/l o inferior teniendo en cuenta el límite de
dispersión del catalizador. El área superficial específica por
volumen de la unidad se obtiene calculando el área superficial
específica por volumen de la unidad de la unidad de panal de abeja
a partir del área superficial específica por peso de la unidad
mediante la medición del área superficial específica BET de la
unidad 11 de panal de abeja, y multiplicando la proporción del
volumen de la unidad 11 de panal de abeja con respecto a la
estructura 10 de panal de abeja completa. Es decir, dado que la
capa 26 sellante apenas contribuye a la conversión del gas de
escape, se exceptúa el volumen de la capa 26 sellante, y se calcula
el área superficial específica por volumen de la estructura 20 de
panal de abeja. Se calcula el área superficial específica por
volumen de la unidad mediante la ecuación (1) facilitada a
continuación.
En la estructura 10 de panal de abeja, la
planicidad de las caras con forma de panal de abeja de las unidades
11 de panal de abeja unidas por la capa 14 sellante (denominada
simplemente a continuación en el presente documento simplemente
planicidad) es de 2,5 mm o inferior, y la diferencia de nivel
(denominada a continuación en el presente documento diferencia de
nivel de la unidad) entre las unidades 11 de panal de abejas unidas
por la capa 14 sellante es de 2,0 mm o inferior. La planicidad de
2,5 mm o inferior y la diferencia de nivel de 2,0 mm o inferior
entre las unidades de panal de abeja puede suprimir la generación de
daño en la parte de diferencia de nivel mientras que, por ejemplo,
la estructura de panal de abeja se transporta y la estructura de
panal de abeja se fija a la carcasa y se usa. La figura 2 ilustra
esquemáticamente la planicidad y la diferencia de nivel de la
unidad cuando se observa la estructura 10 de panal de abeja desde la
cara lateral. La estructura 10 de panal de abeja en la figura 2 se
expresa de manera exagerada para facilitar la explicación. En el
presente documento, la planicidad representa la diferencia entre el
punto más alto y el punto más bajo de la cara de extremo en la que
se abren los orificios 12 pasantes de la estructura 10 de panal de
abeja. Por ejemplo, en la figura 2, la diferencia L entre el punto
más alto de la unidad B de panal de abeja y el punto más bajo de la
unidad D de panal de abeja es la planicidad. La diferencia de nivel
(diferencia de nivel de la unidad) entre las unidades de panal de
abeja representa la diferencia entre el punto más alto de una unidad
y el punto más bajo de la otra unidad de las dos unidades de panal
de abeja unidas por la capa sellante, es decir, la mayor diferencia
de nivel entre las dos caras de extremo de la unidad. Por ejemplo,
en la figura 2, la diferencia de nivel de la unidad entre la unidad
A de panal de abeja y la unidad B de panal de abeja es X, y la
diferencia de nivel de la unidad entre la unidad B de panal de
abeja y la unidad C de panal de abeja es Y. La diferencia de nivel
de la unidad entre la unidad C de panal de abeja y la unidad D de
panal de abeja es Z. La planicidad es más preferiblemente de 2,00
mm o inferior y lo más preferiblemente es de 1,0 mm o inferior. La
diferencia de nivel de la unidad es más preferiblemente de 1,0 mm o
inferior y lo más preferiblemente de 0,5 mm o inferior.
El área de la sección transversal de la cara
sobre la que se abren los orificios 12 pasantes de la unidad 11 de
panal de abeja que constituye la estructura 10 de panal de abeja es
de 5 cm^{2} a 50 cm^{2}. Dado que el área de la sección
transversal de 5 cm^{2} o superior reduce el área de la sección
transversal de la capa 14 sellante para unir múltiples unidades 11
de panal de abeja, el área superficial específica para el soporte
del catalizador aumenta relativamente, y se reduce la pérdida de
presión. Cuando el área de la sección transversal es de 50 cm^{2}
o inferior, el tamaño de la unidad no es demasiado grande y el
estrés térmico generado en la unidad de panal de abeja respectiva
puede suprimirse suficientemente. El área de la sección transversal
en el intervalo de 5 cm^{2} a 50 cm^{2} puede ajustar la
proporción de capa sellante con respecto a estructura de panal de
abeja. De ese modo, puede mantenerse la gran área de superficie
específica por volumen de la unidad de la estructura de panal de
abeja y el componente de catalizador puede dispersarse sumamente.
Además, incluso si se añade una fuerza externa tal como choques
térmicos y vibraciones, puede mantenerse la forma de una estructura
de panal de abeja. El área de la sección transversal es
preferiblemente de 5 cm^{2} o superior en vista de la pérdida de
presión reducida.
Se prefiere que la forma de la unidad 11 de
panal de abeja pueda unir fácilmente las unidades 11 de panal de
abeja entre sí, y la sección de la cara sobre la que se abren los
orificios 12 pasantes puede ser un cuadrado, un rectángulo, un
hexágono o un abanico. La estructura 11 de panal de abeja tiene un
gran número de orificios 12 pasantes hacia el interior del lado
frontal en la figura 1(a) y las caras 13 externas que no
tienen orificios 12 pasantes. El espesor de pared de la pared entre
orificios 12 pasantes contiguos está en el intervalo de 0,05 mm a
0,35 mm, más preferiblemente de 0,10 mm a 0,30 mm y lo más
preferiblemente de 0,15 mm a 0,25 mm. Dado que el espesor de pared
de 0,05 mm o superior aumenta la resistencia de la unidad 11 de
panal de abeja, y el espesor de pared de 0,35 mm o inferior aumenta
la superficie de contacto con el gas de escape, se mejora la
función del catalizador. El número de orificios pasantes por área de
la sección transversal de la unidad está preferiblemente en un
intervalo de 15,5/cm^{2} a 186/cm^{2} (de 100 cpsi a 1200 cpsi),
más preferiblemente en un intervalo de 46,5/cm^{2} a
170,5/cm^{2} (de 300 cpsi a 1100 cpsi) y lo más preferiblemente en
un intervalo de 62,0/cm^{2} a 155/cm^{2} (de 400 cpsi a 1000
cpsi). El número de orificios pasantes de 15,5/cm^{2} o superior
aumenta el área de las paredes dentro de la unidad 11 de panal de
abeja que están en contacto con el gas de escape, y el número de
orificios pasantes de 186/cm^{2} o inferior reduce la pérdida de
presión y facilita la preparación de la unidad de panal de abeja.
La forma de los orificios pasantes formados en la unidad de panal
de abeja puede tener una sección de un triángulo aproximado o un
hexágono aproximado.
La unidad 11 de panal de abeja incluye alúmina
como partículas inorgánicas, fibras de
sílice-alúmina como fibras inorgánicas y sílice de
origen de sol de sílice como aglutinante inorgánico. Las partículas
inorgánicas incluidas en la unidad 11 de panal de abeja pueden ser,
por ejemplo, partículas de sílice, zircona, titania, ceria, mullita
y zeolita. La cantidad de partículas inorgánicas incluidas en la
estructura 10 de panal de abeja está preferiblemente en un
intervalo del 30% en peso al 97% en peso, más preferiblemente en un
intervalo del 30% en peso al 90% en peso, todavía más
preferiblemente en un intervalo del 40% en peso al 80% en peso y lo
más preferiblemente en un intervalo del 50% en peso al 75% en peso.
El contenido en partículas inorgánicas del 30% en peso o superior
puede aumentar relativamente la cantidad de partículas inorgánicas
que contribuyen a mejorar el área superficial específica, y da como
resultado un área superficial específica alta de la estructura de
panal de abeja y una alta dispersión del componente de catalizador
soportado sobre la estructura de panal de abeja. El contenido en
partículas inorgánicas del 90% en peso o inferior aumenta
relativamente la cantidad de fibras inorgánicas que contribuyen a
la mejora en resistencia y aumenta la resistencia de la estructura
de panal de abeja.
Las fibras inorgánicas incluidas en la unidad 11
de panal de abeja pueden ser, por ejemplo, sílice, carburo de
silicio, vidrio, titanato de potasio y borato de aluminio, y fibras
cortas monocristalinas de las mismas o similares además de alúmina.
La cantidad de fibras inorgánicas incluidas en la estructura 10 de
panal de abeja está preferiblemente en el intervalo del 3% en peso
al 70% en peso, más preferiblemente en el intervalo del 3% en peso
al 50% en peso, todavía más preferiblemente en el intervalo del 5%
en peso al 40% en peso y lo más preferiblemente en el intervalo del
8% en peso al 30% en peso. El contenido en fibras inorgánicas del
3% en peso o superior aumenta la resistencia de la estructura de
panal de abeja, y el contenido en fibras inorgánicas del 50% en
peso o inferior aumenta relativamente la cantidad de partículas
inorgánicas o similares que contribuyen a la mejora en el área
superficial específica, dando como resultado de ese modo un área
superficial específica alta de la estructura de panal de abeja y
una alta dispersión del componente de catalizador soportado sobre
la estructura de panal de abeja. La relación de aspecto de las
fibras inorgánicas y las fibras cortas monocristalinas está
preferiblemente en el intervalo de 2 a 1000, más preferiblemente en
el intervalo de 5 a 800 y lo más preferiblemente en el intervalo de
10 a 500. La relación de aspecto de las fibras inorgánicas y las
fibras cortas monocristalinas de 2 o superior puede elevar la
resistencia de la estructura 10 de panal de abeja, y la relación de
aspecto de 1000 o inferior evita la obstrucción de un molde y mejora
la capacidad de moldeo. Cuando la relación de aspecto de las fibras
inorgánicas y fibras cortas monocristalinas tiene una distribución,
puede ajustarse el valor promedio.
\newpage
Los ejemplos de los aglutinantes inorgánicos en
la unidad 11 de panal de abeja en el momento de la fabricación
incluyen sol inorgánico y un aglutinante de arcilla. De estos, el
sol inorgánico puede incluir, por ejemplo, sol de alúmina, sol de
titania y vidrio soluble o similares. El aglutinante de arcilla
puede incluir, por ejemplo, arcilla blanca, caolín, montmorillonita
y una arcilla de tipo estructural de doble cadena (sepiolita,
attapulgita) o similares. El sol de alúmina, el sol de sílice, el
vidrio soluble y el sol de titania se convierten en alúmina, sílice
y titania o similares mediante el procesamiento posterior,
respectivamente. La cantidad de aglutinante inorgánico incluido en
la estructura 10 de panal de abeja como contenido sólido es
preferiblemente del 50% en peso o inferior, más preferiblemente
está en el intervalo del 5% en peso al 50% en peso, todavía más
preferiblemente en el intervalo del 10% en peso al 40% en peso y lo
más preferiblemente en el intervalo del 15% en peso al 35% en peso.
El contenido en aglutinante inorgánico del 50% o inferior mejora la
capacidad de moldeo. La estructura 10 de panal de abeja puede no
incluir el aglutinante inorgánico.
A continuación se describe un ejemplo de un
procedimiento de fabricación de la estructura 10 de panal de abeja
de la invención. En primer lugar, el procedimiento produce un objeto
moldeado de la unidad de panal de abeja moldeando por extrusión una
pasta de material, que está compuesta principalmente por partículas
inorgánicas, fibras inorgánicas y/o fibras cortas monocristalinas,
y aglutinante inorgánico. La pasta de material puede incluir además
un aglutinante orgánico, un medio de dispersión y un adyuvante de
moldeo según la capacidad de moldeo. El aglutinante orgánico
incluye, por ejemplo, al menos un tipo seleccionado entre
metilcelulosa, carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa,
polietilenglicol, resina de fenol y resina epoxídica. El contenido
en aglutinante orgánico está preferiblemente en el intervalo del 1%
en peso al 10% en peso en relación con 100 partes totales en peso
de las partículas inorgánicas, las fibras inorgánicas y/o las fibras
cortas monocristalinas, y el aglutinante inorgánico. El medio de
dispersión es, por ejemplo, agua, un disolvente orgánico, tal como
benceno, o un alcohol, tal como metanol. El adyuvante de moldeo
incluye, por ejemplo, etilenglicol, dextrina, ácido graso, jabón de
ácido graso o polialcohol.
Preferiblemente, el procedimiento mezcla,
combina o amasa la pasta de material con, por ejemplo, una
mezcladora, un molino o una amasadora. La pasta de material puede
moldearse en la forma que tiene orificios pasantes mediante
cualquier procedimiento adecuado, por ejemplo, mediante moldeo por
extrusión. En este momento, la pasta de material puede moldearse de
modo que el área de la sección transversal de la cara en la que se
abren los orificios 12 pasantes se hace de 5 cm^{2} a 50
cm^{2}. Aunque la forma del moldeo puede ser una forma arbitraria,
la forma es preferiblemente un pilar rectangular o similar.
Preferiblemente, el procedimiento seca el cuerpo
moldeado. Una secadora usada para esta etapa de secado es, por
ejemplo, una secadora de microondas, una secadora de aire caliente,
una secadora dieléctrica, una secadora de presión reducida, una
secadora de vacío o una secadora por congelación. Preferiblemente,
el procedimiento desengrasa el cuerpo moldeado. Las condiciones de
desgrasado se seleccionan apropiadamente según los tipos y
cantidades de sustancias orgánicas incluidas en el cuerpo moldeado,
por ejemplo, aproximadamente 400ºC durante 2 horas.
Preferiblemente, el procedimiento quema el cuerpo moldeado. Las
condiciones de quemado no están específicamente limitadas, pero la
temperatura de quemado preferible está en el intervalo de 600ºC a
1200ºC, más preferiblemente de 600ºC a 1000ºC. La temperatura de
quemado de 600ºC o superior hace progresar la sinterización de las
partículas inorgánicas o similares que eleva la resistencia de la
estructura 10 de panal de abeja. La temperatura de quemado de
1200ºC o inferior evita la sinterización excesiva de las partículas
inorgánicas que suprime una disminución en el área superficial
específica por volumen de la unidad para dar como resultado una
dispersión suficientemente alta del componente de catalizador
soportado. En consecuencia, el procedimiento hace posible que la
unidad 11 de panal de abeja tenga múltiples orificios pasantes.
Pueden unirse sucesivamente múltiples unidades
11 de panal de abeja entre sí por medio de capas 14 sellantes
compuestas por una pasta sellante, secarse y solidificarse para
producir un conjunto de unidades de panal de abeja de un tamaño
predeterminado. Se prefiere seleccionar unidades 11 de panal de
abeja que tengan casi la misma longitud y unir las unidades de
panal de abeja cuando se unan las unidades 11 de panal de abeja. La
planicidad de ambos extremos de la estructura 10 de panal de abeja
se ajusta fácilmente hasta 2,5 mm o inferior. Pueden alinearse las
caras de las unidades 11 de panal de abeja y unirse mediante la
pasta sellante de modo que no se genera la diferencia de nivel
entre las unidades 11 de panal de abeja cuando se unen las unidades
11 de panal de abeja. Por ejemplo, la provisión de la cara de
extremo que tiene la planicidad de 2,5 mm o inferior y la
diferencia de nivel de la unidad de 2,0 mm o inferior en el lado
ascendente del gas de escape puede suprimir el daño de la
estructura 10 de panal de abeja en uso. La pasta sellante puede ser
una mezcla de aglutinante inorgánico y partículas inorgánicas, una
mezcla de aglutinante inorgánico y fibra inorgánica, o una mezcla
de aglutinante inorgánico, partícula inorgánica y fibra inorgánica.
La pasta sellante usada puede incluir además un aglutinante
orgánico. El aglutinante orgánico usado puede ser uno o más tipos
seleccionados entre poli(alcohol vinílico), metilcelulosa,
etilcelulosa y carboximetilcelulosa.
El espesor de la capa 14 sellante para unir
unidades 11 de panal de abeja adyacentes entre sí está
preferiblemente en el intervalo de 0,5 mm a 2 mm. El espesor de la
capa sellante de 0,5 mm o superior proporciona una resistencia de
unión suficiente. Aunque la capa 14 sellante no funciona como
soporte del catalizador, el espesor de 2 mm o inferior suprime una
disminución en el área superficial específica por volumen de la
unidad de la estructura 10 de panal de abeja y permite una
dispersión suficientemente alta del componente de catalizador
soportado sobre la estructura de panal de abeja. El espesor de la
capa 14 sellante de 2 mm o inferior reduce la pérdida de presión.
El número de unidades 11 de panal de abeja unidas juntas puede
determinarse adecuadamente para obtener el tamaño deseable de la
estructura 10 de panal de abeja usada como catalizador de panal de
abeja. Las unidades 11 de panal de abeja unidas juntas por medio de
las capas sellantes pueden cortarse o pulirse adecuadamente según
el tamaño deseado de la estructura 10 de panal de abeja. En el
presente documento, la planicidad se ajusta hasta 2,5 mm o
inferior, y la diferencia de nivel de la unidad se ajusta hasta 2,0
mm o inferior cuando se unen las unidades 11 de panal de abeja. Sin
embargo, la planicidad puede ajustarse hasta 2,5 mm o inferior, y
la diferencia de nivel de la unidad puede ajustarse hasta 2,0 mm o
inferior cortando al menos una cara de extremo usando un cortador
tal como un cortador de diamante y puliendo mediante el uso de un
dispositivo de pulido o similar tras unir las unidades 11 de panal
de abeja.
El procedimiento puede aplicar, secar y
solidificar un agente de revestimiento sobre la cara circunferencial
externa (cara lateral) de la estructura 10 de panal de abeja sin
los orificios 12 pasantes para formar una capa 16 de revestimiento.
La capa de revestimiento puede proteger la cara circunferencial
externa para potenciar la resistencia de la estructura de panal de
abeja. La pasta de revestimiento usada puede ser, por ejemplo,
idéntica a o diferente de la pasta sellante. La pasta de
revestimiento puede tener una proporción de mezclado idéntica o una
proporción de mezclado diferente de la de la pasta sellante. El
espesor de la capa 16 de recubrimiento está preferiblemente en el
intervalo de 0,1 mm a 2 mm. El espesor de la capa de revestimiento
de 0,1 mm o superior puede proteger la cara circunferencial
exterior para potenciar la resistencia de la estructura de panal de
abeja. El espesor de 2 mm o inferior puede evitar que se reduzca el
área superficial específica por volumen de la unidad de la
estructura 10 de panal de abeja, para permitir una dispersión
suficientemente alta del componente de catalizador soportado sobre
la estructura de panal de abeja.
Se prefiere que las múltiples unidades 11 de
panal de abeja unidas juntas por medio de las capas sellantes se
calcinen (tras la formación de la capa 16 de revestimiento si
acaso). Esta etapa de calcinación desengrasa y elimina los
aglutinantes orgánicos que pueden incluirse en la pasta sellante y
la pasta de revestimiento. Las condiciones de calcinación se
determinan apropiadamente según los tipos y cantidades de las
sustancias orgánicas incluidas, por ejemplo, aproximadamente 700ºC
durante 2 horas. De esta forma, puede obtenerse la estructura 10 de
panal de abeja mostrada en la figura 1(b). El procedimiento
de fabricación de la estructura 10 de panal de abeja une una
pluralidad de las unidades 11 de panal de abeja juntas por medio de
capas 14 sellantes, corta y pule el conjunto unido en una forma
cilíndrica y reviste la cara circunferencial externa del conjunto
cilíndrico sin los orificios 12 pasantes para formar una capa 16 de
revestimiento. La etapa de corte y pulido puede omitirse del
procedimiento de fabricación de una estructura de panal de abeja en
una forma predeterminada (por ejemplo, la estructura de panal de
abeja cilíndrica mostrada en la figura 1(b)) moldeando las
formas de las unidades 11 de panal de abeja que tienen secciones
transversales con forma de abanico y secciones transversales
cuadradas y uniendo las unidades 11 de panal de abeja de las formas
predeterminadas juntas.
En referencia a la aplicación de la estructura
10 de panal de abeja, la estructura de panal de abeja se usa
preferiblemente como soporte de catalizador de un convertidor
catalítico para la conversión del gas de escape del vehículo. El
soporte de un componente de catalizador sobre la estructura 10 de
panal de abeja proporciona un catalizador de panal de abeja. El
componente de catalizador usado puede ser, por ejemplo, metales
nobles, metales alcalinos, metales alcalinotérreos y óxidos. Los
ejemplos del metal noble incluyen al menos un tipo seleccionado de
platino, paladio y rodio. Los ejemplos del metal alcalino incluyen
al menos un tipo seleccionado de potasio y sodio o similar. El
metal alcalinotérreo usado es, por ejemplo, bario. El óxido usado
puede ser perovskita (por ejemplo, La_{0,75}K_{0,25}MnO_{3}),
CeO_{2} o similares. El metal alcalino y el metal alcalinotérreo
pueden incluirse como componente de catalizador, y pueden estar en
un estado de un compuesto (sal o similar). El catalizador de panal
de abeja se usa preferiblemente, por ejemplo, como convertidor
catalítico (un catalizador de tres vías o un catalizador de
almacenamiento de NOx) para la conversión del gas de escape de un
vehículo. En referencia al soporte del componente de catalizador,
por ejemplo, el componente de catalizador puede soportarse tras la
preparación de la estructura de panal de abeja, o puede soportarse
sobre las partículas inorgánicas de la pasta de material. El método
de soporte del componente de catalizador es, por ejemplo,
impregnación.
En la aplicación como soporte del catalizador
para la conversión del gas de escape de un motor diesel, la
estructura de panal de abeja de la invención puede combinarse con un
filtro de material particulado diesel (DPF), que tiene una
estructura de panal de abeja de, por ejemplo, carburo de silicio y
funciona filtrando y quemando materiales particulados (MP)
incluidos en el gas de escape. La estructura 10 de panal de abeja
puede ubicarse en la parte anterior o en la parte posterior del DPF.
En la disposición de la estructura 10 de panal de abeja en la parte
anterior, se transmite el calor generado por una reacción exotérmica
en la estructura de panal de abeja de la parte anterior al DPF de
la parte posterior para acelerar un aumento de temperatura para la
regeneración del DPF. En la disposición de la estructura de panal de
abeja de la invención en la parte posterior, en cambio, el DPF de
la parte anterior elimina por filtración los MP incluidos en el gas
de escape y evita la obstrucción de los orificios pasantes en la
estructura de panal de abeja de la parte posterior de la invención.
La estructura 10 de panal de abeja de la parte posterior trata el
componente de gas generado por la combustión incompleta de los MP
en el DPF de la parte anterior. La estructura 10 de panal de abeja
puede usarse para aplicaciones descritas en la técnica anterior
anteriormente, y también puede usarse para aplicaciones (por
ejemplo, absorbente o similar para absorber el componente de gas y
el componente de fluido) usadas sin el soporte del componente de
catalizador sin limitarse a las mismas.
Según la estructura 10 de panal de abeja de la
realización descrita en detalle anteriormente, el área de la
sección transversal de 5 cm^{2} a 50 cm^{2} de las caras con
forma de panal de abeja de las unidades 11 de panal de abeja
perpendiculares a los orificios 12 pasantes, la planicidad de 2,5 mm
o inferior de la cara de extremo completa de la estructura 10 de
panal de abeja y la diferencia de nivel de la unidad de 2,0 mm o
inferior puede dispersar sumamente el componente de catalizador, y
puede potenciar la resistencia a choques térmicos y
vibraciones.
A continuación, se describirán ejemplos de la
invención usando ejemplos. Aunque se describen a continuación
ejemplos de estructuras de panal de abeja producidas en diversas
condiciones, la invención no se limita a estos ejemplos.
El procedimiento del ejemplo 1 mezcló el 40% en
peso de partículas de \gamma-alúmina (diámetro
medio de partícula: 2 \mum) como partículas inorgánicas, el 10%
en peso de fibras de sílice-alúmina (diámetro medio
de fibra: 10 \mum, longitud media de fibra: 100 \mum, relación
de aspecto: 10) como fibras inorgánicas y el 50% en peso de sol de
sílice (contenido en sólidos: el 30% en peso) como aglutinante
inorgánico dando una mezcla. El procedimiento añadió 6 partes en
peso de metilcelulosa como aglutinante orgánico y pequeñas
cantidades de un plastificante y un lubricante con agitación hasta
100 partes en peso de la mezcla y amasó suficientemente la
composición mezclada completa. Se moldeó por excusión la composición
mezclada mediante una prensa extrusora dando un cuerpo moldeado en
bruto.
Se secó suficientemente el cuerpo moldeado en
bruto con una secadora de microondas y una secadora de aire
caliente y se mantuvo a 400ºC durante 2 horas para el desgrasado. Se
quemó el cuerpo moldeado desgrasado a 800ºC durante 2 horas dando
una unidad 11 de panal de abeja de pilar cuadrado (34,3 mm x 34,3 mm
x 150 mm) que tiene una densidad de celdas de 93 celdas/cm^{2}
(600 cpsi), un espesor de pared de 0,2 mm y una forma de celda de
tetrágono (cuadrado). La figura 3 muestra la fotografía de
microscopía electrónica (MEB) de la cara 13 externa de la unidad 11
de panal de abeja. La fotografía de MEB muestra que las fibras de
sílice-alúmina están orientadas a lo largo de la
dirección de extrusión de la pasta de material en la unidad 11 de
panal de abeja.
Se preparó una pasta sellante resistente al
calor mezclando el 29% en peso de partículas de
\gamma-alúmina (diámetro medio de partícula: 2
\mum), el 7% en peso de fibras de sílice-alúmina
(diámetro medio de fibra: 10 \mum, longitud media de fibra: 100
\mum), el 34% en peso de sol de sílice (contenido en sólidos: el
30% en peso), el 5% en peso de carboximetilcelulosa y el 25% en peso
de agua. Se unieron múltiples unidades 11 de panal de abeja entre
sí mediante la pasta sellante. La figura 4 (a) muestra un conjunto
de unidad de panal de abeja, que se obtiene uniendo múltiples 11
unidades de panal de abeja, observado desde una cara (denominada a
continuación en el presente documento cara frontal) que tiene
orificios pasantes. Se aplicó la pasta sellante sobre las caras 13
externas de las unidades 11 de panal de abeja formando las capas 14
sellantes que tienen un espesor de 1 mm, y se unieron las múltiples
unidades 11 de panal de abeja con las capas 14 sellantes entre sí y
se fijaron formando cada conjunto de unidad de panal de abeja. Se
cortó cada conjunto de unidad de panal de abeja con un cortador de
diamante en una forma cilíndrica que tiene una cara frontal
prácticamente simétrica con respecto a un punto. La cara externa
cilíndrica del conjunto de unidad de panal de abeja cilíndrica
excepto la cara con forma de panal de abeja perpendicular a los
orificios pasantes se revistió con la pasta sellante descrita
anteriormente en un espesor de 0,5 mm. Se secó el conjunto de unidad
de panal de abeja cilíndrica a 120ºC y se mantuvo a 700ºC durante 2
horas para desengrasar la capa sellante y la capa de revestimiento.
Esto dio la estructura 10 de panal de abeja cilíndrica (143,8
mm\phi de diámetro x 150 mm de altura). El componente de
partícula inorgánica, la forma de la unidad, el área de la sección
transversal de la unidad, la proporción de área de la unidad (en
este caso y a continuación en el presente documento representa una
proporción de la suma total de las áreas de la sección transversal
de las unidades de panal de abeja con respecto al área de la
sección transversal de la estructura de panal de abeja) y una
proporción del área de la capa sellante (en este caso y a
continuación en el presente documento representa una proporción de
la suma total de las áreas de la sección transversal de la capa
sellante y la capa de revestimiento con respecto al área de la
sección transversal de la estructura de panal de abeja) de la
estructura 10 de panal de abeja se muestran en la tabla 1. La tabla
1 también muestras las especificaciones de los ejemplos 2 a 29
descritos a continuación. En todos las muestras mostradas en la
tabla 1, las fibras inorgánicas son fibras de
sílice-alúmina (diámetro medio de fibra: 10 \mum,
longitud media de fibra: 100 \mum, relación de aspecto: 10) y el
aglutinante inorgánico es sol de sílice (contenido en sólidos: el
30% en peso).
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplos 2 a
7
Se produjeron las estructuras 10 de panel de
abeja de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto para convertir
en las formas mostradas en la tabla 1. Las formas de los conjuntos
de unidades de panal de abeja de los ejemplos 2, 3 y 4 se muestran
respectivamente en las figuras 4(b), (c) y (d), y las formas
de los conjuntos de unidades de panal de abeja de los ejemplos 5, 6
y 7 se muestran respectivamente en la figura 5 (a), (b) y (c). En el
ejemplo 7, la estructura 10 de
panal de abeja está moldeada integralmente y no se realizaron un procedimiento de unión y un procedimiento de corte.
panal de abeja está moldeada integralmente y no se realizaron un procedimiento de unión y un procedimiento de corte.
Ejemplos 8 a
14
Se produjeron las unidades 11 de panel de abeja
de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se usaron
partículas de titania (diámetro medio de partícula: 2 \mum) como
partículas inorgánicas y se convirtieron en las formas mostradas en
la tabla 1. Entonces, se produjeron las estructuras 10 de panel de
abeja de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se
usaron las partículas de titania (diámetro medio de partícula: 2
\mum) como partículas inorgánicas de la capa sellante y la capa de
revestimiento. Las formas de los conjuntos de unidades de panal de
abeja de los ejemplos 8 a 11 son respectivamente las mismas que las
de las figuras 4(a) a (d), y las formas de los conjuntos de
unidades de panal de abeja de los ejemplos 12 a 14 son
respectivamente las misma que las de la figura 5(a) a (c).
En el ejemplo 14, la estructura 10 de panal de abeja está moldeada
integralmente.
Ejemplos 15 a
21
Se produjeron las unidades 11 de panel de abeja
de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se usaron las
partículas de sílice (diámetro medio de partícula: 2 \mum) como
partículas inorgánicas y se convirtieron en las formas mostradas en
la tabla 1. Entonces, se produjeron las estructuras 10 de panel de
abeja de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se
usaron las partículas de sílice (diámetro medio de partícula: 2
\mum) como partículas inorgánicas de la capa sellante y la capa de
revestimiento. Las formas de los conjuntos de unidades de panal de
abeja de los ejemplos 15 a 18 son respectivamente las mismas que las
de las figuras 4(a) a (d), y las formas de los conjuntos de
unidades de panal de abeja de los ejemplos 19 a 21 son
respectivamente las misma que las de la figura 5 (a) a (c). En el
ejemplo 21, la estructura 10 de panal de abeja está moldeada
integralmente.
Ejemplos 22 a
28
Se produjeron las unidades 11 de panel de abeja
de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se usaron las
partículas de zircona (diámetro medio de partícula: 2 \mum) como
partículas inorgánicas y se convirtieron en las formas mostradas en
la tabla 1. Entonces, se produjeron las estructuras 10 de panel de
abeja de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se
usaron las partículas de zircona (diámetro medio de partícula: 2
\mum) como partículas inorgánicas de la capa sellante y la capa de
revestimiento. Las formas de los conjuntos de unidades de panal de
abeja de los ejemplos 22 a 25 son respectivamente las misma que las
de las figuras 4(a) a (d), y las formas de los conjuntos de
unidades de panal de abeja de los ejemplos 26 a 28 son
respectivamente las misma que las de las figuras 5 (a) a (c). En el
ejemplo 28, la estructura de panal de abeja 10 está moldeada
integralmente.
Se usó como ejemplo 29 una estructura 10 de
panal de abeja de cordierita cilíndrica disponible comercialmente
(143,8 mm\phi de diámetro x 150 mm de altura), que tenía alúmina
como capa de soporte del catalizador dentro de los orificios
pasantes. La estructura de panal de abeja tenía celdas hexagonales a
una densidad de celdas de 62 celdas/cm^{2} (400 cpsi) y un
espesor de pared de 0,18 mm. La forma de la estructura de panal de
abeja observada desde la cara frontal es la misma que la de la
figura 5(c).
Ejemplos 30 a
34
Se produjeron las unidades 11 de panel de abeja
de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se usaron las
fibras de sílice-alúmina que tienen las formas
mostradas en la tabla 2 como fibras inorgánicas. Entonces, se
produjeron las estructuras 10 de panel de abeja de la misma manera
que en el ejemplo 1 excepto porque se usaron las mismas fibras de
sílice-alúmina que en la unidad 11 de panal de abeja
como fibras de sílice-alúmina de la capa 14
sellante y la capa 16 de revestimiento. Las fibras inorgánicas
(tipo, diámetro, longitud, relación de aspecto, diámetro de
partícula), forma de la unidad y área de la sección transversal de
la unidad de los ejemplos 30 a 34 se muestran en la tabla 2. En
todas las muestras mostradas en la tabla 2, las partículas
inorgánicas son partículas de \gamma-alúmina, y el
aglutinante inorgánico es sol de sílice (contenido en sólidos: el
30% en peso). Además, la proporción de área de la unidad es del
93,5% y la proporción de área de la capa sellante es del 6,5%. Las
formas de los conjuntos de unidades de panal de abeja de los
ejemplos 30 a 34 son las mismas que las de la figura
4(a).
Ejemplos 35 a
38
Se produjeron las estructuras 10 de panel de
abeja de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se
cambió el área de la sección transversal de la unidad 11 de panal de
abeja y el espesor de la capa sellante con la que se unieron las
unidades 11 de panal de abeja tal como se muestra en la tabla 3. El
tipo de aglutinante inorgánico, área de la sección transversal de
la unidad, espesor de la capa sellante, proporción de área de la
unidad, proporción de área de la capa sellante y temperatura de
quemado de la unidad 11 de panal de abeja, de la estructura de
panal de abeja 10 de los ejemplos 35 a 42 se muestran en la tabla 3.
En todas las muestras mostradas en la tabla 3, las partículas
inorgánicas son partículas de \gamma-alúmina
(diámetro medio de partícula: 2 \mum), y las fibras inorgánicas
son fibras de sílice-alúmina (diámetro medio de
fibra: 10 \mum, longitud media de fibra: 100 \mum, relación de
aspecto: 10). Las formas de los conjuntos de unidades de panal de
abeja de los ejemplos 35 a 36 son las mismas que las de la figura
4(a), y las for-
mas de los conjuntos de unidades de panal de abeja de los ejemplos 37 a 38 son las mismas que las de la figura 4(c).
mas de los conjuntos de unidades de panal de abeja de los ejemplos 37 a 38 son las mismas que las de la figura 4(c).
Tal como se muestra en la tabla 3, se produjo la
estructura 10 de panal de abeja de la misma manera que en el
ejemplo 1 excepto porque se usó el sol de alúmina (contenido en
sólidos: el 30% en peso) como aglutinante inorgánico.
Ejemplos 40 y
41
Se produjeron las estructuras 10 de panel de
abeja de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se
usaron sepiolita y attapulgita como aglutinante inorgánico.
Específicamente, los procedimientos de los ejemplos 40 y 41
mezclaron el 40% en peso de partículas de
\gamma-alúmina (diámetro medio de partícula: 2
\mum), el 10% en peso de fibras de sílice-alúmina
(diámetro medio de fibra: 10 \mum, longitud media de fibra: 100
\mum, relación de aspecto: 10), el 15% en peso del aglutinante
inorgánico y el 35% en peso de agua, se añadió un aglutinante
orgánico, un plastificante y un lubricante de la misma manera que en
el ejemplo 1, se moldeó y se quemó obteniendo las unidades 11 de
panal de abeja. A continuación, se unieron las múltiples 11 unidades
de panal de abeja con la misma pasta sellante que la del ejemplo 1
y se cortó el conjunto de unidades de panal de abeja de la misma
manera que en el ejemplo 1. Se formó la capa 16
de revestimiento obteniendo la estructura 10 de panal de abeja cilíndrica (143,8 mm\phi de diámetro x 150 mm de altura).
de revestimiento obteniendo la estructura 10 de panal de abeja cilíndrica (143,8 mm\phi de diámetro x 150 mm de altura).
Se produjo la estructura 10 de panal de abeja de
la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque no se mezcló
aglutinante inorgánico tal como se muestra en la tabla 3.
Específicamente, el procedimiento del ejemplo 42 mezcló el 50% en
peso de partículas de \gamma-alúmina (diámetro
medio de partícula: 2 \mum), el 15% en peso (diámetro medio de
fibra: 10 \mum, longitud media de fibra: 100 \mum, relación de
aspecto: 10) de fibras de sílice-alúmina y el 35%
en peso de agua, se añadió el aglutinante orgánico, el plastificante
y el lubricante de la misma manera que en el ejemplo 1, se moldeó y
se quemó el cuerpo moldeado a 1000ºC obteniendo la unidad 11 de
panal de abeja. A continuación, se unieron las múltiples unidades 11
de panal de abeja con la misma pasta sellante que la del ejemplo 1
y se cortó el conjunto de unidades de panal de abeja de la misma
manera que en el ejemplo 1. Se formó la capa 16 de revestimiento
obteniendo la estructura 10 de panal de abeja cilíndrica (143,8
mm\phi de diámetro x 150 mm de altura). Todas las formas de los
conjuntos de unidades de panal de abeja de los ejemplos 39 a 42 son
las mismas que las de la figura 4(a).
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Ejemplos 43 a
49
Se produjeron las estructuras 10 de panel de
abeja de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto porque se
cambió la planicidad y la diferencia de nivel de la unidad. La forma
de la unidad, el área de la sección transversal de la unidad, la
proporción de área de la unidad, la proporción de área de la capa
sellante, la planicidad y la diferencia de nivel de la unidad de la
estructura 10 de panal de abeja se muestran en la tabla 4. La tabla
4 también muestra las especificaciones de los ejemplos 1 a 3, 5 y 6.
La tabla 4 muestra el máximo de la diferencia de nivel en las
estructuras 10 de panal de abeja respectivas en referencia a la
diferencia de nivel de la unidad. En todas las muestras mostradas
en la tabla 4, las fibras inorgánicas son fibras de
sílice-alúmina (diámetro medio de fibra: 10 \mum,
longitud media de fibra: 100 \mum, relación de aspecto: 10) y el
aglutinante inorgánico es sol de sílice (contenido en sólidos: el
30% en peso). Todas las for-
mas de los conjuntos de unidades de panal de abeja de los ejemplos 43 a 49 son las mismas que las de la figura 4(a).
mas de los conjuntos de unidades de panal de abeja de los ejemplos 43 a 49 son las mismas que las de la figura 4(a).
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Se midieron las áreas superficiales específicas
de las unidades 11 de panal de abeja de los ejemplos 1 a 49. El
procedimiento de medición midió en primer lugar los volúmenes de la
de la unidad 11 de panal de abeja y la capa sellante, y se calculó
una proporción A (% en volumen) del volumen del material de
componente de la unidad respecto al volumen de la estructura de
panal de abeja. El procedimiento de medición midió entonces un área
B de superficie específica BET (m^{2}/g) por peso de la unidad de
la unidad 11 de panal de abeja. Se midió el área superficial
específica BET con un aparato de medición de BET (Micromeritics Flow
Sorb II-2300 fabricado por Shimadzu Corporation)
según un procedimiento de un punto de BET de conformidad con la
norma industrial japonesa
JIS-R-1626 (1996). Se usó capa pieza
de muestra cilíndrica (15 mm\phi de diámetro x 15 mm de altura)
para la medición. Entonces, el procedimiento de medición calculó una
densidad C aparente (g/l) de la unidad 11 de panal de abeja a
partir del peso y el volumen aparente de la unidad 11 de panal de
abeja y calculó un área S superficial específica (m^{2}/l) por
volumen de la unidad de la estructura de panal de abeja según la
ecuación (1) facilitada a continuación. El área superficial
específica de la estructura de panal de abeja representa el área
superficial específica por volumen aparente de la estructura de
panal de abeja.
ecuación (1)S
(m^{2}/l) = (A/100) x B x
C;
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Se realizaron las pruebas de repetición de
choque térmico y vibración de las estructuras de panal de abeja de
los ejemplos 1 a 49. En la prueba de choque térmico, se puso una
carcasa 21 metálica en un horno de quemado ajustado hasta 600ºC en
un estado en el que se enrolló una alfombra de alúmina (MAFTEC,
fabricada por Mitsubishi Chemical, 46,5 cm x 15 cm x 6 mm de
espesor) de un aislante térmico compuesto por la fibra de alúmina
alrededor de la cara circunferencial externa de la estructura de
panal de abeja y se puso en la carcasa 21 metálica, y se calentó
durante 10 minutos. Se sacó la carcasa 21 metálica del horno de
quemado y se enfrió rápidamente hasta temperatura ambiente. A
continuación, se realizó la prueba de vibración, mientras que se
puso la estructura de panal de abeja dentro de la carcasa metálica.
La figura 6 ilustra esquemáticamente un aparato 20 vibrador usado
para la prueba de vibración. La figura 6(a) es una vista
frontal del mismo y la figura 6(b) es una vista lateral del
mismo. Se colocó la carcasa 21 metálica en la que se puso la
estructura de panal de abeja sobre un pedestal 22 y se fijó la
carcasa 21 metálica sujetando un elemento 23 de fijación que tenía
casi una forma de U mediante un tornillo 24. Entonces, pudo hacerse
vibrar la carcasa 21 metálica en un estado en el que la carcasa 21
metálica está integrada con el pedestal 22 y el elemento 23 de
fijación. Se realizó la prueba de vibración en condiciones de una
frecuencia de 160 Hz, aceleración de 30 G, amplitud de 0,58 mm,
tiempo de retención de 10 horas, temperatura ambiente y dirección
de vibración de la dirección axial Z (arriba y abajo). Se
repitieron la prueba de choque térmico y la prueba de vibración
alternativa y respectivamente 10 veces. Se midió el peso T0 de la
estructura de panal de abeja antes de la prueba y el peso Ti tras la
prueba, y se calculó la tasa G de reducción de peso usando la
siguiente ecuación (2).
ecuación (2).G
(% en peso) = 100 x
(T0-Ti)/T0;
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Se realizaron las mediciones de la pérdida de
presión de las estructuras de panal de abeja de los ejemplos 1 a
49. Se muestra en la figura 7 un aparato de medición de la pérdida
de presión. En referencia a este procedimiento de medición, se puso
una estructura de panal de abeja en la que se había enrollado una
alfombra de alúmina alrededor de un tubo de escape de un motor
diesel de tipo raíl común de 2L en una carcasa metálica, y se unió
un manómetro antes y después de la estructura de panal de abeja. En
referencia a las condiciones de medición, se ajustó el número de
rotaciones del motor hasta 1500 rpm y se ajustó el par motor hasta
50 Nm. Se midió la presión diferencial tras 5 minutos desde el
comienzo de la operación.
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Se midieron la planicidad y la diferencia de
nivel de la unidad de los ejemplos 1 a 3, 5, 6 y 43 a 49. Se midió
la planicidad en referencia a la norma JIS-B0621
(1984), usando un aparato de medición tridimensional (FALCI0916)
fabricado por Mitsutoyo Corporation y usando TP2 como sonda 56. La
figura 8 ilustra esquemáticamente la medición de la planicidad. La
figura 8(a) muestra la situación de puntos de referencia
temporales y la figura 8(b) muestra la situación de los ejes
XY. El procedimiento de medición se explica específicamente. En
primer lugar, se realizó una medición del plano de cuatro puntos
usando la sonda 56 sobre la cara de extremo de la estructura 10 de
panal de abeja tras fijar la estructura 10 de panal de abeja, y se
ajustaron los puntos de referencia temporales (figura 8(a)).
Se ajustó un origen O de los ejes XY de la cara de extremo (figura
8(b)). Se realizaron mediciones en puntos arbitrarios
explorando la sonda 56 en la dirección del eje X y en la dirección
del eje Y desde el origen O, y se calculó la planicidad a partir de
la diferencia entre los valores del punto más alto y el punto más
bajo en la cara de extremo medida. También se calculó la diferencia
de nivel de la unidad analizando la unidad 11 de panal de abeja de
la estructura 10 de panal de abeja en la que existe el punto
medido.
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Se realizó una prueba de medición para la tasa
de reducción de peso tras la circulación de gas de las estructuras
de panal de abeja de los ejemplos 1 a 3, 5, 6 y 43 a 49. La prueba
mide el cambio de peso de la estructura 10 de panal de abeja tras
la circulación del gas de escape durante un tiempo predeterminado
usando un aparato 40 de medición de la pérdida de presión mostrado
en la figura 7. En referencia al procedimiento de medición, se fijó
la estructura de panal de abeja en la que se enrolló una alfombra de
alúmina alrededor de un tubo de escape de un motor diesel de tipo
raíl común de 2L a la carcasa de metálica y se proporcionó de modo
que la cara de extremo de la que se midió la planicidad se ubica en
la parte anterior del gas de escape. En referencia a las
condiciones de medición, se ajustó el número de rotaciones del motor
hasta 3000 rpm y se ajustó el par motor hasta 50 Nm. Se operó
continuamente el motor en las condiciones de medición durante 120
horas. Entonces se sacó la estructura 10 de panal de abeja de la
carcasa metálica y se midieron el peso W0 de la estructura de panal
de abeja antes de la prueba y el peso Wi tras la prueba. Se calculó
la tasa F de reducción de peso usando la siguiente ecuación
(3).
ecuación (3)F
(% en peso) = 100 x (W0 -
Wi)/W0;
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Los componentes de partícula inorgánica, el área
de la sección transversal de la unidad, la proporción de área de la
unidad y el área superficial específica de la unidad de panal de
abeja, el área S superficial específica de la estructura de panal
de abeja, la tasa G de reducción de peso de la prueba de repetición
de choque térmico y vibración, y la pérdida de presión de los
ejemplos 1 a 29 y los ejemplos 35 a 38 se muestran en la tabla 5.
La figura 9 muestra las gráficas del área de la sección transversal
de la unidad de panal de abeja como la abscisa y la tasa G de
reducción de peso de la prueba de repetición de choque térmico y
vibración y la pérdida de presión como la ordenada. La figura 10
muestra las gráficas de la proporción de área de la unidad como la
abscisa y la tasa G de reducción de peso de la prueba de repetición
de choque térmico y vibración y la pérdida de presión como la
ordenada. Los resultados de medición de los ejemplos 1 a 29 y los
ejemplos 35 a 38 mostrados en la tabla 5 y la figura 9 mostraron
claramente que el área superficial específica por volumen de la
unidad de la estructura de panal de abeja aumentó usando las
partículas inorgánicas, las fibras inorgánicas y el aglutinante
inorgánico como componentes principales, y ajustando el área de la
sección transversal de la unidad 11 de panal de abeja hasta un
intervalo de 5 cm^{2} a 50 cm^{2}, y se obtuvo una resistencia
suficiente a los choques térmicos y vibraciones. La figura 10 mostró
que podía aumentarse el área superficial específica por volumen de
la unidad de la estructura de panal de abeja hasta el área
superficial específica de la unidad de panal de abeja usando las
partículas inorgánicas, las fibras inorgánicas y el aglutinante
inorgánico como componentes principales, ajustando el área de la
sección transversal de la unidad 11 de panal de abeja hasta 50
cm^{2} o inferior y ajustando la proporción de área de la unidad
hasta el 85% o superior, se obtuvo una resistencia suficiente a los
choques térmicos y vibraciones y se mostró la baja pérdida de
presión. Particularmente, se redujo notablemente la pérdida de
presión en la proporción de área de la unidad del 90% o
superior.
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Entonces, en el ejemplo 1, 30 a 34 en los que se
cambió la relación de aspecto de las fibras inorgánicas, el
diámetro, la longitud y la relación de aspecto de las fibras de
sílice-alúmina y el área superficial específica de
la unidad 11 de panal de abeja, el área S superficial específica de
la estructura 10 de panal de abeja, la tasa G de reducción de peso
de la prueba de repetición de choque térmico y vibración y la
pérdida de presión se muestran en la tabla 6. La figura 11 muestra
las gráficas de la relación de aspecto de fibras de
sílice-alúmina como la abscisa y la tasa G de
reducción de peso de la prueba de repetición de choque térmico y
vibración como la ordenada. Los resultados mostraron que se obtuvo
una resistencia suficiente a los choques térmicos y vibraciones
cuando la proporción de aspecto de las fibras inorgánicas estaba
dentro del intervalo de 2 a 1000.
\vskip1.000000\baselineskip
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\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\vskip1.000000\baselineskip
Entonces, en los ejemplos 39 a 41 en los que se
produce la unidad 11 de panal de abeja cambiando el tipo de
aglutinante inorgánico, y el ejemplo 42 producido sin mezclar el
aglutinante inorgánico, el tipo de aglutinante inorgánico, la
temperatura de quemado de la unidad 11 de panal de abeja, la
proporción de área de la unidad, el área superficial específica de
la unidad de panal de abeja, el área S superficial específica de la
estructura de panal de abeja, la tasa G de reducción de peso de la
prueba de repetición de choque térmico y vibración y la pérdida de
presión se muestran en la tabla 7. Los resultados mostraron que se
obtuvo una resistencia suficiente quemando a una temperatura
comparativamente alta cuando no se mezclaba el aglutinante
inorgánico. Los resultados mostraron que se obtuvo una resistencia
suficientemente alta incluso si la estructura de panal de abeja se
quemaba a una temperatura comparativamente baja cuando se mezclaba
el aglutinante inorgánico. Los resultados mostraron que incluso si
se usaban el sol de alúmina y el aglutinante de arcilla como
aglutinante inorgánico, podía aumentarse el área superficial
específica por volumen de unidad de la estructura 10 de panal de
abeja y se obtenía una resistencia suficiente a choques térmicos
y
vibraciones.
vibraciones.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, en referencia a los ejemplos 43
a 49 y los ejemplos 1 a 3, 5 y 6 producidos cambiando la planicidad
y la diferencia de nivel de la unidad de la estructura 10 de panal
de abeja, la proporción de área de la unidad, la planicidad, la
diferencia de nivel de la unidad, el área S superficial específica
por volumen de unidad de la estructura de panal de abeja, la tasa G
de reducción de peso de la prueba de repetición de choque térmico y
vibración, la pérdida de presión y la tasa F de reducción de peso
tras la circulación de gas se muestran en la tabla 8. La figura 12
muestra las gráficas de la planicidad como la abscisa y la tasa F de
reducción de peso tras la circulación de gas como la ordenada. La
figura 13 muestra las gráficas de la diferencia de nivel de la
unidad como la abscisa y la tasa F de reducción de peso tras la
circulación de gas como la ordenada. Los números de los ejemplos se
expresan en las figuras 12 y 13. Los resultados mostraron que la
tasa de reducción de peso tras la circulación de gas aumentó en el
ejemplo 47 en el que la planicidad es de 2,5 mm y en el que la
diferencia de nivel de la unidad es de 2,5 mm y en el ejemplo 48
cuya diferencia de nivel de la unidad es de 2,0 mm pero la
planicidad es de 3,0 mm. Es decir, los ejemplos 1 a 3, y 5, y los
ejemplos 43 a 46 en los que el área de la sección transversal de la
unidad era de 50 cm^{2} o inferior, la planicidad era de 2,5 mm o
inferior y la diferencia de nivel de la unidad era de 2,0 mm o
inferior mostraron que se obtenía una resistencia suficiente a
choques térmicos y vibraciones y una resistencia suficiente a la
circulación de gas.
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Se empaparon las estructuras 10 de panal de
abejas de los ejemplos 1 a 46 en una disolución de nitrato de
platino para soportar el platino como componente de catalizador a un
peso de 2 g/l por volumen de la unidad de la estructura 10 de panal
de abeja y se mantuvo a 600ºC durante 1 hora.
La invención puede usarse como soporte de
catalizador para el convertidor catalítico para convertir el gas de
escape de vehículos y absorbente para absorber componentes de gas y
componentes de fluido.
Claims (8)
1. Una estructura de panal de abeja que
comprende:
múltiples unidades de panal de abeja que tienen
múltiples orificios pasantes; y
una capa sellante que une las unidades de panal
de abeja entre sí mediante las caras externas cerradas respectivas
de las unidades de panal de abeja en las que no se abren los
orificios pasantes,
en la que la unidad de panal de abeja incluye al
menos partículas inorgánicas, fibras inorgánicas y/o fibras cortas
monocristalinas;
un área de la sección transversal de una cara
con forma de panal de abeja de la unidad de panal de abeja
perpendicular a los orificios pasantes es de 5 cm^{2} a 50
cm^{2};
la planicidad de una cara de extremo completa de
las unidades de panal de abeja unidas por la capa sellante en las
que se abren los orificios pasantes es de 2,5 mm o inferior, y
la diferencia de nivel entre las caras de
extremo de las unidades de panal de abeja unidas por la capa
sellante es de 2,0 mm o inferior.
2. Una estructura de panal de abeja según la
reivindicación 1, en la que una proporción de la suma total de áreas
de sección transversal de las caras con forma de panal de abeja de
las unidades de panal de abeja perpendiculares a los orificios
pasantes respecto a un área de de sección transversal de una cara
con forma de panal de abeja de la estructura de panal de abeja
perpendicular a los orificios pasantes es del 85% o superior.
3. Una estructura de panal de abeja según la
reivindicación 1 ó 2, en la que las partículas inorgánicas incluyen
al menos un tipo seleccionado del grupo que está constituido por
alúmina, sílice, zircona, titania, ceria, mullita y zeolita.
4. Una estructura de panal de abeja según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que las fibras
inorgánicas y las fibras cortas monocristalinas incluyen al menos un
tipo seleccionado del grupo está constituido por alúmina, sílice,
carburo de silicio, sílice-alúmina, vidrio, titanato
de potasio y borato de aluminio.
5. Una estructura de panal de abeja según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la unidad de
panal de abeja incluye además un aglutinante inorgánico, y el
aglutinante inorgánico incluye al menos un tipo seleccionado del
grupo que está constituido por sol de alúmina, sol de sílice, sol de
titania, vidrio soluble, sepiolita y attapulgita.
6. Una estructura de panal de abeja según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que un componente
de catalizador está soportado sobre la estructura de panal de
abeja.
7. Una estructura de panal de abeja según la
reivindicación 6, en la que el componente de catalizador incluye al
menos un tipo seleccionado entre metales nobles, metales alcalinos,
metales alcalinotérreos y óxidos.
8. Una estructura de panal de abeja según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que se usa para un
convertidor catalítico para convertir los gases de escape de
vehículos.
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