專利名稱：蜂窩結(jié)構(gòu)體及廢氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請以2004年2月23日申請的日本國發(fā)明專利申請2004-046949號作為在先申請并要求優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及基于從柴油發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中除去顆粒等的目的等而使用的蜂窩結(jié)構(gòu)體以及廢氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
從巴士、卡車等車輛或施工機(jī)器等的內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中含有顆粒，這些顆粒對環(huán)境、人體構(gòu)成的危害已經(jīng)成為了近來的一個問題。
對此，提出了各種蜂窩結(jié)構(gòu)體用作陶瓷過濾器，其使上述廢氣通過多孔質(zhì)陶瓷以捕集廢氣中的顆粒，從而可以凈化廢氣。
以往，作為這種陶瓷過濾器，公開的有下述陶瓷過濾器對于該陶瓷過濾器，通過將在廢氣流出側(cè)的端部封口的貫通孔(下文稱為流入側(cè)貫通孔)設(shè)計成容積相對大的貫通孔(下文稱為大容積貫通孔)以及將在廢氣流入側(cè)的端部封口的貫通孔(下文稱為流出側(cè)貫通孔)設(shè)計成容積相對小的貫通孔(下文稱為小容積貫通孔)，使廢氣流入側(cè)的開口率比廢氣流出側(cè)的開口率相對大。
圖18是示意說明現(xiàn)有的廢氣過濾器垂直于長度方向的截面的截面圖。
該廢氣過濾器60具有下述截面形狀，即在棋盤狀格子的交點(diǎn)上有比構(gòu)成該棋盤格子的正四邊形小的四邊形。該廢氣過濾器60包括對應(yīng)小四邊形的小容積貫通孔61b和存在于小容積貫通孔61b周圍的大容積貫通孔61a，并且在這些貫通孔之間形成有間隔壁62a、62b(參照專利文獻(xiàn)1、2)。
圖19(a)～(d)是示意說明以往的其它廢氣過濾器垂直于長度方向的截面的截面圖。
該廢氣過濾器300～330具有各種形狀的大容積貫通孔301a、311a、321a、331a和小容積貫通孔301b、311b、321b、331b，并且在這些貫通孔之間形成有間隔壁302、312、322、332。
間隔壁302、312、322、332都是分隔大容積貫通孔301a、311a、321a、331a和小容積貫通孔301b、311b、321b、331b的間隔壁，并且可以沒有分隔大容積貫通孔301a、311a、321a、331a之間的間隔壁(參照專利文獻(xiàn)3～7)。
此外，作為其它的現(xiàn)有技術(shù)，公開了大容積貫通孔的孔間距約為1.0mm～2.5mm的過濾器(參照專利文獻(xiàn)8)。
此外，還公開了一種過濾器(參照專利文獻(xiàn)9)，其中，大容積貫通孔的容積率為60％～70％，小容積貫通孔的容積率為20％～30％，且大容積貫通孔的孔間距約為2.5mm～5.0mm。
圖20是這些過濾器200垂直于長度方向的截面(下文，簡稱截面)的截面示意圖，該過濾器200中，在截面的形狀為6邊形的大容積貫通孔201的周圍配置了截面的形狀為3角形的小容積貫通孔202。
此外，還公開了一種過濾器(參照專利文獻(xiàn)10、11)，其中，小容積貫通孔的截面的總面積與大容積貫通孔的截面的總面積相比的百分率為40％～120％。
圖21是說明這種過濾器垂直于其長度方向的截面的截面示意圖，在該過濾器210中，在上述截面的形狀為正6邊形的大容積貫通孔211的周圍配置了上述截面形狀為扁6邊形的小容積貫通孔212。此外，在外周附近，并存正6邊形大容積貫通孔211和梯形大容積貫通孔213。此外，還公開了一種過濾器(例如，參照專利文獻(xiàn)10的圖3)，其中，通過使流入側(cè)貫通孔的數(shù)目比流出側(cè)貫通孔的數(shù)目多，從而使廢氣流入側(cè)的開口率比廢氣流出側(cè)的開口率大。
此外，關(guān)于過濾器，公開了調(diào)整壁的厚度、物性值的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)12、13)，并且還公開了貫通孔的截面包括正方形和長方形的過濾器。(例如，參照專利文獻(xiàn)14)。
此外，還公開了具有2種形狀貫通孔的過濾器，特別是具有八邊形和四邊形貫通孔的過濾器(參照專利文獻(xiàn)15、16)，還公開了具有相對大的正方形和相對小的正方形這2種類型貫通孔的過濾器(專利文獻(xiàn)17)。
進(jìn)一步，還公開了廢氣流出側(cè)的開口率是廢氣流出側(cè)的開口率的1.1倍～15倍的蜂窩過濾器(參照專利文獻(xiàn)18)。
對于上文所述的全部現(xiàn)有技術(shù)公開的過濾器，與廢氣流入側(cè)的開口率和廢氣流出側(cè)的開口率相等的過濾器相比，由于廢氣流入側(cè)的開口率相對大，將其用作廢氣凈化用過濾器時，增大了對顆粒捕集的極限量，從而可以延長到再生前的可使用時間。
專利文獻(xiàn)1美國專利第4417908號說明書專利文獻(xiàn)2特開昭58-196820號公報專利文獻(xiàn)3美國專利第4364761號公報專利文獻(xiàn)4特開昭56-124417號公報專利文獻(xiàn)5特開昭62-96717號公報專利文獻(xiàn)6美國專利第4276071號公報專利文獻(xiàn)7特開昭56-124418號公報專利文獻(xiàn)8實(shí)愿昭56-187890號縮微膠卷(實(shí)開昭58-92409號(參照第4頁、圖6))專利文獻(xiàn)9特開平5-68828號公報(日本專利第3130587號說明書(第1頁))專利文獻(xiàn)10特開2001-334114號公報(參照第5頁、圖2)專利文獻(xiàn)11國際公開第WO02/100514號小冊子專利文獻(xiàn)12美國專利第4416676號說明書專利文獻(xiàn)13美國專利第4420316號說明書專利文獻(xiàn)14特開昭58-150015號公報專利文獻(xiàn)15法國專利發(fā)明第2789327號說明書專利文獻(xiàn)16國際公開第WO02/10562號小冊子專利文獻(xiàn)17國際公開第WO03/20407號小冊子專利文獻(xiàn)18國際公開第WO03/80218號小冊子

發(fā)明內(nèi)容
但是，將這些過濾器與通常的過濾器(即廢氣流入側(cè)的開口率和流出側(cè)的開口率相等的過濾器)相比可知，其初期的壓力損失相當(dāng)高。
此外，還已知伴隨著廢氣流入側(cè)的開口率的增大，過濾器的強(qiáng)度降低，所以由于使用時的發(fā)動機(jī)的振動、再生時顆粒的燃燒所產(chǎn)生的熱沖擊的作用，易在過濾器中產(chǎn)生裂紋。
另一方面，通過在不改變?nèi)肟趥?cè)的開口率的情況下將過濾器的體積增大，則增大廢氣流入側(cè)的貫通孔的比表面積(濾過面積)和總?cè)莘e時可以降低壓力損失。
但是，由于增大過濾器的體積時，難以在內(nèi)燃機(jī)的周邊確保配置過濾器的空間；伴隨著體積增大，熱應(yīng)答性變差，難以使煙炱燃燒，熱沖擊導(dǎo)致易產(chǎn)生裂紋，所以只增大過濾器的體積不能成為解決上述問題的有效的方法。
本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述問題進(jìn)行了精心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積和該蜂窩結(jié)構(gòu)體在入口側(cè)的開口率具有規(guī)定的關(guān)系時，該蜂窩結(jié)構(gòu)體雖然仍保持尺寸緊湊，但是可以具有較長的壽命，進(jìn)一步，由于其熱應(yīng)答性優(yōu)異，所以能夠得到裂紋極限高、可靠性優(yōu)異的蜂窩結(jié)構(gòu)體，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。
而且，對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，若上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積和上述開口率以及內(nèi)燃機(jī)的排氣量具有規(guī)定的關(guān)系，則在蜂窩結(jié)構(gòu)體上不易產(chǎn)生裂紋，可以有效地利用蜂窩結(jié)構(gòu)體的性能。
即，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔隔著壁部沿長度方向平行設(shè)置，且上述貫通孔在任意一側(cè)的端部被封口，其特征在于，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)和入口側(cè)的開口率X(％)具有下述式(1)的關(guān)系；Y≤-1.1X+68.5并且Y≤19、35≤X≤56 (1)。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)和上述入口側(cè)的開口率X(％)具有下述式(2)的關(guān)系；
Y≤-1.1X+66.3并且2.5≤Y≤19、35≤X≤56(2)。
此外，將上述蜂窩結(jié)構(gòu)體用作內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化用蜂窩結(jié)構(gòu)體時，優(yōu)選上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)、上述入口側(cè)的開口率X(％)和上述內(nèi)燃機(jī)的排氣量V(L)具有下述式(3)的關(guān)系；100V-400≤X·Y≤100V+100 (3)。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，上述大量貫通孔優(yōu)選包括在廢氣的流入側(cè)開口的大容積貫通孔和在廢氣的流出側(cè)開口的小容積貫通孔，所述大容積貫通孔的垂直于長度方向的截面的面積相對大，所述小容積貫通孔的上述截面的面積相對??；并且優(yōu)選上述大容積貫通孔和上述小容積貫通孔的數(shù)目實(shí)質(zhì)上相等。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選通過密封材料層將柱狀的多孔質(zhì)部件多個結(jié)合在一起來構(gòu)成上述蜂窩結(jié)構(gòu)體；所述多孔質(zhì)部件中，隔著間隔壁沿長度方向上平行設(shè)置有大量貫通孔。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔垂直其長度方向的截面的形狀優(yōu)選包括至少2種形狀。
此外，上述大容積貫通孔和/或上述小容積貫通孔垂直于長度方向的截面的形狀優(yōu)選為多邊形，例如優(yōu)選八邊形和四邊形。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，上述大容積貫通孔的截面面積與上述小容積貫通孔的截面面積的比優(yōu)選為1.55～2.75。
此外，對于上述大容積貫通孔和/或上述小容積貫通孔垂直于其長度方向的截面，優(yōu)選由曲線構(gòu)成其角部的附近。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選相鄰的上述大容積貫通孔在垂直于長度方向的截面的重心間距離和相鄰的上述小容積貫通孔在垂直于長度方向的截面的重心間距離相等。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選在隔開大量貫通孔的間隔壁的表面和/或間隔壁的內(nèi)部上負(fù)載有催化劑。
此外，優(yōu)選在大量貫通孔的內(nèi)部平行于長度方向設(shè)置有凸部和/或凹部，上述凸部和/或凹部優(yōu)選設(shè)置在入口側(cè)貫通孔共有的間隔壁上。
此外，優(yōu)選上述凸部和/或凹部能夠發(fā)揮作為選擇性負(fù)載催化劑部位、顆粒捕集部位以及蜂窩結(jié)構(gòu)體的耐熱應(yīng)力改善部位中的至少1個的作用。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選等壓強(qiáng)度大于等于7MPa，優(yōu)選A軸的壓縮強(qiáng)度大于等于18MPa。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔垂直于長度方向的截面的形狀優(yōu)選是1種形狀，并且，包括至少2種截面面積。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選主成分是選自SiC、Si3N4、鈦酸鋁、堇青石、莫來石、氧化鋁、尖晶石、鋰鋁硅酸鹽、Fe-Cr-Al類金屬以及金屬硅的至少1種。
此外，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體優(yōu)選用于車輛的廢氣凈化裝置。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，由于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y和上述入口側(cè)的開口率X具有上述式(1)的關(guān)系，所以能夠在保持該蜂窩結(jié)構(gòu)體的尺寸緊湊的情況下具有較長的壽命，進(jìn)一步，由于機(jī)械強(qiáng)度和熱應(yīng)答性優(yōu)異，所以裂紋極限高，可靠性優(yōu)異。


圖1是說明本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個例子的立體示意圖。
圖2(a)是說明構(gòu)成圖3所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)部件的一個例子的立體示意圖；圖2(b)是圖2(a)所示的多孔質(zhì)部件沿A-A線的截面圖。
圖3(a)是說明本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的另外一個例子的立體示意圖；圖3(b)是圖3(a)所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體沿B-B線的截面圖。
圖4(a)～圖4(d)是說明構(gòu)成本發(fā)明的另外一個例子的蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)部件垂直于長度方向的截面的截面示意圖。
圖5(a)～圖5(f)是說明構(gòu)成本發(fā)明的另外一個例子的蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)部件垂直于長度方向的截面的縱截面示意圖。
圖6(a)～圖6(d)是說明構(gòu)成本發(fā)明的另外一個例子的蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)部件垂直于長度方向的截面的縱截面示意圖。圖6(e)是說明構(gòu)成比較例涉及的蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)部件垂直于長度方向的截面的縱截面示意圖。
圖7是說明使用本發(fā)明的廢氣凈化用蜂窩結(jié)構(gòu)體的廢氣凈化裝置的一個例子的截面示意圖。
圖8是說明由本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的過濾器體積和入口側(cè)的開口率的關(guān)系的圖。
圖9是說明由本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的過濾器體積、入口側(cè)的開口率和排氣量的關(guān)系的圖。
圖10是說明由具有圖4(a)～圖4(d)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和再生極限值之間的關(guān)系的圖。
圖11是說明由具有圖5(a)、圖5(b)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和再生極限值之間的關(guān)系的圖。
圖12是說明由具有圖5(e)、圖5(f)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和再生極限值之間的關(guān)系的圖。
圖13是說明由具有圖6(a)～圖6(d)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和再生極限值之間的關(guān)系的圖。
圖14是說明由具有圖4(a)～圖4(d)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和熱應(yīng)答性之間的關(guān)系的圖。
圖15是說明由具有圖5(a)、圖5(b)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和熱應(yīng)答性之間的關(guān)系的圖。
圖16是說明由具有圖5(e)、圖5(f)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和熱應(yīng)答性之間的關(guān)系的圖。
圖17是說明由具有圖6(a)～圖6(d)所示的截面形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的入口側(cè)的開口率和熱應(yīng)答性之間的關(guān)系的圖。
圖18是說明由以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的另外一個例子的縱截面示意圖。
圖19(a)～圖19(d)是說明由以往的廢氣凈化用蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的其它例子的縱截面示意圖。
圖20是說明以往的多孔質(zhì)陶瓷部件的垂直于長度方向的截面的截面示意圖，其中，大容積貫通孔和小容積貫通孔的數(shù)目實(shí)質(zhì)上是1∶2。
圖21是說明由以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器垂直于長度方向的截面的截面示意圖。
符號說明10、30蜂窩結(jié)構(gòu)體13、14密封材料層15多孔質(zhì)構(gòu)件20、30、40、50、70、110、120、130、140多孔質(zhì)部件160、170、180、260、270、280多孔質(zhì)部件21a、31a、41a、51a、71a大容積貫通孔114、124、134凸部134161a、171a、181a、261a、271a、281a大容積貫通孔21b、31b、41b、51b、71b小容積貫通孔161b、171b、181b、261b、271b、281b大容積貫通孔22封口材料23、43、53、73間隔壁163、173、183、263、273、283間隔壁33壁部具體實(shí)施方式
本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔隔著壁部沿長度方向平行設(shè)置，且上述貫通孔在任意一側(cè)的端部被封口，其特征在于，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)和入口側(cè)的開口率X(％)具有下述式(1)的關(guān)系；Y≤-1.1X+68.5并且Y≤19、35≤X≤56 (1)。
其中，上述入口側(cè)的開口率(％)是，相對于蜂窩結(jié)構(gòu)體的入口側(cè)的端面全體的面積，入口側(cè)貫通孔組的面積的總和所占的百分率。
本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔隔著壁部沿長度方向平行設(shè)置，且上述貫通孔在任意一側(cè)的端部被封口。
對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，可以通過密封材料層將柱狀的多孔質(zhì)部件多個結(jié)合在一起來構(gòu)成，所述多孔質(zhì)部件中，大量貫通孔隔著間隔壁沿長度方向平行設(shè)置(下文，將上述蜂窩結(jié)構(gòu)體稱為集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體)；也可以由整體作為一體燒結(jié)而成的多孔質(zhì)體構(gòu)成(下文將上述蜂窩結(jié)構(gòu)體稱為一體型蜂窩結(jié)構(gòu)體)。此外，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體也可以是按使貫通孔重合的方式在長度方向上層積層積部件而形成的。
圖1是說明作為本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個例子的集合體型的蜂窩結(jié)構(gòu)體的具體例子的立體示意圖，圖2(a)是說明構(gòu)成圖1所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)部件的一個例子的立體示意圖，圖2(b)是圖2(a)所示的多孔質(zhì)部件沿A-A線的截面圖。
如圖1所示，對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體10，多個多孔質(zhì)部件20隔著密封材料層14結(jié)合在一起而構(gòu)成了多孔質(zhì)構(gòu)件15，在該多孔質(zhì)構(gòu)件15的周圍形成了用于防止廢氣泄漏的密封材料層13。
此外，對于該多孔質(zhì)部件20，沿其長度方向平行設(shè)置有大量貫通孔21，該貫通孔21包括2種貫通孔，其一是大容積貫通孔21a，該大容積貫通孔21a的垂直于長度方向的截面面積相對大，其二是小容積貫通孔21b，該小容積貫通孔21b的上述截面的面積相對??；并且大容積貫通孔21a在蜂窩結(jié)構(gòu)體10的廢氣出口側(cè)的端部由封口材料22封口，另一方面，小容積貫通孔21b在蜂窩結(jié)構(gòu)體10的廢氣入口側(cè)的端部由封口材料22封口，隔開這些貫通孔的間隔壁23發(fā)揮作為蜂窩結(jié)構(gòu)體的作用。即，流入大容積貫通孔21a的廢氣必定通過這些間隔壁23后，才能從小容積貫通孔21b流出。
對于這種蜂窩結(jié)構(gòu)體10，其體積Y(L)和大容積貫通孔21a的入口側(cè)的開口率X(％)具有下述式(1)的關(guān)系；Y≤-1.1X+68.5并且Y≤19、35≤X≤56 (1)。
一般，將蜂窩結(jié)構(gòu)體配置于廢氣的流路中來使用時，灰燼從蜂窩結(jié)構(gòu)體的后部(出口側(cè))開始蓄積。因此，為了保證長時間蓄積灰燼后壓力損失也不會增大，即，為了使蜂窩體的壽命延長，有必要增大在入口側(cè)開口的貫通孔的容積。于是，為了增大在入口側(cè)開口的貫通孔的容積，有必要提高入口側(cè)的開口率，此外，還有必要增大蜂窩結(jié)構(gòu)體的容積。
但是，若開口率增大，則由于蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的密度下降，降低了再生極限值(將蓄積的顆粒燃燒時不會產(chǎn)生裂紋的顆粒最大蓄積量)，也縮短了再生前的可使用時間。
此外，若蜂窩結(jié)構(gòu)體的容積增大，則蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的熱容量增大，蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的升溫性變差。
與此相對，在具有上述式(1)的關(guān)系的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，首先，限定了蜂窩結(jié)構(gòu)體的容積小于等于19L(升)。如此，通過設(shè)定蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積的上限，可以防止蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的升溫性變差。
此外，將入口側(cè)的開口率的上限和下限設(shè)定為35％～65％。若入口側(cè)的開口率小于35％，則由于構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)體的重量過大，熱容量增大，升溫性變差。此外，由于增大了壁部的量(容積)，壓力損失也容易增大。另一方面，若入口側(cè)的開口率超過65％，如上所述，蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的密度降低，并且再生極限值降低。
在上述的開口率和蜂窩結(jié)構(gòu)體容積的范圍內(nèi)，進(jìn)一步，設(shè)定上述入口側(cè)的開口率和蜂窩結(jié)構(gòu)體的容積的范圍，使其具有下述式(1)所示的關(guān)系。
Y≤-1.1X+68.5 (1)這是因?yàn)?，即使在上述的開口率和蜂窩結(jié)構(gòu)體容積的范圍內(nèi)，如果不滿足上述式(1)，再生極限值仍然降低，再生前的可使用時間縮短，強(qiáng)度降低，設(shè)置于廢氣配管等時所要求的機(jī)械特性變差。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，由于按滿足上述式(1)來設(shè)定入口側(cè)的開口率和蜂窩結(jié)構(gòu)體的容積的關(guān)系，所以可以增大在入口側(cè)開口的貫通孔的容積，并且抑制壓力損失的上升，能夠蓄積大量的顆粒、灰燼，同時，抑制了蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的密度降低，防止了再生極限值的降低，并且熱應(yīng)答性優(yōu)異，從而延長了壽命。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)和上述入口側(cè)的開口率X(％)優(yōu)選具有下述式(2)的關(guān)系；
Y≤-1.1X+66.3并且2.5≤Y≤19、35≤X≤56(2)。
在具有上述式(2)的關(guān)系的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，設(shè)定蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積大于等于2.5L。若蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積小于2.5L，則蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積變小。此時，若增大入口側(cè)的開口率等以增大顆粒的蓄積總量時，則易產(chǎn)生裂紋。
此外，即使在上述的開口率和蜂窩結(jié)構(gòu)體容積的范圍，若不滿足式(2)，則再生極限值也不是充分的。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，通過設(shè)定入口側(cè)的開口率和蜂窩結(jié)構(gòu)體的容積的關(guān)系使其滿足上述式(2)，可以抑制壓力損失的上升，也可以蓄積更多的顆粒、灰燼，同時，能夠抑制蜂窩結(jié)構(gòu)體整體密度的降低，也能更有效地防止再生極限值的降低，并且熱應(yīng)答性優(yōu)異，從而延長了壽命。
此外，將本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體用作內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化用蜂窩結(jié)構(gòu)體時，優(yōu)選上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)、上述入口側(cè)的開口率X(％)和上述內(nèi)燃機(jī)的排氣量V(L)具有下述式(3)的關(guān)系；100V-400≤X·Y≤100V+100(3)。
將上述蜂窩結(jié)構(gòu)體用作內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化用過濾器時，由于伴隨著內(nèi)燃機(jī)排氣量的增加，氣體的流量增加，所以，蜂窩結(jié)構(gòu)體的阻力增加。
此時，雖然可以增大蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積來減小壓力損失(排壓)，但是如上所述，增大蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積時，蜂窩結(jié)構(gòu)體整體的熱容量增大，熱應(yīng)答性降低。進(jìn)一步，在蜂窩結(jié)構(gòu)體上負(fù)載催化劑時，隨著流入蜂窩結(jié)構(gòu)體的廢氣的流量的增加，催化劑對廢氣的反應(yīng)性變差。
與此相對，具有上述式(3)關(guān)系的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，對于內(nèi)燃機(jī)的排氣量來說，具有適當(dāng)?shù)捏w積和入口側(cè)的開口率。因此，可以提供對應(yīng)于各種內(nèi)燃機(jī)的最適蜂窩結(jié)構(gòu)體。
此外，雖然對多孔質(zhì)部件的氣孔率不特別地限定，但是上述多孔質(zhì)部件由后述的陶瓷形成時，其氣孔率優(yōu)選為20％～80％。若氣孔率小于20％，則上述蜂窩結(jié)構(gòu)體可能很快發(fā)生堵塞，另一方面，若氣孔率超過80％，則多孔質(zhì)部件的強(qiáng)度降低而容易損壞。
此外，上述多孔質(zhì)部件由后述的金屬形成時，其氣孔率的優(yōu)選下限值為50容量％，優(yōu)選上限值為98容量％。若小于50容量％，則不能在壁部內(nèi)部深層濾過，升溫特性變差。另一方面，若超過98容量％，則多孔質(zhì)部件的強(qiáng)度降低而容易被損壞。更優(yōu)選的下限為70容量％，更優(yōu)選的上限為95容量％。
此外，上述多孔質(zhì)部件的平均氣孔徑優(yōu)選為1μm～100μm。若平均氣孔徑小于1μm，則易由顆粒引起堵塞。另一方面，若平均氣孔徑大于100μm則顆粒易穿過氣孔，不能捕集到該顆粒，所以不能發(fā)揮作為過濾器的作用。
而且，對于氣孔率、平均氣孔徑，例如，可以通過水銀孔隙度計進(jìn)行的測定、或通過重量法、阿基米德法、掃描型電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行的測定等以往公知的方法來測定。
作為制造這種多孔質(zhì)部件時使用的粉末的粒徑，雖然不特別地限定，但是優(yōu)選在后面的燒制工序中收縮小的粉末，例如，優(yōu)選100重量份具有0.3μm～50μm的平均粒徑的粉末和5重量份～65重量份的具有0.1μm～1.0μm的平均粒徑的粉末的組合。以上述配比混合具有上述粒徑的粉末，可以制造具有上述所要求的特性的多孔質(zhì)部件。
作為上述封口材料，優(yōu)選由多孔質(zhì)體形成的封口材料。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，由于由上述封口材料封口的多孔質(zhì)部件是由多孔質(zhì)體形成的，所以通過使上述封口材料是與上述多孔質(zhì)部件同樣的多孔質(zhì)體，可以提高兩者的粘接強(qiáng)度，同時，通過將封口材料的氣孔率調(diào)整為與上述多孔質(zhì)部件一樣，可以使上述多孔質(zhì)部件的熱膨脹率和封口材料的熱膨脹率匹配，并且可以防止由于制造時或使用時的熱應(yīng)力而在封口材料和間隔壁之間產(chǎn)生縫隙，還可以防止在封口材料、接觸封口材料的部分間隔壁上產(chǎn)生裂紋。
上述封口材料由多孔質(zhì)形成時，對于其材料沒有特別地限定，例如，可以舉出與構(gòu)成上述多孔質(zhì)部件的材料相同的材料。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，密封材料層13、14形成于多孔質(zhì)部件20之間以及多孔質(zhì)構(gòu)件15的外周。于是，形成于多孔質(zhì)部件20之間的密封材料層14還發(fā)揮作為粘接劑的作用，將多個多孔質(zhì)部件20結(jié)合在一起。另一方面，在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中設(shè)置本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體10時，形成于多孔質(zhì)構(gòu)件15的外周的密封材料層13，發(fā)揮作為密封材料的作用，防止廢氣從多孔質(zhì)構(gòu)件15的外周泄漏。
作為構(gòu)成上述密封材料層的材料，不特別地限定，可以舉出例如，無機(jī)粘合劑、有機(jī)粘合劑、由無機(jī)纖維和/或無機(jī)粒子形成的材料等。
而且，如上所述，對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，雖然密封材料層形成于多孔質(zhì)部件之間以及多孔質(zhì)構(gòu)件的外周，但是這些密封材料層可以由相同的材料形成也可以由不同的材料形成。進(jìn)一步，上述密封材料層由相同的材料形成時，其材料的配合比可以相同也可以不同。
作為上述無機(jī)粘合劑，可以舉出例如，硅溶膠、氧化鋁溶膠等。這些無機(jī)粘合劑可以單獨(dú)使用，也可以并用至少2種。在上述無機(jī)粘合劑中，優(yōu)選硅溶膠。
作為上述有機(jī)粘合劑，可以舉出例如，聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等。這些有機(jī)粘合劑可以單獨(dú)使用，也可以并用至少2種。在上述有機(jī)粘合劑中，優(yōu)選羧甲基纖維素。
作為無機(jī)纖維，可以舉出例如，氧化硅-氧化鋁、莫來石、氧化鋁、硅石等的陶瓷纖維等。這些無機(jī)纖維可以單獨(dú)使用，也可以并用至少2種。在上述無機(jī)纖維中，優(yōu)選氧化鋁纖維、氧化硅-氧化鋁纖維。
上述無機(jī)纖維的纖維長的下限值優(yōu)選為5μm。此外，上述無機(jī)纖維的纖維長的上限值優(yōu)選為100mm，更優(yōu)選為100μm。若小于5μm，則密封材料層的彈性有可能不充分，另一方面，若超過100mm，則由于無機(jī)纖維易形成如球粒一樣的形狀，有可能最終產(chǎn)品與無機(jī)纖維之間的分散性變差。此外，若超過100μm，則有可能難以減小密封材料層的厚度。
作為上述無機(jī)粒子，可以舉出例如，碳化物、氮化物等。具體地可以舉出由碳化硅、氮化硅、氮化硼等形成的無機(jī)粉末或晶須等。無機(jī)粒子可以單獨(dú)使用一種，也可以并用至少2種。在上述無機(jī)粒子中，優(yōu)選熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的碳化硅。
密封材料層14雖然可以由致密體形成，也可以是允許廢氣能流入其內(nèi)部的多孔質(zhì)體，但是，密封材料層13優(yōu)選由致密體形成。這是因?yàn)?，形成密封材料?3的目的是，在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中設(shè)置本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體時，防止廢氣從多孔質(zhì)構(gòu)件15的外周泄漏。
圖3(a)是說明作為本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個例子的一體型蜂窩結(jié)構(gòu)體的具體例子的立體示意圖，圖3(b)是其沿B-B線的截面圖。
如圖3(a)所示，蜂窩結(jié)構(gòu)體30由柱狀多孔質(zhì)構(gòu)件35構(gòu)成，其中，隔著壁部33沿長度方向平行設(shè)置著大量貫通孔31。
貫通孔31包括2種貫通孔，其一是垂直于長度方向的截面的面積相對大的大容積貫通孔31a，其二是上述截面的面積相對小的小容積貫通孔31b，大容積貫通孔31a在蜂窩結(jié)構(gòu)體30的廢氣出口側(cè)的端部由封口材料32封口，另一方面，小容積貫通孔31b在蜂窩結(jié)構(gòu)體30的廢氣入口側(cè)的端部由封口材料32封口，隔開這些貫通孔31的間隔壁33發(fā)揮作為蜂窩結(jié)構(gòu)體的作用。
雖然圖3中沒有給出，但是與圖1所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體10一樣，可以在多孔質(zhì)構(gòu)件35的周圍形成有密封材料層。
對于該蜂窩結(jié)構(gòu)體30，除了多孔質(zhì)構(gòu)件35是通過燒制來制造的一體結(jié)構(gòu)以外，其與集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體10同樣地構(gòu)成，所以，流入大容積貫通孔31a的廢氣通過隔開貫通孔31的間隔壁33后，從小容積貫通孔31b流出。因此，一體型蜂窩結(jié)構(gòu)體30也可以得到與集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體相同的效果。
此外，對于一體型蜂窩結(jié)構(gòu)體30，與集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體10一樣，其形狀、大小可以是任意的，并且與集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體一樣，其氣孔率優(yōu)選為20％～80％，其氣孔徑優(yōu)選為1μm～100μm。
作為構(gòu)成多孔質(zhì)構(gòu)件35的多孔質(zhì)，不特別地限定，可以舉出例如，與集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體相同的氮化物、碳化物、氧化物陶瓷等。通常使用堇青石等氧化物陶瓷。這是因?yàn)?，這樣可以廉價地進(jìn)行制造，同時，由于熱膨脹系數(shù)也較小，所以，在制造過程中以及使用過程中由于熱應(yīng)力造成蜂窩結(jié)構(gòu)體破損的可能性低。
這種一體型的蜂窩結(jié)構(gòu)體30中的封口材料32同樣優(yōu)選由多孔質(zhì)體形成，作為其它的材料，雖然不特別地限定，但是可以舉出例如，與構(gòu)成上述多孔質(zhì)體35的材料相同的材料。
此外，在長度方向上層積多孔質(zhì)的層積部件，并使貫通孔重合也可以形成本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
具體地，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體可以是下述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其是層積多個厚度為0.1mm～20mm的多孔質(zhì)層積部件形成的，所述多孔質(zhì)層積部件在規(guī)定的部位形成有多個貫通孔，并且是按使貫通孔在長度方向上重合來層積層積部件的。
值得注意的是，按使貫通孔在長度方向上重合來層積層積部件指的是，進(jìn)行層積時，使形成于相鄰的層積部件的貫通孔之間連通。
由圖1和圖3所示的結(jié)構(gòu)形成的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，大量貫通孔包括2種類型的貫通孔，分別是在廢氣的流入側(cè)開口的大容積貫通孔和在廢氣的流出側(cè)開口的小容積貫通孔，該2種類型的貫通孔在數(shù)目上實(shí)質(zhì)是相等的。
值得注意的是，“分別是大容積貫通孔和小容積貫通孔，該2種類型的貫通孔在數(shù)目上實(shí)質(zhì)是相等的”指的是，以垂直于長度方向的截面觀察本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體時，雖然由于蜂窩結(jié)構(gòu)體的輪廓的形狀等原因，大容積貫通孔和小容積貫通孔的數(shù)目有可能不相等，但是若以由大容積貫通孔和小容積貫通孔形成的一定的結(jié)構(gòu)判斷，兩者的數(shù)目是相等的。
而且，在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，若入口側(cè)的開口率X(％)具有上述式(1)的關(guān)系，則大量貫通孔不一定必須由在廢氣的流入側(cè)開口的大容積貫通孔和在廢氣流出側(cè)開口的小容積貫通孔這2種類型組成。上述大量貫通孔可以是其他的形式。此外，貫通孔的數(shù)目不一定必須實(shí)質(zhì)相等。
但是，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體優(yōu)選包括在廢氣流入側(cè)開口的垂直于長度方向的截面的面積相對大的大容積貫通孔和在廢氣流出側(cè)開口的垂直于長度方向的截面的面積相對小的小容積貫通孔。
假設(shè)貫通孔容積完全相等，將上述蜂窩結(jié)構(gòu)體與包括在廢氣流出側(cè)開口的垂直于長度方向的截面的面積相對大的大容積貫通孔和在廢氣流入側(cè)開口的垂直于長度方向的截面的面積相對小的小容積貫通孔的蜂窩結(jié)構(gòu)體相比，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體由于廢氣流入側(cè)的開口率相對大，所以顆粒的捕集極限量更大，再生前的使用時間更長，從而可以延長壽命。
此外，優(yōu)選大容積貫通孔和小容積貫通孔的數(shù)目實(shí)質(zhì)上是相等的。廢氣流入到在廢氣流入側(cè)開口的貫通孔后，通過成為間隔壁的多孔質(zhì)部分，從在廢氣流出側(cè)開口的貫通孔流出，所以若大容積貫通孔和小容積貫通孔的數(shù)目是實(shí)質(zhì)上相等的，則大容積貫通孔和小容積貫通孔相鄰的比例大，可以有效地利用間隔壁。
此外，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，優(yōu)選如圖1所示，隔著間隔壁沿長度方向平行設(shè)置著多個貫通孔的柱狀多孔質(zhì)部件通過密封材料層多個結(jié)合在一起而構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)體。
這是因?yàn)?，通過改變多孔質(zhì)部件的組合數(shù)目，可以容易地改變蜂窩結(jié)構(gòu)體的大小、形狀，此外，還因?yàn)槊芊獠牧蠈映蔀榱司彌_材料，所以本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體對于熱沖擊等具有優(yōu)異的耐久性。
此外，對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選大量貫通孔的垂直于長度方向的截面的形狀是1種形狀，并且具有至少2種截面面積。
這是因?yàn)?，此情況下多可以提高機(jī)械的強(qiáng)度，形成優(yōu)異的耐久性。
此外，雖然蜂窩結(jié)構(gòu)體10的形狀是圓柱狀，但是本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體不限定于圓柱狀，例如，可以是橢圓柱狀、棱柱狀等任意形狀、大小的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
大容積貫通孔和/或小容積貫通孔垂直于長度方向的截面的形狀優(yōu)選為多邊形。
若上述截面的形狀是多邊形，則由于降低了壓力損失，所以減小了在垂直于長度方向的截面中的間隔壁的面積，提高了開口率，從而可以得到耐久性優(yōu)異、使用壽命長的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
此外，在多邊形中，優(yōu)選大于等于四邊的多邊形，更優(yōu)選多邊形的角中至少一個角是鈍角。
具體地，更優(yōu)選八邊形和四邊形的組合。此時，可以得到耐久性更優(yōu)異、使用壽命更長的蜂窩結(jié)構(gòu)體。大量貫通孔垂直于長度方向的截面的形狀優(yōu)選如上所述，包括至少2種形狀。
此外，對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔包括大容積貫通孔和小容積貫通孔時，優(yōu)選大容積貫通孔和/或小容積貫通孔的截面的角部附近由曲線構(gòu)成。
通過將大容積貫通孔和/或小容積貫通孔的截面的角部附近制成曲線，可以更進(jìn)一步減小由于廢氣通過貫通孔入口側(cè)時的摩擦和廢氣通過貫通孔出口側(cè)時的摩擦所產(chǎn)生的壓力損失。
進(jìn)一步，可以防止由于應(yīng)力在角部的集中而產(chǎn)生裂紋。
此外，對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔包括大容積貫通孔和小容積貫通孔時，優(yōu)選相鄰的上述大容積貫通孔在上述截面的重心間距離和相鄰的上述小容積貫通孔在上述截面的重心間距離相等。若上述2種重心間距離相等，則再生時熱均勻擴(kuò)散，蜂窩結(jié)構(gòu)體內(nèi)的局部溫度不均的現(xiàn)象消失，從而可以得到耐久性優(yōu)異的蜂窩結(jié)構(gòu)體，即使長時間重復(fù)使用，也不會由于熱應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋等。
而且，本發(fā)明中，“相鄰的上述大容積貫通孔在上述截面的重心間距離”指的是一個大容積貫通孔垂直于長度方向的截面的重心和與其相鄰的大容積貫通孔垂直于長度方向的截面的重心之間的最小距離，另一方面，“相鄰的上述小容積貫通孔在上述截面的重心間距離”指的是一個小容積貫通孔垂直于長度方向的截面的重心和與其相鄰的小容積貫通孔垂直于長度方向的截面的重心之間的最小距離。
圖4(a)～圖4(d)、圖5(a)～圖5(f)以及圖6(a)～圖6(d)是構(gòu)成本發(fā)明集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體的多孔質(zhì)部件的截面的一部分的截面示意圖。而且，一體型蜂窩結(jié)構(gòu)體中的大容積貫通孔和小容積貫通孔的截面的形狀也是與此相同的組合，所以使用這些圖對本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中的大容積貫通孔和小容積貫通孔的截面形狀進(jìn)行說明。
圖4(a)中，開口比率(大容積貫通孔的截面面積/小容積貫通孔的截面面積)約為1.55，圖4(b)中，開口比率約為2.54，圖4(c)中開口比率約為4.45，圖4(d)中，開口比率約為6.00。此外，圖5(a)、圖5(c)、圖5(e)中，上述開口比率都約為4.45。圖5(b)、圖5(d)、圖5(f)中，上述開口比率都約為6.00。進(jìn)一步，圖6(a)中，上述開口比率約為1.55，圖6(b)中開口比率約為2.54，圖6(c)中開口比率約為4.45，圖6(d)中開口比率約為6.00。
圖4(a)～圖4(d)中，大容積貫通孔的截面的形狀為8邊形，小容積貫通孔的截面的形狀為4邊形，并且大容積貫通孔和小容積貫通孔分別交錯排列，通過使小容積貫通孔的截面面積變化，并使大容積貫通孔的面積稍微變化，可以容易地任意變化開口比率。同樣地，對于圖5和圖6所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體，也可以任意地變動蜂窩結(jié)構(gòu)體的開口比率。
此外，如上所述，大量貫通孔為八邊形和四邊形的組合時，對稱性好。由于對稱性好，廢氣易均等地流入大容積貫通孔。而且，可以提高壓縮強(qiáng)度、等壓強(qiáng)度，從而蜂窩結(jié)構(gòu)體具有在上述優(yōu)選范圍內(nèi)的壓縮強(qiáng)度和等壓強(qiáng)度。
接著對A軸的壓縮強(qiáng)度進(jìn)行了考察。A軸的壓縮強(qiáng)度是如下得到的對于蜂窩的形狀，切出具有至少2個和貫通孔垂直的平面的立體(優(yōu)選互相平行的切斷剩下的4個面的直方體、立方體形狀)，設(shè)置該立體使貫通孔垂直于基座，從該立體的上部，以夾壓的方式來施加負(fù)荷壓力，由立體破損時的負(fù)荷計算強(qiáng)度來得到A軸的壓縮強(qiáng)度。
此時，若截面的形狀都只是正方形的形狀，則對于A軸，全部受到相等的壓力。
然而，若截面的形狀是八邊形和四邊形的形狀，壓縮力分散為擴(kuò)大八邊形、擠壓四邊形的力等，而且，大容積貫通孔之間的共存的壁抵消了壓縮的力，從而得到壓縮強(qiáng)度高的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
同樣，對于等壓強(qiáng)度，由于在對角線方向上也設(shè)置了梁，所以可以補(bǔ)充增加開口率時的強(qiáng)度不足。
而且，等壓強(qiáng)度指的是蜂窩結(jié)構(gòu)體受到周圍的靜壓力時產(chǎn)生破損的強(qiáng)度。
綜合考慮這種有關(guān)強(qiáng)度的穩(wěn)定性和氣體的流動、熱傳播等各種主要因素，可以得到對于顆粒再生的耐久性優(yōu)異的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
此外，對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩形狀優(yōu)選從流入側(cè)到流出側(cè)的截面面積不變。這是因?yàn)?，例如，對于上述壓縮強(qiáng)度，貫通孔的截面面積改變將導(dǎo)致壓縮強(qiáng)度的減少，也使通過擠出成型進(jìn)行制造變得困難。
而且，圖5(a)、圖5(b)所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體160、260的結(jié)構(gòu)如下，大容積貫通孔161a、261a的截面的形狀是5邊形，并且其中的3個角約為直角，小容積貫通孔161b、261b的截面的形狀為4邊形，并且分別占據(jù)較大的四邊形的對角方向。圖5(c)、圖5(d)所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體170、270中，所示的截面的形狀是圖4(a)～圖4(d)所示的截面形狀的變形，其中，大容積貫通孔171a、271a和小容積貫通孔171b、271b共有的間隔壁以一定曲率向小容積貫通孔側(cè)擴(kuò)展。該曲率可以是任意曲率。
此處可以舉出，構(gòu)成大容積貫通孔171a、271a和小容積貫通孔171b、271b共有的間隔壁的曲線相當(dāng)于1/4圓。此時，其開口比率最小的形狀基本為圖5(c)所示的形狀，此時的開口比率約為3.66。
在圖5(e)～圖5(f)所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體180、280中，大容積貫通孔181a、281a和小容積貫通孔281b、281b由4邊形(長方形)形成，如圖所示，若組合2個大容積貫通孔和2個小容積貫通孔，則可以構(gòu)成近正方形。此時，可以防止制造時的變形。
若貫通孔的形狀以及排列方式是一樣的，則伴隨著上述開口比率的變化，垂直于長度方向的截面中的一個大容積貫通孔和與其相鄰的大容積貫通孔共有的壁部的長度的合計(a)與垂直于長度方向的截面的一個大容積貫通孔和與其相鄰的上述小容積貫通孔共有的壁部的長度的合計(b)分別以基本一定的關(guān)系變動。
對于該具有各種形狀的大容積貫通孔和小容積貫通孔的蜂窩結(jié)構(gòu)體，上述大容積貫通孔的截面的面積與上述小容積貫通孔的截面的面積的比的下限優(yōu)選1.55，更優(yōu)選2.0。另一方面，上述比的上限值優(yōu)選2.75，更優(yōu)選2.54，進(jìn)一步更優(yōu)選2.42。通過將上述比設(shè)定于該范圍內(nèi)，可以進(jìn)一步降低捕集顆粒時的壓力損失，同時，還可以增大再生極限值。
值得注意的是，再生極限值是對顆粒的捕集量(g/l)，捕集該捕集量以上的顆粒后，進(jìn)行再生時，在蜂窩結(jié)構(gòu)體上產(chǎn)生裂紋，有可能損傷蜂窩結(jié)構(gòu)體。因此，若再生極限值增大，則再生前可以捕集的顆粒的量增大，從而可以延長再生前可使用的時間。
此外，對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，可以在隔開多個貫通孔的間隔壁的表面和/或間隔壁的內(nèi)部負(fù)載催化劑。
作為上述催化劑，可以舉出例如，可以凈化廢氣中的CO、HC(烴)以及NOX等的催化劑。
通過負(fù)載這種催化劑，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，作為捕集廢氣中的顆粒的蜂窩結(jié)構(gòu)體發(fā)揮作用的同時，也作為用于凈化廢氣中含有的上述CO、HC以及NOX等的催化劑轉(zhuǎn)換器發(fā)揮作用。但是，可以負(fù)載在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體上的催化劑，不限于上述貴金屬，只要是可以凈化廢氣中的CO、HC以及NOX等的催化劑即可，可以負(fù)載任意物質(zhì)。
將上述催化劑負(fù)載于構(gòu)成本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的粒子表面時，可以在氣孔中殘留上述催化劑，也可以負(fù)載上述催化劑在壁部形成一定的厚度。此外，可以將上述催化劑均勻地負(fù)載在貫通孔的壁部的表面上，也可以將上述催化劑集中負(fù)載在一定的區(qū)域上。特別是若在入口側(cè)貫通孔的壁部的表面或表面附近的粒子的表面，進(jìn)一步在這兩者上負(fù)載上述催化劑，則由于催化劑易與顆粒接觸，所以可以效率較高地進(jìn)行顆粒的燃燒。
此外，在上述蜂窩結(jié)構(gòu)體上負(fù)載催化劑時，對于上述蜂窩結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選在多個貫通孔的內(nèi)部，平行長度方向設(shè)置負(fù)載催化劑用的凸部和/或凹部。
若在上述間隔壁上設(shè)置凸部、凹部，則將蜂窩結(jié)構(gòu)體的基材浸于含有催化劑或催化劑原料的溶液后，將蜂窩結(jié)構(gòu)體的基材取出時，利用上述溶液的表面張力，可以在上述凸部的周圍、上述凹部(溝)的內(nèi)部保有液滴，然后通過加熱干燥，在凸部、凹部上負(fù)載大量的催化劑。此外，形成有凸部、凹部的蜂窩結(jié)構(gòu)體的面積增加，可以更多地捕集顆粒。即，凸部、凹部發(fā)揮作為顆粒捕集點(diǎn)的作用。
進(jìn)一步，凸部、凹部可以緩和該蜂窩結(jié)構(gòu)體的溫度上升時或下降時產(chǎn)生的耐熱應(yīng)力。即，凸部、凹部發(fā)揮作為熱應(yīng)力改善點(diǎn)的作用。
圖6(a)～圖6(d)所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體110、120、130、140中，在隔開大容積貫通孔111a、121a、131a、141a的間隔壁上設(shè)置了凸部114、124、134、144，并且除了大容積貫通孔111a、121a、131a、141a的凸部114、124、134、144以外，上述截面形狀是八邊形，小容積貫通孔111b、121b、131b、141b的上述截面形狀是4邊形，大容積貫通孔111a、121a、131a、141a和小容積貫通孔111b、121b、131b、141b交錯排列。
作為上述凸部的形狀，雖然不特別地限定，但是優(yōu)選為易保持液滴且可以確保一定程度的強(qiáng)度的形狀，具體地，優(yōu)選末端展開的形狀。此外，優(yōu)選從蜂窩結(jié)構(gòu)體的入口側(cè)的端部到出口側(cè)的端部連續(xù)地形成上述凸部。這是因?yàn)?，這樣可以得到高強(qiáng)度，同時可以通過擠出成型形成凸部。
作為上述凸部的高度，雖然不特別地限定，但是優(yōu)選為隔開相鄰的大容積貫通孔之間的間隔壁的厚度的0.02倍～6.0倍。若小于0.02倍，則有可能不能將充分的量的催化劑負(fù)載在凸部及其附近，若超過6.0倍，則凸部的強(qiáng)度不充分，有可能由于廢氣的壓力等而損壞。
作為上述凹部的形狀，雖然不特別地限定，但是優(yōu)選易保持液滴的形狀，具體地，優(yōu)選洼坑形狀、溝槽形狀。此外，優(yōu)選從蜂窩結(jié)構(gòu)體的入口側(cè)的端部到出口側(cè)的端部連續(xù)地形成溝槽狀的凹部。因?yàn)檫@樣可以通過擠出成型形成凹部。
作為上述凹部的深度，雖然不特別地限定，但是優(yōu)選為隔開相鄰大容積貫通孔之間的間隔壁的厚度的0.02倍～0.4倍。若小于0.02倍，則有可能不能將充分的量的催化劑負(fù)載在凸部及其附近，若超過0.4倍，則間隔壁的強(qiáng)度不充分，有可能由于廢氣的壓力等而損壞。
作為上述凸部、凹部的數(shù)目，雖然不特別地限定，但是相對于各自的隔開相鄰的大容積貫通孔之間的間隔壁，每個間隔壁可以設(shè)置1個，也可設(shè)置多個。
此外，優(yōu)選將上述催化劑負(fù)載用的凸部和/或凹部設(shè)置于上述入口側(cè)貫通孔共有的間隔壁上。
此時，特別地，容易選擇性地提供催化劑。
作為上述催化劑的具體例子，可以舉出例如，鉑、鈀、銠等貴金屬。由該貴金屬形成的催化劑即所謂三元催化劑，負(fù)載有該三元催化劑的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體與以往公知的催化劑轉(zhuǎn)換器同樣地發(fā)揮作用。因此，此處，省略了本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體發(fā)揮作為催化劑轉(zhuǎn)換器的作用時的詳細(xì)說明。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩結(jié)構(gòu)優(yōu)選從流入側(cè)到流出側(cè)的截面面積不變化。這是因?yàn)檫@樣可以提高壓縮強(qiáng)度等，以容易通過擠出成型的方式制造蜂窩結(jié)構(gòu)體。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其等壓強(qiáng)度優(yōu)選大于等于7MPa，更優(yōu)選大于等于9MPa。
若等壓強(qiáng)度在上述范圍內(nèi)，則對于顆粒再生的耐久性優(yōu)異。
而且等壓強(qiáng)度也可以稱為各向同性的破壞強(qiáng)度，是指對蜂窩結(jié)構(gòu)體施加靜水壓等各向同性的壓力而產(chǎn)生破壞時的強(qiáng)度。
此外，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體優(yōu)選A軸的壓縮強(qiáng)度大于等于18MPa，更優(yōu)選大于等于25MPa。
若A軸的壓縮強(qiáng)度在上述范圍內(nèi)，則對于顆粒再生的耐久性優(yōu)異。
作為本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的材料，不特別地限定，可以舉出例如，氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氮化鈦等氮化物陶瓷；碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭、碳化鎢等碳化物陶瓷；氧化鋁、氧化鋯、堇青石、莫來石等氧化物陶瓷等。此外，也可以由被稱為硅和碳化硅的復(fù)合體、鈦酸鋁的至少2種類的材料形成。此外，還可以舉出例如，尖晶石、鋰鋁硅酸鹽、鉻類不銹鋼、鉻鎳類不銹鋼等Fe-Cr-Al類金屬、金屬硅等。
其中，優(yōu)選主成分為選自SiC、Si3N4、鈦酸鋁、堇青石、莫來石、氧化鋁、尖晶石、鋰鋁硅酸鹽、Fe-Cr-Al類金屬、金屬硅中的至少1種。
特別優(yōu)選耐熱性強(qiáng)、機(jī)械特性優(yōu)異且熱傳導(dǎo)率大的碳化硅。
上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的材料是金屬時，該金屬材料是多孔質(zhì)的，并且作為多孔質(zhì)金屬的具體例子，可以舉出例如，上述金屬形成的金屬纖維3維組編構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體；由上述金屬形成并通過成孔材料形成貫通氣孔的結(jié)構(gòu)體；通過燒制由上述金屬形成的金屬粉末時殘留氣孔而得到的結(jié)構(gòu)體等。
而且，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的材料主要由金屬形成時，即使使全體高氣孔率仍能確保充分的強(qiáng)度，所以可以得到壓力損失更小的蜂窩結(jié)構(gòu)體。此外，可以更有效地防止蜂窩結(jié)構(gòu)體與外殼(金屬容器)的熱膨脹差引起的高溫時(使用時)在蜂窩結(jié)構(gòu)體與外殼之間產(chǎn)生縫隙等。進(jìn)一步，由于金屬熱傳導(dǎo)率優(yōu)異，所以能夠提高均熱性，并能提高再生處理中對顆粒的凈化率。而且，由于熱容量小，從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣熱可能導(dǎo)致迅速地升溫，所以特別是將蜂窩結(jié)構(gòu)體垂直配置于發(fā)動機(jī)的下方，以有效地利用內(nèi)燃機(jī)的排氣熱的方式來使用蜂窩結(jié)構(gòu)體時，這種材料是有優(yōu)勢的。
接著，對上述的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的一個例子進(jìn)行說明。本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)是如圖3所示的結(jié)構(gòu)時，即其全體為由1個燒制體形成的一體型蜂窩結(jié)構(gòu)體時，首先使用以上述陶瓷為主成分的原料糊來進(jìn)行擠出成型，制得與圖3所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體30大致相同形狀的成型體。
對于上述原料糊，只要是制造后的多孔質(zhì)構(gòu)件的氣孔率為20％～80％的原料糊即可，不特別地限定?？梢耘e出例如，在由上述陶瓷形成的粉末中添加了粘合劑和液體分散介質(zhì)的原料糊。
作為上述粘合劑，不特別地限定，可以舉出例如，甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、酚樹脂、環(huán)氧樹脂等。
通常相對于100重量份陶瓷粉末，上述粘合劑的配合量優(yōu)選1重量份～10重量份。
作為上述液體分散介質(zhì)，不特別地限定，可以舉出例如，苯等有機(jī)溶劑；甲醇等烷醇；水等。
適當(dāng)配合上述液體分散介質(zhì)，使原料糊的粘度在一定范圍內(nèi)。將這些陶瓷粉末、粘合劑和液體分散介質(zhì)用超微磨碎機(jī)混合，用混煉機(jī)等充分混練后，擠出成型制作上述成型體。
此外，在上述原料糊中，根據(jù)需要可以添加成型助劑。
作為上述成型助劑，不特別地限定，可以舉出例如，乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。
進(jìn)一步，根據(jù)需要可以在上述原料糊中添加以氧化物類陶瓷為成分的微小中空球體的中空球狀物、球狀丙烯酸粒子、石墨等成孔材料。
作為上述中空球狀物，不特別地限定，可以舉出氧化鋁中空球狀物、玻璃微球狀物、火山灰中空球狀物、飛灰中空球狀物(FA中空球狀物)以及莫來石中空球狀物等。其中，優(yōu)選飛灰中空球狀物。此外，可以在上述原料糊中混合硅等金屬，此外，還可以使用以金屬為主成分的原料糊。
然后，使用微波干燥機(jī)、熱風(fēng)干燥機(jī)、電介質(zhì)干燥機(jī)、減壓干燥機(jī)、真空干燥機(jī)以及冷凍干燥機(jī)等來干燥上述成型體后，將封口材料的封口材料糊填充于規(guī)定的貫通孔，對上述貫通孔實(shí)施封口處理。
作為上述封口材料糊，只要是經(jīng)過后續(xù)工序制造的封口材料的氣孔率為20％～80％的封口材料糊即可，不特別地限定，例如，雖然可以使用與上述原料糊同樣的封口材料糊，但是優(yōu)選在上述原料糊所使用的粉末中添加潤滑劑、溶劑、分散劑以及粘合劑而成的封口材料糊，從而可以在上述封口處理過程中，防止封口材料糊中的粒子沉降。
接著，對于填充了上述封口材料糊的干燥體，在規(guī)定條件下，進(jìn)行脫脂、燒制，制造由多孔質(zhì)體形成的且其全體由1個燒制體形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
而且，上述干燥體的脫脂和燒制條件等可以應(yīng)用制造以往由多孔質(zhì)體形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體時使用的條件。
此外，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)是圖1所示的集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體時，即是將多孔質(zhì)部件隔著密封材料層多個結(jié)合在一起而構(gòu)成的集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體時，首先，使用上述以陶瓷為主成分的原料糊來進(jìn)行擠出成型，制造類似圖2所示的多孔質(zhì)部件20的形狀的生成型體。
而且，上述原料糊，可以舉出與對上述集合體型蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行說明時舉出的原料糊相同的原料糊，此外，對于上述原料糊可以混合硅粉末等金屬，此外，還可以使用以金屬為主成分的原料糊。
接著，使用微波干燥機(jī)將上述生成型體干燥，制成干燥體后，將封口材料的封口材料糊填充于該干燥體的規(guī)定的貫通孔，對上述貫通孔實(shí)施封口處理。
而且，上述封口材料糊，可以舉出與對上述一體型蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行說明時舉出的封口材料糊相同的封口材料糊，對于上述封口處理，可以舉出除了填充封口材料糊的對象不同以外，與制造上述一體型的蜂窩結(jié)構(gòu)體相同的方法。
接著，對經(jīng)過上述封口處理的干燥體在規(guī)定條件下進(jìn)行脫脂、燒制，制造隔著間隔壁在長度方向上平行設(shè)置著大量貫通孔的多孔質(zhì)部件。
而且，上述生成型體的脫脂和燒制條件等可以應(yīng)用以往制造將多孔質(zhì)部件用密封材料層多個結(jié)合在一起而構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)體時使用的條件等。
接著，在上部的截面為V字形(能夠?qū)⒍嗫踪|(zhì)部件20以傾斜狀態(tài)層積)的基座上，以傾斜的狀態(tài)載置多孔質(zhì)部件20后，在面向上側(cè)的2個側(cè)面上，以均一的厚度涂布形成密封材料層14的密封材料糊來形成密封材料糊層，在該密封材料糊層上，重復(fù)依次層積其它多孔質(zhì)部件20的工序，從而制得具有規(guī)定大小的棱柱狀多孔質(zhì)部件20的層積體。
而且，作為形成上述的密封材料糊的材料，由于可以舉出與在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中說明的密封材料糊相同的密封材料糊，所以此處省略了對其的說明。
接著，對該多孔質(zhì)部件20的層積體進(jìn)行加熱，使密封材料糊層干燥、固化，形成密封材料層14，然后，例如，使用鉆石刀來將其外周部切削成如圖3所示的形狀，從而制得多孔質(zhì)構(gòu)件15。
然后，在多孔質(zhì)構(gòu)件15的外周上使用上述密封材料糊來形成密封材料層13，從而制得將多孔質(zhì)部件隔著密封材料層多個結(jié)合在一起而形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
如此制得的蜂窩結(jié)構(gòu)體都是柱狀，其結(jié)構(gòu)如圖1或圖3所示。
此外，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體是按使貫通孔在長度方向重合來層積層積部件且為由金屬層積部件形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體時，首先通過對厚度為0.1mm～20mm的主要由金屬形成的多孔質(zhì)金屬板進(jìn)行激光加工，在幾乎整個面上互相約等間隔地形成孔，從而制得高密度地形成了貫通孔的蜂窩形狀的層積部件。
此外，對于制造位于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的端面的附近、構(gòu)成有底孔的密封部分的層積部件，進(jìn)行激光加工時，使孔形成格狀相間條紋狀，從而制得以低密度形成貫通孔的蜂窩形狀的積層部件。
即，若在數(shù)個端部上使用該層積部件，不進(jìn)行堵塞端部的規(guī)定的貫通孔的工序，就可以得到發(fā)揮作為過濾器的作用的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的用途，不特別地限定，可以用于各種用途的過濾器，特別是優(yōu)選用于車輛的廢氣凈化裝置用的過濾器。
圖7是說明設(shè)置了本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的車輛的廢氣凈化裝置的一個例子的截面示意圖。
如圖7所示，廢氣凈化裝置600主要由本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體60、外殼630、保持密封材料620以及加熱單元610構(gòu)成；所述外殼630覆蓋蜂窩結(jié)構(gòu)體60的外部，所述保持密封材料620配置于蜂窩結(jié)構(gòu)體60和外殼630之間，所述加熱單元610設(shè)置于蜂窩結(jié)構(gòu)體60的廢氣流入側(cè)；并且將與發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)相連的導(dǎo)入管640連接在外殼630的廢氣導(dǎo)入側(cè)的端部，將與外部相連的排出管650連結(jié)在外殼630的另一端部。而且圖7中，箭頭表示廢氣的流動方向。
此外，在圖7中，蜂窩結(jié)構(gòu)體60可以是如圖1所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體10，也可以是圖3所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體30。
在如此構(gòu)成的廢氣凈化裝置600中，將從發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣，通過導(dǎo)入管640導(dǎo)入外殼630內(nèi)，使廢氣從蜂窩結(jié)構(gòu)體60的貫通孔通過壁部(間隔壁)時，在該壁部(間隔壁)捕集顆粒，從而凈化廢氣后，將凈化后的氣體通過排出管650排出到外部。
然后，在蜂窩結(jié)構(gòu)體60的壁部(間隔壁)，大量的顆粒逐漸堆積，壓力損失增高后，進(jìn)行蜂窩結(jié)構(gòu)體60的再生。
在上述再生處理中，經(jīng)使用加熱單元610加熱的氣體流入蜂窩結(jié)構(gòu)體60的貫通孔的內(nèi)部，對于蜂窩結(jié)構(gòu)體60進(jìn)行了加熱，從而燃燒除去堆積于壁部(間隔壁)的顆粒。
此外，還可以使用后噴射的方式，燃燒除去顆粒。
使用了本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的廢氣凈化裝置也是本發(fā)明之一。
實(shí)施例下文舉出實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1(1)將60重量％的平均粒徑為11μm的α型碳化硅粉末和40重量％的平均粒徑為0.5μm的β型碳化硅粉末濕式混合，相對于100重量份得到的混合物，加入5重量份有機(jī)粘合劑(甲基纖維素)和10重量份水后進(jìn)行混練，得到混合組合物。接著，在上述混合組合物中加入少量增塑劑和潤滑劑，再進(jìn)行混練后，進(jìn)行擠出成型，制成生成型體，如圖4(a)～圖4(d)所示，生成型體中，大容積貫通孔的截面形狀為八邊形，小容積貫通孔的截面形狀為四邊形(近正方形)。接著，使用微波干燥機(jī)對上述生成型體進(jìn)行干燥，制成陶瓷干燥體后，將與上述生成型體同樣組成的糊填充于規(guī)定的貫通孔后，再用干燥機(jī)來進(jìn)行干燥，然后，在400℃下脫脂，在常壓的氬氛圍氣下，于2200℃燒制3小時，從而制成多孔質(zhì)陶瓷部件20，其是碳化硅燒制體，氣孔率為42％、平均氣孔徑為9μm、大小為34.3mm×34.3mm×150mm，貫通孔的數(shù)目為28個/1cm2(10mm×10mm)(大容積貫通孔為14個/1cm2，小容積貫通孔為14個/1cm2)，實(shí)質(zhì)上全部的間隔壁23的厚度為0.4mm。而且，對于得到的多孔質(zhì)陶瓷部件20一側(cè)的端面，用封口材料僅對大容積貫通孔21a封口，對于得到的多孔質(zhì)陶瓷部件20的另一端面，用封口材料僅對小容積貫通孔21b封口。
(2)使用耐熱性密封材料糊將上述多孔質(zhì)碳化硅部件多個結(jié)合在一起，接著，通過使用鉆石刀進(jìn)行切斷，制成圓柱狀的陶瓷構(gòu)件。所述耐熱性密封材料糊含有30重量％的纖維長為0.2mm的氧化鋁纖維、21重量％的平均粒徑為0.6μm的碳化硅粒子、15重量％的硅溶膠、5.6重量％的羧甲基纖維素以及28.4重量％的水。
此時，進(jìn)行調(diào)整，使上述多孔質(zhì)陶瓷部件多個結(jié)合在一起的密封材料層的厚度為1.0mm。
接著，將23.3重量％的無機(jī)纖維、30.2重量％的無機(jī)粒子、7重量％的無機(jī)粘合劑、0.5重量％的有機(jī)粘合劑以及39重量％的水進(jìn)行混合、混練，調(diào)制成密封材料糊。其中，無機(jī)纖維是由氧化鋁硅酸鹽形成的陶瓷纖維(渣球含量3％，纖維長0.1mm～100mm)；無機(jī)粒子是平均粒徑為0.3μm的碳化硅粉末；無機(jī)粘合劑是硅溶膠(溶膠中的SiO2的含量30重量％)；有機(jī)粘合劑是羧甲基纖維素。
接著，使用上述密封材料糊，在上述陶瓷構(gòu)件的外周部形成厚度為0.2mm的密封材料糊層。然后，將該密封材料糊層在120℃下干燥，制造由圓柱形的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。所述過濾器直徑為144mm，過濾器體積為2L(升)，燒制后入口側(cè)的開口率為35.5％。其中，過濾器的體積(蜂窩結(jié)構(gòu)體體積)是通過外形尺寸計算的。
(實(shí)施例2～20以及比較例1～15)(1)多孔質(zhì)陶瓷部件的截面形狀如圖4(a)～圖4(d)所示，大容積貫通孔的截面形狀為八邊形，小容積貫通孔截面形狀為四邊形(近正方形)，其燒制后的入口側(cè)的開口率是表1、3所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(1)同樣地制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件，過濾器體積是表1、3所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(2)同樣地制造具有表1、3所示的體積的由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例21～23)(1)將80重量％的平均粒徑為30μm的α型碳化硅粉末、20重量％的平均粒徑為4μm的金屬硅粉末濕式混合，相對于100重量份得到的混合粉末，加入6重量份有機(jī)粘合劑(甲基纖維素)、2.5重量份表面活性劑(油酸)、24重量份水后，進(jìn)行混練，調(diào)制成原料糊。
(2)接著，將上述原料糊填充于擠出成型機(jī)，以擠出速度為10厘米/分鐘來制造與圖3所示的多孔質(zhì)部件30大約相同形狀的生成型體。
接著，使用微波干燥機(jī)干燥上述生成型體，制成干燥體后，將與上述生成型體相同組成的填充材料糊填充于規(guī)定的貫通孔后，再使用干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后，在氧化氛圍氣下，于550℃脫脂3小時，得到脫脂體。
接著，將上述脫脂體在氬氛圍氣下，于1400℃加熱2小時，熔化單晶硅，通過硅使碳化硅粒子接合，從而制得多孔質(zhì)部件，其氣孔率為45％、平均氣孔徑為10μm、大小為34.3mm×34.3mm×305mm。
(2)使用耐熱性密封材料糊，通過圖5說明的方法將上述多孔質(zhì)部件多個結(jié)合在一起，接著，使用鉆石刀進(jìn)行切斷，制成直徑為190mm的圓柱狀的陶瓷構(gòu)件。所述耐熱性密封材料糊含有30重量％的纖維長為0.2mm的氧化鋁纖維、21重量％的平均粒徑為0.6μm的碳化硅粒子、15重量％的硅溶膠，5.6重量％的羧甲基纖維素以及28.4重量％的水。
此時，進(jìn)行調(diào)整，使得結(jié)合上述多孔質(zhì)部件的密封材料層的厚度為1mm。
接著，將23.3重量％的無機(jī)纖維、30.2重量％的無機(jī)粒子、7重量％的無機(jī)粘合劑、0.5重量％的有機(jī)粘合劑以及39重量％的水進(jìn)行混合、混練，調(diào)制成密封材料糊。其中，無機(jī)纖維是由氧化鋁硅酸鹽形成的陶瓷纖維(渣球含量3％，纖維長0.1mm～100mm)；無機(jī)粒子是平均粒徑為0.3μm的碳化硅粉末；無機(jī)粘合劑是硅溶膠(溶膠中的SiO2的含量30重量％)；有機(jī)粘合劑是羧甲基纖維素。
接著，使用上述密封材料糊，在上述多孔質(zhì)構(gòu)件的外周部形成厚度為1.0mm的密封材料糊層。然后，將該密封材料糊層在120℃干燥，制成圓柱形的具有表1所示的過濾器體積和入口側(cè)的開口率的由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例24～26)除了將平均粒徑為4μm的金屬硅粉末濕式混合來調(diào)制原料糊以外，與實(shí)施例21～23同樣地操作，調(diào)整脫脂體，將上述脫脂體在氬氛圍氣下，于1000℃加熱2小時，制成多孔質(zhì)部件，其氣孔率為45％、平均氣孔徑為10μm、大小是34.3mm×34.3mm×305mm。對該多孔質(zhì)部件進(jìn)行與實(shí)施例21～23同樣地操作，制造由直徑為190mm的圓柱形的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例27～40)(1)多孔質(zhì)陶瓷部件的截面形狀如圖5(a)、圖5(b)所示，大容積貫通孔的截面形狀為五邊形，小容積貫通孔的截面形狀為四邊形(近正方形)，其燒制后的入口側(cè)的開口率為表2所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(1)同樣地操作，制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件，且過濾器的體積是表2所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(2)同樣地操作，制成由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例41～46和比較例16)(1)多孔質(zhì)陶瓷部件的截面形狀如圖5(e)、圖5(f)所示，大容積貫通孔的截面形狀為長方形，小容積貫通孔的截面形狀為長方形(根據(jù)情況為正方形)，其入口側(cè)的開口率分別為表2、表3所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(1)同樣地操作，制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件，且過濾器的體積是表2、表3所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(2)同樣地操作，制造由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例47～52和比較例17)(1)多孔質(zhì)陶瓷部件的截面形狀如圖6(a)～(d)所示，在隔開相鄰的大容積貫通孔的間隔壁上設(shè)有凸部，所述凸部的截面形狀與多孔質(zhì)陶瓷部件的截面形狀大致相同，多孔質(zhì)陶瓷部件入口側(cè)的開口率分別為表2、表3所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(1)同樣地操作，制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件，且過濾器的體積是表2、表3所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(2)同樣地操作，制造由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例53～56)(1)除了燒制后的入口側(cè)的開口率為表4所示的值以外，與實(shí)施例1的(1)同樣地操作，制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件；作為密封材料(粘接劑)糊，使用下述的耐熱性密封材料(粘接劑)糊，其含有30重量％的纖維長為20μm的氧化鋁纖維、21重量％的平均粒徑為0.6μm的碳化硅顆粒、15重量％的硅溶膠、5.6重量％的羧甲基纖維素以及28.4重量％的水；作為陶瓷構(gòu)件的外周涂布用糊，使用如下制得的密封材料糊，即將23.3重量％的由氧化鋁硅酸鹽形成的陶瓷纖維(渣球含量3％，纖維長5μm～100μm)、30.2重量％的平均粒徑為0.3μm的碳化硅粉末、7重量％的硅溶膠(溶膠中的SiO2的含量30重量％)、0.5重量％的羧甲基纖維素以及39重量％的水進(jìn)行混合、混練調(diào)制成的密封材料糊。除此以外，與實(shí)施例1的(2)同樣地操作，制造具有表4所示體積的由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例57～59)(1)除了燒制后的入口側(cè)的開口率為表4所示的值以外，與實(shí)施例21～23的(1)同樣地操作，制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件；作為密封材料(粘接劑)糊，使用下述的耐熱性密封材料(粘接劑)糊，其含有30重量％的纖維長為20μm的氧化鋁纖維、21重量％的平均粒徑為0.6μm的碳化硅顆粒、15重量％的硅溶膠、5.6重量％的羧甲基纖維素以及28.4重量％的水；作為陶瓷構(gòu)件的外周涂布用糊，使用如下制得的密封材料糊，即將23.3重量％的由氧化鋁硅酸鹽形成的陶瓷纖維(渣球含量3％，纖維長5μm～100μm)、30.2重量％的平均粒徑為0.3μm的碳化硅粉末、7重量％的硅溶膠(溶膠中的SiO2的含量30重量％)、0.5重量％的羧甲基纖維素以及39重量％的水進(jìn)行混合、混練調(diào)制成的密封材料糊。除此以外，與實(shí)施例21～23的(2)同樣地操作來制造具有表4所示體積的由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例60～62)除了燒制后的入口側(cè)的開口率為表4所示的值以外，與實(shí)施例24～26同樣地操作來制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
分別使用得到的多孔質(zhì)陶瓷部件；作為密封材料(粘接劑)糊，使用下述的耐熱性密封材料(粘接劑)糊，其含有30重量％的纖維長為20μm的氧化鋁纖維、21重量％的平均粒徑為0.6μm的碳化硅顆粒、15重量％的硅溶膠、5.6重量％的羧甲基纖維素以及28.4重量％的水；作為陶瓷構(gòu)件的外周涂布用糊，使用如下制得的密封材料糊，即將23.3重量％的由氧化鋁硅酸鹽形成的陶瓷纖維(渣球含量3％，纖維長5μm～100μm)、30.2重量％的平均粒徑為0.3μm的碳化硅粉末、7重量％的硅溶膠(溶膠中的SiO2的含量30重量％)、0.5重量％的羧甲基纖維素以及39重量％的水進(jìn)行混合、混練調(diào)制成的密封材料糊。除此以外，與實(shí)施例24～26同樣地操作來制造具有表4所示體積的由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(實(shí)施例63～67)(1)除了多孔質(zhì)陶瓷部件的截面形狀和燒制后的入口側(cè)的開口率為表4所示的值以外，與實(shí)施例1的(1)同樣地操作來制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件；作為密封材料(粘接劑)糊，使用下述的耐熱性密封材料(粘接劑)糊，其含有30重量％的纖維長為20μm的氧化鋁纖維、21重量％的平均粒徑為0.6μm的碳化硅顆粒、15重量％的硅溶膠、5.6重量％的羧甲基纖維素以及28.4重量％的水；作為陶瓷構(gòu)件的外周涂布用糊，使用如下制得的密封材料糊，即將23.3重量％的由氧化鋁硅酸鹽形成的陶瓷纖維(渣球含量3％，纖維長5μm～100μm)、30.2重量％的平均粒徑為0.3μm的碳化硅粉末、7重量％的硅溶膠(溶膠中的SiO2的含量30重量％)、0.5重量％的羧甲基纖維素以及39重量％的水進(jìn)行混合、混練調(diào)制成的密封材料糊。除此以外，與實(shí)施例1的(2)同樣地操作來制造具有表4所示體積的由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
(參考例1～6)(1)除了使多孔質(zhì)陶瓷部件的截面形狀與圖6(e)所示截面形狀(全部是正方形并且按格狀相間條紋封口)相同，其入口側(cè)的開口率分別為表3所示的值以外，與實(shí)施例1的(1)同樣地操作，制造多孔質(zhì)陶瓷部件。
(2)分別使用上述(1)制造的多孔質(zhì)陶瓷部件，且過濾器的體積是表3所示的值，除此以外，與實(shí)施例1的(2)同樣地操作，制造由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器。
圖8以圖表的形式說明了實(shí)施例、比較例以及參考例涉及的過濾器(蜂窩結(jié)構(gòu)體)中的過濾器的體積(蜂窩結(jié)構(gòu)體體積)(L)和入口側(cè)的開口率的關(guān)系。圖中所示的五邊形ABCDE內(nèi)的點(diǎn)代表實(shí)施例涉及的過濾器，這些過濾器即使在下文的測定中也能表現(xiàn)出良好的值。
圖9說明了入口側(cè)的開口率和過濾器體積的乘積與排氣量之間的關(guān)系。
蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)、入口側(cè)的開口率X(％)和內(nèi)燃機(jī)的排氣量V(L)具有上述式(3)的關(guān)系的蜂窩結(jié)構(gòu)體是在上下兩個函數(shù)之間所包含的范圍的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
(評價方法)(1)再生極限值的測定如圖7所示，將由實(shí)施例和比較例涉及的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器設(shè)置在發(fā)動機(jī)的排氣通路中作為廢氣凈化裝置，以轉(zhuǎn)動數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分鐘、扭矩為50Nm將上述發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)定的時間，捕集規(guī)定量的顆粒。接著，以轉(zhuǎn)動數(shù)為4000轉(zhuǎn)/分鐘、全負(fù)載扭矩來運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，當(dāng)過濾器溫度達(dá)到700℃附近且過濾器溫度一定時，通過以轉(zhuǎn)動數(shù)1050轉(zhuǎn)/分鐘、扭距30Nm運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)來使顆粒強(qiáng)制性地燃燒。
然后，邊變化顆粒的捕集量，邊進(jìn)行這種再生處理的實(shí)驗(yàn)，調(diào)查是否在過濾器上產(chǎn)生裂紋。對各實(shí)施例、比較例以及試驗(yàn)例涉及的過濾器進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，將不產(chǎn)生裂紋的最大顆粒捕集量作為再生極限值。其結(jié)果如下述表1～4所示。
此外，分別利用圖表說明各個過濾器體積的入口側(cè)的開口率和再生極限值之間的關(guān)系，其中，圖10說明的是具有圖4(a)～圖4(d)所示的截面形狀的過濾器；圖11說明的是具有圖5(a)、圖5(b)所示的截面形狀的過濾器；圖12說明的是具有圖5(e)、圖5(f)所示的截面形狀的過濾器；圖13說明的是具有圖6(a)～圖6(d)所示的截面形狀的過濾器。除了沒有數(shù)據(jù)的具有圖6(a)～圖6(d)所示的截面形狀的過濾器以外，比較例涉及的過濾器的再生極限值都低，大多小于等于7。
(2)熱應(yīng)答性如圖7所示，將由實(shí)施例和比較例涉及的蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器設(shè)置在發(fā)動機(jī)的排氣通路中作為廢氣凈化裝置，在過濾器的中心部設(shè)置溫度計后，以轉(zhuǎn)動數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分鐘、扭矩為50Nm將上述發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)捕集8g/L顆粒。接著，以轉(zhuǎn)動數(shù)為1250轉(zhuǎn)/分鐘、扭矩為60Nm來運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，以過濾器的中心溫度為一定的狀態(tài)保持1分鐘后，進(jìn)行后噴射，利用過濾器前方的氧化催化劑來升高排氣溫度，使顆粒燃燒。設(shè)定上述后噴射的條件，使開始后1分鐘時蜂窩結(jié)構(gòu)體的中心溫度基本恒定為600℃。
然后，在以轉(zhuǎn)動數(shù)為1250轉(zhuǎn)/分鐘、扭矩為60Nm來運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，測定溫度在1分鐘內(nèi)保持恒定后，進(jìn)行后噴射使顆粒燃燒，直到在蜂窩結(jié)構(gòu)體中心溫度表現(xiàn)出燃燒峰，測定該期間的總計時間，評價熱應(yīng)答性。其結(jié)果如表1～4所示。
此外，分別用圖表說明關(guān)于各個過濾器體積的入口側(cè)的開口率和熱答性之間的關(guān)系，其中，圖14說明的是具有圖4(a)～圖4(d)所示的截面形狀的過濾器；圖15說明的是具有圖5(a)、圖5(b)所示的截面形狀的過濾器；圖16說明的是具有圖5(e)、圖5(f)所示的截面形狀的過濾器；圖17說明的是具有圖6(a)～圖6(d)所示的截面形狀的過濾器。由結(jié)果可知，實(shí)施例涉及的過濾器的熱應(yīng)答性優(yōu)異。
(3)過濾器的壓縮強(qiáng)度和等壓強(qiáng)度將表中所述的過濾器切斷成30mm的立方體，根據(jù)Instron5582測定A軸的壓縮強(qiáng)度。
此外，測定各過濾器的等壓強(qiáng)度。測定時，在樣品的上下放置鋁板(10mm厚)，用聚氨酯橡膠片(2mm厚)包裹密封，放入靜水壓加壓裝置(CIP)的盛滿水的壓力容器中，以加壓速度為1.0MPa/分鐘加壓，將破損時的壓力作為等壓強(qiáng)度。結(jié)果如表1～4所示。
表1

表2

表3

表4

由表1～4和圖10～17所示的結(jié)果可知，與比較例涉及的過濾器相比，實(shí)施例涉及的過濾器的再生極限值、熱應(yīng)答性、過濾器的壓縮強(qiáng)度和等壓強(qiáng)度均為良好的值。
根據(jù)本發(fā)明，由于由蜂窩結(jié)構(gòu)體形成的過濾器的體積Y和入口側(cè)的開口率X具有上述式(1)的關(guān)系，所以過濾器的尺寸(蜂窩結(jié)構(gòu)體的尺寸)雖然很小，但是過濾器具有較長的壽命，進(jìn)一步，由于機(jī)械強(qiáng)度和熱應(yīng)答性優(yōu)異，裂紋極限高，可靠性優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.蜂窩結(jié)構(gòu)體，其是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔隔著壁部沿長度方向平行設(shè)置，且所述貫通孔在任意一側(cè)的端部被封口；其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)和入口側(cè)的開口率X(％)具有下述式(1)的關(guān)系；Y≤-1.1X+68.5 (1)并且Y≤19、35≤X≤56。
2.如權(quán)利要求1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(1)和所述入口側(cè)的開口率X(％)具有下述式(2)的關(guān)系；Y≤-1.1X+66.3 (2)并且2.5≤Y≤19、35≤X≤56。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，其用作內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化用蜂窩結(jié)構(gòu)體時，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)、所述入口側(cè)的開口率X(％)和所述內(nèi)燃機(jī)的排氣量V(L)具有下述式(3)的關(guān)系；100V-400≤X·Y≤100V+100(3)。
4.如權(quán)利要求1～3任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述大量貫通孔包括大容積貫通孔和小容積貫通孔，所述大容積貫通孔在廢氣的流入側(cè)開口，垂直于長度方向的截面的面積相對大，所述小容積貫通孔在廢氣的流出側(cè)開口，所述截面的面積相對小。
5.如權(quán)利要求1～4任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述大容積貫通孔和所述小容積貫通孔的數(shù)目實(shí)質(zhì)上相等。
6.如權(quán)利要求1～5任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其是通過用密封材料層將多個柱狀的多孔質(zhì)部件結(jié)合在一起構(gòu)成的；所述多孔質(zhì)部件中，隔著間隔壁在長度方向上平行設(shè)置著大量貫通孔。
7.如權(quán)利要求1～6任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述大量貫通孔垂直于長度方向的截面的形狀包括至少2種形狀。
8.如權(quán)利要求1～7任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述大容積貫通孔和/或所述小容積貫通孔垂直于長度方向的截面的形狀是多邊形。
9.如權(quán)利要求1～8任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述大容積貫通孔和/或所述小容積貫通孔垂直于長度方向的截面的形狀是八邊形和四邊形。
10如權(quán)利要求1～9任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述大容積貫通孔的截面的面積與所述小容積貫通孔的截面的面積的比為1.55～2.75。
11.如權(quán)利要求1～10任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述大容積貫通孔和/或所述小容積貫通孔的垂直于長度方向的截面的角部附近是由曲線構(gòu)成的。
12.如權(quán)利要求1～11任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，相鄰的所述大容積貫通孔在垂直于長度方向的截面的重心間距離和相鄰的所述小容積貫通孔在垂直于長度方向的截面的重心間距離相等。
13.如權(quán)利要求1～12任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，在隔開多個貫通孔的間隔壁的表面和/或間隔壁的內(nèi)部負(fù)載有催化劑。
14.如權(quán)利要求1～13任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，在大量貫通孔的內(nèi)部，設(shè)置有平行于長度方向的凸部和/或凹部。
15.如權(quán)利要求14所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述凸部和/或凹部發(fā)揮作為選擇性負(fù)載催化劑部位、顆粒捕集部位以及蜂窩結(jié)構(gòu)體的耐熱應(yīng)力改善部位中的至少1個的作用。
16.如權(quán)利要求14或15所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，所述凸部和/或凹部設(shè)置在入口側(cè)貫通孔共有的間隔壁上。
17.如權(quán)利要求1～16任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，等壓強(qiáng)度大于等于7MPa。
18.如權(quán)利要求1～17任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，A軸的壓縮強(qiáng)度大于等于18MPa。
19.如權(quán)利要求1～18任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，大量貫通孔的垂直于長度方向的截面的形狀是1種形狀，并且，包括至少2種截面面積。
20.如權(quán)利要求1～19任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其中，主成分是選自SiC、SiN、鈦酸鋁、堇青石、莫來石、氧化鋁、尖晶石、鋰鋁硅酸鹽、Fe-Cr-Al類金屬以及金屬硅的至少1種。
21.如權(quán)利要求1～19任意一項所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，其用于車輛的廢氣凈化裝置。
22.廢氣凈化裝置，其使用了權(quán)利要求21所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，該蜂窩結(jié)構(gòu)體雖然仍保持小的尺寸，但是具有較長的壽命，進(jìn)一步，由于機(jī)械強(qiáng)度和熱應(yīng)答性優(yōu)異，裂紋極限高，可靠性優(yōu)異。本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體，大量貫通孔隔著壁部沿長度方向平行設(shè)置，且所述貫通孔有任意一端的端部被封口，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積Y(L)和入口側(cè)的開口率X(％)具有下述式(1)的關(guān)系Y≤－1.1X+68.5并且Y≤19、35≤X≤56 (1)。
文檔編號B01D46/24GK1774564SQ20058000031
公開日2006年5月17日 申請日期2005年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者押見幸雄 申請人:揖斐電株式會社