本發(fā)明涉及蜂窩結(jié)構(gòu)體及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、在從柴油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中，含有大量成為環(huán)境污染的原因的以碳為主要成分的顆粒(粒狀物質(zhì))。因此，通常在柴油機(jī)等的排氣系統(tǒng)中搭載有用于捕集顆粒的過(guò)濾器(diesel?particulate?filter：dpf，柴油顆粒過(guò)濾器)。另外，近年來(lái)，從汽油機(jī)排出的顆粒也被視為問(wèn)題，在汽油機(jī)中也搭載有過(guò)濾器(gasoline?particulate?filter：gpf；汽油顆粒過(guò)濾器)。

2、這樣的過(guò)濾器大多利用蜂窩結(jié)構(gòu)體。另外，作為構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)體的材料，從耐熱沖擊性高的方面出發(fā)，多使用堇青石。以堇青石為主成分的多孔質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體可以通過(guò)下述方法來(lái)制造：將適當(dāng)加入堇青石化原料、分散介質(zhì)、造孔材料、粘合劑及各種添加劑而得到的原料組合物混煉，制成坯土后，經(jīng)由預(yù)定的口模進(jìn)行擠出成型，由此制作蜂窩形狀的成型體(蜂窩成型體)，將該蜂窩成型體干燥后進(jìn)行燒成。

3、以往，在以堇青石為主成分的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，在由低熱膨脹確保耐熱沖擊性、高強(qiáng)度化這一點(diǎn)上，要求具有高的堇青石結(jié)晶量(相)，對(duì)原料組成、燒成條件進(jìn)行了各種研究(專利文獻(xiàn)1～3)。

4、另外，作為左右蜂窩結(jié)構(gòu)體性能的參數(shù)之一，已知有氣孔率以及細(xì)孔徑分布。而且，開(kāi)發(fā)了通過(guò)控制氣孔率及細(xì)孔徑分布來(lái)提高機(jī)械強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)等、降低廢氣流動(dòng)時(shí)的壓力損失的技術(shù)(專利文獻(xiàn)4～專利文獻(xiàn)8)。

5、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)

7、專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2008-207978號(hào)公報(bào)

8、專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平6-263528號(hào)公報(bào)

9、專利文獻(xiàn)3：日本特表2002-530262號(hào)公報(bào)

10、專利文獻(xiàn)4：日本特表2009-542570號(hào)公報(bào)

11、專利文獻(xiàn)5：日本特表2019-506289號(hào)公報(bào)

12、專利文獻(xiàn)6：國(guó)際公開(kāi)第2016/152236號(hào)

13、專利文獻(xiàn)7：國(guó)際公開(kāi)第2013/047908號(hào)

14、專利文獻(xiàn)8：日本特開(kāi)2018-030105號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、另一方面，在具有高的堇青石結(jié)晶量(相)的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，從兼顧對(duì)顆粒的高的捕集效率和低的壓損性能的觀點(diǎn)出發(fā)，仍有改善的余地，要求性能進(jìn)一步提高。

3、本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，一個(gè)實(shí)施方式的課題在于，提供一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，該蜂窩結(jié)構(gòu)體能夠發(fā)揮結(jié)晶性堇青石的特征即優(yōu)異的耐熱沖擊性，同時(shí)能夠以更高水平兼顧對(duì)顆粒的高捕集效率和低壓損性能。另外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的課題在于，提供這樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。

4、用于解決課題的方法

5、本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由氧化鎂源、二氧化硅源及氧化鋁源多種原料合成(燒成)的堇青石晶體的細(xì)孔徑分布容易變寬，由于該原因，妨礙了對(duì)顆粒的高捕集效率和低壓損性能的兼顧。本發(fā)明是基于該見(jiàn)解而完成的，以下例示。

6、方式1

7、一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于，

8、具有穿過(guò)蜂窩結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部、由多孔質(zhì)隔壁劃分出的多個(gè)孔格通道，

9、含有80.0～94.0質(zhì)量％作為主晶相的堇青石、以及副晶相所包含的氧化鈰，

10、多孔質(zhì)隔壁的通過(guò)水銀壓入法測(cè)定的氣孔率為60％以上，

11、多孔質(zhì)隔壁在通過(guò)水銀壓入法測(cè)定的體積基準(zhǔn)的累積細(xì)孔徑分布中，從小細(xì)孔側(cè)起的累積10％細(xì)孔徑(d10)、累積50％細(xì)孔徑(d50)以及累積90％細(xì)孔徑(d90)滿足(d90-d10)/d50≤1.2的關(guān)系。

12、方式2

13、根據(jù)方式1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，多孔質(zhì)隔壁的累積50％細(xì)孔徑(d50)為10μm～20μm。

14、方式3

15、根據(jù)方式1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，多孔質(zhì)隔壁的累積10％細(xì)孔徑(d10)為8μm以上，且累積90％細(xì)孔徑(d90)為34μm以下。

16、方式4

17、根據(jù)方式1～3中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，副晶相還含有選自莫來(lái)石、尖晶石、假藍(lán)寶石和方英石中的一種或兩種以上化合物。

18、方式5

19、根據(jù)方式4所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，氧化鈰與選自莫來(lái)石、尖晶石、假藍(lán)寶石和方英石中的一種或兩種以上化合物的合計(jì)含有率為4.0～20.0質(zhì)量％。

20、方式6

21、根據(jù)方式1～5中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，氧化鈰的含有率為0.5～5.0質(zhì)量％。

22、方式7

23、根據(jù)方式1～6中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，孔格通道延伸方向上的40℃～800℃的線膨脹系數(shù)為0.6×10-6/k～2.0×10-6/k。

24、方式8

25、一種蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，包括：

26、將含有堇青石化原料、氧化鈰、分散介質(zhì)、造孔材料以及粘合劑的原料組合物混煉而形成坯土后，將該坯土擠出成型，由此得到蜂窩成型體的工序，該蜂窩成型體具有穿過(guò)蜂窩成型體的內(nèi)部、由多孔質(zhì)隔壁劃分的多個(gè)孔格通道；以及

27、對(duì)所述蜂窩成型體進(jìn)行燒成的工序，

28、所述燒成的工序以下述方式實(shí)施：若將燒成時(shí)的最高溫度設(shè)為x(℃)，將最高溫度下的保持時(shí)間設(shè)為y(hr)，將所述蜂窩成型體中的氧化鈰相對(duì)于100質(zhì)量份堇青石化原料的含量設(shè)為z(質(zhì)量份)，則160≤(x-1345)×y×(z+0.5)2≤7680成立。

29、發(fā)明效果

30、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，能夠在發(fā)揮作為結(jié)晶性堇青石的特征即優(yōu)異的耐熱沖擊性的同時(shí)，以更高水平兼顧對(duì)顆粒的高捕集效率和低壓損性能。因此，該蜂窩結(jié)構(gòu)體能夠適合用作要求高性能的過(guò)濾器。

技術(shù)特征：

1.一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，多孔質(zhì)隔壁的累積50％細(xì)孔徑即d50為10～20μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，多孔質(zhì)隔壁的累積10％細(xì)孔徑即d10為8μm以上，且累積90％細(xì)孔徑即d90為34μm以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，副晶相還含有選自莫來(lái)石、尖晶石、假藍(lán)寶石和方英石中的一種或兩種以上化合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，氧化鈰與選自莫來(lái)石、尖晶石、假藍(lán)寶石和方英石中的一種或兩種以上化合物的合計(jì)含有率為4.0～20.0質(zhì)量％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，氧化鈰的含有率為0.5～5.0質(zhì)量％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，氧化鈰的含有率為0.5～5.0質(zhì)量％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，孔格通道延伸的方向上40℃～800℃的線膨脹系數(shù)為0.6×10-6/k～2.0×10-6/k。

9.一種蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種蜂窩結(jié)構(gòu)體及其制造方法，在發(fā)揮結(jié)晶性堇青石的特征即優(yōu)異的耐熱沖擊性的同時(shí)，能夠以更高水平兼顧對(duì)顆粒的高捕集效率和低壓損性能。一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其特征在于，具有穿過(guò)蜂窩結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部且由多孔質(zhì)隔壁劃分出的多個(gè)孔格通道，含有80.0～94.0質(zhì)量％作為主晶相的堇青石、以及副晶相所包含的氧化鈰，多孔質(zhì)隔壁的通過(guò)水銀壓入法測(cè)定的氣孔率為60％以上，多孔質(zhì)隔壁在通過(guò)水銀壓入法測(cè)定的體積基準(zhǔn)的累積細(xì)孔徑分布中，從小細(xì)孔側(cè)起的累積10％細(xì)孔徑(D10)、累積50％細(xì)孔徑(D50)以及累積90％細(xì)孔徑(D90)滿足(D90?D10)/D50≤1.2的關(guān)系。

技術(shù)研發(fā)人員：元木浩二,林廣晃
受保護(hù)的技術(shù)使用者：日本礙子株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10