蜂窝结构体 |
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| 申请号 | CN201520111223.5 | 申请日 | 2015-02-15 | 公开(公告)号 | CN204745876U | 公开(公告)日 | 2015-11-11 |
| 申请人 | 日本碍子株式会社; | 发明人 | 青山智克; 山下正孝; 铃木道生; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提供一种蜂窝结构体，其具有被要求的较严格的 精度 的压 力 损失性能，能够提高生产率。蜂窝结构体(1)具备：具有多孔质的隔壁(4)的蜂窝结构部(6)；配设于蜂窝结构部(6)的规定的隔室(3)亦即入口隔室(3a)的流出侧端面(2b)与剩余的隔室(3)亦即出口隔室(3b)的流入侧端面(2a)的第一封孔部(8)；以及未烧成的第二封孔部(9)。第一封孔部(8)在流入侧端面(2a)与流出侧端面(2b)配置为呈花纹模样。第二封孔部(9)的个数为所述隔室的两端面(2a、2b)中未形成有第一封孔部(8)的开口部的3％以内。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种蜂窝结构体，其特征在于，具备： |
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| 说明书全文 | 蜂窝结构体技术领域背景技术[0002] 在从柴油发动机等内燃机、各种燃烧装置等被排出的气体中包含有大量以煤烟(soot)为主体的粒子状物质(颗粒物质(PM))。若将该PM原封不动地释放至大气中，则引起环境污染，因此在排出气体的排气系统中搭载有用于捕集PM的过滤器(例如，柴油机微粒过滤器(DPF))。 [0003] 作为这种过滤器，例如，使用有如下封孔蜂窝结构体：具有：对成为流体(废气、净化气体)的流路的多个隔室进行划分形成的多孔质的隔壁；以及用于对隔室的开口部进行密封的封孔部。封孔部配设于：流体(净化气体)的流出侧端面的规定的隔室(流入隔室)的开口部；以及流体(废气)的流入侧端面的剩余的隔室(流出隔室)的开口部。 [0004] 在上述封孔蜂窝结构体中，若使废气从流入隔室流入，则废气在通过隔壁时废气中的PM被隔壁捕集，除去了PM的净化气体从流出隔室流出。 [0005] 为了长期继续使用DPF等粒子状物质捕集过滤器，需要定期对过滤器实施再生处理。即，为了使因随时间推移堆积在过滤器内部的PM而增大的压力损失减少并使过滤器性能返回初始状态，利用高温的气体使堆积在过滤器内部的PM燃烧而将其除去。因此，对过滤器的压力损失值进行监测，使燃料喷射增多来提高废气温度，从而除去PM。 [0006] 过滤器的再生处理使燃料消耗量减少，因此优选过滤器的再生处理的间隔(直至需要再生处理的时间)较长。然而，过滤器的压力损失值因各个体而不同，因此考虑这些制造上的压力损失值的差别，需要设定过滤器再生处理的压力损失值(控制值)。因此，过滤器的各个体的压力损失值的差别越大，越需要缩短过滤器的再生处理的间隔，但导致燃料消耗量的增加。此外，以最近的油耗/CO2限制的强化为背景，对过滤器的压力损失性能要求有比以往更严的精度。因此，必须对制造时的蜂窝结构体的压力损失进行调整。 [0008] 专利文献1：日本特开2005-270755号公报 [0009] 然而，专利文献1用于防止PM在过滤器内产生偏颇的堆积。专利文献1的蜂窝结构体在开口端中的至少一方的最外周或者从外周朝内部方向规定数量的外周隔室的全部具有第二封孔，因此在压力损失的微调方面不适合。另外，存在导致使蜂窝结构体的Ash可堆积容量减少的问题。实用新型内容 [0010] 本实用新型的课题在于提供一种具有被要求的较严格的精度的压力损失性能且能够提高生产率的蜂窝结构体。 [0011] 本实用新型的发明人们发现了能够通过形成第二封孔部并对其个数进行限制来解决上述课题。根据本实用新型，能够提供一种以下的蜂窝结构体。 [0012] [1]一种蜂窝结构体具备：蜂窝结构部，其具有多孔质的隔壁，该隔壁划分形成多个隔室，该隔室从一方的端面的流入侧端面延伸至另一方的端面的流出侧端面而成为废气的流路；第一封孔部，其配设于入口隔室的所述流出侧端面与出口隔室的所述流入侧端面并在被第一封孔材封孔之后进行烧成，所述入口隔室为所述蜂窝结构部的规定的所述隔室且所述出口隔室为剩余的所述隔室；以及第二封孔部，其在被包含粘合材与骨材的第二封孔材封孔之后不进行烧成即为未烧成，所述第二封孔部的个数为所述隔室的两端面中未形成有所述第一封孔部的开口部的3％以内。 [0013] [2]就根据上述[1]所述的蜂窝结构体而言，在所述蜂窝结构体的从最外周至完整隔室的第五个隔室的范围内具备所述第二封孔部。 [0014] [3]就根据上述[1]所述的蜂窝结构体而言，所述蜂窝结构部接合多个具有对多个所述隔室进行划分形成的多孔质的所述隔壁的蜂窝单元而形成，并且在所述蜂窝单元的从最外周至第三个隔室的范围内具备所述第二封孔部。 [0015] [4]就根据上述[1]～[3]中任一项所述的蜂窝结构体而言，所述第二封孔部的材料为与对所述蜂窝结构部的外周进行涂层的外周涂层材料相同的材料。 [0016] [5]就根据上述[1]～[4]中任一项所述的蜂窝结构体而言，在所述蜂窝结构体的流入侧端面具备所述第二封孔部。 [0017] [6]就根据上述[1]～[5]中任一项所述的蜂窝结构体而言，所述蜂窝结构体的隔室形状为正方形、长方形、菱形以及六边形中的任一个。 [0018] [7]就根据上述[6]所述的蜂窝结构体而言，在蜂窝结构体的流出侧端面且与通过所述蜂窝结构体或者所述蜂窝单元的中心的所述隔室在对角线上并排的隔室具备所述第二封孔部。 [0019] [8]就根据上述[1]～[7]中任一项所述的蜂窝结构体而言，所述第二封孔部为与所述第一封孔部不同的颜色。 [0020] [9]就根据上述[1]～[8]中任一项所述的蜂窝结构体而言，流入侧端面的隔室的水力直径比流出侧端面的隔室的水力直径大。 [0023] 图1是表示蜂窝结构体的一实施方式的立体图。 [0024] 图2是表示蜂窝结构体的一实施方式的流入侧端面的示意图。 [0025] 图3是示意性地表示与蜂窝结构体的轴向平行的截面的剖视图。 [0026] 图4A是表示蜂窝单元的一实施方式的立体图。 [0027] 图4B是表示单元接合式蜂窝结构体的一实施方式的立体图。 [0028] 图5是用于说明从蜂窝结构体的最外周对隔室进行计数的数法的说明图。 [0029] 图中： [0030] 1—蜂窝结构体，2—端面，2a—流入侧端面，2b—流出侧端面，3—隔室，3a—规定的隔室(入口隔室)，3b—剩余的隔室(出口隔室)，3e—不完整隔室，3f、3g、3h、3i—完整隔室，4—隔壁，6—蜂窝结构部，7—外周壁，8—第一封孔部，9—第二封孔部，10—蜂窝单元，20—轴向，21—中心轴。 具体实施方式[0031] 以下，参照附图，对本实用新型的实施方式进行说明。本实用新型不限定于以下的实施方式，只要不脱离实用新型的范围，则能够实施变更、修正、改进。 [0032] [1]蜂窝结构体： [0033] [1－1]概要： [0034] 图1是本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的立体图，图2是表示流入侧端面的示意图。图3是示意性地表示与轴向(隔室延伸的方向)平行的截面的剖视图。本实用新型的蜂窝结构体1具备：具有多孔质的隔壁4的蜂窝结构部6；第一封孔部8，其配设于入口隔室3a的流出侧端面2b与出口隔室3b的流入侧端面2a，该入口隔室3a为蜂窝结构部6的规定的隔室3，该出口隔室3b为蜂窝结构部6的剩余的隔室3；以及未烧成的第二封孔部9。 [0035] 就蜂窝结构部6而言，从一方的端面2亦即流入侧端面2a延伸至另一方的端面2亦即流出侧端面2b而成为废气的流路的多个隔室3被隔壁4划分形成。第一封孔部8在被第一封孔材封孔后被烧成。第二封孔部9在被包含粘合材与骨材的第二封孔材封孔后不进行烧成，即未烧成。另外，第二封孔部9的个数为上述隔室的两端面的未形成有上述第一封孔部的开口部的3％以内(包含3％)。 [0036] 第一封孔部8优选在流入侧端面2a与流出侧端面2b配置为呈所谓的花纹模样(市松模様)。换句话说，在流入侧端面2a中，在50％的隔室3形成有第一封孔部8，在剩余的50％的隔室3未形成有第一封孔部。在流出侧端面2b中也相同。在流入侧端面2a以及流出侧端面2b的未形成有第一封孔部8的开口部(流入侧端面2a与流出侧端面2b的开口部的合计)的3％以内的隔室3形成有第二封孔部9。更加优选在上述开口部的2％以内的隔室3形成有第二封孔部9。此外，此处言及的开口部的3％是除了不完整隔室3e(参照图5)之外的开口部的3％。 [0037] 对蜂窝结构体1追加第二封孔部9，从而能够进行为了与压力损失的要求精度对应的微调。换句话说，能够将蜂窝结构体1的压力损失微调至所期望的范围内。因此，不需要以往那样将已作废的制品作废，因此蜂窝结构体1的成品率也提高。另外，在第二封孔部9设置个数限制，从而能够不使压力损失显著地增加而对压力损失进行微调。并且，能够通过追加第二封孔部9来对压力损失进行调整，因此也可以以预先压力损失降低的方式制造蜂窝结构体1。这样一来，因压力损失在标准以外而导致的作废减少，因此成品率提高。 [0038] [1－2]蜂窝结构部： [0039] 蜂窝结构体1具备蜂窝结构部6，该蜂窝结构部6具有多孔质的隔壁4。隔壁4划分形成从一方的端面2贯通至另一方的端面2而成为流体的流路的多个隔室3。蜂窝结构体1进一步具有配设于外周的外周壁7。此外，蜂窝结构体1未必需要具有外周壁7。 [0040] 蜂窝结构体1的隔室形状优选为正方形、长方形、菱形以及六边形的任一个。另外，也可以组合这些的两个以上。 [0041] 流入侧端面2a的隔室3的水力直径优选比流出侧端面2b的隔室3的水力直径大。若这样构成，则针对PM等随时间推移而堆积在蜂窝结构体1的流入侧流路的隔壁上的情况，能够减少由经过时间变化而导致的压力损失的增大。此外，在本说明书中，“隔室的水力直径”是利用“4×(截面积)/(周长)”的数学式计算的值。此处，所谓“截面积”是与隔室3延伸的方向(轴向20)正交的截面的隔室3的面积。所谓“周长”是与隔室3延伸的方向正交的截面的“隔室的外周的长度”。 [0042] 蜂窝结构部6的形状不特别地限定。蜂窝结构部6的形状优选为圆柱形状、底面为椭圆形的筒状、底面为四边形、五边形、六边形等多边形的筒状等，更加优选为圆筒形状。另外，蜂窝结构部6(蜂窝结构体1)的大小(长度等)不特别地限定。蜂窝结构部6优选隔室3延伸的方向的长度为50～500mm。例如，在蜂窝结构部6(蜂窝结构体1)的外形为圆筒形的情况下，其底面的直径优选为50～800mm。 [0043] 隔壁4以及外周壁7优选以陶瓷为主要成分。作为隔壁4以及外周壁7的材质例如优选从以下的组选择的至少一种。即，优选为从由堇青石、氧化铝、莫来石、钛酸铝、氮化硅、以及碳化硅构成的组选择的至少一种。即便在这些中，也优选堇青石。那是因为若为堇青石，则能够获得热膨胀系数较小且耐热冲击性优越的蜂窝结构体1。优选隔壁4与外周壁7的材质相同。此外，隔壁4与外周壁7的材质也可以不同。在称为“以陶瓷为主要成分”时，使陶瓷的含有量为整体的90质量％以上。 [0044] 隔壁4的气孔率优选为25～80％，更加优选为35～75％，特别优选为40～70％。若隔壁4的气孔率在上述范围内，则能够在减少压力损失的基础上保持作为结构体的机械强度。隔壁4的气孔率为利用水银孔率计测量出的值。 [0045] 隔壁4的厚度优选为0.05～0.60mm，更加优选为0.10～0.45mm，特别优选为0.15～0.40mm。若隔壁4的厚度小于0.05mm，则存在导致作为结构体的机械强度不足的担忧。若超过0.60mm，则存在压力损失上升的趋势。隔壁4的厚度是利用显微镜观察与中心轴垂直的截面的方法测量出的值。 [0046] 隔壁4的平均细孔径优选为3～50μm，更加优选为5～40μm，特别优选为7～30μm。若隔壁4的平均细孔径小于3μm，则存在压力损失上升的趋势。若超过50μm，则存在捕集效率降低的趋势。隔壁4的平均细孔径是利用水银孔率计测量出的值。 [0047] 蜂窝结构部6的隔室密度优选为7.75～93.00个/cm2，更加优选为15.50～77.502 2 2 个/cm，特别优选为23.25～62.00个/cm。若蜂窝结构部6的隔室密度小于7.75个/cm， 2 则存在无法充分地获得废气与蜂窝结构部6的接触面积的趋势。若超过93.00个/cm，则存在压力损失上升的趋势。隔室密度是与隔室3延伸的方向正交的截面的每个单位面积的隔室3的个数。 [0048] 隔室3的开口率(未形成有第一封孔部8以及第二封孔部9的情况下的开口率)优选为30～90％，更加优选为40～90％，特别优选为50～90％。若隔室3的开口率小于30％，则存在压力损失上升的趋势。若隔室3的开口率超过90％，则存在无法充分地获得蜂窝结构部6的强度的趋势。隔室3的开口率是分别在蜂窝结构部6的一方的端面2以及另一方的端面2的隔室3的开口率。此外，一方的端面2的隔室3的开口率与另一方的端面2的隔室3的开口率可以相同，也可以不同。 [0049] 外周壁7的厚度不特别地限定。外周壁7的厚度优选为0.025～6.000mm，更加优选为0.050～4.500mm，特别优选为0.100～3.000mm。外周壁7的厚度为0.025mm以上，从而能够保持外周壁7的机械强度。此外，若超过6.000mm，则存在压力损失增大的趋势。此外，蜂窝结构体1未必需要具有外周壁7。 [0050] 蜂窝结构部6也可以接合有多个图4A所示的蜂窝单元10而构成。多个蜂窝单元10在以相互的侧面彼此对置的方式邻接而配置的状态下被接合材接合，成为图4B所示的单元接合式蜂窝结构体。 [0051] [1－3]封孔部： [0052] [1－3－1]第一封孔部： [0053] 图3表示与蜂窝结构体1的轴向20(隔室延伸的方向)平行的截面的剖视图。第一封孔部8配设于蜂窝结构部6的规定的隔室3亦即入口隔室3a的流出侧端面2b、以及剩余的隔室3亦即出口隔室3b的流入侧端面2a。交替地形成有入口隔室3a与出口隔室3b，第一封孔部8在流入侧端面2a形成为花纹模样。另外，第一封孔部8在流出侧端面2b也形成为花纹模样。第一封孔部8在被第一封孔材封孔后进行烧成。 [0054] 作为第一封孔部8的材料，能够列举与隔壁4的材料相同的材料，优选使用与隔壁4的材料相同的材料。 [0055] [1－3－2]第二封孔部： [0056] 第二封孔部9配设于未配设有第一封孔部8的隔室3。因此，就入口隔室3a而言，配设于流入侧端面2a，就出口隔室3b而言，配设于流出侧端面2b。第二封孔部9的个数为隔室3的两端面2a、2b的未形成有第一封孔部8的开口部的3％以内。通过使第二封孔部9的个数为3％以内，从而能够不使流入隔室开口面积比例、即Ash可堆积容量太小，能够对压力损失进行调整，从而使其成为所希望的值。另外，也能够防止对发动机输出等的负面影响。并且，也能够使等静压强度增大，抑制端面裂缝的产生。 [0057] 第二封孔部9在被包含粘合材与骨材的第二封孔材封孔后不进行烧成，即为未烧成。这是因为在利用第一封孔材进行封孔后，进行烧成，从而在对配设了第一封孔部8的蜂窝结构体1的压力损失进行测量后，为了使较低的压力损失值增加，利用第二封孔材进行封孔而形成第二封孔部9。在利用第二封孔材进行封孔后，不进行烧成。因此，第二封孔材包含粘合材与骨材。包含粘合材，从而不需要烧成工序，也能够减少制造成本。此外，在利用第二封孔材进行封孔后，也可以使第二封孔干燥。 [0058] 作为第二封孔材的粘合材优选使用胶体状的氧化物。例如能够列举硅溶胶、氧化铝溶胶等为优选例。作为第二封孔材的骨材优选为从碳化硅、氧化铝、粒子状的堇青石(烧成粉末)、氧化铝硅酸盐纤维构成的组选择的至少一种。 [0059] 第二封孔部9的材料是也优选为与对蜂窝结构部6的外周进行涂层的外周涂层材料相同材料的实施方式。使第二封孔部9的材料为与外周涂层相同材料，从而不需要准备新的材料，能够减少制造成本。 [0060] 优选在从蜂窝结构体1的最外周至完整隔室的第五个隔室的范围内具备第二封孔部9。将第二封孔部9限定在从外周至第五个隔室的范围内，从而能够提高蜂窝结构体1的强度。 [0061] 使用图5，对具备第二封孔部9的隔室3的数法进行说明。如图5那样，在蜂窝结构体1的与轴向20垂直的截面为圆等形状的情况下，一部分的隔室3具有沿着蜂窝结构体1的外周形状的形状。将上述的隔室3称为不完整隔室3e，在图5中，利用涂黑的圆圈表示不完整隔室3e。 [0062] 在图5中，利用涂黑三角表示从蜂窝结构体1的最外周朝向中心的第一个完整隔室3f。第一个完整隔室3f存在从最外周夹着不完整隔室3e的情况。与此不同，第一个完整隔室3f存在构成第一个完整隔室3f的截面的多边形的顶点正好与外周壁7一致的情况。在该情况下，在第一个完整隔室3f与外周壁7之间不夹着不完整隔室3e。 [0063] 将隔着隔壁4与第一个完整隔室3f邻接的完整隔室设为第二个完整隔室3g。另外，针对第三个以及第三个以下的完整隔室也相同地规定。在图5中，利用星号表示第三个完整隔室3h，利用加号表示第四个完整隔室3i。 [0064] 在如上述那样对隔室3进行了规定的情况下，所谓在从蜂窝结构体1的最外周至完整隔室的第五个隔室的范围内具备第二封孔部9是指不完整隔室3e和直至第五个的完整隔室。此外，还可以在不完整隔室3e也进行第二封孔，但是，当在最外周的不完整隔室3e进行了第二封孔的情况下，几乎不存在对压力损失的影响，因此不包含于第二封孔部9的个数。第二封孔部9的个数为除了不完整隔室3e以外的开口部的3％。 [0065] 在蜂窝结构部6为接合多个具有对多个隔室3进行划分形成的多孔质的隔壁4的蜂窝单元10(参照图4A)而形成的情况下，优选在从蜂窝单元10的最外周至第三个隔室的范围内具备第二封孔部9。将第二封孔部9限定在从外周至第三个隔室的范围内，从而能够提高蜂窝结构体1的强度。 [0066] 优选在蜂窝结构体1的流入侧端面2a具备第二封孔部9。特别地，当在从蜂窝单元10的最外周至第三个隔室的范围内具备第二封孔部9的情况下，优选具备于流入侧端面2a。这样一来，能够抑制煤烟向与蜂窝单元10的中央部相比比较难以再生煤烟的外周部的堆积，能够有效地减少煤烟的余烬。 [0067] 也能够在蜂窝结构体1的流出侧端面2b设置第二封孔部9。在该情况下，能够使作为结构体的强度增加，因此相对于在煤烟再生时在蜂窝结构体1的流出侧产生的热应力，能够有效地提高煤烟再生极限(耐裂性)。在将第二封孔部9设置于蜂窝结构体1的流出侧端面2b的情况下，优选具备于在通过蜂窝结构体1或者蜂窝单元10的中心的隔室3的对角线上并排的隔室3。在蜂窝单元10的接合体的情况下，是在各蜂窝单元10通过中心的隔室3的对角线上并排的隔室3。据此，能够提高蜂窝结构体1的强度。 [0068] 第二封孔部9优选为与第一封孔部不同的颜色。这样一来，容易识别蜂窝结构体1的哪一方为流入侧，哪一方为流出侧。颜色的不同只要能够通过目视观察容易地识别即可，例如，也可以对第二封孔材添加色粉等而形成与第一封孔材不同的颜色。 [0069] [2]蜂窝结构体的制造方法： [0070] [2－1]一体式蜂窝结构体： [0071] 接下来，对制造本实施方式的蜂窝结构体1的方法进行说明。首先，对用于制作蜂窝结构体1的粘土进行调制，对该粘土进行成形，从而制作蜂窝成形体(成形工序)。优选对所获得的蜂窝成形体进行干燥而获得蜂窝干燥体。 [0072] 接下来，对所获得的蜂窝成形体(或者，根据需要进行的干燥后的蜂窝干燥体)进行烧成而制作蜂窝结构体1(蜂窝结构体制作工序)。 [0073] 接下来，对所获得的蜂窝结构体1的流入侧端面2a的规定的隔室3(出口隔室3b)的开口部、以及流出侧端面2b的剩余的隔室3(入口隔室3a)的开口部实施封孔，从而形成封孔部(封孔工序)。封孔工序包括第一封孔工序以及用于对压力损失进行调整的第二封孔工序。 [0074] 这样，能够制造本实施方式的蜂窝结构体1。以下，对各制造工序进一步详细地进行说明。 [0075] [2－1－1]成形工序： [0076] 首先，在成形工序中，一体成形含有陶瓷原料的陶瓷成形原料，从而形成对成为流体的流路的多个隔室3进行划分形成的蜂窝成形体。此外，此处言及的一体成形是指使蜂窝结构部6一体挤压成形。在施加外周磨削、外周涂层的情况下，在非蜂窝单元10的接合体的情况下，包含于一体成形。 [0077] 作为陶瓷成形原料所含有的陶瓷原料能够列举碳化硅(SiC)、硅－碳化硅系复合材料、氮化硅、堇青石化原料、堇青石、莫来石、氧化铝、钛酸铝、二氧化钛、碳化硅、钛酸铝等。而且，优选从由碳化硅(SiC)、硅－碳化硅系复合材料、堇青石化原料、堇青石、莫来石、氧化铝、钛酸铝、二氧化钛、碳化硅、以及钛酸铝构成的组选择的至少一种。此外，所谓“硅－碳化硅系复合材料”形成为以碳化硅(SiC)为骨材并且以硅(Si)为结合材。所谓“堇青石化原料”是调配为成为二氧化硅为42～56质量％，氧化铝为30～45质量％，氧化镁为12～16质量％的范围内的化学组成的陶瓷原料，被烧成而成为堇青石。 [0078] 另外，该陶瓷成形原料优选对上述陶瓷原料混合分散介质、有机粘合剂、无机粘合剂、造孔材、表面活性剂等而进行调制。各原料的组成比不特别地限定，优选形成与欲制作的蜂窝结构部6的结构、材质等一致的组成比。 [0079] 在对陶瓷成形原料进行成形时，首先优选对成形原料进行混炼而形成粘土，将所获得的粘土成形为蜂窝形状。作为对成形原料进行混炼而形成粘土的方法不特别地限制，例如，能够列举使用捏合机、真空和泥机等的方法。作为对粘土进行成形而形成蜂窝成形体的方法不特别地限制，能够使用挤压成形、注射成形等以往公知的成形方法。例如，能够列举使用具有所希望的隔室形状、隔壁厚度、隔室密度的口模进行挤压成形而形成蜂窝成形体的方法等为优选例。作为口模的材质优选难以磨耗的硬质合金。 [0080] 另外，在上述成形后，也可以对所获得的蜂窝成形体进行干燥。干燥方法不被特别地限定，但例如能够列举热风干燥、微波干燥、高频干燥(誘電乾燥)、减压干燥、真空干燥、冻结干燥，其中，也优选单独或者组合地进行高频干燥、微波干燥或者热风干燥。 [0081] [2－1－2]蜂窝结构体制作工序： [0082] 接下来，对所获得的蜂窝成形体进行烧成而获得蜂窝结构体1。此外，蜂窝成形体的烧成也可以在蜂窝成形体配设第一封孔部后进行。 [0083] 另外，优选在对蜂窝成形体进行烧成(最终烧成)前，对该蜂窝成形体进行预烧。预烧是为了进行脱脂而进行的。该方法不特别地限定，只要能够除去其中的有机物(有机粘合剂、分散剂、造孔材等)即可。通常，有机粘合剂的燃烧温度为100～300℃左右，造孔材的燃烧温度为200～800℃左右，因此作为预烧的条件优选在氧化气氛中以200～1000℃左右加热3～100小时左右。 [0084] 蜂窝成形体的烧成(最终烧成)是对构成已预烧的成形体的成形原料进行烧结而使其致密化，为了确保规定的强度而进行的。烧成条件(温度、时间、气氛)因成形原料的种类而不同，因此只要与该种类对应地选择适当的条件即可。例如，在使用堇青石化原料的情况下，烧成温度优选为1410～1440℃。另外，烧成时间作为最高温度中的保持时间，优选为4～6小时。 [0085] [2－1－3]封孔工序： [0086] 接下来，对蜂窝结构体1的入口隔室3a的流出侧端面2b侧的端部与剩余的出口隔室3b的流入侧端面2a侧的端部填充封孔材料而形成第一封孔部8(第一封孔工序)。 [0087] 在对蜂窝结构体1填充封孔材料时，例如，首先对流入侧端面2a侧的端部填充封孔材料，然后，对流出侧端面2b侧的端部填充封孔材料。作为对端部填充封孔材料的方法能够列举具有以下的掩蔽工序与压入工序的方法。掩蔽工序是对蜂窝结构体1的一方的端面(例如，流入侧端面2a)粘贴薄片，在薄片的与“欲形成封孔部的隔室”重叠的位置开孔的工序。压入工序是将“蜂窝结构部的粘贴有薄片的一侧的端部”压入于存积有封孔材料的容器内，从而将封孔材料压入蜂窝结构体1的隔室3内的工序。在将封孔材料压入蜂窝结构体1的隔室3内时，封孔材料通过形成于薄片的孔，仅填充于与形成于薄片的孔连通的隔室。 [0088] 接下来，使填充于蜂窝结构体1的封孔材料干燥，从而形成第一封孔部8。此外，也可以在对蜂窝结构体1的两端部填充封孔材料后，使封孔材料干燥，也可以在使填充于蜂窝结构体1的一方的端部的封孔材料干燥后，对另一方的端部填充封孔材料，然后使填充于另一方的端部的封孔材料干燥。另外，也可以以更加可靠地固定化为目的对封孔材料进行烧成。另外，也可以对干燥前的蜂窝成形体或者干燥后的蜂窝成形体(蜂窝干燥体)填充封孔材料，与干燥前的蜂窝成形体或者蜂窝干燥体一同对封孔材料进行烧成。 [0089] 此外，也能够对蜂窝成形体的外周部分进行磨削而形成所希望的形状。另外，也能够在对外周部分进行磨削后，在其外周部分配设外周涂层材料，从而制作蜂窝结构体1。该外周涂层材料成为蜂窝结构体1的外周壁7。通过配设这种外周壁7，从而存在蜂窝结构体1的圆度提高等的优点。外周部分的磨削、外周涂层只要根据需要进行即可，即为任意的。 [0090] 对形成了第一封孔部8的蜂窝结构体1的压力损失进行测量，以成为所希望的压力损失的方式形成第二封孔部9(第二封孔工序)。为了形成第二封孔部9，而制作包含粘合材与骨材的第二封孔材，利用第二封孔材对未形成有第一封孔部8的开口隔室的一部分进行封孔。第二封孔材包含粘合材，因此不需要在封孔后进行烧成。此外，也可以在利用第二封孔材进行封孔后，使第二封孔干燥。通过以上的工序，能够制作具有所希望的压力损失的蜂窝结构体1(参照图1)。 [0091] [2－2]单元接合式蜂窝结构体： [0092] 在欲制作的蜂窝结构体1为接合多个的蜂窝单元10而被制作的结构的情况下，利用与上述的蜂窝结构体1相同的方法，制作蜂窝单元10，并且在蜂窝单元10的隔室3的端部形成第一封孔部8(参照图4A。其中，在图4A中也描述有第二封孔部9)。 [0093] 接下来，利用接合材对所获得的各蜂窝单元10进行接合，多个蜂窝单元10以使相互的侧面彼此对置的方式邻接而配置，并且制作对置的侧面彼此被接合层11接合的蜂窝单元10的接合体。 [0094] 蜂窝单元10优选使用接合材进行接合。将接合材涂覆于蜂窝单元10的侧面的方法不特别地限定，能够使用刷毛涂覆等的方法。 [0096] 对蜂窝单元10的侧面彼此进行接合的接合材成为所制作的蜂窝结构体1的接合层11。 [0097] 优选在通过接合材对多个蜂窝单元10进行接合后，对所获得的蜂窝单元10的接合体的外周部分进行磨削而形成所希望的形状。另外，优选在对蜂窝单元10进行接合且对蜂窝单元10的接合体的外周部分进行磨削后，在其外周部分配设外周涂层材料，从而制作蜂窝结构体1。该外周涂层材料成为蜂窝结构体1的外周壁7。通过配设这种外周壁7，从而存在蜂窝结构体1的圆度提高等的优点。 [0098] 与一体式蜂窝结构体1相同地，对形成了第一封孔部8的蜂窝结构体1的压力损失进行测量，并且以成为所希望的压力损失的方式形成第二封孔部9。通过以上的工序，能够制作具有所希望的压力损失的蜂窝结构体1(参照图4B)。 [0099] 实施例 [0100] 以下，基于实施例对本实用新型具体地进行说明，但本实用新型不限定于上述的实施例。 [0101] (一体式蜂窝结构体) [0102] (实施例1～9) [0103] 作为堇青石化原料，使用了氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石、以及二氧化硅。对该堇青石化原料100质量份分别添加10质量份的造孔材、20质量份的分散介质、1质量份的有机粘合剂、0.5质量份的分散剂，对其进行混合、混炼而调制粘土。作为分散介质而使用水，作为造孔材而使用了平均粒子直径15μm的焦炭。作为有机粘合剂使用羟丙基甲基纤维素，作为分散剂使用了乙二醇。 [0104] 接下来，使用规定的模具对粘土进行挤压成形，从而制作具有对从一方的端面贯通至另一方的端面的多个隔室3进行划分形成的隔壁4的蜂窝成形体。就蜂窝成形体而言，与隔室3延伸的方向正交的截面的隔室3的形状呈四边形，整体形状呈圆柱形。接下来，利用微波干燥机对已制作的蜂窝成形体进行干燥，进一步利用热风干燥机使其完整干燥而获得已干燥的蜂窝成形体(蜂窝干燥体)。然后，切断蜂窝干燥体的两端部而使其成为规定的尺寸。 [0105] 在干燥后的蜂窝成形体形成第一封孔部8。首先，对蜂窝成形体的流入侧端面2a侧的隔室3的开口部实施掩膜。此时，实施了掩膜的隔室3与未实施掩膜的隔室3交替并排。然后，将蜂窝成形体的实施了掩膜的一侧的端部浸渍于封孔浆液，从而对未实施掩蔽的隔室3的开口部填充封孔浆液。然后，就干燥后的蜂窝成形体的流出侧端面2b的剩余的隔室3(即，在流入侧端面2a未形成封孔部的隔室3)而言也相同地形成第一封孔部8。 [0106] 然后，对形成了第一封孔部8的蜂窝成形体进行脱脂，进行烧成，从而获得将第一封孔部8配设于隔室3的开口部的蜂窝成形体。脱脂的条件设为以550℃进行三小时。烧成的条件设为在氩气氛下，以1450℃进行两小时。 [0107] 所获得的蜂窝结构体1的直径为144mm，轴向20的长度为203mm。蜂窝结构体1的轴向20的长度L相对于直径D的比的值(L/D)为1.41。蜂窝结构体1的隔室密度为2 46.50个/cm。隔壁4的厚度为0.30mm。隔壁4的气孔率为50％。隔壁4的平均细孔径为15μm。第一封孔部8的封孔长度为5mm。 [0108] 在蜂窝结构体1形成第二封孔部9。表1表示第二封孔部9的形成位置、个数。此外，第二封孔部9的封孔长度为5mm。 [0109] [压力损失] [0110] 在废气净化过滤器以10Nm3/分的流量使25℃的空气流动，对废气净化过滤器的流入端部与流出端部的空气的压力进行测量。将从流入端部的压力减去了流出端部的压力的值设为压力损失。 [0111] [等静压强度] [0112] 等静压强度的测量是基于由社团法人汽车技术会发行的汽车规格(JASO规格)的M505－87规定的等静压破坏强度试验而进行的。等静压破坏强度试验是对橡胶的筒状容器加入蜂窝结构体1并利用铝制板进行加盖，在水中进行各向同性加压压缩的试验。即，等静压破坏强度试验是对在缸体外周面把持有蜂窝结构体1的情况下的压缩负荷加重进行了模拟的试验。通过该等静压破坏强度试验而测量的等静压强度由蜂窝结构体1破坏时的加压压力值(MPa)表示。 [0113] [基于煤烟再生时的裂缝形成试验] [0114] 在使用2.0L的4气缸柴油发动机，在蜂窝结构体1捕集从柴油发动机排出的煤烟6g/L后，将蜂窝结构体1搭载于发动机的后段的废气处理系统的配管内。然后，以使发动机转速为2000rpm，使发动机扭矩为60Nm，在距蜂窝结构体1的入口端面20mm的近前，使排气气体温度在燃料喷射后90秒后成为620℃的方式进行了燃料喷射。在到达620℃的时刻，向发动机转速为790rpm，发动机扭矩为10Nm的怠速状态进行控制，使捕集在蜂窝结构体1内的煤烟进行燃烧。在燃烧试验后，通过实体显微镜对基于燃烧再生的蜂窝结构体1的损伤进行观察，从而确认蜂窝结构体1的出口侧端面有没有产生裂缝。在未产生端面裂缝的情况下，使由蜂窝结构体1捕集的煤烟量各逐级增加1g/L(例如，第二次的试验的煤烟捕集量成为7g/L)，反复实施上述煤烟燃烧试验直至在蜂窝结构体1产生端面裂缝为止。将产生了端面裂缝的试验的、距蜂窝结构体1内的出口端面15mm的近前且在蜂窝结构体1的径向的中心部(在为单元结构的情况下为单元的中心部)随时间推移进行了测量的蜂窝结构体1的温度最高的值设为“端面裂缝产生时的蜂窝结构体最高温度”。此外，上述温度使用直径为0.5mm的K型热电偶进行测量。 [0115] (比较例1～3) [0116] 与实施例1相同地，制作蜂窝结构体1，进行了相同的试验。其中，比较例1未实施第二封孔。 [0117] (结果) [0118] 表1的判定1将压力损失相对于比较例1为+3％以内(包含3％)设为良(○)，将超过+3％的范围的情况设为不良(×)。这是因为若压力损失超过3％，则对发动机输出等带来负面影响。另外，若为3％以内，则对制造上的各个体之间的压力损失的差别进行微调，能够充分地对应。判定2将流入隔室开口面积比例相对于比较例1为－3％(包含－3％)以内设为良(○)，将小于－3％的范围的情况设为不良(×)。若流入隔室开口面积比例小于－3％，则Ash堆积在蜂窝结构体时的压力损失显著地上升。判定3将等静压强度相对于比较例1为±5％以内(设为±5％)设为良(○)，将超过+5％的情况设为优良(◎)。在超过+5％的情况下，能够称为等静压强度明显地提高。判定4将端面裂缝产生时的蜂窝结构体最高温度相对于比较例1为±50℃以内(包含±50℃)设为良(○)，将超过+50℃的情况设为优良(◎)。在超过+50℃的情况下，能够称为煤烟再生极限(耐裂性)明显地提高。 [0119] 表1 [0120] [0121] 若以未配设第二封孔部9的比较例1为基准，则第二封孔部9的个数为3％以内的实施例1～9使压力损失增加而成为所希望的值，并且不使流入隔室开口面积比例、即Ash可堆积容量太小，使等静压强度增大，从而能够抑制端面裂缝的产生。比较例2的第二封孔个数较多，因此压力损失过大。比较例3的第二封孔个数较多，第二封孔部偏向入口侧，因此流入隔室开口面积比例较小，从而Ash可堆积容量较小。 [0122] (单元接合式蜂窝结构体) [0123] (实施例10～18) [0124] 作为陶瓷原料，使用了对碳化硅(SiC)粉末与金属硅(Si)粉末进行混合的原料。而且，在此基础上，作为粘合剂添加羟丙基甲基纤维素、造孔材，并且添加水而制作了成形原料。然后，通过真空和泥机对成形原料进行混炼，制作粘土。粘合剂的含量在将碳化硅(SiC)粉末与金属硅(Si)粉末的合计设为100质量份时为7质量份。造孔材的含量在将碳化硅(SiC)粉末与金属硅(Si)粉末的合计设为100质量份时为3质量份。水的含量在将碳化硅(SiC)粉末与金属硅(Si)粉末的合计设为100质量份时为42质量份。 [0125] 使用挤压成形机对所获得的粘土进行成形，获得四棱柱状的蜂窝单元10的成形体。在对所获得的蜂窝单元10的成形体进行高频加热干燥后，使用热风干燥机以120℃进行两小时干燥。 [0126] 在干燥后的蜂窝单元10的成形体形成第一封孔部8。 [0127] 然后，对形成了第一封孔部8的蜂窝单元10的成形体进行脱脂，进行烧成，从而获得第一封孔部8配设于隔室的开口部的蜂窝单元10。脱脂的条件以550℃进行三小时。烧成的条件在氩气氛下，以1450℃进行两小时。 [0128] 所获得的蜂窝单元10的隔壁厚度为0.30mm，隔室密度为46.50个/cm2。另外，蜂窝单元10呈长度为203mm且截面1边的长度为36mm的四棱柱形状。 [0129] 制作16个上述的蜂窝单元10。然后，16个蜂窝单元10以成为四个×四个的并排的方式利用接合材进行接合，使接合材干燥而获得蜂窝单元10的接合体。在将接合材涂覆于蜂窝单元10的侧面时，接合层的厚度成为1.0mm。 [0130] 接下来，以使蜂窝单元10的接合体的整体形状成为圆筒形状的方式对外周进行磨削加工。 [0131] 然后，对已进行磨削加工的蜂窝单元10的接合体的外周涂覆陶瓷材料而形成外周涂层部，获得蜂窝结构体1。所获得的蜂窝结构体1的直径为144mm，轴向20的长度为203mm。蜂窝结构体1的轴向20的长度L相对于直径D的比的值(L/D)为1.41。蜂窝结构 2 体1的隔室密度为46.50个/cm。隔壁4的厚度为0.30mm。隔壁4的气孔率为50％。隔壁4的平均细孔径为15μm。第一封孔部8的封孔长度为5mm。 [0132] 接下来，与实施例1相同地形成第二封孔部9。表2表示第二封孔部9的形成位置、个数。此外，第二封孔部9的封孔长度为5mm。 [0133] (比较例4～6) [0134] 与实施例10相同地，制作蜂窝结构体1，进行相同的试验。其中，比较例4未实施第二封孔。 [0135] (结果) [0136] 表2的判定1将压力损失相对于比较例4为+3％以内(包含3％)设为良(○)，将超过+3％的范围的情况设为不良(×)。判定2将流入隔室开口面积比例相对于比较例4为－3％以内(包含－3％)设为良(○)，将小于－3％的范围的情况设为不良(×)。 判定3将等静压强度相对于比较例4为±5％以内(包含±5％的)设为良(○)，将超过+5％的情况设为优良(◎)。判定4将端面裂缝产生时的蜂窝结构体最高温度相对于比较例4为±50℃以内(包含±50℃)设为良(○)，将超过+50℃的情况设为优良(◎)。此外，判定基准的理由与一体式蜂窝结构体1所记载的理由相同。 [0137] 表2 [0138] [0139] 若以未配设第二封孔部9的比较例4为基准，则第二封孔部9的个数为3％以内的实施例10～18使压力损失增加而成为所希望的值，并且不使流入隔室开口面积比例、即Ash可堆积容量太小，使等静压强度增大，能够抑制端面裂缝的产生。比较例5的第二封孔个数较多，因此压力损失过大。比较例6的第二封孔个数较多，第二封孔部偏向入口侧，因此流入隔室开口面积比例较小，Ash可堆积容量较小。 [0140] 工业上的利用可能性 [0141] 本实用新型的蜂窝结构体能够用作废气净化用过滤器。 |
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