專利名稱：：蜂窩結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種蜂窩結(jié)構(gòu)體。
背景技術(shù)：
：以往，已經(jīng)公知了將活性氧化鋁等催化劑擔(dān)載層設(shè)置在蜂窩結(jié)構(gòu)體的貫穿孔內(nèi)部而成的結(jié)構(gòu)，作為用作凈化排氣的催化劑載體。特別是為了提高排氣和催化劑的接觸概率，將蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩室形狀制成六邊形或圓形，使蜂窩室密度為6001200蜂窩室/inch2(cpsi)，存在于從表面至深度為100um以內(nèi)的部分為催化劑擔(dān)載層體積的80%以上，這樣的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)公知了(例如參照日本特開平10-263416號(hào)公報(bào))。但是，上述公報(bào)中所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，為了提高與排氣的接觸概率而對(duì)蜂窩室形狀和蜂窩室密度進(jìn)行了研究，但是盡管如此，每單位體積的比表面積并沒有充分變大，催化劑不能充分地高分散。另外，沒有考慮到蜂窩結(jié)構(gòu)體的表觀密度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于這樣的課題而完成的，其目的在于提供一種能夠通過將蜂窩結(jié)構(gòu)體的表觀密度和比表面積設(shè)定于適合的范圍內(nèi)來(lái)提高排氣的凈化率的蜂窩結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明為了達(dá)到上述目的而采取以下方法。S卩，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體是這樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體該蜂窩結(jié)構(gòu)體包括具有多個(gè)貫穿孔的蜂窩單元、和將2個(gè)以卜.該蜂窩單元以未開設(shè)該貫穿孔的外表面進(jìn)行接合的密封材料層，在將所述蜂窩單元的表觀密度與所述蜂窩單元占整個(gè)所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為A(g/cm3)、將所述密封材料層的表觀密度與所述密封材料層占整個(gè)所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為B(g/cm3)、將所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的比表面積設(shè)為C(m2/L)的時(shí)候，滿足下式2《A/B《0.0002XC+5(28000《C)。該蜂窩結(jié)構(gòu)體規(guī)定了在整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體中蜂窩單元所占的表觀密度、在整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體中密封材料層所占的表觀密度、蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的比表面積。如上所述，一般為了提高排氣的凈化率，有必要提高排氣于擔(dān)載于蜂窩結(jié)構(gòu)體中的催化劑之間的接觸概率。為此，提高催化劑載體的比表面積、縮小擔(dān)載的催化劑的粒徑并充分地高分散是有效的。即使催化劑擔(dān)載量相同，使催化劑高分散這提高了催化劑的比表面積，因此提高了排氣和催化劑的接觸概率。另外，在排氣的凈化中，需要保持蜂窩結(jié)構(gòu)體的溫度，以便達(dá)到催化劑的活性溫度以上。這里，考慮了蜂窩單元的表觀密度和形成于蜂窩單元外表面的密封材料層的表觀密度，對(duì)使蜂窩結(jié)構(gòu)體變暖的容易度和使蜂窩結(jié)構(gòu)體冷卻的容易度等的影響。本發(fā)明者們著眼于將具有多個(gè)貫穿孔的2個(gè)以上蜂窩單元接合起來(lái)的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，蜂窩單元及密封材料層的表觀密度與蜂窩結(jié)構(gòu)體的比表面積之間的關(guān)系進(jìn)行了銳意的研究，研究的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)了在將所述蜂窩單元的表觀密度與所述蜂窩單元占整個(gè)所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為A(g/cm3)、將所述密封材料層的表觀密度與所述密封材料層占整個(gè)所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為B(g/cm3)、將所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的比表面積設(shè)為C(mS/L)的時(shí)候，滿足2《A/B《0.0002XC+5(28000《C)的話，就能夠提高排氣的凈化率，基于該發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，進(jìn)一步，優(yōu)選所述比表面積C為35000m2/L以上，最優(yōu)選為38000m2/L以上。如果C值為35000m2/L以上，就能夠進(jìn)一步使催化劑高分散。此外，如果進(jìn)一步如考慮催化劑的分散界限，則所述比表面積C優(yōu)選為70000m2/L以下。在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，進(jìn)一步，優(yōu)選所述積A為0.2g/cm3以上且0.5g/cn^以下。積A若未到0.2g/cm3，則蜂窩單元的強(qiáng)度變?nèi)?，超過0.5g/cm3時(shí)蜂窩結(jié)構(gòu)體的熱容量變大，需要時(shí)間來(lái)達(dá)到催化劑的活性溫度。在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，優(yōu)選所述密封材料層的厚度為0.12.0mm。如果該厚度未到O.lmm，則蜂窩單元之間得不到足夠的接合強(qiáng)度，超過2.0mm時(shí)，因?yàn)榕c催化反應(yīng)幾乎毫無(wú)關(guān)系的部分、即密封材料層的體積相對(duì)變大，所以從排氣的凈化率觀點(diǎn)來(lái)看不是優(yōu)選的。在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，所述蜂窩單元優(yōu)選含有無(wú)機(jī)顆粒及無(wú)機(jī)纖維。作為無(wú)機(jī)顆粒，可舉出選自例如氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰、莫來(lái)石及沸石等中的一種或兩種以上的顆粒。作為無(wú)機(jī)纖維，可舉出選自例如氧化鋁、氧化硅、碳化硅、氧化硅-氧化鋁、玻璃、鈦酸鉀及硼酸鋁等中的一種或兩種以上的纖維或晶須。這樣，能夠比較容易地制成高比表面積且高強(qiáng)度的蜂窩單元。并且，除此之外優(yōu)選含有無(wú)機(jī)粘接劑制造蜂窩單元。無(wú)機(jī)粘接劑可舉出選自例如氧化鋁溶膠、硅溶膠、氧化鈦溶膠及水玻璃等中的一種或兩種以上粘接劑。這樣，即使在低的燒制溫度下也能夠得到充足的強(qiáng)度。在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，所述密封材料層優(yōu)選含有無(wú)機(jī)顆粒及無(wú)機(jī)纖維。無(wú)機(jī)顆?？膳e出選自例如上述物質(zhì)或碳化硅、碳化硼、氮化硅等中的一種或兩種以上的顆粒。另外，無(wú)機(jī)纖維可舉出例如選S上述物質(zhì)等中的一種或兩種以上的纖維或晶須。另外，除此以外優(yōu)選含有無(wú)機(jī)粘接劑制造蜂窩單元。無(wú)機(jī)粘接劑可舉出例如選自上述物質(zhì)等中的一種或兩種以上的粘接劑。這樣，能夠提高作為蜂窩結(jié)構(gòu)體的耐熱沖擊性，并且能夠比較容易地得到所期望的表觀密度的密封材料層。在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中，優(yōu)選擔(dān)載催化劑。這里，催化劑是用于凈化排氣中所含的CO、HC、NC^等的物質(zhì)，可以是例如貴金屬、堿金屬和堿土金屬等，也可以是氧化物等。貴金屬可以舉出選自例如鉑、鈀及銠等中的一種以上，堿金屬可舉出選自例如鈉及鉀等中的一種以上，堿土金屬可舉出選自例如鎂或鋇等中的一種以上。另外，氧化物可舉出選自例如具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的物質(zhì)(LaCo03，LaMn03等)及Ce02等中的一種以上。作為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的氧化物是，例如鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(通式為AB03)的A位為選自La、Y及Ce等中的一種以上的元素，其中優(yōu)選La，通式的B位為選自Fe、Co、Ni及Mn等中的一種或兩種以上的元素氧化物等。并且，也可以像Lao.75Ko.25Co03等那樣將A位的元素的一部分置換為K、Sr及Ag等。并且，擔(dān)載有催化劑的本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體，還可以用于車輛的排氣凈化。圖l是本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體20的說(shuō)明圖。圖2是本實(shí)施方式的蜂窩單元10的說(shuō)明圖，(a)為立體圖，(b)為(a)的X-X截面圖。圖3是A/B和蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的比表面積C的適合范圍。圖4是排氣凈化測(cè)量裝置60的說(shuō)明圖。圖5是表示A/B和每單位體積的比表面積C之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。具體實(shí)施例方式下面，使用用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。首先，對(duì)本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行說(shuō)明。圖1是本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體20的說(shuō)明圖，圖2是蜂窩單元10的說(shuō)明圖，(a)為立體圖，(b)為(a)的X-X截面圖。該蜂窩結(jié)構(gòu)體20是構(gòu)成為具有如下功能的催化劑轉(zhuǎn)換器用的蜂窩結(jié)構(gòu)體，即具有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中有害物質(zhì)(例如烴HC、一氧化碳CO、氮氧化物NOx等)進(jìn)行凈化的功能。該蜂窩結(jié)構(gòu)體20具有兩個(gè)以上的蜂窩單元IO，其形成為棱柱形，并具有沿縱長(zhǎng)方向并列的多個(gè)貫穿孔12;密封材料層26，其將蜂窩單元10以未開設(shè)有貫穿孔12的外表面13接合起來(lái)；以及涂層材料層27，其覆蓋被密封材料層26接合的兩個(gè)以上蜂窩單元10中未開設(shè)有貫穿孔12的外表面。該蜂窩結(jié)構(gòu)體20，在將蜂窩單元10的表觀密度與蜂窩單元10占整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為A(g/cm3)、將密封材料層26的表觀密度與密封材料層26占整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為B(g/cm3)、將蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的比表面積設(shè)為C(m2/L)的時(shí)候，滿足式(1):2《A/B《0.0002XC+5(28000《C)。這里的A是蜂窩單元10的表觀密度(干燥重量/體積)乘以蜂窩單元10占整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體20體積的體積比例得到的數(shù)值。為算出該表觀密度而使用的體積，包括氣孔及貫穿孔(蜂窩室)的體積。這里的A優(yōu)選滿足0.2g/cm3《A《0.5g/cm3。A若未到0.2g/cm3，則蜂窩單元的強(qiáng)度變?nèi)?，超過0.5g/cm3時(shí)蜂窩結(jié)構(gòu)體的熱容量變大，需要時(shí)間來(lái)達(dá)到催化劑的活性溫度。另外，B是將密封材料層26的表觀密度(干燥重量/體積)乘以密封材料層26占整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體20體積的體積比例得到的數(shù)值。每單位體積的比表面積C是這樣的數(shù)值根據(jù)蜂窩單元10的BET比表面積測(cè)量得到的每單位重量的比表面積，算出含有蜂窩單元的氣孔及蜂窩室的每單位體積的比表面積，乘以整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體20體積中蜂窩單元10體積所占的體積比例得到的數(shù)值。即、因?yàn)槊芊獠牧蠈?6是幾乎沒有凈化排氣功能的部分，因此除該密封材料層26體積外求出每體積蜂窩結(jié)構(gòu)體20的比表面積。該比表面積C需要達(dá)到28000m2/L以上，優(yōu)選為35000m2/L以上，最優(yōu)選為38000m2/L以上。另外，如再考慮到催化劑的分散界限，每單位體積的比表面積C優(yōu)選為70000m2/L以下。圖3表示了作為A與B之比的A/B和蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的比表面積C的適合范圍。如在該范圍內(nèi)制造蜂窩結(jié)構(gòu)體20，能夠提高排氣的凈化性能。蜂窩單元10與貫穿孔12正交的面的截面形成為正方形，將多個(gè)該蜂窩單元10接合而成的蜂窩結(jié)構(gòu)體20的外形形成為圓柱形。并且，蜂窩單元10的形狀可以是例如與貫穿孔12正交的截面為長(zhǎng)方形、六邊形或扇形，蜂窩結(jié)構(gòu)體20的形狀可以是例如與貫穿孔12正交的截面為棱柱形或橢圓柱形。在蜂窩單元10中形成的貫穿孔12形成為截面是正方形。并且，截面也可是三角形或六邊形。貫穿孔12彼此之間的壁部15的厚度(壁厚)，優(yōu)選在0.050.35mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.100.30mm的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在0.150.25mm的范圍內(nèi)。壁厚若未到0.05mm，則蜂窩單元10的強(qiáng)度低降，超過0.35mm時(shí)，因?yàn)榕艢馀c擔(dān)載于壁部15內(nèi)部的催化劑之間很難接觸，催化性能降低。另外，每單位截面面積的貫穿孔的數(shù)目(蜂窩室密度)優(yōu)選為15.5186個(gè)/cm2(1001200cpsi)，更優(yōu)選為46.5170.5個(gè)/cm2(3001100cpsi)，最優(yōu)選為62.0155個(gè)/cm2(4001000cpsi)。這是因?yàn)?，貫穿孔的?shù)目若未到15.5個(gè)/cm2，則與蜂窩單元內(nèi)部的排氣相接觸的壁的面積變小，超過186個(gè)/cr^時(shí)，壓力損失也變高，蜂窩單元10的制作變得困難。蜂窩單元10的氣孔率優(yōu)選為30%80°/。，更優(yōu)選為40%70%之間。氣孔率若未到30%，則表觀密度變大，氣孔率超過80%時(shí)，強(qiáng)度有可能變低。作為蜂窩單元10的大小，單元的截面面積優(yōu)選形成為550cm2，更優(yōu)選形成為640cm2，最優(yōu)選形成為830cm2。該范圍，能夠確保大的蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的比表面積，能夠使催化劑高分散，并且即使被施加熱沖擊或振動(dòng)等的外力，仍能夠保持蜂窩結(jié)構(gòu)體的形狀。另外，蜂窩單元10的總截面面積占蜂窩結(jié)構(gòu)體20的截面面積的比例(以下稱為單元面積比例)優(yōu)選為85%以上，更優(yōu)選為90%以上。該比例若未到85%，則擔(dān)載催化劑的表面積相對(duì)變小，壓力損失變大，因此不是優(yōu)選的。蜂窩單元10被制造成，含有作為無(wú)機(jī)顆粒的氧化鋁、作為無(wú)機(jī)纖維的硼酸鋁晶須及作為無(wú)機(jī)粘接劑的硅溶膠。并且，作為無(wú)機(jī)顆粒還可以包括選自例如氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰、莫來(lái)石及沸石等中的一種或兩種以上的顆粒。另外，作為無(wú)機(jī)纖維還可以包括選自例如氧化鋁、氧化硅、碳化硅、氧化硅-氧化鋁、玻璃及鈦酸鉀等中的一種或兩種以上的纖維或晶須。此外，作為無(wú)機(jī)粘接劑還可以包括選自例如氧化鋁溶膠、氧化鈦溶膠及水玻璃等中的一種或兩種以上的粘接劑。密封材料層26含有作為無(wú)機(jī)顆粒的碳化硅、作為無(wú)機(jī)纖維的氧化^纖維及作為無(wú)機(jī)粘接劑的硅溶膠。并且，該無(wú)機(jī)顆粒包括選自上述的蜂窩單元10中說(shuō)明過的物質(zhì)或碳化硼、氮化硅等中的一種或兩種以上的顆粒。另外，無(wú)機(jī)纖維及無(wú)機(jī)粘接劑也可以從上述蜂窩單元10中說(shuō)明的物質(zhì)中選擇。該密封材料層26的氣孔率，優(yōu)選為1080%，更優(yōu)選為1570%。若氣孔率未到10%，則表觀密度變大，催化劑不容易達(dá)到活性溫度，當(dāng)氣孔率如超過80%時(shí)，將蜂窩單元10接合起來(lái)的強(qiáng)度降低，因此不是優(yōu)選的。在蜂窩結(jié)構(gòu)體20中，作為氧化催化劑的鉑直接擔(dān)載于壁部15上。催化劑的擔(dān)載量在是鉑等貴金屬的情況下蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的催化劑的重量?jī)?yōu)選為15g/L。催化劑的擔(dān)載方法沒有特別的限定，含浸法比較簡(jiǎn)便，因此是優(yōu)選的。下面，對(duì)本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體20的制造方法按照各工序進(jìn)行說(shuō)明。這里以氧化鋁為主成分對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體20的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先將作為無(wú)機(jī)顆粒的氧化鋁顆粒、作為無(wú)機(jī)纖維的硼酸鋁晶須及作為無(wú)機(jī)粘接劑的硅溶膠混合而制成原料膏。并且，作為無(wú)機(jī)顆粒、無(wú)機(jī)纖維及無(wú)機(jī)粘接劑，可以使用例如上述的蜂窩單元10中說(shuō)明的物質(zhì)。除了這些之外，原料膏中還可以適當(dāng)加入有機(jī)粘接劑、分散介質(zhì)及成型助劑來(lái)調(diào)整成型性。作為有機(jī)粘接劑，可以舉出例如選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、酚醛樹脂及環(huán)氧樹脂中的一種以卜.的有機(jī)粘接劑。相對(duì)于氧化鋁顆粒、硼酸鋁晶須及硅溶膠和合計(jì)量為IOO重量份，有機(jī)粘接劑的配合量?jī)?yōu)選為的110個(gè)重量份。作為分散介質(zhì)，可舉出例如水、有機(jī)溶劑(苯等)及醇(甲醇等)等。作為成型助劑可以舉出例如乙二醇、糊精、脂肪酸、脂肪酸皂及多元醇等。原料的混合可以使用攪拌機(jī)或粉碎機(jī)等，也可以在輥砂機(jī)中充分混煉。將原料膏成型的方法是，例如通過擠壓成型等成型為具有貫通孔的蜂窩形狀。下面，將得到的成型體進(jìn)行干燥。干燥機(jī)使用例如微波干燥機(jī)、熱風(fēng)干燥機(jī)等。另外，添加有機(jī)粘接劑等的時(shí)候，優(yōu)選進(jìn)行脫脂。脫脂條件根據(jù)成型體中所含的有機(jī)物的種類和量適當(dāng)選擇，優(yōu)選為在大約400°C下進(jìn)行2hx。然后，使干燥及脫脂后的成型體在600100(TC下進(jìn)行燒制。燃燒溫度如若未到60(TC，無(wú)機(jī)顆粒等不進(jìn)行燒結(jié)，蜂窩結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度降低，超過IOO(TC時(shí)無(wú)機(jī)顆粒等燒結(jié)進(jìn)行過度，比表面積減小，擔(dān)載的催化劑不能充分高分散。經(jīng)過這些工序得到具有多個(gè)貫通孔的蜂窩單元10。接下來(lái)，在所得到的蜂窩單元IO上涂敷作為密封材料層的密封材料膏來(lái)依次接合蜂窩單元10，然后進(jìn)行干燥，使它們固定，從而形成密封材料層26而制作成蜂窩單元接合體。密封材料膏是混合了作為無(wú)機(jī)顆粒的碳化硅、作為無(wú)機(jī)纖維的氧化鋁纖維及作為無(wú)機(jī)粘接劑的硅溶膠而調(diào)制成的。這里，密封材料膏能夠使用例如無(wú)機(jī)粘接劑和無(wú)機(jī)顆粒的混合物、無(wú)機(jī)粘接劑和無(wú)機(jī)纖維的混合物、或無(wú)機(jī)粘接劑、無(wú)機(jī)顆粒和無(wú)機(jī)纖維的混合物等。并且，無(wú)機(jī)顆粒、無(wú)機(jī)纖維及無(wú)機(jī)粘接劑也可以使用例如上述的密封材料層26中說(shuō)明的物質(zhì)。另外，也可以向密封材料膏中加入有機(jī)粘接劑。有機(jī)粘接劑可從例舉出選自聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素及羧甲基纖維素等中的一種以上的有機(jī)粘接劑。在密封材料膏的固化后對(duì)該密封材料膏進(jìn)行調(diào)制以滿足上述的式(1)的范圍。接合蜂窩單元10的密封材料層的厚度優(yōu)選為0.12.0mm。密封材料層的厚度若未滿O.lmm，則得不到充分的接合強(qiáng)度，因此不是優(yōu)選的。另外，密封材料層超過2.0mm時(shí)，因蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的比表面積低，因此不是優(yōu)選的。這是因?yàn)槊芊獠牧蠈邮遣蛔鳛榇呋瘎┹d體起作用的部分。并且，接合起來(lái)的蜂窩單元10的數(shù)目可以根據(jù)使用的蜂窩結(jié)構(gòu)體20的大小適當(dāng)?shù)卮_定。然后，對(duì)蜂窩單元接合體進(jìn)行切斷、研磨等，以便得到蜂窩結(jié)構(gòu)體20的大小，在未開設(shè)貫穿孔的外表面(側(cè)面)涂敷涂敷材料膏并進(jìn)行干燥，時(shí)該涂敷材料固化，形成涂敷材料層27。這樣，能夠保護(hù)外表面，提高強(qiáng)度。涂敷材料膏的組成及配合比可以和密封材料相同，也可以不同。涂敷材料層的厚度優(yōu)選為0.12mm。然后預(yù)燒該接合體制成蜂窩狀載體(稱為擔(dān)載催化劑前的蜂窩結(jié)構(gòu)體)。由所含的有機(jī)物的種類和數(shù)量決定來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定預(yù)燒條件，優(yōu)選大致為在70(TC下進(jìn)行2hr。接著，在得到的蜂窩狀載體上擔(dān)載催化劑。這里，擔(dān)載作為氧化催化劑的鉑。首先，調(diào)制含有催化劑的溶液，將蜂窩狀載體浸滲在該溶液中，將該蜂窩狀載體取出并通過吸引來(lái)除去貫穿孔12等中殘留的剩余溶液。然后，通過在8020(TC下進(jìn)行干燥、在50070(TC下進(jìn)行燒制就能夠得到擔(dān)載催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體20。另外，在擔(dān)載多種催化劑時(shí)，針對(duì)各種催化劑也可以反復(fù)進(jìn)行將蜂窩狀載體浸滲在催化劑溶液中并進(jìn)行燒制的工序。催化劑的擔(dān)載量根據(jù)其種類或組合等進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。并且，擔(dān)載催化劑可以在制作蜂窩狀載體后進(jìn)行，也可以在原料為無(wú)機(jī)顆粒的階段進(jìn)行，還可以在制作蜂窩單元io的階段進(jìn)行。根據(jù)以上詳細(xì)敘述的本實(shí)施方式中的蜂窩結(jié)構(gòu)體20，因滿足2《A/B《0.0002XC+5(28000《C)，因此能夠提高排氣的凈化率。另夕卜，由于密封材料層的厚度為0.12.0mm，因此能夠得到蜂窩單元彼此之間充分的接合強(qiáng)度，并且能夠減少與催化反應(yīng)無(wú)關(guān)的部分而提高排氣的凈化率。并且，本發(fā)明不受上述實(shí)施方式的任何限定，當(dāng)然能夠在屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍中各種方式下得以實(shí)施。實(shí)施例下面以具體制造蜂窩結(jié)構(gòu)體20的例子作為實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)驗(yàn)例1首先，加入Y氧化鋁顆粒(住友化學(xué)公司制KC-501，平均粒徑l"m)2250重量份、硼酸鋁晶須(平均纖維長(zhǎng)度20iim，平均纖維直徑0.5um)680重量份、作為無(wú)機(jī)粘接劑的硅溶膠(固體濃度30重量％)2600重量份、作為有機(jī)粘接劑的甲基纖維素(MC)320重量份、適量加入水、可塑劑(甘油)及潤(rùn)滑劑(商品名UNILUBE;日本油脂(株))，混合和混煉得到混合物。接下來(lái)，使用擠壓成型機(jī)將該混合物擠壓為形成有沿縱長(zhǎng)方向并列的多個(gè)貫穿孔的棱柱形，從而得到粗制成型體。接著，使用微波干燥機(jī)及熱風(fēng)干燥機(jī)來(lái)充分干燥粗制成型體，在40(TC下保持2h以進(jìn)行脫脂。然后，在80(TC下保持2h進(jìn)行燒制，從而得到如下所述的蜂窩單元10(以下稱該樣品為蜂窩1):棱柱形(34.3mmX34.3mmX75mm)、蜂窩室密度為93個(gè)/cm2(600cpsi)、壁厚為0.2mm、蜂窩室形狀為正方形。該蜂窩1的構(gòu)成材料(基材)、硅溶膠及甲基纖維素等的配合量、燒制溫度等數(shù)值用表l進(jìn)行了歸納。在該表1中，還表示了作為樣品測(cè)量結(jié)果的表觀密度、氣孔率及每單位體積的比表面積等數(shù)值，表示歸納了后面敘述的蜂窩25相關(guān)內(nèi)容。得到的蜂窩1的表觀密度為0.45g/cm3，氣孔率為60%，每單位體積的比表面積為40000m2/L。并且，表觀密度、氣孔率及每單位體積的比表面積的計(jì)算方法在后面敘述。表1Y氧化鋁氧化鈦氧化硅硼酸鋁晶甲基纖表觀硅溶膠燒制溫度氣孔率比表面積直徑配合量直徑配合量直徑配合量須維素密度umumcrcr/rm%蜂窩1122506802600320細(xì)0.456040000蜂窩22225068026003208000.506038000蜂窩32225068026003208500.326030000蜂窩411500275068026003208000.406042000蜂窩512250680260032010000.4560280001)所有蜂窩15的壁厚為0.2mm、蜂窩室密度600cpsi、開口率65.1%。2)蜂窩1…實(shí)驗(yàn)例18,蜂窩2…實(shí)驗(yàn)例912,峰窩3…實(shí)驗(yàn)例1317，蜂窩4…實(shí)驗(yàn)例1821，蜂窩5…實(shí)驗(yàn)例2223然后，將碳化硅顆粒(平均粒徑0.5ym)3600重量份、氧化鋁纖維(平均纖維直徑10um、平均纖維長(zhǎng)度100ym、長(zhǎng)徑比10)5500重量份、作為無(wú)機(jī)粘接劑的硅溶膠(固體濃度30重量％)3000重量份、作為有機(jī)粘接劑的羧甲基纖維素(CMC)50重量份及適量的水進(jìn)行混合，來(lái)調(diào)制密封材料膏(將其作為密封材料l)。在表2中對(duì)該密封材料1的構(gòu)成材料即硅溶膠、CMC等配合量等數(shù)值進(jìn)行了歸納。該表2中還表示了作為密封材料評(píng)價(jià)結(jié)果的固化后的表觀密度及氣孔率的測(cè)定結(jié)果，還歸納了后面敘述的蜂窩25的相關(guān)內(nèi)容。在蜂窩1的外表面13上涂敷厚度為lmm的該密封材料膏，縱向4個(gè)、橫向4個(gè)接合蜂窩單元IO，得到接合體。然后，以接合體的正面大致為點(diǎn)對(duì)稱的方式使用金剛石切斷器將該接合體切斷為圓柱體，在不具有貫穿孔的圓形外表面上以0.5mm厚度涂敷上述的密封材料膏，以在外表面形成涂層材料層27。然后，在12CTC下進(jìn)行干燥，在70(TC下保持2h將密封材料層26及涂層材料層27進(jìn)行脫脂，得到圓柱形(直徑135mmX高75mm)的蜂窩狀載體。表2_SiC氧化鋁CM氧化鋁纖維硼酸鋁晶須硅溶膠表觀密度氣孔率直徑配合量直徑配合量C_"mg"mg_g_g_ggg/cm3%密封10.5360055003000501.8245密封20.5360055003000501.9345密封30.5800011003000502.7215密封40.51100_^_3000500.8770密封材料1…實(shí)驗(yàn)例15、9、14、16、18、22,密封材料2…實(shí)驗(yàn)例6、10、15、20，密封材料3…實(shí)驗(yàn)例7、12、13、21,密封材料4…實(shí)驗(yàn)例8、11、17、19、23接著，向得到的蜂窩狀載體擔(dān)載鉑。調(diào)制0.25mol/L的硝酸鉑溶液。將該硝酸鉑溶液吸入蜂窩狀載體中使鉑的擔(dān)載量為蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的鉑重量為5.0g/L，在60(TC下燒制lh。這樣就得到擔(dān)載有如圖1所示催化劑的蜂窩結(jié)構(gòu)體20(實(shí)驗(yàn)例1)。用表3表示對(duì)該實(shí)驗(yàn)例1的單元種類、基材、單元面積比例、擔(dān)載催化劑前的A、密封材料層種類、密封材料層面積比例、密封材料層厚度及催化劑擔(dān)載前B的各數(shù)值的歸納。這里的密封材料層面積比例為密封材料層26的總截面面積占蜂窩結(jié)構(gòu)體20的截面面積的比例。另外，A(g/cm3)為蜂窩單元10的表觀密度與蜂窩單元10占整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體20的體積比例的積，按后面敘述的式(2)求得。另外，B(g/cm3)為密封材料層26的表觀密度與密封材料層26占整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)體20的體積比例的積，按后面敘述的式(3)求得。并且，表3中表示了對(duì)后面敘述的實(shí)驗(yàn)例224的相關(guān)內(nèi)容的歸納。得到的實(shí)驗(yàn)例1的蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的比表面積為37400m2/L，單元面積比例為93.5%。并且，每單位體積的比表面積按后面敘述的式(4)求得。表3_單元面積密封材料層面積密封材料單元基材A2)密封材料層B4'比例"比例3>層厚度_。/og/cm3_^_mmg/cm3實(shí)驗(yàn)例1蜂窩1y氧化鋁93.50.42密封材料I6.51.00.12實(shí)驗(yàn)例2蜂窩lY氧化鋁89.00.40密封材料l11.01.70.20實(shí)驗(yàn)例3蜂窩1Y氧化鋁98.00.44密封材料12.00.30.04實(shí)驗(yàn)例4蜂窩l丫氧化鋁87.00.39密封材料l13.02.00.24實(shí)驗(yàn)例5蜂窩lY氧化鋁98.50.44密封材料11.50.20.03實(shí)驗(yàn)例6蜂窩l氧化鋁95.00.43密封材料25.00.80.10實(shí)驗(yàn)例7蜂窩lY氧化鋁97.00.44密封材料33.00.50.08實(shí)驗(yàn)例8蜂窩1Y氧化鋁_96.50.43密封材料43.5_0.50.03實(shí)驗(yàn)例9蜂窩2氧化鈦93.50.47密封材料16.51.00.12實(shí)驗(yàn)例10蜂窩2氧化鈦97.00.49密封材料23.00.50.06實(shí)驗(yàn)例ll蜂窩2氧化鈦95.00.48密封材料45.00.80.04實(shí)驗(yàn)例12蜂窩2_氧化鈦_97.00.49密封材料3_^_0.50.08實(shí)驗(yàn)例13蜂窩3氧化硅93.50.30密封材料36.51.00.18實(shí)驗(yàn)例14蜂窩3氧化硅98.50.32密封材料11.50.20.03實(shí)驗(yàn)例15蜂窩3氧化硅98.50.32密封材料21.50.20.03實(shí)驗(yàn)例16蜂窩3氧化硅93.50.30密封材料16.51.00.12實(shí)驗(yàn)例17蜂窩3_氧化硅_95.00.30密封材料45.0_0.80.04實(shí)驗(yàn)例18蜂窩4Y氧化鋁+氧化硅93.50.37密封材料16.51.00.12實(shí)驗(yàn)例19蜂窩4Y氧化鋁+氧化硅97.00.39密封材料43.00.50.03實(shí)驗(yàn)例20蜂窩47氧化鋁+氧化硅90.00.36密封材料210.01.50.19實(shí)驗(yàn)例21蜂窩4y氧化鋁+氧化硅98.50.39密封材料3_^_0.20.04實(shí)驗(yàn)例22蜂窩5Y氧化鋁93.50.42密封材料16.51.00.12實(shí)驗(yàn)例23蜂窩5Y氧化鉛_93.50.42密封材料46.5_1.00.06實(shí)驗(yàn)例24_異性石_一—一_:_——1)單元面積比例多孔性蜂窩單元的總截面面積占蜂窩結(jié)構(gòu)體的截面面積的比例并且申.元面積比例為箅出的包括氣孔及蜂窩室的數(shù)值。2)A:蜂窩單元的表觀密度乘以蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積中蜂窩單元所占的體積比例；按(蜂窩單兒的表觀密度)X(單元面積比例/100)計(jì)算3)密封材料層面積比例密封材料層的總截面面積占蜂窩結(jié)構(gòu)體的截面面積的比例4)B:密封材料層表觀密度乘以密封材料層占蜂窩結(jié)構(gòu)體體積的體積比例；按(密封材料層的表觀密度)X(密封材料層面積比例/100)計(jì)算實(shí)驗(yàn)例223按照表1所示的配合量來(lái)混合蜂窩單元10的原料，按照表2所示的配合量來(lái)調(diào)制密封材料膏，將如表3所示的蜂窩單元10和密封材料進(jìn)行組裝，除設(shè)計(jì)的單元面積比例、密封材料面積比例及密封材料層厚度之外與實(shí)驗(yàn)例i同樣地制作實(shí)驗(yàn)例223的蜂窩結(jié)構(gòu)體20。實(shí)驗(yàn)例24準(zhǔn)備在貫通孔內(nèi)部形成有作為催化劑擔(dān)載層的氧化鋁的市售異性石載體。該異性石載體的直徑為135mm，長(zhǎng)度為75mm，貫穿孔的形狀為六邊形，壁部的厚度為0.18mm，蜂窩室密度為60個(gè)/cm2(400cpsi)。接下來(lái)，調(diào)制0.25mol/L的硝酸鉑溶液。將該硝酸鉑溶液吸入蜂窩狀載體中使鉑的擔(dān)載量為蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的鉑的重量為5.0g/L，在60(TC下燒制lh。這樣就得到擔(dān)載有鉑催化劑的實(shí)驗(yàn)例24的蜂窩結(jié)構(gòu)體。得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的比表面積為25000m2/L。測(cè)定作為蜂窩單元10的蜂窩15及作為密封材料層26的密封材料14的表觀密度。測(cè)定蜂窩單元10的干燥重量Ga(g)及蜂窩單元10的外形體積Va(cm3)，求出蜂窩結(jié)構(gòu)體20的體積中蜂窩單元10所占的體積比例Y(%)，按下式(2)求出蜂窩單元10的A。另外，將密封材料膏固化成立方體狀后，切下lcm的拐角，測(cè)定該切取的密封材料層26的干燥重量Gb(g)、密封材料層26的外形體積Vb(cm3)，求出蜂窩結(jié)構(gòu)體20的體積中密封材料層26所占的體積比例Z(%)，按下式(3)求出密封材料層26的B。并且，因蜂窩單元10和密封材料層26在蜂窩結(jié)構(gòu)體20的軸向的長(zhǎng)度相同，上述比例Y和單元面積比例在數(shù)值上相同，上述比例Z和密封材料層面積比例在數(shù)值上相同。因此，A能夠按(蜂窩單元10的表觀密度)X((單元面積比例)/100)求出。另夕卜，B能夠按(密封材料層的表觀密度)X((密封材料層面積比例)/100)求出。A(g/cm3)=(Ga/Va)X(Y/100)…式(2)B(g/cm3)=(Gb/Vb)X(Z/100)…式(3)測(cè)定實(shí)驗(yàn)例124的氣孔率。該測(cè)定是使用(株)島津制作所制造的自動(dòng)PorosimeterAutopourIII9405作為測(cè)定器，根據(jù)JIS-R1655通過汞壓入法進(jìn)行的。具體地說(shuō)，蜂窩單元10被切斷成0.8cm左右的立方體，使用離子交換水進(jìn)行超聲波清洗干燥后使用上述測(cè)量器，在0.1360|im的測(cè)定范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。在100360pm范圍內(nèi)，每0.1psia的壓力進(jìn)行一次測(cè)定，在0.1100fim范圍內(nèi)，每0.25psia的壓力進(jìn)行一次測(cè)定。測(cè)定實(shí)驗(yàn)例124的蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的比表面積。首先，測(cè)定蜂窩單元10的每單位重量的BET比表面積M(m2/g)。BET比表面積是使用BET測(cè)定裝置(島津制作所制的MicromeriticsFlowSorb11-2300)，以日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂的JIS-R-1626(1996)為基準(zhǔn)通過一點(diǎn)法測(cè)定。測(cè)定時(shí)使用切取為圓柱形的小片(直徑15mmX高度15mm)作為樣品。接下來(lái)，通過蜂窩單元10的重量和外形體積來(lái)計(jì)算蜂窩單元10的表觀密度N(g/L)。并且，該蜂窩單元10的表觀密度N(g/L)和上述的Ga/VaX1000在數(shù)值上相同。而且，將單元面積比例作為L(zhǎng)(%)，實(shí)驗(yàn)例124的每單位體積的比表面積C(m2/L)按下式(4)求出。這里的蜂窩結(jié)構(gòu)體的比表面積稱為蜂窩結(jié)構(gòu)體的每表觀體積的比表面積。該單元面積比例L(%)因與上述的蜂窩單元10所占的體積比例Y(%)相同，所以與式(4)、式(5)相同。另外，蜂窩單元10的每單位體積的比表面積按MXN計(jì)算。并且，在該測(cè)定、表觀密度測(cè)定和氣孔率測(cè)定中使用擔(dān)載有催化劑(鉑)前的蜂窩單元IO進(jìn)行測(cè)定。比表面積C(m2/L)=(L/100)XMXN;式(4)比表面積C(m2/L)=(Y/100)XMX(Ga/VaX1000)N;式(5)測(cè)定實(shí)驗(yàn)例124的排氣凈化率。該測(cè)定使用如圖4所示的排氣凈化測(cè)量裝置60進(jìn)行。排氣凈化測(cè)量裝置60如下部分構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)30;將蜂窩結(jié)構(gòu)體20固定在內(nèi)部的殼體38;對(duì)流過蜂窩結(jié)構(gòu)體20前的排氣進(jìn)行取樣的氣體取樣器61;對(duì)流過蜂窩結(jié)構(gòu)體20后的排氣進(jìn)行取樣的氣體取樣器62;分析排氣所含有害物質(zhì)濃度的氣體分析計(jì)63;以及由熱電對(duì)來(lái)測(cè)量蜂窩結(jié)構(gòu)體20溫度的溫度測(cè)定器64。將殼體38連接在與發(fā)動(dòng)機(jī)30相連接的集合管32上。下面，說(shuō)明測(cè)定順序。首先，上述實(shí)驗(yàn)例l24中使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)30的排氣進(jìn)行流通。在該測(cè)定中，使發(fā)動(dòng)機(jī)30運(yùn)轉(zhuǎn)，來(lái)進(jìn)行3個(gè)以柴油車的1015型排氣測(cè)定方法為基準(zhǔn)的循環(huán)。接著，利用氣體分析計(jì)來(lái)測(cè)定由排氣取樣器61、62取樣的排氣中所含烴(HC)及一氧化碳(CO)的濃度。凈化率是利用流過蜂窩結(jié)構(gòu)體20前的排氣中所含的濃度CO和流過蜂窩結(jié)構(gòu)體20后的排氣中所含的濃度Ci按下式(5)來(lái)計(jì)算的。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>實(shí)驗(yàn)結(jié)果表4歸納了實(shí)驗(yàn)例124的單元種類、密封材料層種類A、B、A/B、蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的比表面積C、排氣中HC及CO的凈化率等，圖5是表示在實(shí)驗(yàn)例124中以蜂窩結(jié)構(gòu)體20的每單位體積的比表面積C為橫軸、以A/B為縱軸來(lái)繪制的每單位體積的比表面積C和A/B之間關(guān)系的說(shuō)明圖。并且，圖5中，以處于上述式(1)范圍內(nèi)的為O、處于式(1)范圍外的為A的方式來(lái)繪制，對(duì)各點(diǎn)標(biāo)注各實(shí)驗(yàn)例的樣品序號(hào)。由表4及圖5可知在實(shí)驗(yàn)例13、67、912、1518、21的樣品中、即浸進(jìn)入圖3的適合范圍(滿足式(1)的范圍)的樣品中，HC及CO的凈化率達(dá)80%以上，排氣的凈化率高。另外，表明了凈化率比表面積C在35000mVL以上更高的趨勢(shì)。其理由為，如果比表面積C變大，則催化劑的分散性提高，因此排氣的凈化率提高。這里，在滿足適合范圍、即2《A/B《0.0002XC+5(28000《C)時(shí)，覆蓋蜂窩單元10的外表面13的密封材料層26起到保溫材料的作用，由于抑制了蜂窩結(jié)構(gòu)體20的降溫，從而能夠推測(cè)到排氣的凈化率提高。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>1)A:蜂窩單元的表觀密度乘以蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積中蜂窩單元所占的體積比例；(蜂窩單元的表觀密度)X(單元面積比例/100)2)B:密封材料層的表觀密度乘以蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積中密封材料層所占的體積比例；(密封材料-層的表觀密度)X(密封材料層面積比例/100)3)每單位體積蜂窩結(jié)構(gòu)體的比表面積產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠利用例如使流體流過蜂窩結(jié)構(gòu)體來(lái)除去該流體中所含的無(wú)用物，或者將流體中所含的成分轉(zhuǎn)換成別的成分，具體地說(shuō)，能夠利用在凈化氣體或液體的各種過濾器相關(guān)產(chǎn)業(yè)中。權(quán)利要求1.一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，該蜂窩結(jié)構(gòu)體包括具有多個(gè)貫穿孔的蜂窩單元、和將2個(gè)以上該蜂窩單元以未開設(shè)該貫穿孔的外表面進(jìn)行接合的密封材料層，在將所述蜂窩單元的表觀密度與所述蜂窩單元占整個(gè)所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為A(g/cm3)、將所述密封材料層的表觀密度與所述密封材料層占整個(gè)所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的體積比例的積設(shè)為B(g/cm3)、將所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的每單位體積的比表面積設(shè)為C(m2/L)時(shí)，滿足下式2≤A/B≤0.0002×C+5(28000≤C)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述比表面積C為35000以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述比表面積C為70000以下。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述積A為0.2以上且0.5以下。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述密封材料層的厚度為0.12.0mm。6.根據(jù)權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩單元包含無(wú)機(jī)顆粒及無(wú)機(jī)纖維，所述密封材料層包含與所述蜂窩單元中所含的無(wú)機(jī)顆粒相同或不同的無(wú)機(jī)顆粒；以及與所述蜂窩單元中所含的無(wú)機(jī)纖維相同或不同的無(wú)機(jī)纖維。7.根據(jù)權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體擔(dān)載有能夠凈化排氣的催化劑。全文摘要蜂窩結(jié)構(gòu)體(20)包括具有沿縱長(zhǎng)方向并列的多個(gè)貫穿孔(12)的2個(gè)以上蜂窩單元(10)、和將蜂窩單元(10)以未開設(shè)貫穿孔(12)的外表面(13)接合的密封材料層(26)。蜂窩結(jié)構(gòu)體(20)在蜂窩單元(10)的表觀密度與蜂窩單元(10)占整體的體積比例的積為A(g/cm³)、密封材料層(26)的表觀密度與密封材料層(26)占整體的體積比例的積為B(g/cm³)、蜂窩結(jié)構(gòu)體(20)的每單位體積的比表面積為C(m²/L)時(shí)，滿足式(1)2≤A/B≤0.0002×C+5(28000≤C)。因此，通過覆蓋單元(10)外周的密封材料層(26)能夠保持溫度，提高排氣的凈化性能。文檔編號(hào)B01J35/04GK101171083SQ20068001551公開日2008年4月30日申請(qǐng)日期2006年4月14日優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日發(fā)明者國(guó)枝雅文,大野一茂申請(qǐng)人:揖斐電株式會(huì)社