10%, 則蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失有時(shí)會(huì)增大。如果隔壁的氣孔率超過60%,則蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁 有時(shí)會(huì)變脆而變得易于剝落。隔壁的氣孔率可以依據(jù)JIS R 1655,通過水銀壓入法來進(jìn)行 測(cè)定。
[0058] 隔壁的中值粒徑(中央細(xì)孔徑)優(yōu)選為1~30 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為1~20 μ m,特 別優(yōu)選為5~10 μπι。如果隔壁的中值粒徑小于Ιμπι,則蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失有時(shí)會(huì)增 大。如果隔壁的中值粒徑超過30 μπι,則蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁有時(shí)會(huì)變脆而變得易于剝落。隔 壁的中值粒徑可以依據(jù)JIS R 1655,通過水銀壓入法來進(jìn)行測(cè)定。
[0059] 對(duì)于蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔壁的厚度沒有特別限制,優(yōu)選為30~330 μπι,進(jìn)一步優(yōu)選為 50~270 μ m,特別優(yōu)選為100~230 μ m。通過將隔壁的厚度設(shè)定在這樣的范圍,可以保持 蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁的強(qiáng)度,同時(shí)抑制壓力損失的上升。
[0060] 對(duì)于蜂窩結(jié)構(gòu)部的孔格密度沒有特別限定,優(yōu)選為5~200孔格/cm2,進(jìn)一步優(yōu)選 為15~160孔格/cm2,特別優(yōu)選為30~100孔格/cm2。通過將孔格密度設(shè)定在這樣的范 圍,可以提高將蜂窩結(jié)構(gòu)體作為催化劑載體使用時(shí)的凈化效率。
[0061] 對(duì)于形成于蜂窩結(jié)構(gòu)部的孔格形狀沒有特別限定。這里,"孔格形狀"是指在蜂窩 結(jié)構(gòu)部的與孔格延伸方向正交的斷面上的孔格的形狀。作為孔格形狀,可以列舉例如四邊 形、六邊形、八邊形或這些的組合。
[0062] 對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)部的形狀沒有特別限定,可以是例如底面為圓形的柱狀(圓柱形狀)、 底面為橢圓形狀的柱狀、底面為多邊形(四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形等)的柱 狀等形狀。
[0063] 蜂窩結(jié)構(gòu)部的從第一端面至第二端面的長度以及蜂窩結(jié)構(gòu)部的與孔格延伸方向 正交的斷面的大小,為了例如在將蜂窩結(jié)構(gòu)體作為廢氣凈化用的催化劑載體使用時(shí)得到最 佳的凈化性能,可以適宜地進(jìn)行選擇。例如,蜂窩結(jié)構(gòu)部的從第一端面至第二端面的長度優(yōu) 選為50~440mm,進(jìn)一步優(yōu)選為100~360mm。蜂窩結(jié)構(gòu)部的與孔格延伸方向正交的斷面 的面積優(yōu)選為50~440mm2,更優(yōu)選為100~360mm2。
[0064] 蜂窩結(jié)構(gòu)體的A軸壓縮強(qiáng)度優(yōu)選為5MPa以上,進(jìn)一步優(yōu)選為IOMPa以上,特別優(yōu) 選為15MPa以上。這里,A軸壓縮強(qiáng)度是指在社團(tuán)法人汽車技術(shù)會(huì)發(fā)行的汽車標(biāo)準(zhǔn)即JASO 標(biāo)準(zhǔn)M505-87中規(guī)定的壓縮強(qiáng)度(MPa)。A軸壓縮強(qiáng)度可以由以下的方法來測(cè)定。首先,從 蜂窩結(jié)構(gòu)體切出直徑25. 4mm、高25. 4mm的樣品(小塊蜂窩結(jié)構(gòu)體),在該樣品的流路方向 上負(fù)載壓縮荷重。逐漸增加壓縮荷重,將樣品被破壞時(shí)的壓力記為"A軸壓縮強(qiáng)度(MPa)"。
[0065] 如圖5~圖7所示,蜂窩結(jié)構(gòu)體200可以具有柱狀的蜂窩結(jié)構(gòu)部34和廢氣凈化用 催化劑35。這里,催化劑35被擔(dān)載在隔壁31的表面及形成于隔壁31的細(xì)孔的內(nèi)部中的至 少一方。以下,有時(shí)將"在隔壁31的表面及形成于隔壁31的細(xì)孔的內(nèi)部中的至少一方擔(dān)載 催化劑35"僅稱為"在隔壁31擔(dān)載催化劑35"。蜂窩結(jié)構(gòu)部34是與圖1~圖3所示的蜂窩 結(jié)構(gòu)體4同樣地構(gòu)成。即,蜂窩結(jié)構(gòu)部34具有劃分形成多個(gè)孔格32的隔壁31,該多個(gè)孔格 32成為流體的流路并從第一端面41延伸至第二端面42。而且,構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)部34的隔壁 31由多孔體構(gòu)成,該多孔體具有骨料和以在骨料間形成細(xì)孔的狀態(tài)將骨料彼此結(jié)合的結(jié)合 材料,骨料含有熔融二氧化硅粒子,結(jié)合材料含有玻璃。這里,圖5是從流入端面?zhèn)扔^察本 發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的其他實(shí)施方式時(shí)的示意立體圖。圖6是從流入端面?zhèn)扔^察圖5所示的 蜂窩結(jié)構(gòu)體時(shí)的示意平面圖。圖7是顯示圖5所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體的、平行于孔格延伸方向 的斷面的示意斷面圖。
[0066] 作為廢氣凈化用催化劑35,可以列舉例如以氧化鈦為主成分并含有氧化鎢及氧化 釩的催化劑。以氧化鈦為主成分并含有氧化鎢及氧化釩的催化劑是熱膨脹系數(shù)較高的催化 劑,因而在現(xiàn)有的蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁上擔(dān)載該催化劑時(shí),存在該催化劑容易從隔壁剝離這 一問題。本發(fā)明中,由于隔壁由含有熔融二氧化硅粒子作為骨料、含有玻璃作為結(jié)合材料的 多孔體構(gòu)成,因而能夠提高蜂窩結(jié)構(gòu)體的熱膨脹系數(shù)。因此,如圖5~圖7所示的蜂窩結(jié)構(gòu) 體200那樣,即使在隔壁31上擔(dān)載以氧化鈦為主成分并含有氧化鎢及氧化釩的催化劑作為 催化劑35,也能夠有效地抑制催化劑35從隔壁31剝離。
[0067] 本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體中,作為廢氣凈化用催化劑,可以適合于使用例如以下 (a)~(c)的催化劑。(a)由氧化鎢、氧化鈰、氧化鈦和氧化鋯構(gòu)成的復(fù)合金屬氧化物。(b) 含有二氧化鈦-氧化錯(cuò)型復(fù)合氧化物及金屬的催化劑。(c)在1102上擔(dān)載了 V、Cr、Ni、Cu 等的氧化物的催化劑。由上述催化劑構(gòu)成的催化劑層的40~600°C的熱膨脹系數(shù)一般為 6. 0X1(T6/°C左右。
[0068] 對(duì)于催化劑的擔(dān)載量沒有特別限制,優(yōu)選擔(dān)載廢氣凈化所必需量的催化劑。例如, 以氧化鈦為主成分并含有氧化鎢及氧化釩的催化劑的擔(dān)載量優(yōu)選為50~500g/L,進(jìn)一步 優(yōu)選為100~400g/L。如果將催化劑的擔(dān)載量設(shè)為50g/L以上,則會(huì)充分發(fā)揮催化劑的作 用。如果將催化劑的擔(dān)載量設(shè)為500g/L以下,則不會(huì)過度增大蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失,還 能抑制制造成本的上升。另外,"催化劑的擔(dān)載量"是指每單位體積(IL)的蜂窩結(jié)構(gòu)體上擔(dān) 載的催化劑的質(zhì)量(g)。
[0069] (2)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法
[0070] 接下來,對(duì)于制造本實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的方法進(jìn)行說明。在制造蜂窩結(jié)構(gòu)體 時(shí),首先,調(diào)制成形原料,該成形原料含有成為骨料的原料粉末和成為結(jié)合材料的原料粉 末。該成形原料是用于制作蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔壁(換言之即多孔體)的成形原料。
[0071] 作為成為骨料的原料粉末,可以使用熔融二氧化硅粒子的粉末。作為成為結(jié)合材 料的原料粉末,可以使用玻璃料。此外,作為原料粉末,優(yōu)選添加高嶺土粒子。通過在原料 粉末中添加高嶺土粒子,可提高由原料粉末制成的坯土的流動(dòng)性,使成形作業(yè)變得容易。此 外,也可以在原料粉末中加入粘土、陶瓷碎粒等。在原料粉末中加入粘土?xí)r,可提高還土的 流動(dòng)性。此外,除了上述原料外,還可以在成形原料中添加分散介質(zhì)、添加劑。
[0072] 作為原料粉末的熔融二氧化硅粒子的中值粒徑優(yōu)選為5~80 μ m。如果熔融二氧 化硅粒子的中值粒徑小于5 μπι,則在氣孔率下降方面不優(yōu)選。如果熔融二氧化硅粒子的中 值粒徑超過80 μ m,則在成形性下降方面不優(yōu)選。熔融二氧化硅粒子的中值粒徑是由激光衍 射法測(cè)定的值。
[0073] 作為原料粉末的玻璃料的中值粒徑優(yōu)選為80 μ m以下。如果玻璃料的中值粒徑超 過40 μπι,則在成形性下降方面并不太優(yōu)選。玻璃料的中值粒徑是由激光衍射法測(cè)定的值。
[0074] 對(duì)于作為原料粉末的高嶺土和粘土粒子,沒有特別限制,中值粒徑優(yōu)選為80 μπι 以下,進(jìn)一步優(yōu)選為40 μπι以下,特別優(yōu)選為10 μπι以下。通過使用這樣的中值粒徑的高嶺 土粒子,可良好地提高由原料粉末制作的還土的流動(dòng)性。
[0075] 對(duì)于原料粉末的配合比例沒有特別限制,但熔融二氧化硅粒子的配合比例優(yōu)選為 20~80質(zhì)量%。玻璃料的配合比例優(yōu)選為20質(zhì)量%~80質(zhì)量%。高嶺土粒子的配合比 例優(yōu)選為10~50質(zhì)量%。另外,上述配合比例中,熔融二氧化硅粒子、玻璃料及高嶺土粒 子的各配合比例的合計(jì)為100質(zhì)量%。
[0076] 作為添加劑可以列舉粘合劑、造孔材料等。作為分散介質(zhì)可以列舉水等。
[0077] 作為粘合劑可以列舉甲基纖維素、羥基丙氧基纖維素、羥基乙基纖維素、羧基甲基 纖維素、聚乙烯醇等。作為造孔材料只要是燒成后成為氣孔的材料就沒有特別限定,可以列 舉例如淀粉、發(fā)泡樹脂、吸水性樹脂、二氧化硅凝膠、木肩等。
[0078] 通過調(diào)整原料粉末的粒徑及配合量、以及所添加的造孔材料的粒徑及配合量,可 以得到所希望的氣孔率、中值粒徑的多孔體。
[0079] 接著,對(duì)所得的成形原料進(jìn)行混煉,形成坯土。作為形成坯土的方法沒有特別限 定,可以列舉例如使用捏合機(jī)、真空練泥機(jī)等的方法。
[0080] 接著,將所得的坯土擠出成形,制作蜂窩成形體。擠出成形可以使用具有所希望的 孔格形狀、隔壁厚度、孔格密度的金屬模具來進(jìn)行。接著,還可以使得到的蜂窩成形體干燥, 得到使該蜂窩成形體干燥后的蜂窩干燥體