蜂窝构造体及使用其的气体处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在用于净化废气的过滤器等中使用的蜂窝构造体及使用其的气 体处理装置。
【背景技术】
[0002] 目前，为了捕集在内燃机、焚烧炉以及锅炉等所产生的废气中含有的微粒子等，使 用过滤器。
[0003] 作为这种过滤器，例如专利文献1所示，提出一种堇青石质陶瓷蜂窝过滤器，其 具有蜂窝构造体和密封部，所述蜂窝构造体具有由多孔质的隔壁分隔开的多个流路，所述 密封部交替设置在所述流路的废气流入侧或废气流出侧，所述过滤器使废气通过所述多孔 质隔壁，将废气中含有的微粒子除去，其中，所述多孔质隔壁的气孔率为45~58%，平均 细孔径为15~30 μ m，细孔径超过50 μ m的细孔容积占整体细孔容积超过10 %但在25 % 以下，细孔径为IOOym以上的细孔容积占整体细孔容积的1~8%，细孔径小于10 μπι 的细孔容积占整体细孔容积的3~10%，并且细孔分布偏差〇为0.6以下，其中，〇 = log (D20) -log (D80)，D20表示的是在表示细孔径与累积细孔容积（将从最大的细孔径到特 定的细孔径为止的细孔容积累积起来的值）之间的关系的曲线中，相当于整体细孔容积的 20%的细孔容积处的细孔径（y m)，D80同样表示相当于整体细孔容积的80%的细孔容积 处的细孔径（μ m)，且D80 < D20。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :国际公开第2009/048156号册子
[0007] 尤其近几年，虽然要求耐热冲击性高，且蜂窝构造体再生时、即便燃烧捕集的微粒 子热损伤也少的蜂窝构造体，但是对于密封件的因热引起的损伤仍有改善的余地。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于，提供一种能够充分维持耐热 冲击性，并且即便燃烧捕集的微粒子也能够抑制热引起的密封件的损伤的蜂窝构造体以及 具备该蜂窝构造体的可靠性高的气体处理装置。
[0009] 本发明的蜂窝构造体，其特征在于，其由陶瓷烧结体构成，并具备：筒状部；隔壁 部，其在该筒状部的内侧被配置成形成供流体流通的多个流通孔且具有通气性；第一密封 件，其对所述多个流通孔之中的、所述筒状部的一方端侧的口进行密封；第二密封件，其对 所述筒状部的另一方端的口进行密封，
[0010] 所述第一密封件以及所述第二密封件的至少任一方具有：气孔径的累积分布曲线 中累积80体积％的气孔径（p80)与累积20体积％的气孔径（p20)之比R1 (p80/p20)为1. 8 以上且2. 2以下的气孔。
[0011]另外，本发明的气体处理装置，其特征在于，在连接有排气管的壳体内具备上述构 成的蜂窝构造体。
[0012] 发明效果
[0013] 根据本发明的蜂窝构造体，由于密封件中的气孔径的偏差变小，所以为了再生蜂 窝构造体，即便燃烧捕集的微粒子，也能够抑制热引起的密封件的损伤。
[0014] 另外，根据本发明的气体处理装置，能够长期高效地捕集微粒子，可靠性高。
【附图说明】
[0015] 图1表示本实施方式的蜂窝构造体的一例，（a)是立体图，（b)是（a)中的在B-B' 线的剖面图。
[0016] 图2表示本实施方式的蜂窝构造体的端面的一例，（a)是流入口侧的局部放大图， (b)是流出口侧的局部放大图。
[0017] 图3表示本实施方式的蜂窝构造体的端面的其他的例子，（a)是流入口侧的局部 放大图，（b)是流出口侧的局部放大图。
[0018] 图4是在形成本实施方式的蜂窝构造体的隔壁部上存在的气孔的分布曲线的一 例。
[0019] 图5是示意地表示本实施方式的一例的气体处理装置的概略剖面图。
【具体实施方式】
[0020] 以下，对于本发明的蜂窝构造体及使用其的气体处理装置的实施方式的例子进行 说明。
[0021] 图1表示本实施方式的蜂窝构造体的一例，（a)是立体图，（b)是（a)中的在B-B' 线的剖面图。
[0022] 图1所示的例子的蜂窝构造体1由陶瓷烧结体构成，并具备：筒状部4 ;在筒状部 4的内侧，以形成有供流体流通的多个流通孔3的方式配置的具有通气性的隔壁部2 ;对多 个流通孔3之中的、筒状部4的一方端侧的口进行密封的第一密封件8 ;对筒状部4的另一 方端的口进行密封的第二密封件8。
[0023] 需要说明的是，在以下的说明中，将一方端侧作为流体的流入侧，将另一方端侧作 为流体的流出侧进行说明，但不限于此。
[0024] 在该蜂窝构造体1的流入侧例如连接有柴油发动机、汽油发动机等内燃机（未图 示）。在该内燃机动作时，产生作为流体的废气，该废气如图I (b)所示，从蜂窝构造体1的 流入侧的未形成密封件8的流入口 3a导入，但被形成于流出侧的密封件8挡住其流出。流 出被挡住的废气通过具有通气性的隔壁部2,并被导入相邻的流通孔3。在废气通过隔壁部 2时，在隔壁部2的壁面或隔壁部2的气孔的表面，捕集以废气中的碳为主成分的微粒子、以 硫磺氧化而形成的硫酸盐为主成分的微粒子以及由高分子构成的未燃的碳化氢等微粒子 (以下，将它们总称简称为微粒子。）。微粒子被捕集后的废气以净化了的状态从未形成密 封件8的流出口 3b排出到外部。
[0025] 在本实施方式的蜂窝构造体1中，筒状部4、隔壁部2和密封件8都由陶瓷烧结体 构成。
[0026] 对于分别构成筒状部4、隔壁部2以及密封件8的成分，主成分都优选为线膨胀系 数小的成分，例如堇青石（2MgO · 2A1203 · 5Si02)、β -锂霞石（Li2O · Al2O3 · 2Si02)、β -锂 辉石（Li2O · Al2O3 · 4Si02)、碳化娃（SiC)、氮化娃（Si3N4)、塞隆（Si 6_zAlz0zN8_z，其中 ζ 以 固溶量计算为〇. 1以上且1以下。）、模来石（3A1203 · 2Si02)、铝酸钙（CaAl4O7)、磷酸锆钾 (KZr 2(PO4))以及钛酸铝（Al2TiO5)的至少任一种。
[0027] 在此，所谓隔壁部2、筒状部4以及密封件8的各主成分，是指分别构成所述各 部件的整体成分100质量％之中比50质量％多的含量的成分。对于构成各部件的成分 (结晶构造）的同定，只要使用X射线衍射装置进行测定即可。另外，对于含量，只要使用 ICP(Inductively Coupled Plasma)发光分光分析装置或焚光X射线分析装置，求出金属元 素的含量，基于同定的结晶构造，换算为氧化物、碳化物、氮化物来求出即可。
[0028] 另外，在隔壁部2、筒状部4以及密封件8都是以钛酸铝（Al2TiO5)为主成分的情 况下，适合分别含有钛酸镁（MgTi 2O5)以及钛酸铁（Fe2TiO5)为16质量％以上且24质量％ 以下。该比率是耐热性优越的钛酸铝（Al 2TiO5)、耐腐蚀性优越的钛酸镁（MgTi2O5)以及耐 热劣化性优越的钛酸铁（Fe 2TiO5)的最佳比率，是各部件的耐热性、耐腐蚀性以及耐热劣化 性变好的比率。
[0029] 另外，在隔壁部2、筒状部4以及密封件8都是以钛酸铝（Al2TiO5)为主成分的情 况下，隔壁部2、筒状部4以及密封件8的各自的粒界相的至少任一个优选以硅氧化物为主 成分。在这些粒界相的至少任一个以硅氧化物为主成分时，存在该粒界相与相邻的结晶粒 子彼此强力结合的倾向，并且抑制结晶粒子的异常的粒成长，因此，有可增高机械强度的倾 向。尤其，该硅氧化物优选相对于构成粒界相的各个氧化物的合计100质量％而言是90质 量％以上。
[0030] 另外，在本实施方式的蜂窝构造体1中，重要的是，第一以及第二密封件8的至少 任一方具有：气孔径的累积分布曲线中的、累积80体积％的气孔径（p80)比上累积20体 积％的气孔径（P20)的比（p80/p20)为1. 8以上且2. 2以下的气孔。若是这种结构，则密 封件8中的气孔径的偏差变小，因此能够提高机械强度，并且为了再生蜂窝构造体1，即便 燃烧捕集的微粒子，也能够抑制热引起的密封件的损伤。
[0031] 需要说明的是，对流出口进行密封的密封件8捕集的微粒子比对流入口进行密封 的密封件8捕集的微粒子多，因此，在将捕集的微粒子燃烧除去的情况下，由于要求高的散 热特性，所以，尤其对流出口进行密封的密封件8中的气孔优选为上述结构，优选将一方端 侧作为流入侧，将另一方端侧作为流出侧。
[0032] 需要说明的是，在图1所示的例子的蜂窝构造体1中，虽然在流入侧的端面形成有 密封件8的一方，但不在流入侧的端面，也可以在从该端面进入到中央侧的位置形成，也没 问题。
[0033] 需要说明的是，图1示出了流通孔形成为格子状的例子，但流通孔3的形状不限于 此。
[0034] 例如，图2表示本实施方式的蜂窝构造体的端面的一例，（a)是流入口侧的局部放 大图，（b)是流出口侧的局部放大图。在图2所示的例子中，端面处的流通孔3的开口形状 分别为四方形、八角形。
[0035] 图3表示本实施方式的蜂窝构造体的端面的其他的例子，（a)是流入口侧的局部 放大图，（b)是流出口侧的局部放大图。在图3所示的例子中，端面处的流通孔3的开口形 状分别为扁平六角形、正六角形。
[0036] 这种形状的流通孔可根据使用蜂窝构造体的用途而选用。
[0037] 另外，在本实施方式的蜂窝构造体1中，隔壁部2优选具有如下这样的气孔，即， 在气孔径的累积分布曲线之中，累积80体积％的气孔径（p80)与累积20体积％的气孔径 (P20)之比（p80/p20)为I. 1以上且1. 5以下。若是这种结构，隔壁部2中的气孔径的偏差 变小，因此可以提高机械特性，并且为了再生蜂窝构造体1，即便燃烧捕集的微粒子，也能够 抑制热引起的隔壁部2的损伤。
[0038] 另外，在本实施方式的蜂窝构造体1中，隔壁部2的气孔优选：关于相对于气孔径 的累积分布曲线中的累积50体积％的气孔径（p50)的半值宽度而言，相