陶瓷蜂窝结构体及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车等内燃机的废气净化所使用的陶瓷蜂窝结构体、及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 为了削减由过滤器、建设机械用内燃机、产业用内燃机排出的废气中所包含的 PM (Particulate Matter :微粒状物质）、NOx (氮氧化物）、HC(经）、C0( -氧化碳）、SOx (硫 氧化物）等有害物质，而使用陶瓷蜂窝结构体作为废气净化用的催化剂载体或微粒子捕集 用的过滤器。该陶瓷蜂窝结构体1如图1(a)和图1(b)所示，具有被多孔质的隔壁12隔开 且在废气流通的方向上延伸的多个孔道13。作为催化剂载体使用的陶瓷蜂窝结构体在其隔 壁的表面、隔壁内部所存在的微孔中负载净化用的催化剂，穿过陶瓷蜂窝结构体的废气与 这些催化剂接触，由此进行废气的净化。
[0003] 使用这种陶瓷蜂窝结构体净化废气时，为了提高净化效率，需要使废气所含的有 害物质与隔壁中负载的催化剂高效地接触。因此，通常采用减小孔道开口面积、增加孔道密 度，进而增大与催化剂的接触面积的方法。然而，若增加孔道密度，则存在压力损失增加的 问题。
[0004] 对于这样的问题，日本特表2006-517863号公开了催化剂支承体（陶瓷蜂窝结构 体），其由蜂窝结构体构成，所述蜂窝结构体由多孔质陶瓷材料构成、且包含由入口端贯穿 至出口端的多个平行的孔道，上述多孔质陶瓷材料具有超过45容积％的总体的气孔率和 连通孔的网状组织，该连通孔的网状组织具备具有大于5 μ m且小于30 μ m的中值微孔直径 的窄微孔直径分布。日本特表2006-517863号中记载有：该催化剂支承体（陶瓷蜂窝结构 体）能够实现更高的催化剂装填率而不伴有压力降低。
[0005] W02007/026803公开了一种陶瓷蜂窝结构体，其具备：以形成将两个端面间连通 的多个孔道的方式而配置的、具有多个微孔的多孔质的隔壁；和以在任一端面或孔道的 内部中对上述孔道进行网眼密封的方式来配置的网眼密封部，其中，所述隔壁的透过性为 7X 10 12~4X 10 sm2，W02007/026803中记载有该陶瓷蜂窝结构体的净化效率优异且压力损 失小。
[0006] 然而，对于日本特表2006-517863号和W02007/026803号中记载的陶瓷蜂窝结构 体，在催化剂负载于隔壁的表面或隔壁内部的微孔的情况下，有时隔壁内部的微孔被催化 剂堵塞，从而催化剂负载后的陶瓷蜂窝结构体的压力损失变大，隔壁内部的微孔中负载的 催化剂难以被有效地活用，有时无法提高净化效率。尤其是，在如日本特表2006-517863号 中记载的催化剂支承体那样不具备网眼密封部的陶瓷蜂窝结构体（催化剂载体）的情况 下，有时废气难以在隔壁内部的负载有催化剂的微孔中流通，有时净化效率无法提高。此 外，由于W02007/026803号中记载的陶瓷蜂窝结构体的隔壁的透过性大，因此隔壁自身的 强度小，陶瓷蜂窝结构体的强度存在问题。
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的课题
[0008] 因此，本发明的目的在于提供一种废气净化用的陶瓷蜂窝结构体，该废气净化用 的陶瓷蜂窝结构体即便不具备网眼密封部，也能够在维持强度的同时确保废气向隔壁内部 的微孔的流通性，此外，通过负载催化剂，从而催化剂所带来的有害物质的除去能力高，且 压力损失小。
[0009] 用于解决课题的手段
[0010] 本发明人鉴于上述目的而进行了深入研究，其结果发现：在具有被多孔质的隔壁 隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体中，当上述隔壁满足（a)具有50~80%的气孔率、（b) 利用水银压入法测定的中值微孔直径为25~50 μπκ (c)利用水银压入法测定的微孔直径 20 μπι以下的累积微孔容积为总微孔容积的25%以下、（d)利用水银压入法的测定的微孔 直径大于20 μ m且50 μ m以下的累积微孔容积为总微孔容积的50%以上、以及（e)利用水 银压入法测定的微孔直径大于50 μ m的累积微孔容积为总微孔容积的12%以上的条件时， 可以得到兼顾高强度和废气向微孔的高流通性的蜂窝结构体，从而想到本发明。
[0011]即，本发明的陶瓷蜂窝结构体的特征在于，具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道，
[0012] 对于上述隔壁而言，
[0013] (a)气孔率为5〇~8〇 %，
[0014] (b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25~50 μπι，
[0015] (c) (i)利用水银压入法测定的微孔直径20 μπι以下的累积微孔容积为总微孔容 积的25%以下，
[0016] (ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20 μπι且50 μπι以下的累积微孔容积 为总微孔容积的50%以上，以及
[0017] (iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50 μπι的累积微孔容积为总微孔容积 的12%以上。
[0018] 优选为，在上述隔壁表面开口的微孔的开口面积率（隔壁表面的每单位面积中开 口的微孔的总开口面积）为30%以上。
[0019] 优选为，以等效圆直径表示在上述隔壁表面开口的微孔时，中值开口直径为60 μπι 以上。
[0020] 优选为，以等效圆直径表示在上述隔壁表面开口的微孔时，开口直径30 μπι以下 的累积开口面积为总开口面积的20%以下。
[0021] 优选为，以等效圆直径表示在上述隔壁表面开口的微孔时，开口直径100 μπι以上 的累积开口面积为总开口面积的30~70%。
[0022] 优选为，上述隔壁的通气度为10X10 12~30X10 12m2。
[0023] 优选为，上述陶瓷蜂窝结构体的A轴压缩强度为LOMPa以上。
[0024] 制造上述陶瓷蜂窝结构体的本发明的方法的特征在于，
[0025] 其包括：将包含堇青石化原料和造孔材料的原料粉末混炼而得到坯土的工序；将 上述坯土挤出成形而得到蜂窝状的成形体的工序；以及对上述成形体进行干燥和烧成而得 到陶瓷蜂窝结构体的工序，
[0026] (a)上述堇青石化原料包含具有10~60 μm的中值粒径的二氧化娃10~25质 量％，
[0027] (b)对于上述造孔材料，
[0028] ⑴具有大于70μπι且200 μπι以下的中值粒径，
[0029] (ii)在表示粒径与累积体积（累积特定粒径以下的粒子体积而得的值）的关系 的曲线中，与总体积的90%相当的累积体积下的粒径D90为90~250 μ m，以及与总体积的 10%相当的累积体积下的粒径DlO为15~160 μm，
[0030] (iii)粒度分布偏差SD为0· 3以下，
[0031] (c)上述造孔材料的含量相对于堇青石化原料为1~20质量％。
[0032] 发明效果
[0033] 本发明的陶瓷蜂窝结构体即便在不具备网眼密封部的情况下，也能够在维持强度 的同时确保废气向隔壁内部的微孔的高流通性，因此，通过负载催化剂，可以得到催化剂所 带来的有害物质的除去能力高、并且压力损失小的废气净化用的陶瓷蜂窝结构体。
【附图说明】
[0034] 图I (a)为示意性地表示本发明的陶瓷蜂窝结构体的一例主视图。
[0035] 图I (b)为示意性地表示本发明的陶瓷蜂窝结构体的一例的部分剖面图。
[0036] 图2为表示本发明的陶瓷蜂窝结构体的隔壁的表面的电子显微镜照片。
【具体实施方式】
[0037] 以下，具体对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限于以下的实施方式，在 不脱离本发明的主旨的范围内，可以基于本领域技术人员的通常的知识而适当地实施设计 的变更、改良等。
[0038] 本发明的陶瓷蜂窝结构体的特征在于，其为具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道 的陶瓷蜂窝结构体，
[0039] 对于上述隔壁而言，
[0040] (a)气孔率为5〇~8〇 %，
[0041] (b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25~50 μπι，
[0042] (c) (i)利用水银压入法测定的微孔直径20 μπι以下的累积微孔容积为总微孔容 积的25%以下，
[0043] (ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20 μπι且50 μπι以下的累积微孔容积 为总微孔容积的50%以上，以及
[0044] (iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50 μm的累积微孔容积为总微孔容积 的1