蜂窝结构体及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蜂窝结构体。更详细地，涉及用于净化从柴油机排出的废气的蜂窝结 构体。
【背景技术】
[0002] 汽油机的废气净化技术是以在理论空燃比下运转的引擎与同时净化HC · CO · NOx的三元催化剂的技术为前提的。另一方面，由于柴油机在氧过剩的状态下运转，因此上述三 元催化剂无法发挥功能，在氧过剩的气氛中，不能还原N0X。
[0003] 作为在氧过剩的气氛中还原NOx的技术，有选择性催化还原（SCR)的技术。选择 性催化还原（SCR)是指使用氨作为还原剂来还原NOx的技术。该技术是作为对从发电厂等 固定排出源排出的废气进行净化的技术而开发的，使用了二氧化钛-氧化钒系催化剂。以 下，有时将选择性催化还原中使用的催化剂称为"SCR催化剂"。所谓"SCR"是"Selective Catalytic Reduction" 的简称。
[0004] 已经寻求以高效率净化从柴油机排出的NOx，对将从固定排出源排出的废气的净 化技术适用于柴油车辆进行了研宄。开发了与三元催化剂同样地在堇青石蜂窝上担载二 氧化钛-氧化钒系催化剂的技术（专利文献1)、与固定排出源用催化剂同样地将二氧化 钛-氧化钒系催化剂成形为蜂窝形状的技术（专利文献2)。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特公平8-11194号公报
[0008] 专利文献2 :日本专利第2675321号
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 就SCR催化剂而言，作为其催化剂成分，"以氧化钛为主成分并含有氧化钨及氧 化钒的催化剂"受到关注。这样的催化剂存在的问题是：即使使用了如在专利文献1中记 载的那样的、对催化剂的担载量、催化剂的粒径、构成蜂窝结构体的隔壁的开口率、微细孔 量进行调节的技术，也难以抑制催化剂从隔壁剥离。其理由如下所述。首先，现有的由堇 青石构成的蜂窝结构体的热膨胀系数为〇.〇8Xl(T6/°C (550°C)左右。而另一方面，涂覆 了"以氧化钛为主成分并含有氧化钨及氧化钒的催化剂"的蜂窝结构体的热膨胀系数变为 0.35X1(T7°C (550°C)，在涂覆上述催化剂前后，其热膨胀系数大幅变化。即，通过涂覆上 述催化剂，由堇青石构成的蜂窝结构体的热膨胀系数增大。其原因推测为是由于上述催化 剂的热膨胀系数是比堇青石的热膨胀系数更高的值（具体而言是6. OX KT6/°C、550°C )。 由此可知，在使用上述催化剂时，即使使用专利文献1中记载的技术，在抑制催化剂从隔壁 剥离方面也存在极限。因此，对于即使在担载上述催化剂那样的热膨胀系数较高的催化剂 的情形下，也能有效地抑制催化剂从隔壁剥离的新技术的开发，有着很高的期望。
[0011] 本发明就是鉴于上述问题而完成的。本发明提供一种蜂窝结构体，其能够适合于 作为用来对从柴油机等内燃机或各种燃烧装置排出的废气进行净化的催化剂担载、过滤器 而使用。特别地，本发明提供一种蜂窝结构体，其即使在担载以氧化钛为主成分并含有氧化 钨及氧化钒的催化剂这样的热膨胀系数较高的催化剂时，也能有效地抑制催化剂从隔壁剥 离。
[0012] 解决课题的方法
[0013] 为了上述课题，本发明提供以下的蜂窝结构体。
[0014] [1] 一种蜂窝结构体，其具备柱状的蜂窝结构部，该蜂窝结构部具有划分形成多个 孔格的隔壁，该多个孔格成为流体的流路并从第一端面延伸至第二端面；所述隔壁由多孔 体构成，该多孔体具有骨料和以在所述骨料间形成细孔的状态将所述骨料彼此结合的结合 材料；所述骨料含有熔融二氧化硅粒子，所述结合材料含有玻璃，所述多孔体中的SiO2的含 有比例为70质量％以上，且所述多孔体的40~800°C的热膨胀系数是1. 5~6. 0 X 10_6/°C。
[0015] [2]如所述[1]所记载的蜂窝结构体，所述隔壁的气孔率为10~60%。
[0016] [3]如所述[1]或[2]所记载的蜂窝结构体，作为所述结合材料的所述玻璃内包含 碱金属，所述多孔体中含有的所述碱金属的质量比例为1~10质量％。
[0017] [4]如所述[1]~[3]任一项所记载的蜂窝结构体，其进一步包括以氧化钛为主成 分并含有氧化钨及氧化钒的催化剂，该催化剂担载于所述隔壁的表面及形成于所述隔壁的 细孔的内部中的至少一方上。
[0018] [5]制造所述[1]所记载的蜂窝结构体的制造方法，其具备：
[0019] 调制成形原料的工序，所述成形原料含有成为骨料的熔融二氧化硅粒子的粉末和 成为结合材料的玻璃料，
[0020] 对所述成形原料进行混炼，形成坯土的工序，
[0021] 将所述坯土挤出成形，制作蜂窝成形体的工序，以及
[0022] 对所述蜂窝成形体进行烧成，制作蜂窝结构体的工序，所述蜂窝结构体具备蜂窝 结构部，所述蜂窝结构部具有由多孔体构成的隔壁。
[0023] [6]如所述[5]所记载的制造方法，所述熔融二氧化硅粒子为SiO^纯度为95质 量％以上的粒子。
[0024] [7]如所述[5]或[6]所记载的制造方法，所述成形原料中含有的原料粉末中的所 述熔融二氧化硅粒子的配合比例为20~80质量％。
[0025] [8]如所述[5]或[6]所记载的制造方法，所述成形原料中含有的原料粉末中的所 述玻璃料的配合比例为20质量％~80质量％。
[0026] [9]如所述[5]或[6]所记载的制造方法，所述玻璃料由铝硅酸盐玻璃或钠钙玻璃 构成。
[0027] [10]如所述[5]或[6]所记载的制造方法，所述熔融二氧化硅粒子的中值粒径为 5 ~80 μ m〇
[0028] [11]如所述[5]或[6]所记载的制造方法，所述玻璃料的中值粒径为80 μ m以下。
[0029] [12]如所述[5]或[6]所记载的制造方法，所述成形原料还含有选自高岭土、粘土 及陶瓷碎粒所组成的组中的至少1种。
[0030] 发明效果
[0031] 本发明的蜂窝结构体，其蜂窝结构部的隔壁由多孔体构成，该多孔体具有骨料和 以在该骨料间形成细孔的状态将骨料彼此结合的结合材料。而且，该多孔体中，骨料含有熔 融二氧化硅粒子，结合材料含有玻璃。本发明的蜂窝结构体中，多孔体中的3102的含有比 例为70质量％以上，且该多孔体的40~800°C的热膨胀系数为1. 5~6. 0 X 10_7°C。本发 明的蜂窝结构体能够适合于作为用于对从柴油机等内燃机或各种燃烧装置排出的废气进 行净化的催化剂担载、过滤器来使用。特别地，本发明的蜂窝结构体与现有的由堇青石构成 的蜂窝结构体相比，蜂窝结构体的热膨胀系数增大。因此，即使在担载以氧化钛为主成分并 含有氧化钨及氧化钒的催化剂这样的热膨胀系数较高的催化剂时，也能够有效地抑制催化 剂随着温度的变化而从隔壁剥离。此外，本发明中的"抑制催化剂剥离的效果"在很大程度 上源于构成隔壁的多孔体材料的热膨胀系数，因而与隔壁的厚度、该隔壁的气孔率等有关 的制约难以产生，提高了蜂窝结构体的设计自由度。
【附图说明】
[0032] 图1是从流入端面侧观察本发明的蜂窝结构体的一个实施方式时的示意立体图。
[0033] 图2是从流入端面侧观察图1所示的蜂窝结构体时的示意平面图。
[0034] 图3是显示图1所示的蜂窝结构体的、平行于孔格延伸方向的断面的示意断面图。
[0035] 图4是示意性显示构成隔壁的多孔体的放大示意图。
[0036] 图5是从流入端面侧观察本发明的蜂窝结构体的其他实施方式时的示意立体图。
[0037] 图6是从流入端面侧观察图5所示的蜂窝结构体时的示意平面图。
[0038] 图7是显示图5所示的蜂窝结构体的、平行于孔格延伸方向的断面的示意断面图。
[0039] 符号说明
[0040] 1、31 :隔壁，2、32 :孔格，3、33 :外周壁，4、34 :蜂窝结构部，7 :骨料，8 :结合材料， 9 :细孔，10 :多孔体，11、41 :第一端面（端面），12、42 :第二端面（端面），35 :催化剂，100、 200 :蜂窝结构体。
【具体实施方式】
[0041] 以下，参照附图详细说明用来实施