蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種蜂窩結構體，其抑制燒成時的變形，防止催化劑從隔壁剝離，且可在低的燒成溫度進行燒成。本發明的蜂窩結構體(1)含有董青石成分，具有劃分形成多個孔格(3)的隔壁(4)，所述多個孔格(3)從第一面(2a)延伸至第二面(2b)并形成流體的流路，中心軸方向(A)的熱膨脹系數在40℃～800℃的溫度變化中為1.2ppm/K以上3.5ppm/K以下，與中心軸方向(A)正交的截面方向的熱膨脹系數在40℃～800℃的溫度變化中為0.8ppm/K以上2.5ppm/K以下。
【專利說明】
蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法
技術領域
[0001] 本發明涉及蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法。更詳細地，涉及用于凈化由 柴油機排出的廢氣且可低溫燒成的含有董青石成分的蜂窩結構體、以及該蜂窩結構體的制 造方法。
【背景技術】
[0002] 以往，陶瓷制蜂窩結構體（以下，簡稱為"蜂窩結構體"。）用于汽車廢氣凈化用催化 劑載體、柴油顆粒過濾器、或燃燒裝置用蓄熱體等廣范的用途中。蜂窩結構體通過下述方法 制造:調制成形材料(坯土），使用擠壓成形機進行擠壓成形以形成所希望的蜂窩形狀，經生 坯切斷(生切斷）、干燥、端面精加工而成蜂窩成形體，將該蜂窩成形體在高溫下進行燒成。
[0003] 柴油機由于在氧過量的狀態下運行，因此無法通過一般在汽油機中使用的三元催 化劑來對N0X進行還原處理。作為在氧過量的氣氛下還原N0 X的技術，已知有選擇性催化還原 (SCR: Selective Catalytic Reduct ion)技術。選擇性催化還原（SCR)是使用氨作為還原劑 來還原N0X的技術，其是作為凈化來自發電站等固定排出源的廢氣的技術而開發出的，使用 了二氧化鈦-氧化釩系催化劑。
[0004] 近年來，要求以高效率凈化從柴油機排出的N0X，嘗試了在柴油車輛中應用上述選 擇性催化還原所涉及的技術。例如，開發出在含有董青石成分的蜂窩結構體（以下，稱為"董 青石蜂窩"。）中擔載二氧化鈦-氧化釩系催化劑的技術(參照專利文獻1 )、或將二氧化鈦-氧 化釩系催化劑成形為蜂窩形狀的技術(參照專利文獻2)。
[0005] 董青石蜂窩具有格子狀的隔壁，所述隔壁劃分形成多邊形的多個孔格，所述多個 孔格從第一面延伸至第二面并形成流體的流路。董青石成分含有硅、鋁和鎂這三成分，含有 董青石成分的材料具備如下的特征：熱膨脹系數與氧化鋁材料等相比低，并且，耐熱沖擊 性、耐強度性優異。因此，董青石蜂窩用于上述汽車廢氣凈化用催化劑載體等廣泛的領域 中。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特公平8-11194號公報 [0009]專利文獻2:日本專利第2675321號公報

【發明內容】

[0010] 發明所要解決的課題
[0011] 雖然董青石蜂窩具有基于上述董青石成分的優異的特征，但在用于汽車廢氣凈化 用催化劑載體等中時，有時在下述提及的方面構成問題。即，含有董青石蜂窩的一般的蜂窩 結構體，經過在高溫下將擠壓成形的蜂窩成形體進行燒成的燒成工序而制造。
[0012] 進而，由于熱膨脹系數的值低，因此在作為汽車廢氣凈化用催化劑單體來使用時， 涂布于隔壁上而被擔載的上述釩系SCR催化劑有時會從該隔壁剝離。在此，涂布于隔壁上而 被擔載的上述催化劑一般為6ppm/K左右的熱膨脹系數，相對于此，董青石蜂窩的熱膨脹系 數為比該催化劑低的小于lppm/K。
[0013] 即，在凈化廢氣時，暴露于高溫環境下的董青石蜂窩僅產生非常微量的熱膨脹。相 對于此，所擔載的催化劑在高溫環境下產生較大的熱膨脹。其結果是，催化劑有時會從隔壁 剝離。據此，由于催化劑從董青石蜂窩脫離，從而有可能使廢氣的凈化性能等大幅度降低。 [0014]進而，為了制造董青石蜂窩，需要在1400°C以上（例如1430°C)的燒成溫度對蜂窩 成形體進行燒成工序。該燒成溫度是與一般的窯業產品相比高的溫度，成為制造成本和設 備成本增大的主要原因。
[0015] 因此，本發明是鑒于上述以往的實情而完成的，其提供防止催化劑從隔壁剝離且 能夠在低的燒成溫度進行燒成的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法。
[0016] 用于解決課題的方法
[0017] 根據本發明，可提供解決了上述課題的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法。
[0018] [1]-種蜂窩結構體，其是含有董青石成分的蜂窩結構體，其具有劃分形成多個孔 格的隔壁，所述多個孔格從第一面延伸至第二面并成為流體的流路，
[0019] 所述蜂窩結構體的中心軸方向的熱膨脹系數在40 °C~800 °C的溫度變化中為 1.2ppm/K以上3.5ppm/K以下，與所述中心軸方向正交的截面方向的熱膨脹系數在40°C~ 800°C的溫度變化中為0.8ppm/K以上2.5ppm/K以下，在同一溫度下，與所述中心軸方向正交 的截面方向的熱膨脹系數低于所述中心軸方向的熱膨脹系數。
[0020] [ 2 ]如上述[1 ]所述的蜂窩結構體，所述中心軸方向的熱膨脹曲線中，將40 °C~800 °C的溫度范圍的平均熱膨脹系數設為Xppm/K、將200°C~600°C的溫度范圍的平均熱膨脹系 數設為Yppm/K時，Y為0 ? 5X~1 ? 5X的范圍，
[0021]所述截面方向的熱膨脹曲線中，將40°C~800°C的溫度范圍的平均熱膨脹系數設 為Xppm/K、將200°C~600°C的溫度范圍的平均熱膨脹系數設為Yppm/K時，Y為0.5X~1.5X的 范圍。
[0022] [3]如上述[1]或[2]所述的蜂窩結構體，其含有硅、鋁和鎂這三成分作為構成元 素，將所述三成分的氧化物合計比率設為100%時，氧化硅為50%以上，氧化鋁為15%以上 45%以下，氧化鎂為5%以上30%以下。
[0023] [4]如上述[1]~[3]中任一項所述的蜂窩結構體，成形材料中不含氧化鋁、氫氧化 鋁、氧化硅。
[0024 ] [ 5 ]如上述[1 ]~[4 ]中任一項所述的蜂窩結構體，所述蜂窩結構體的所述中心軸 方向的抗壓強度為15MPa以上。
[0025] [6]-種蜂窩結構體的制造方法，其為用于制造上述[1]~[5]中任一項所述的蜂 窩結構體的制造方法，所述蜂窩結構體的制造方法具有：
[0026] 成形工序，從成形材料形成具有隔壁的蜂窩成形體，所述隔壁劃分形成多個孔格， 所述多個孔格從第一面延伸至第二面并成為流體的流路；以及
[0027] 燒成工序，對所述蜂窩成形體進行燒成，
[0028] 所述燒成工序中的最高溫度為1250°C以上1370°C以下。
[0029] 發明的效果
[0030] 本發明的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法中，通過在比通常低的燒成溫 度進行燒成，從而使得董青石蜂窩的制品形狀的尺寸精度良好，通過縮小與催化劑之間的 熱膨脹系數的差異，能夠防止催化劑從隔壁剝離。進而，通過降低燒成溫度來縮短燒成時 間，能夠實現抑制了制造成本等的高效的蜂窩結構體的制造。
【附圖說明】
[0031] 圖1為示意性地表示本發明的一個實施方式的蜂窩結構體的一個例子的立體圖。
[0032] 圖2為示意性地表示蜂窩結構體的一個例子的俯視圖。
[0033] 圖3為表示在中心軸方向上的實施例1、實施例4、比較例3和釩系固體SCR催化劑的 熱膨脹曲線的圖表。
[0034] 圖4為表示在截面方向上的實施例1和實施例4的熱膨脹曲線的圖表。
[0035] 符號說明
[0036] 1:蜂窩結構體、2a:第一面、2b:第二面、3:孔格、4:隔壁、5:蜂窩結構部、A:中心軸 方向、B:截面方向。
【具體實施方式】
[0037] 以下，一邊參照附圖一邊對本發明的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法的 實施方式進行詳述。另外，本發明的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法不限于以下的 實施方式，只要不脫離本發明的范圍，就能夠加以各種設計的變更、修改和改良等。
[0038] 如圖1和圖2所示，本實施方式的蜂窩結構體1的構成如下：具有蜂窩結構部5并呈 圓柱狀，所述蜂窩結構部5具備四邊形格子狀的隔壁4,所述隔壁4劃分形成從第一面2a延伸 至第二面2b的多個孔格3,所述多個孔格3形成流體的流路。
[0039] 圓柱狀的蜂窩結構體1含有硅、鋁和鎂這三成分作為構成元素，中心軸方向A(相當 于孔格3的軸向，參照圖1)的熱膨脹系數（CTE:Coefficient of Thermal Expansion)為 1 ? 2ppm/K以上3 ? 5ppm/K以下，進一步優選為1 ? 3ppm/K以上3 ? 2ppm/K以下，另一方面，與中心 軸方向A正交的截面方向B(相當于蜂窩結構體1的徑向，參照圖2。）的熱膨脹系數為0.8ppm/ K以上2.5ppm/K以下。上述熱膨脹系數表示在40 °C~800 °C的溫度變化中的值。進而，將熱膨 脹系數隨溫度變化的值標繪成熱膨脹曲線，該熱膨脹曲線沿中心軸方向A和截面方向B分別 顯示出線性膨脹變化。進而，就蜂窩結構體1而言，中心軸方向A的抗壓強度的值為15MPa以 上。
[0040] 進而，本實施方式的蜂窩結構體1中，對中心軸方向A和截面方向B的熱膨脹曲線， 將在40°C~800°C的溫度范圍的平均熱膨脹系數設為Xppm/K、將200°C~600°C的溫度范圍 的平均熱膨脹系數設為Yppm/K時，Yppm/K的值顯示0.5X~1.5X的范圍。即，200°C~600°C的 溫度范圍的平均熱膨脹系數Y在40 °C~800 °C溫度范圍的平均熱膨脹系數X的0.5倍~1.5倍 的范圍內呈正比（〇.5X<Y<1.5X)，呈現線性。因此，平均熱膨脹系數Y(200°C~600°C)為平 均熱膨脹系數X( 40 °C~800 °C)的值的± 50 %的范圍。
[00411在此，在釩系SCR催化劑的情況下，已知通過尿素的分解，在200 °C以上開始生成作 為還原劑的氨。進而，已知作為SCR催化劑的主成分的五氧化釩在600°C以上開始分解。因 此，將平均熱膨脹系數Y的區間熱膨脹率的溫度范圍設定為上述的200°C~600°C。由此，顯 示出在該溫度范圍具有線性熱膨脹性。
[0042]蜂窩結構體1是含有董青石成分的董青石蜂窩，所述董青石成分包含如上所述的 三成分即硅、鋁和鎂作為構成元素，當將三成分換算為氧化物而得的合計比率設為100% 時，氧化娃（silica)為50%以上，氧化錯（alumina)為15%以上45%以下，氧化鎂 (magnesia)為5%以上30%以下，進一步優選為，氧化娃50 %以上65%以下，氧化錯18%以 上36%以下，氧化鎂8%以上21 %以下。
[0043]將以上述比率含有氧化硅、氧化鋁和氧化鎂這三成分的成形材料進行擠壓成形， 形成具有隔壁的蜂窩成形體(未圖示），所述隔壁劃分形成多個孔格，然后對所得到的蜂窩 成形體在1250°C以上1370°C以下的燒成溫度進行燒成，從而制造蜂窩結構體1。作為原料， 可使用作為天然原料的高嶺土、滑石，作為合成原料的氧化鋁、氫氧化鋁，作為天然原料或 合成原料的二氧化硅。若能夠維持上述董青石的組成，則也可從在這些原料中省略昂貴的 合成原料。
[0044]在此，已知在低于1250°C的燒成溫度下，氧化硅作為方英石的結晶結構而存在，熱 膨脹系數的值顯著變高（例如5.0~10.0ppm/K左右）。另一方面，在超過1370°C的燒成溫度 下，與以往的董青石蜂窩的燒成溫度(例如，1430 °C)基本沒有差異，燒成時間等的縮短效果 降低，中心軸方向A相對于截面方向B的值變小。因此，將燒成溫度設定為1250°C以上1370°C 以下。
[0045] 已知在通常的董青石蜂窩的情況下，一般而言，截面方向B的熱膨脹系數的值相對 于中心軸方向A的熱膨脹系數的值更大。然而，就本實施方式的蜂窩結構體1而言，通過在比 通常的董青石蜂窩低的燒成溫度進行燒成，從而與截面方向B的熱膨脹系數的值相比，中心 軸方向A的熱膨脹系數的值更高。即，熱膨脹系數的值的大小關系發生逆轉。
[0046] 由此，盡管在與以往的董青石蜂窩相比低的燒成溫度進行燒成，也能夠將截面方 向B的熱膨脹系數抑制得低，在燒成工序時，尤其能夠抑制沿蜂窩結構體1的徑向產生的裂 紋的發生。進而，本實施方式的蜂窩結構體1顯示出盡管燒成溫度低，也具備與以往的董青 石蜂窩同等程度的中心軸方向A的抗壓強度，具有充分的耐強度性。
[0047]在將SCR催化劑用于大型柴油機用時，所處理的廢氣量比通常的汽車引擎用等多， 為了不損失通氣阻力，必然使用蜂窩直徑大的蜂窩結構體1。另一方面，已知SCR催化劑的反 應距離比較短。因此，為了得到基于該SCR催化劑所帶來的效果，并不太要求反應距離，即蜂 窩結構體的長度。因此，成為蜂窩長度相對于蜂窩直徑短的蜂窩結構體的形態。若在與長度 方向垂直的截面觀察的話，暴露于廢氣的催化劑通常中央部比周邊部溫度高。在蜂窩直徑 大于蜂窩長度的蜂窩結構體中，在蜂窩結構體的外周面沿周向作用的拉伸應力占主導，誘 發由蜂窩結構體的外周面朝中央產生裂紋。在蜂窩結構體的外周面沿周向作用的拉伸應力 依賴于截面方向B的熱膨脹，因此為了防止所述裂紋的產生，重要的是將截面方向B的熱膨 脹系數抑制得低。
[0048] SCR催化劑中，作為代表性的催化劑之一，可使用釩系催化劑，通過擔載于陶瓷載 體而構成。如圖3所示，釩系催化劑具有高的熱膨脹系數。在將釩系催化劑擔載于以往的董 青石蜂窩載體時，催化劑與載體的熱膨脹差大，有時催化劑會從載體剝離而飛濺，喪失催化 劑功能。另一方面，若增大陶瓷載體的熱膨脹系數而縮小與釩系催化劑的熱膨脹差，則雖然 能夠防止催化劑剝離，但陶瓷載體因熱應力而被破壞。就本實施方式的蜂窩結構體1而言， 提高中心軸方向A的熱膨脹系數的值，縮小與二氧化鈦-氧化釩催化劑的熱膨脹差，從而防 止催化劑從隔壁4剝離，并且通過將截面方向B的熱膨脹系數抑制得低，由此能夠防止陶瓷 載體因熱應力而被破壞。另外，圖3的釩系SCR催化劑是蜂窩結構體自身用釩系催化劑構成 的催化劑，被稱為固體催化劑。
[0049] 圖3和圖4中示出中心軸方向A和截面方向B的熱膨脹曲線(關于實施例1、實施例4、 比較例3,參照下述實施例）。可知圖3的釩系催化劑顯示出線性的熱膨脹特性，而相對于此， 以往的董青石蜂窩載體（比較例3)顯示出非線性的熱膨脹特性。這些線性和非線性的熱膨 脹特性的差異，助長了催化劑從隔壁4的剝離。因此，陶瓷載體具有與釩系催化劑同樣的線 性熱膨脹特性，這在防止催化劑的剝離方面也是重要的。
[0050] 本實施方式的蜂窩結構體1，能夠在成形材料中抑制昂貴的合成原料的使用量的 同時，得到所希望的熱膨脹特性。
[0051] 以下，對本發明的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法的實施例進行說明，本 發明的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法不限于這些實施方式。
[0052] 實施例
[0053] (1)董青石成分的比率、以及燒成溫度
[0054]從滑石、高嶺土（高嶺土、預燒高嶺土）、氧化鋁(氧化鋁、氫氧化鋁）和二氧化娃中 組合多種并進行配合以達到本發明的蜂窩結構體中規定的董青石成分的比率，添加水和成 形助劑，混煉而成成形材料，將該成形材料通過擠壓成形用金屬模具進行擠壓成形(成形工 序），對所得到的蜂窩成形體進行干燥、精加工后，分別在最高溫度為1250°C~1370°C之間 的燒成溫度進行燒成，從而得到蜂窩結構體(實施例1~7)。如表1所示，原料的配合率在實 施例1、2 (材料1 )，實施例3~5 (材料2 )，實施例6 (材料3 )，以及實施例7 (材料4)中各自不同。 進而，分別以與實施例1~5相同的配合比率進行擠壓成形而成蜂窩成形體，對該蜂窩成形 體更改燒成溫度來進行燒成，得到蜂窩結構體(比較例1~5)。此外，以沒有落入本發明的蜂 窩結構體中規定的董青石成分比率的配合比率來調制成形材料(材料5,6)，由使用該成形 材料(材料5,6)進行擠壓成形而得的蜂窩成形體得到蜂窩結構體(比較例6,7)。另外，實施 例1、2和比較例1、2中，成形材料中不含氧化鋁、氫氧化鋁和氧化硅。將各材料的原料配合率 和董青石成分比率在下述表1中歸納表示。
[0055]表 1
[0057]若對各實施例1~7和比較例1~7中的燒成溫度進行詳述的話，在1275°C (實施例 1)和1250°C(實施例2)的燒成溫度對相同的董青石成分比率的蜂窩成形體進行燒成，得到 蜂窩結構體。進而，在1350 °C (比較例1)和1200 °C (比較例2)的燒成溫度對與實施例1、2相同 的董青石成分比率的蜂窩成形體進行燒成，得到蜂窩結構體。此外，在1350°C(實施例3)、 1275°C(實施例4)和1370°C(實施例5)的燒成溫度對相同的董青石成分比率的蜂窩成形體 進行燒成，進而，在1400 °C (比較例3)、1385 °C (比較例4)和1250 °C (比較例5)的燒成溫度對 與實施例3~5相同的董青石成分比率的蜂窩成形體燒成，得到蜂窩結構體。
[0058]實施例1~7和比較例1~7的蜂窩結構體中，使除上述條件以外的蜂窩結構體的制 造條件均相同。對所得到的蜂窩結構體(董青石蜂窩）測量并算出：氣孔率[%]、氣孔徑[y m]、中心軸方向的抗壓強度[MPa ]、在40 °C~800 °C時的中心軸方向A的熱膨脹系數XA[ ppm/ K]、在200°C~600°C時的中心軸方向A的熱膨脹系數YA[ppm/K]、在中心軸方向A上熱膨脹系 數Y A相對于熱膨脹系數X A的比率[% ]、在4 0 °C~8 0 0 °C時的截面方向B的熱膨脹系數X B [ppm/K]、在200°C~600°C時的截面方向B的熱膨脹系數YB[ppm/K]、以及在截面方向B上熱 膨脹系數YB相對于的熱膨脹系數XB的比率[% ]。
[0059] (2)氣孔率的測定
[0060] 氣孔率[%]是指構成蜂窩結構體的隔壁的多孔體的氣孔率。在此，在隔壁的氣孔 率[%]小于10%的情況下，可擔載的催化劑量受到限制，另一方面，在超過70%的情況下， 蜂窩結構體的隔壁變脆，容易脫落。本實施例中，以使氣孔率[%]成為大約10%以上40%以 下的范圍的方式進行調制。蜂窩結構體的隔壁的氣孔率[%]依照JIS R1655通過壓汞法來 進行測定。
[0061] (3)氣孔徑的測定
[0062] 氣孔徑[Mi]是指構成蜂窩結構體的隔壁的多孔體的中央細孔徑（中值粒徑）。若氣 孔徑過小，則難以將催化劑擔載于氣孔內。另一方面，若氣孔徑過大，則蜂窩結構體的隔壁 變脆，容易脫落。蜂窩結構體的氣孔徑[Mi]依照JIS R1655通過壓汞法來進行測定。
[0063] (4)中心軸方向的抗壓強度[MPa]
[0064]蜂窩結構體的中心軸方向的抗壓強度[MPa]是指社團法人汽車技術會發行的作為 汽車標準的JAS0標準M505-87中所規定的"A軸抗壓強度"，一般優選為5MPa以上，進一步優 選為lOMPa以上，特別優選為15MPa以上。通過使中心軸方向A的抗壓強度[MPa]超過上述數 值，能夠提高蜂窩結構體的耐強度性。在此，對于中心軸方向A的抗壓強度(A軸抗壓強度）， 根據上述標準，從蜂窩結構體切出直徑25.4mm(l英尺）、高度25.4mm(l英尺）的圓柱狀的試 樣，朝該試樣的流路方向逐漸施加壓縮載荷。使壓縮載荷增大并將試樣破壞時的壓力的值 設為中心軸方向A的抗壓強度[MPa]。
[0065] (5)熱膨脹系數[ppm/K]
[0066]使用示差檢測型的熱膨脹儀，通過對構成蜂窩結構體的隔壁的多孔體分別測定40 °C~800°C、以及200°C~600°C的溫度范圍的平均熱膨脹系數，從而求出熱膨脹系數[ppm/ K ]。若進一步具體地說明，貝先由蜂窩結構體的蜂窩結構部制作縱5 _ X橫5 mm X長5 0 mm的 測定試樣。該測定試樣的長度方向成為中心軸方向A的蜂窩結構部的孔格延伸方向，與長度 方向正交的方向成為截面方向B。
[0067] (6)線性熱膨脹性的比率
[0068] 根據通過上述(5)測定的在中心軸方向A上的40 °C~800 °C的熱膨脹系數XA、200 °C ~600°C的熱膨脹系數YA、在截面方向B上的40°C~800°C的熱膨脹系數XB、以及200°C~600 °C的熱膨脹系數YB，算出200 °C~600 °C的熱膨脹系數YA、YB相對于40 °C~800 °C的熱膨脹系 數XA、XB的比率。在此，基于下述式(A)和(B)來算出比率。
[0069] (A)中心軸方向的比率[%]
[0070] =(熱膨脹系數YA-熱膨脹系數XA)/熱膨脹系數XAX 100
[0071] (B)截面方向的比率[%]
[0072]=(熱膨脹系數YB-熱膨脹系數XB)/熱膨脹系數XBX100
[0073] 將配合比率、董青石成分的配合比率、燒成溫度和對所得到的蜂窩結構體通過上 述(2)~(6)進行測定和算出的各測定和算出結果在下述表2中歸納表示。
[0074] 表 2
[0076] 如表2所示，對以本發明中規定的董青石成分的比率調制的實施例1~7的蜂窩結 構體，確認到中心軸方向A和截面方向B的熱膨脹系數[ppm/K]均為本發明的范圍內，并且顯 示出中心軸方向A的熱膨脹系數XA、YA高于截面方向B的熱膨脹系數XB、YB，顯示出與通常的 董青石蜂窩不同的結果。進而，顯示出中心軸方向A的抗壓強度(A軸抗壓強度)均為15MPa以 上，確認到具有與以往的董青石蜂窩同等程度的耐強度性。即，即使在低溫的燒成溫度且不 使用氧化鋁、氫氧化鋁、氧化硅的原料配合，也能夠得到具有所希望的熱膨脹特性的蜂窩結 構體(董青石蜂窩）。其結果是，可實現燒成溫度的降低，能夠使制造成本和設備成本減少。 進而，由于不使用氧化鋁、氫氧化鋁、氧化硅，從而還具有降低制造成本的效果。
[0077] 相對于此，對以沒有落入本發明中規定的燒成溫度和董青石成分的比率的方式進 行調制的比較例1~7的蜂窩結構體，中心軸方向A的40 °C~800 °C的熱膨脹系數[ppm/K]均 為本發明的范圍外。即，確認到蜂窩結構體的中心軸方向A的熱膨脹系數變得過大。此外，在 將燒成溫度設為1350°C時，即使是與實施例1、2相同的董青石成分的比率，也確認到蜂窩結 構體的軟化，無法進行氣孔率等的測定（比較例1)。另一方面，在與實施例1、2和比較例1相 同的條件下，將燒成溫度設為1200°C時，中心軸方向的熱膨脹率顯示出顯著高的值 (9.7ppm/K)(比較例2)。可認為如上所述，在1200°C的燒成溫度下，董青石成分中的氧化硅 作為方英石的結晶結構存在，因此熱膨脹系數變大。另一方面，將燒成溫度設為1400°C來進 行燒成時（比較例3 )，即，在與通常的董青石蜂窩近似的燒成條件下進行燒成時，在中心軸 方向A和截面方向B的40°C~800°C的熱膨脹系數均顯示出低至小于l[ppm/K]的值，截面方 向B的熱膨脹系數的值相對于中心軸方向A更大。進而，確認到含有75%的滑石的蜂窩結構 體(比較例7)即使在1275 °C的燒成溫度下也在整體上軟化。
[0078] 產業上的可利用性
[0079]本發明的蜂窩結構體、以及蜂窩結構體的制造方法能夠在如下的蜂窩結構體的制 造中使用，所述蜂窩結構體可用于汽車廢氣凈化用催化劑載體、柴油顆粒過濾器、或燃燒裝 置用蓄熱體等。
【主權項】
1. 一種蜂窩結構體，其是含有董青石成分的蜂窩結構體，所述蜂窩結構體具有劃分形 成多個孔格的隔壁，所述多個孔格從第一面延伸至第二面并成為流體的流路， 所述蜂窩結構體的中心軸方向的熱膨脹系數在40°C~800 °C的溫度變化中為1.2ppm/K 以上3.5ppm/K以下， 與所述中心軸方向正交的截面方向的熱膨脹系數在4 0 °C~8 0 0 °C的溫度變化中為 0.8ppm/K以上2.5ppm/K以下， 在同一溫度下，與所述中心軸方向正交的截面方向的熱膨脹系數低于所述中心軸方向 的熱膨脹系數。2. 如權利要求1所述的蜂窩結構體，所述中心軸方向的熱膨脹曲線中，將40°C~800°C 的溫度范圍的平均熱膨脹系數設為Xppm/K、將200°C~600°C的溫度范圍的平均熱膨脹系數 設為Yppm/K時，Y為0 · 5X~1 · 5X的范圍， 所述截面方向的熱膨脹曲線中，將40°C~800°C的溫度范圍的平均熱膨脹系數設為 Xppm/K、將200°C~600°C的溫度范圍的平均熱膨脹系數設為Yppm/K時，Y為0.5X~1.5X的范 圍。3. 如權利要求1或2所述的蜂窩結構體，其含有硅、鋁和鎂這三成分作為構成元素， 將所述三成分的氧化物合計比率設為100%時， 氧化娃為50 %以上、 氧化鋁為15%以上45%以下、 氧化鎂為5%以上30%以下。4. 如權利要求1~3中任一項所述的蜂窩結構體，成形材料中不含氧化鋁、氫氧化鋁、氧 化娃。5. 如權利要求1~4中任一項所述的蜂窩結構體，所述蜂窩結構體的所述中心軸方向的 抗壓強度為15MPa以上。6. -種蜂窩結構體的制造方法，其為用于制造權利要求1~5中任一項所述的蜂窩結構 體的制造方法，所述蜂窩結構體的制造方法具有： 成形工序，從成形材料形成具有隔壁的蜂窩成形體，所述隔壁劃分形成多個孔格，所述 多個孔格從第一面延伸至第二面并成為流體的流路；以及 燒成工序，對所述蜂窩成形體進行燒成， 所述燒成工序中的最高溫度為1250°C以上1370°C以下。
【文檔編號】B01J35/04GK106000475SQ201610171663
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月24日
【發明人】小野光遙, 植田修司
【申請人】日本礙子株式會社