CN107269347A - 封孔蜂窝结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种封孔蜂窝结构体，其能够最大限度地抑制开口面积的减少、压力损失的增大、灰分容量的减少，同时能够提高机械强度和耐热冲击性。该封孔蜂窝结构体在蜂窝结构部的与孔格(2)的延伸方向垂直的截面中，流入孔格(2a)以包围流出孔格(2b)的方式配设，并且，流入孔格(2a)的数量比流出孔格(2b)的数量多；具有多个划分相邻的流入孔格(2a)彼此的隔壁(1)的交点部(4)，对于交点部(4)的全部数量的60％以上的交点部(4)，在交点部(4)中内切的圆的直径(D1)与在划分相邻的流入孔格(2a)和流出孔格(2b)的隔壁(1)中内切的圆的直径(D0)之间的关系满足

Description

封孔蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及用于壁流型废气过滤器的封孔蜂窝结构体。更详细地，涉及适合用于去除从汽车引擎等引擎排出的废气中所含的粒子状物质和/或净化氮氧化物等有毒气体的封孔蜂窝结构体。
背景技术
在各种各样的产业中，使用内燃机作为动力源。另一方面，在内燃机燃烧燃料时所排出的废气中，除了氮氧化物等有毒气体之外，还将煤烟灰、灰等粒子状物质(以下，有时称为“PM”)排放到大气中。特别是，在世界范围内对去除从柴油引擎排出的PM的规定日益严格，作为用于去除PM的过滤器(以下，有时称为“DPF”)，使用具有蜂窝结构的壁流型气体净化过滤器。
所述DPF的结构如下：由多孔质的隔壁划分形成成为流体流路的多个孔格，通过对孔格交替进行封孔，使得所述多孔质的隔壁发挥去除PM的过滤器的作用。
具体而言，以往使用的蜂窝结构体中，使含有PM的废气从所述DPF的流入侧端面流入，通过利用多孔质的隔壁来捕集PM从而进行过滤，然后，将净化后的废气从流出侧端面排出。但是，存在如下问题：伴随着废气的流入，PM在隔壁上堆积，堵塞废气的流入孔格。如果发生这样的孔格堵塞，就会产生DPF的压力损失急剧增大的问题。
因此，为了抑制这样的孔格堵塞，提高流入孔格的过滤面积和开口率是重要的。但是，在流入孔格与流出孔格具有不同的截面积、截面形状的情况下，形成孔格的隔壁的厚度在隔壁彼此间交叉的部分有时会局部变薄，导致强度变弱。因此，存在如下问题：通过将堆积于DPF中的PM燃烧除去来进行再生时，热应力会集中于变薄的隔壁的交点部的一部分，从而产生裂纹。
为了解决这样的问题，提出了壁流型DPF(专利文献1)，其通过在提高流入孔格的过滤面积和开口率的同时，将流出孔格的开口直径保持得大，从而能够将初期和PM堆积时的压力损失抑制得低，并且耐热冲击性高。
此外，专利文献1中记载了通过在所有变薄的隔壁的交点部设置大致圆弧状的R部来防止裂纹产生的技术。除此之外，还提出了在与孔格相对的角落部配设大致圆弧状的R部来防止在隔壁的交点部产生龟裂的技术(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-200741号公报
专利文献2：日本特开2003-269131号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，例如图5所示的以往的DPF那样，4个流入孔格的顶点聚集的隔壁的交点部是应力易于集中的结构。因此，在将该DPF作为壁流型气体净化过滤器而用于汽车引擎的排气***时，在汽车的行驶中，除了振动之外，有时会因PM燃烧(例如，煤烟灰燃烧)所导致的急加热和急冷却而产生热应力。而且，在产生这样的热应力的情况下，有在DPF中产生裂纹的可能性进一步提高这样的问题。
在图6示出以往的DPF的代表性裂纹的示意图。连接流入孔格的顶点彼此的裂纹，一般认为对煤烟灰泄露的影响度小。但是，如果该裂纹发展，到达流出孔格时，就有可能会发生煤烟灰的泄露，因此需要防止这样事情的发生。图5是示意性表示以往的单元型封孔蜂窝结构体的流入侧端面的平面图。图6是图5的以往的封孔蜂窝结构体的放大图，是示意性表示代表性裂纹的图。
作为防止产生所述裂纹的方法，如专利文献2中所公开的那样，以往进行孔格的增强。但是，以往那样在全部的隔壁的交点部设置增强部时，虽然能够解决裂纹产生的问题，但由于孔格的开口面积变小，因而存在压力损失增大、灰分(Ash)的堆积容量(灰分容量)减少这样的问题。此外，以往的DPF中，由于热容量增大，因而存在起燃特性(Light-offperformance)恶化这样的缺点。需说明的是，起燃特性是指在DPF中担载的催化剂的净化性能所呈现的温度特性。
本发明是鉴于这样的现有技术中存在的问题而完成的。本发明提供一种封孔蜂窝结构体，其能够最大限度地抑制开口面积的减少、压力损失的增大、灰分容量的减少，同时提高机械强度和耐热冲击性。
用于解决课题的方法
根据本发明，提供如下所示的封孔蜂窝结构体。
[1]一种封孔蜂窝结构体，具备：
蜂窝结构部，其具有多孔质的隔壁，所述隔壁划分形成从流入侧端面延伸至流出侧端面并成为流体流路的多个孔格，
流入侧封孔部，其配设在所述流出侧端面中的预定的流入孔格的开口部，以及
流出侧封孔部，其配设在所述流入侧端面中的剩余的流出孔格的开口部，
在所述蜂窝结构部的与所述孔格的延伸方向垂直的截面中，所述流入孔格以包围所述流出孔格的方式配设，并且，所述流入孔格的数量比所述流出孔格的数量多，
具有多个划分相邻的所述流入孔格彼此的隔壁的交点部，
对于所述交点部的全部数量的60％以上的交点部，在所述交点部中内切的圆的直径D1与在划分相邻的所述流入孔格和所述流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0之间的关系满足下式(1)，
式(1)：
[2]如所述[1]中记载的封孔蜂窝结构体，
对于全部数量的所述交点部，在所述交点部中内切的圆的直径D1与在划分相邻的所述流入孔格和所述流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0之间的关系满足所述式(1)。
[3]如所述[1]或[2]中记载的封孔蜂窝结构体，在所述流入孔格中内切且与该流入孔格的所述交点部侧的隔壁相切的圆的直径D2为0.20～0.80mm。
[4]如所述[1]～[3]任一项中记载的封孔蜂窝结构体，仅在划分相邻的所述流入孔格彼此的隔壁的交点部，在所述交点部中内切的圆的直径D1与在划分相邻的所述流入孔格和所述流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0之间的关系满足上述式(1)。
发明效果
本发明的封孔蜂窝结构体仅在多个流入孔格的顶点聚集的隔壁的交点部的角部，选择性地设置有增强部。由此，能够最大限度地抑制开口面积的减少、压力损失的增大、灰分容量的减少以及起燃特性的恶化，同时提高DPF的机械强度和耐热冲击性。
附图说明
图1是本发明的实施方式的封孔蜂窝结构体的立体图。
图2是示意性表示图1所示的封孔蜂窝结构体的流入侧端面的一部分的平面图。
图3是沿着图2的A-A’线的截面图。
图4是示意性表示将图2的流入侧端面放大时的平面图。
图5是示意性表示以往的单元型封孔蜂窝结构体的流入侧端面的平面图。
图6是图5的以往的封孔蜂窝结构体的放大图，是示意性表示代表性裂纹的图。
图7是图5的以往的封孔蜂窝结构体的放大图，是说明在交点部内切的圆的图。
符号说明
1：隔壁，2：孔格，2a：流入孔格，2b：流出孔格，3：封孔部，3a：流入侧封孔部，3b：流出侧封孔部，4：交点部，6a：流入侧端面，6b：流出侧端面，7：蜂窝单元，8：接合层，9：蜂窝结构部，11：外周壁，100：封孔蜂窝结构体，C：裂纹，D0、D1：圆的直径。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不限于以下的实施方式。因此，应当理解在不脱离本发明宗旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识可以对以下的实施方式加以适当变更、改良等。
图1～图4是示意性表示本发明的实施方式的封孔蜂窝结构体的图。这里，本实施方式的封孔蜂窝结构体100既可以是将多个蜂窝单元相互接合而成的单元型蜂窝结构体，也可以是将隔壁和外周壁一体成形而成的一体型蜂窝结构体。图1是本发明的实施方式的封孔蜂窝结构体的立体图。图2是示意性表示图1所示的封孔蜂窝结构体的流入侧端面的一部分的平面图。图3是沿着图2的A-A’线的截面图。图4是示意性表示将图2的流入侧端面6a放大时的平面图。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100具有蜂窝结构部9、流入侧封孔部3a和流出侧封孔部3b。蜂窝结构部9由多个蜂窝单元7构成。多个蜂窝单元7各自具有划分形成从流入侧端面6a延伸至流出侧端面6b并成为流体流路的多个孔格2a、2b的多孔质的隔壁1。在多个蜂窝单元7的侧面的相互之间，配设有接合层8，通过借助该接合层8将多个蜂窝单元7接合，从而形成蜂窝结构部9。在蜂窝结构部9的外周以围绕多个蜂窝单元7接合而成的接合体的方式配设有外周壁11。
流入侧封孔部3a配设在流出侧端面6b中的预定的流入孔格2a的开口部。流出侧封孔部3b配设在流入侧端面6a中的剩余的流出孔格2b的开口部。
封孔蜂窝结构体100中，在蜂窝结构部9的与孔格2的延伸方向垂直的截面中，流入孔格2a以包围流出孔格2b的方式配设。此外，封孔蜂窝结构体100构成为，流入孔格2a的数量比流出孔格2b的数量多。封孔蜂窝结构体100具有多个划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4。而且，封孔蜂窝结构体100中，对于划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4的全部数量的60％以上，具有如下的构成。首先，在上述交点部4中内切的圆的直径D1与在划分相邻的流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁1中内切的圆的直径D0之间的关系满足以下式(1)。这里，“划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4”是指“仅划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1相交叉的交点部4”。即，“划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4”是指以该交点为基点而延伸的隔壁1由仅划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1构成的部位。以下，除非特别说明，仅称“交点部4”时，是指“划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4”。
式(1)：
这里，边参照图4边对本实施方式进行说明。流入孔格2a以包围流出孔格2b的方式配设是指，例如在一个流出孔格2b的周围以包围其的方式配设有多个流入孔格2a的状态。需说明的是，对于在封孔蜂窝结构体100的流入侧端面6a的最外周配设的孔格2，流入孔格2a有时没有以包围流出孔格2b的方式配设。此外，即使在各蜂窝单元7中，对于在最外周配设的孔格2，流入孔格2a也有时没有以包围流出孔格2b的方式配设。这里，在图4中，孔格形状为四边形的流出孔格2b被孔格形状比流出孔格2b小的五边形的流入孔格2a所包围。需说明的是，流出孔格2b的孔格形状和流入孔格2a的孔格形状没有特别限制，只要是能够以用流入孔格2a包围流出孔格2b的方式配设的形状即可。例如，作为孔格形状，可以考虑四边形、五边形、六边形等多边形，但不限于这些。此外，对于1个流出孔格2b和1个流入孔格2a大小(换而言之，孔格的截面积)，可以相同也可以不同。这里，“孔格形状”是指在蜂窝结构部的与孔格的延伸方向垂直的截面中的孔格的形状。
此外，所谓划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4，是指将以包围流出孔格2b的方式配设的多个流入孔格2a彼此划分的隔壁1的交点部4。需说明的是，如图1和图2所示，在封孔蜂窝结构体100的外周壁的附近，流入孔格2a的形状有时会成为局部坍塌的形状。对于这样的孔格形状成为局部坍塌的形状的流入孔格2a，也作为一个流入孔格2a来计数。
接着，在交点部4中内切的圆的直径D1，如图4所示，是指在隔壁1的交点部4中内切的圆的直径。需说明的是，“在交点部4中内切的圆”是指，在隔壁1的交点部4，与面向交点部4的流入孔格2a中的过半数流入孔格2a相切的内切圆。而且，对于“在交点部4中内切的圆的直径D1”，当存在多个与过半数流入孔格2a相切的内切圆时，设为其直径最大的内切圆的直径。
此外，在划分相邻的流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁1中内切的圆的直径D0，如图4所示，是指在划分流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁的交点部以外的隔壁1中内切的圆的直径。换而言之，是指与彼此相对的流入孔格2a和流出孔格2b的除了角部以外的部分外切的圆的直径。以下，有时将“在划分相邻的流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁1中内切的圆的直径D0”简称为“在隔壁1中内切的圆的直径D0”。在划分相邻的流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁1中内切的圆的直径D0可以如下求出。首先，在封孔蜂窝结构体100的流入侧端面6a中，随机选择划分相邻的流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁1中的5个部位。并且，对于所选择的5处隔壁1，假想性地绘制内切圆，求出这些内切圆的直径。将5处内切圆的直径的平均值作为圆的直径D0。
这里，对式(1)中的进行说明。式(1)中的表示如图7所示的未配设增强部的以往的封孔蜂窝结构体中，在划分流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4中内切的圆的直径的值。图7是图5的以往的封孔蜂窝结构体的放大图，是对在交点部中内切的圆进行说明的图。本实施方式的封孔蜂窝结构体100具有如下特征，即，在划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4中内切的圆的直径D1大于未配设增强部的以往的封孔蜂窝结构体的“在同样位置的交点部中内切的圆的直径”。
在以交点部4的全部数量为100％时，满足所述式(1)的条件的交点部4的数量至少为60％，更优选为100％。如果满足上述条件的交点部4的数量小于60％，则耐热冲击性会显著下降。
如果上述式(1)中的的值小于1.20，则无法得到充分的耐热冲击性。此外，如果上述式(1)中的的值超过1.80，则压力损失会增加，起燃特性会恶化，灰分容量会减少。
此外，仅在划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4中，在交点部4中内切的圆的直径(D1)与在划分相邻的流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁1中内切的圆的直径(D0)之间的关系满足式(1)。这与在隔壁的全部交点部配设增强部的以往技术不同，如图1～图4所示，意味着：在本发明中仅在划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4配设增强部。作为制作这样的增强部的方法，可以列举例如通过以往公知的方法来改变挤出成形时的金属模具的形状的方法。此外，还可以通过使浆料流入预定的流入孔格2a的预定的角部，从而通过形成具有R的角部来制作上述增强部。需说明的是，“具有增强部”是指，划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4满足所述式(1)的关系。此外，上述的“仅在划分相邻的流入孔格2a彼此的隔壁1的交点部4中，在交点部4中内切的圆的直径(D1)与在划分相邻的流入孔格2a和流出孔格2b的隔壁1中内切的圆的直径(D0)之间的关系满足式(1)”是指，对于除此之外的其他交点部，可以不满足式(1)的关系。这里，所谓的不满足上述式(1)的关系是指，例如可以处于以往技术那样的的关系，的值也可以小于1.20。但是，需要注意的是，上述式(1)没有包括制造公差。
此外，在流入孔格2a中内切且与该流入孔格2a的交点部4侧的隔壁1相切的圆的直径D2优选为0.20～0.80mm。这里，在流入孔格2a中内切且与该流入孔格2a的交点部4侧的隔壁1相切的圆的直径D2如图4所示。如图4所示，直径为D2的圆存在于流入孔格2a内，并且，是与交点部4的隔壁1相切的圆。这样的圆的直径就是上述的“直径D2”。这里，如果直径D2小于0.20mm，则有时无法得到充分的耐热冲击性。
对于本实施方式的封孔蜂窝结构体100，可以列举如下构成有蜂窝结构部9的结构体作为一个合适的例子。对于流入孔格2a，几何表面积GSA优选为10～30cm2/cm3，更优选为12～18cm2/cm3。这里，上述的“几何表面积GSA”是指将流入孔格2a的全部内表面积(S)除以蜂窝结构部9的全部容积(V)所得到的值(S/V)。一般而言，过滤器的过滤面积越大，则越能降低PM在隔壁的堆积厚度，因此，通过限定为上述的几何表面积GSA的数值范围，能够将封孔蜂窝结构体的压力损失抑制得低。因此，如果流入孔格2a的几何表面积GSA小于10cm2/cm3，则PM堆积时会导致压力损失增大，因而不优选。此外，如果大于30cm2/cm3，则初期的压力损失会增大，因而不优选。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，流入孔格2a的孔格截面开口率优选为20～70％，更优选为25～65％。如果流入孔格2a的孔格截面开口率小于20％，则初期的压力损失增大，因而不优选。此外，如果大于70％，则过滤流速变快，PM的捕集效率下降，进而隔壁1的强度不足，因而不优选。这里，“流入孔格2a的孔格截面开口率”是指，在蜂窝结构部9的与中心轴方向垂直的截面中的如下所述的比率。即，是指“流入孔格2a的截面积的总和”相对于“形成蜂窝结构部9的隔壁1的全部截面积”与“全部的孔格2(全部的流入孔格2a和流出孔格2b)的截面积的总和”的合计的比率。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，多个孔格2(流入孔格2a、流出孔格2b)的各自的水力直径优选为0.5～2.5mm，更优选为0.8～2.2mm。如果多个孔格的各自的水力直径小于0.5mm，则初期的压力损失会增大，因而不优选。此外，如果大于2.5mm，则废气与隔壁1的接触面积减少，净化效率下降，因而不优选。这里，多个孔格的各自的水力直径是基于各孔格2的截面积和周长，通过4×(截面积)/(周长)而计算出的值。孔格2的截面积是指在蜂窝结构部9的与中心轴方向垂直的截面中出现的孔格形状(换而言之，截面形状)的面积。孔格的周长是指该孔格的截面形状的周围的长度(换而言之，包围该截面的封闭线的长度)。
鉴于初期的压力损失、PM堆积时的压力损失和捕集效率之间的权衡(trade off)，本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，可列举如下的构成作为合适的例子。优选同时满足：流入孔格2a的几何表面积GSA为10～30cm2/cm3，流入孔格2a的孔格截面开口率为20～70％以及多个孔格2的各自的水力直径为0.5～2.5mm。此外，更优选同时满足：流入孔格2a的几何表面积GSA为12～18cm2/cm3，流入孔格2a的孔格截面开口率为25～65％以及多个孔格2的各自的水力直径为0.8～2.2mm。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，可以在隔壁1上担载催化剂。在隔壁1上担载催化剂是指，在隔壁1的表面和在隔壁1中形成的细孔的内壁上，涂覆催化剂。作为催化剂的种类，可列举SCR催化剂(沸石、二氧化钛、钒)、含有Pt、Ph、Pd中的至少2种贵金属以及氧化铝、氧化铈、氧化锆中的至少1种的三元催化剂等。通过担载这样的催化剂，能够将从直喷式汽油机、柴油机等排出的废气中所含的NOx、CO、CH等无毒化，同时，能够利用催化剂的作用使堆积在隔壁1表面上的PM容易燃烧除去。
对于在本实施方式的封孔蜂窝结构体100上担载催化剂的方法，没有特别限制，可以采用本领域技术人员通常实施的方法。具体而言，可列举通过将催化剂浆料进行水涂(Wash coat)，并进行干燥、烧成的方法等。
对本实施方式的封孔蜂窝结构体100的制造方法没有特别限制，例如可以通过如下方法来制造。在作为蜂窝结构部9的原料粉末而从前述的合适材料中选择的材料中，添加粘合剂，进一步添加表面活性剂和水，制作可塑性的坯土。作为原料粉末，例如可以使用碳化硅粉末。作为粘合剂，例如可以使用甲基纤维素和羟基丙氧基甲基纤维素等。通过将该坯土挤出成形，得到具有预定截面形状的隔壁1和孔格2的蜂窝结构部9的成形体。将其通过例如微波和热风来进行干燥。然后，通过使用与制造蜂窝结构部9所使用的材料同样的材料来进行封孔，从而配设封孔部3(流入侧封孔部3a、流出侧封孔部3b)，并进一步进行干燥。然后，在例如氮气气氛中加热脱脂，然后在氩气等非活性气氛中进行烧成，从而能够得到本实施方式的封孔蜂窝结构体100。烧成温度和烧成气氛根据原料的不同而不同，本领域技术人员可以选择对于所选择的材料而言最佳的烧成温度和烧成气氛。
本实施方式中，对于构成蜂窝结构部9的隔壁和外周壁的材料没有特别限制，但从强度、耐热性、耐久性等观点考虑，主要成分优选为氧化物或非氧化物的各种陶瓷、金属等。作为陶瓷，可列举堇青石、莫来石、氧化铝、尖晶石、碳化硅、氮化硅和钛酸铝等。作为金属，可列举Fe-Cr-Al系金属和金属硅化物等。优选使用从这些材料中选择的1种或2种以上作为主要成分。从高强度、高耐热性的观点考虑，特别优选从由氧化铝、莫来石、钛酸铝、堇青石、碳化硅和氮化硅组成的组中选择的1或2种以上作为主要成分。这里，“作为主要成分”是指构成蜂窝结构部9的至少50质量％以上，优选为70质量％以上，更优选为80质量％以上。
对于封孔部3(流入侧封孔部3a和流出侧封孔部3b)的材料也没有特别限制，优选为所述蜂窝结构部9相同的材料。
对于隔壁1的厚度，优选为100～410μm，更优选为150～360μm。如果比100μm薄，则蜂窝基材的强度有时会下降。如果比410μm厚，则有时捕集性能会下降，压力损失会增大。此外，在处理从柴油机排出的废气时，由于从柴油机排出的废气中的PM量比较多，因而通常有减少孔格数的(降低孔格密度)的倾向。因此，为了更好地平衡强度和捕集性能，隔壁1的厚度为优选150～360μm。隔壁的厚度是通过用显微镜观测蜂窝基材的轴方向的截面的方法测定得到的值。
实施例
(实施例1)
将碳化硅粉末80质量份和Si粉末20质量份进行混合，得到混合粉末。在该混合粉末中添加粘合剂、造孔材和水，得到成形原料。接着，对成形原料进行混炼，制作圆柱状的坯土。
接着，使用预定的挤出成形模具将坯土挤出成形，得到五边形的流入孔格围绕在正方形的流出孔格的周围的形状的蜂窝成形体。制作16个蜂窝成形体。
接着，用微波干燥机对蜂窝成形体进行干燥，进而用热风干燥机使其完全干燥后，切断蜂窝成形体的两端面，调整为预定尺寸。接着，以覆盖蜂窝成形体的流入侧端面整个区域的方式贴付薄膜，在薄膜的与成为流出孔格的孔格开口部相符的位置设置穿孔部。接着，将蜂窝成形体的贴付了薄膜一侧的端部浸渍在含有陶瓷原料的浆料状的封孔材料中，从而将封孔材料填充到流入侧端面中的流出孔格中。进而，对于流出侧端面，同样地操作，在流入孔格中填充封孔材料。
接着，对于蜂窝干燥体，通过在400℃加热5小时加来进行脱脂，进而，在氩气气氛下，通过在1450℃加热2小时来进行烧成，得到蜂窝烧成体。蜂窝烧成体的整体形状是四棱柱状。
接着，将所得的16个蜂窝烧成体以相互的侧面彼此相对的方式相邻配置，在该状态下，借助接合材进行接合，制作蜂窝接合体。蜂窝接合体以在其端面中纵向排列4个、横向排列4个、合计排列16个蜂窝烧成体的方式进行接合来制作。
接着，通过磨削对蜂窝接合体的外周部进行加工，使蜂窝接合体的与孔格的延伸方向垂直的截面的形状成为圆形。然后，在经磨削加工的蜂窝接合体的最外周涂布含有陶瓷原料的外周涂覆材。
这样制作实施例1的封孔蜂窝结构体。所得到的封孔蜂窝结构体是与中心轴垂直的截面的直径为143.8mm、中心轴方向的长度为152.4mm的圆筒形。隔壁的厚度为0.3mm，孔格密度为208孔格/cm2。
在表1中显示隔壁厚度(mm)、a(mm)、b(mm)、孔格密度(孔格/cm2)。这里，a(mm)是指图4中用符号a表示的范围的长度。即，a(mm)是指平行配置的2个隔壁1之间的距离，所述隔壁划分流入孔格2a和流出孔格2b且夹着1个流出孔格2b而相对。此外，b(mm)是指图4中用符号b表示的范围的长度。即，b(mm)是指平行配置的2个隔壁1之间的距离，所述隔壁划分流入孔格2a和流出孔格2b且夹着1个流入孔格2a而相对。在a(mm)和b(mm)中，2个隔壁1之间的距离分别是从各隔壁1的厚度方向的中间点起的2个隔壁1相互之间的距离。
此外，在表1中显示了“在划分流入孔格和流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0(mm)”、“在划分流入孔格彼此的隔壁的交点部中内切的圆的直径D1(mm)”和“的值”。此外，在表1中显示了“满足式(1)的交点部的比率”。这里，“满足式(1)的交点部的比率”是指，在划分相邻的流入孔格彼此的隔壁的交点部中，满足的关系的交点部的个数的比率。
此外，在表1中显示了“在流入孔格中内切且与交点部侧的隔壁相切的圆的直径D2(mm)”。
以下，在本实施例中，有时将“在划分流入孔格和流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0(mm)”称为“内切圆的直径D0(mm)”。此外，有时将“在划分流入孔格彼此的隔壁的交点部中内切的圆的直径D1(mm)”称为“内切圆的直径D1(mm)”。进而，有时将“在流入孔格中内切且与交点部侧的隔壁相切的圆的直径D2(mm)”称为“内切圆的直径D2(mm)”。
表1
表2
(实施例2～12)
如表1或表2所示那样改变“内切圆的直径D0(mm)”、“内切圆的直径D1(mm)”、“内切圆的直径D2(mm)”和“满足式(1)的交点部的比率”，制作实施例2～12的封孔蜂窝结构体。
(比较例1～4)
如表1或表2所示那样改变“内切圆的直径D0(mm)”、“内切圆的直径D1(mm)”、“内切圆的直径D2(mm)”和“满足式(1)的交点部的比率”，制作比较例1～4的封孔蜂窝结构体。
对于比较例1的封孔蜂窝结构体，除了在划分相邻的流入孔格彼此的隔壁的交点部中以外，与实施例1同样地制作封孔蜂窝结构体。即，比较例1的封孔蜂窝结构体的“的值”为1.00。
对于实施例1～12和比较例1～4的封孔蜂窝结构体，按照如下的方法进行“耐热冲击性”、“起燃特性”、“入口开口率”和“PM堆积时的压力损失”的评价。结果示于表1和表2。
[耐热冲击性]
由加热加振试验来评价耐热冲击性。具体而言，用三菱树脂公司制造的MAFTEC(商品名)把持所制作的封孔蜂窝结构体的距离流出侧端面为130mm的范围。对如此把持流出侧端面的封孔蜂窝结构体一边施加振动频率100Hz、加速度30G的振动，一边使由丙烷燃烧器加热的空气流过，进行100小时的试验。加热加振试验中的被加热的空气的条件为：流量2Nm3/min、温度150～800℃(1个循环为20分钟)。加热加振试验后，目视确认在封孔蜂窝结构体的隔壁是否产生破损。在封孔蜂窝结构体的隔壁没有确认到破损时，评价为“良”，确认到轻微破损时，评价为“可”，确认到严重破损时，评价为“不可”。结果示于表1和表2。
[起燃特性(达到200℃的时间(秒))]
起燃特性的评价如下进行：使用封孔蜂窝结构体作为DPF，使400℃的燃烧气体流入该DPF内，计量DPF的流出侧端部达到200℃的时间。具体而言，首先，在所得到的封孔蜂窝结构体的外周卷绕作为保持材的陶瓷制非热膨胀性垫片，压入到SUS409的不锈钢制的装罐用罐体中，得到装罐结构体。进而，在装罐结构体的流出侧端部设置K型铠装热电偶。然后，通过柴油燃料的燃烧，使400℃的燃烧气体流入，监视事前设置的热电偶的温度，测定其达到200℃时的时间(秒)。需说明的是，作为柴油燃料，使用轻柴油。起燃特性评价中，以比较例1的封孔蜂窝结构体的达到200℃的时间(秒)作为基准(Base)，如下进行评价。相对于基准，达到200℃的时间(秒)为+0.5秒以下时，记为“良”。相对于基准，达到200℃的时间(秒)超过+0.5秒且为+1秒以下时，记为“可”。相对于基准，达到200℃的时间(秒)超过+1秒时，记为“不可”。
[入口开口率]
测定流入侧端面中的流入孔格相对于封孔蜂窝结构体的截面面积所占的面积的比率(％)。以该面积的比率(％)作为封孔蜂窝结构体的入口开口率(％)。入口开口率的评价中，以比较例1的封孔蜂窝结构体的入口开口率(％)作为基准(Base)，如下进行评价。相对于基准，入口开口率(％)为+1％以下时，记为“良”。相对于基准，入口开口率(％)超过1％且为+2％以下时，记为“可”。相对于基准，入口开口率(％)超过+2％时，记为“不可”。
[PM堆积时的压力损失]
使含有煤烟灰的燃烧气体流入封孔蜂窝结构体，使煤烟灰堆积在封孔蜂窝结构体中，基于煤烟灰堆积量为4g/L时的流入侧和流出侧的压力差，测定封孔蜂窝结构体的PM堆积时的压力损失。具体而言，首先，使轻柴油在缺氧状态下燃烧，从而生成产生了煤烟灰的燃烧气体。而且，对于煤烟灰发生量10g/h、流量2.4Nm3/min、温度200℃的燃烧气体，追加稀释空气来进行调整，从而制作用于评价PM堆积时的压力损失的含有煤烟灰的燃烧气体。使该含有煤烟灰的燃烧气体流入封孔蜂窝结构体，在封孔蜂窝结构体中的煤烟灰堆积量达到4g/L的时间点，测定该封孔蜂窝结构体的流入侧和流出侧的压力，以该压力差作为封孔蜂窝结构体的PM堆积时的压力损失值。在PM堆积时的压力损失的评价中，以比较例1的封孔蜂窝结构体的压力损失值作为基准(Base)，如下进行评价。相对于基准，压力损失值的增加为+4％以下时，记为“良”。相对于基准，压力损失值的增加超过+4％且为+8％以下时，记为“可”。相对于基准，压力损失值的增加超过+8％时，记为“不可”。
(结果)
如表1和表2所示，实施例1～12的封孔蜂窝结构体在“耐热冲击性”、“起燃特性”、“入口开口率”和“PM堆积时的压力损失”的全部评价中，都是“可”以上的评价结果。特别是，基于实施例1～12和比较例1的封孔蜂窝结构体的评价结果可知，如果“内切圆的直径D1(mm)”大于“内切圆的直径D0(mm)”的倍，则封孔蜂窝结构体的耐热冲击性提高。此外，如比较例2和3那样，的值为1.20～1.80以外时，在“起燃特性”、“入口开口率”的评价中，成为“不可”的结果。因此可知，当的值设为1.20～1.80的范围内时，“耐热冲击性”、“起燃特性”、“入口开口率”和“PM堆积时的压力损失”的全部评价相对于比较例1都有提高。
此外发现，对于满足式(1)的交点部的比率，随着该比率的下降，封孔蜂窝结构体的耐热冲击性下降，在低于60％时，耐热冲击性大幅下降。
进一步可知，如果“内切圆的直径D2(mm)”为0.20～0.80mm，则“起燃特性”、“入口开口率”和“PM堆积时的压力损失”的评价均为良好，如果超过0.80mm，则各评价都会下降。
产业上的利用可能性
本发明的封孔蜂窝结构体可以用作废气净化用过滤器。此外，还可以用作在本发明的封孔蜂窝结构体的隔壁上担载催化剂的催化剂载体。

Claims (4)

1.一种封孔蜂窝结构体，具备：
蜂窝结构部，其具有多孔质的隔壁，所述隔壁划分形成从流入侧端面延伸至流出侧端面并成为流体流路的多个孔格，
流入侧封孔部，其配设在所述流出侧端面中的预定的流入孔格的开口部，以及
流出侧封孔部，其配设在所述流入侧端面中的剩余的流出孔格的开口部，
在所述蜂窝结构部的与所述孔格的延伸方向垂直的截面中，所述流入孔格以包围所述流出孔格的方式配设，并且，所述流入孔格的数量比所述流出孔格的数量多，
具有多个划分相邻的所述流入孔格彼此的隔壁的交点部，
对于所述交点部的全部数量的60％以上的交点部，在所述交点部中内切的圆的直径D1与在划分相邻的所述流入孔格和所述流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0之间的关系满足下式(1)，
式(1)：
2.如权利要求1中所述的封孔蜂窝结构体，
对于全部数量的所述交点部，在所述交点部中内切的圆的直径D1与在划分相邻的所述流入孔格和所述流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0之间的关系满足所述式(1)。
3.如权利要求1或2中所述的封孔蜂窝结构体，
在所述流入孔格中内切且与该流入孔格的所述交点部侧的隔壁相切的圆的直径D2为0.20～0.80mm。
4.如权利要求1～3中任一项所述的封孔蜂窝结构体，
仅在划分相邻的所述流入孔格彼此的隔壁的交点部，在所述交点部中内切的圆的直径D1与在划分相邻的所述流入孔格和所述流出孔格的隔壁中内切的圆的直径D0之间的关系满足所述式(1)。
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