专利名称：封孔蜂窝结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于柴油机颗粒物滤膜等的、其各孔格的一端部被封孔的蜂窝 结构体。
背景技术：
以往，作为用于捕捉汽车尾气中的微粒、特别是柴油微粒的柴油机颗粒物
滤膜(DPF)，采用的是由陶瓷构成的蜂窝结构体。
通常，这种蜂窝结构体具有区划形成连通两个端面之间的多个孔格的多孔 质隔壁以及与该隔壁形成为一体的外周壁，形成以下的结构以该:峰窝结构体 的一端面和其他端面呈现互补的相间方格花紋的封孔图案，在各孔格的端部形 成封孔部。
图5是局部地表示形成有这样的封孔部的蜂窝结构体(封孔蜂窝结构体) 的端面的平面图，图6是显示图5的c-c截面结构的一个例子的部分截面图。 如这些图所示，以往的封孔蜂窝结构体21中，对于位于蜂窝结构体的最外周 部且其一部分与外周壁4接触而具有不完整的孔^f各截面的最外周部不完整孔 格5以及最外周部不完整孔格5以外的具有完整的孔格截面的完整孔格6，都 在其一端部形成了封孔部8,通常，蜂窝结构体的端面呈现完整的相间方格花 紋(交错状)。
就这样的包括最外周部不完整孔格5的全部孔格来说，如果成为对需要封 孔的孔格形成封孔部，对不需要封孔的孔格不形成封孔部的状态，那么，在用 于DPF等情况下，能够最大限度地确保作为滤膜的有效面积，这是很理想的， 但这存在以下困难最外周部不完整孔格5，由于与蜂窝结构体的外周壁4接 触，所以，与完整孔格6相比就成为缺少其一部分形状的不定形状态，并且， 面积也小，因此难以形成封孔部8。特别是即使在最外周部不完整孔格5中， 对于其面积不足完整孔格6的5%这样的孔格，为了形成封孔部8就需要花费 很多时间和人力。出于减轻劳动并且提高蜂窝结构体的机械强度的目的，已知有以下的结构
体对于最外周部不完整孔格，用耐热性材料或与蜂窝结构体相同的材枓堵塞， 或者与外周壁形成为一体使得其全部长度都被堵塞(例如，参照专利文献i
和2)。另外，还已知不仅最外周部不完整孔格就连其内侧的一部分的完整孔 格也被堵塞的结构体(例如，参照专利文献3),如果这样地将最外周部不完 整孔格甚至其内侧的一部分完整孔格堵塞，与外周壁一体化，则在用于DPF 等时，会存在作为滤膜的有效面积大大减少，压力损失也增大的问题。
专利文献1:日本特公昭63-12658号公报
专利文献2:日本特开平07-246341号公才艮
专利文献3:日本特开2004-154768号公报
发明内容
本发明是鉴于以上的情况得到的，其目的在于，提供一种生产性优异的蜂 窝结构体，其能够减轻对最外周部不完整孔格形成封孔部所需的时间和人力，
而不会大幅减少作为滤膜的有效面积或过渡增大压力损失。
为了实现上述目的，根据本发明，提供以下的封孔蜂窝结构体。蜂窝结构体(第一封孔蜂窝结构体)，其具有多孔质隔壁以及与该隔
壁形成为一体的外周壁，所述多孔质隔壁区划形成连通两个端面之间的多个孔
格；
所述孔格包括位于所述蜂窝结构体的最外周部且其一部分与所述外周壁 接触而具有不完整的孔格截面的最外周部不完整孔格以及该最外周部不完整
孔格以外的具有完整的孔格截面的完整孔格；所述完整孔格，以所述蜂窝结构 体的端面呈现相间方格花紋的封孔图案，在其一端部形成封孔部；就所述最外 周部不完整孔格来说，在根据所述封孔图案应当封孔的最外周部不完整孔格 中，对于一部分的孔格，与所述外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞，对于 剩余的孔格，仅在其一端部形成封孔部。根据[l]所述的封孔蜂窝结构体，其中，.所述最外周部不完整孔格中， 对于通过下式求得的孔格面积率小于S,的孔格，与所述外周壁形成为一体使 得其全长都被堵塞，对于所述孔格面积率超过S2的孔格，按照所述封孔图案 仅在其一端部形成封孔部，其中，S, <S2，对于所述孔格面积率大于等于S，
5且小于等于S2的孔格，形成混合存在有与所述外周壁形成为一体使得其全长 都被堵塞的孔格和按照所述封孔图案仅在其一端部形成封孔部的孔格的状态， 孔格面积率(％)=最外周部不完整孔格的面积/完整孔格的面积乂 ioo。根据[2]所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述S,是30。/。以下但排除00/。
的范围内的值，所述S2是2 30。/。范围内的值。根据[2]所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述S,是5。/。，所述S2是30。/。。 [5]蜂窝结构体(第二封孔蜂窝结构体)，其具有多孔质隔壁以及与该隔
壁形成为一体的外周壁，所述多孔质隔壁区划形成连通两个端面之间的多个孔
格；
所述孔格包括位于所述蜂窝结构体的最外周部且其一部分与所述外周壁 接触而具有不完整的孔格截面的最外周部不完整孔格以及该最外周部不完整
孔格以外的具有完整的孔格截面的完整孔格；所述完整孔格，以所述蜂窝结构 体的端面呈现相间方格花紋的封孔图案，在其一端部形成封孔部；所述最外周 部不完整孔格中，对于通过下式求得的孔格面积率小于S3的孔格，与所述外 周壁形成为一体使得其全长都被堵塞，对于所述孔格面积率大于等于S3的孔 格，按照所述封孔图案仅在其一端部形成封孔部，
孔格面积率(％):最外周部不完整孔格的面积/完整孔格的面积x 100。根据[5]所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述S3是30。/。。根据[1卜[6]中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封孔部的刚 性比所述隔壁的刚性低，并且，所述封孔部的热容量比所述隔壁的热容量大。根据[1卜[7]中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封孔部的材 料是钛酸铝或其复合材料，并且所述隔壁的材料是堇青石或其复合材料。根据[1] [8]中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封孔部的热 传导率比所述隔壁的热传导率低。根据[1] [9]中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封孔部的热 膨胀系数比所述隔壁的热膨胀系数低。
根据本发明，能够提供一种生产性优异的蜂窝结构体，其能够减轻在最外 周部不完整孔格形成封孔部所需的时间和人力，而不会大幅减少作为滤膜的有 效面积或过渡增大压力损失。
图1是部分性地表示本发明的第一封孔蜂窝结构体的端面的平面图。
图2是表示图1的a-a截面结构的截面图。 图3是表示图1的b-b截面结构的截面图。
图4是部分性地表示本发明的第二封孔蜂窝结构体的端面的平面图。 图5是部分性地表示以往的封孔蜂窝结构体的端面的平面图。 图6是表示图5的c-c截面结构的截面图。 符号说明
1:封孔蜂窝结构体(第一封孔蜂窝结构体)；3:隔壁；4:外周壁；5: 最外周部不完整孔格；6:完整孔格；8:封孔部；11:封孔蜂窝结构体(第二 封孔蜂窝结构体)；21:封孔蜂窝结构体(以往的封孔蜂窝结构体)
具体实施例方式
以下，具体说明本发明的代表性的实施方式，但本发明不限于以下的实施 方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的常识，进行适 当设计的改变、改良等也是可以理解的。
图l是部分性地表示本发明的第一封孔蜂窝结构体的端面的平面图，图2 是表示图1的a-a截面结构的截面图，图3是表示图l的b-b截面结构的截面 图。
本发明的第一封孔蜂窝结构体1具有区划形成连通两个端面之间的多个 孔格的多孔质的隔壁3以及与隔壁3形成为一体的外周壁4。孔格包括最外周 部不完整孔格5以及该最外周部不完整孔格5以外的具有完整的孔格截面的完 整孔格6，所述最外周部不完整孔格5位于所述蜂窝结构体的最外周部且其一 部分与所述外周壁4接触而具有不完整的孔格截面。
完整孔格6，与以往的在DPF等的滤膜中使用的封孔蜂窝结构体同样地， 以蜂窝结构体的端面呈现相间方格花紋的封孔图案，在其一端部形成封孔部 8。
另一方面，就最外周部不完整孔格5来说，在根据所述封孔图案应当封孔 的最外周部不完整孔格5中，对于一部分的最外周部不完整孔格5，与外周壁 4形成为一体使得其全长都被堵塞(参照图3 )，对于剩余的最外周部不完整孔格5,仅在其一端部形成封孔部8 (参照图2 )。
就本发明的封孔蜂窝结构体来说，这样只将一部分最外周部不完整孔格堵 塞与外周壁一体化而不是将全部的最外周部不完整孔格堵塞与外周壁一体化， 从而可以防止作为滤膜的有效面积的大幅减少或过度增大压力损失，可以将形 成封孔部的最外周部不完整孔格的个数减少到一定程度，可以减轻在最外周部 不完整孔格形成封孔的时间和人力，能够兼顾生产性和功能性。
就本发明的封孔蜂窝结构体来说，与外周壁形成为一体的最外周部不完整 孔格和仅在一端部形成封孔部的最外周部不完整孔格的分配是通过由下式求 得的孔格面积率的值来进行的。
孔格面积率(％)=最外周部不完整孔格的面积/完整孔格的面积>< 100
即，如图3所示，在使蜂窝结构体4的端面呈相间方格花紋的封孔图案而 应当进行封孔的最外周部不完整孔格5中，对于通过上式求得的孔格面积率小 于一定值S,的最外周部不完整孔才各5，使其成为与外周壁4形成为一体使得其 全长都被堵塞的状态。
另外，如图2所示，对于所述孔格面积率超过一定值S2 (其中，S,<S2) 的最外周部不完整孔格5，使其成为根据所述封孔图案1^叉在其一端部形成封孔 部的状态。
进而，对于所述孔格面积率大于等于S,且小于等于S2的最外周部不完整 孔格5,成为混合存在有与所述外周壁形成为 一体使得其全长都被堵塞的孔格 和根据所述封孔图案仅在其一端部形成封孔部的孔格的状态。
优选这样按照孔格面积率来进行分配的原因是最外周部不完整孔格与完 整孔格相比，是缺少了一部分形状的不定形状，特别是孔格面积率小的孔格， 难以在其端部形成封孔部，要形成封孔部需要花费时间和人力。
如果简单地仅考虑用于DPF等的滤膜时的性能，则对于需要封孔的全部 最外周部不完整孔格，希望在其一端部形成封孔部，但如果还考虑到生产性， 则对于难以形成封孔部的孔格面积率小的最外周部不完整孔格，与外周壁形成 为一体使得其全长都被堵塞是有利的。这样的与外周壁的一体化，通过调整挤 出成型蜂窝结构体时使用的模具的结构就可以比较容易地进行。
就本发明的第一封孔蜂窝结构体来说，对于孔格面积率比较大、 一定程度上来说容易形成封孔部的最外周部不完整孔格，优选形成封孔部，实现其乂寸滤
膜性能的贡献；对于孔格面积率比较小、难以形成封孔部的最外周部不完整孔 格，即使堵塞，对滤膜的有效面积、压力损失的不良影响也很小，所以优选与 外周壁一体化来实现生产性的提高；进而，对于具有形成封孔部的难度中等的 孔格面积率的最外周部不完整孔格，优选使其成为形成封孔部的孔格和与外周 壁 一体化的孔格混合存在的构成。
就本发明的第一蜂窝结构体来说，所述孔格面积率S,优选是30°/。以下的 范围内的值，更优选是10%以下的范围内的值，进一步优选是5%的范围内的 值(其中，除去0%)。如果孔格的面积率S,超过30。/。，则会有连比较大的最 外周部不完整孔格也与外周壁一体化的情况，对滤膜的有效面积、压力损失的 不良影响可能会很大。
另外，所述孔格面积率S2优选是2 30。/。范围内的值，更优选是2~10%范 围内的值，进一步优选是2~5°/。范围内的值。如果孔格面积率S2是小于2%的 值，则会有连非常难形成封孔部的最外周部不完整孔^^也必须形成封孔部的情 况，生产性可能降低。另一方面，如果孔格面积率S2是超过30%的值，则会 有连比较大的最外周部不完整孔格也与外周壁一体化的情况，对滤膜的有效面 积、压力损失的不良影响可能会很大。
从作为滤膜的性能和生产性的平衡性的观点考虑，作为特别适宜的实施方 式的一个例子，可以举出使所述S,是5。/。，使所述82是30%的结构。
图4是部分性地表示本发明的第二封孔蜂窝结构体的端面的平面图。
本发明的第二封孔蜂窝结构体11，与所述第一封孔蜂窝结构体同样地， 具有区划形成连通两个端面之间的多个孔格的多孔质隔壁3以及与该隔壁3 形成为一体的外周壁4。孔格包括最外周部不完整孔格5以及该最外周部不完 整孔格5以外的具有完整的孔格截面的完整孔格6，所述最外周部不完整孔格 5位于所述蜂窝结构体的最外周部且其一部分与所述外周壁4^妄触而具有不完 整的孔格截面。
完整孔格6，与以往的在DPF等的滤膜中使用的封孔蜂窝结构体同样地， 以蜂窝结构体的端面呈现相间方格花紋的封孔图案，在其一端部形成封孔部 8。另一方面，最外周部不完整孔格5中，对于由下式求得的孔格面积率小于 规定值S3的孔格，与所述外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞，对于所述 孔格面积率大于等于规定值S3的孔格，按照所述封孔图案仅在其一端部形成 佳十孑匕#。
孔格面积率(％) -最外周部不完整孔格的面积Z完整孔格的面积x ioo
就该第二封孔蜂窝结构体来说，与外周壁形成为一体的最外周部不完整孔
格5与封孔图案没有关系。即，按照蜂窝结构体的端面呈相间方格花紋的封孔 图案进行封孔时，即使是不需要封孔的最外周部不完整孔格5，只要其孔格面 积率小于规定值S3,就与外周壁4形成为一体使得其全长都被堵塞。
这样的最外周部不完整孔格5中，通过一次性地将孔格面积率小于规定值 S3的孔格全部与外周壁一体化，从而可以将形成封孔部的最外周部不完整孔格 的个数减少到一定程度，可以减轻在最外周部不完整孔格形成封孔部的时间和 人力。
另外，就第二封孔蜂窝结构体来说，如上所述，通过呈相间方格花紋的封 孔图案来进行封孔时，本来不需要封孔的最外周部不完整孔格中的一部分也与 外周壁一体化，因此，与仅对于根据所述封孔图案应当进行封孔的最外周部不 完整孔格的一部分进行与外周壁的一体化的第 一封孔蜂窝结构体相比，在作为 滤膜的有效面积、压力损失的方面，变得稍微不利，但通过一定程度地减小 S3的值，可以将这种不利因素抑制在最小限度。
就本发明的第二蜂窝结构体来说，具体的S3的值优选是30%，更优选是 10%,进一步优选是5%。如果该S3的值超过30。/。，则会有连比较大的最外周 部不完整孔格也与外周壁一体化的情况，对滤膜的有效面积、压力损失的不良 影响可能会很大。
制造本发明的封孔蜂窝结构体时，将规定的最外周部不完整孔格与外周壁 形成为一体的方法没有特别限定，例如可以举出如下的方法。通常，蜂窝结构 体是通过使用用于形成孔格的、具有多个孔格部件区的挤出成型用模具进行挤 出成型来形成的，通过除去该挤出成型用模具的形成最外周部不完整孔格的孔 格部件区，挤出时会在该除去部分装入坯土，就可以将最外周部不完整孔格与 外周壁形成为一体。
10另夕卜，作为在规定的孔格的一端部形成封孔部的方法，可以使用以往公知 的方法。具体来说，该方法是，在蜂窝结构体的端面粘贴薄片，然后将该薄片 的对应于应当进行封孔的孔格的部分开孔，将粘贴有该薄片的蜂窝结构体的端 面浸渍在将封孔材料浆化后的封孔浆料中，从而通过所述孔将封孔浆料填充到 要进行封孔的孔格的端部，然后，进行千燥和/或烧成，使填充的封孔浆料固 化，形成封孔部。
就本发明的封孔蜂窝结构体来说，作为除封孔部外的蜂窝结构体主体的材
料，没有特别限定，例如，在DPF这样的暴露于高温的环境下使用时，优选
由堇青石这样的耐热性优异的材料构成。另外，为了抑制与蜂窝结构体主体的 热膨胀差，封孔部的材料优选与蜂窝结构体主体的材料相同。
另外，就本发明的第一封孔^r窝结构体和第二封孔i奪窝结构体来说，优选
使封孔部的刚性比隔壁的刚性低且封孔部的热容量比隔壁的热容量大，或者使 封孔部的热膨胀系数比隔壁的热膨胀系数低，为了得到这样的关系，隔壁和封 孔部可以选择不同的材料。
将封孔蜂窝结构体用于DPF等用途时，通常是以在封孔蜂窝结构体的外 周壁的周围缠绕有由陶瓷纤维垫等形成的保持材料的状态压缩固定(罐装)在 筒状的管体内。该罐装时，握持压力被付与封孔蜂窝结构体的外周面，由于该 压力，应力集中于封孔部与隔壁的接触部，容易发生破裂，但如果使封孔部的 刚性低于隔壁的刚性，则付与压力而隔壁变形时，封孔部也随之同样地变形， 因此能够緩和局部应力集中，不易发生破裂。
另外，为了将封孔蜂窝结构体作为DPF长时间持续使用，需要定期进行 再生处理。即，为了降低滤膜内部经时堆积的颗粒导致的增大的压力损失而使 滤膜性能恢复到初期状态，需要使滤膜内部堆积的颗粒燃烧而除去。该滤膜再 生时，形成有封孔部的蜂窝结构体的端部产生大的热应力，该热应力使蜂窝结 构体产生开裂或破裂等缺损，但如果使封孔部的刚性低于隔壁的刚性，则可以
緩和该热应力而抑制缺损的发生。
进而，如果使封孔部的热容量大于隔壁的热容量，则由于封孔部的蓄热效 果而可以抑制再生处理时的颗粒燃烧导致的温度上升，可以有效防止温度过度 升高导致的隔壁的溶损、开裂的产生。
ii另夕卜，如果使封孔部的热传导率低于隔壁的热传导率，则颗粒燃烧时产生 的热被蓄积在封孔部，从而，蜂窝结构体端部的温度变化变緩，能够抑制热开 裂的产生。
进而，如果使封孔部的热膨胀系数低于隔壁的热膨胀系数，则即使封孔部 由于其蓄热效果而高温化，也可以通过封孔部与隔壁的热膨胀差而防止隔壁产 生开裂。就封孔部的热膨胀系数来说，在孔格通路方向和与其垂直的截面方向 的任意方向上都比隔壁的热膨胀系数小是适宜的。
对于封孔部和隔壁，想要满足如上所述的刚性、热容量、热传导率、热膨 胀系数的关系时，优选使隔板的材料为堇青石或其复合材料，使封孔部的材料
为钛酸铝(铝钛酸盐(以下称为"AT"))或其复合材料。
作为封孔部的材料，特别优选含有60%以上的A丁作为结晶相，此外的结 晶相由金红石、刚玉、莫来石的至少一种构成，玻璃相优选是5%以下的AT。
AT的杨氏模量是堇青石的杨氏模量的约十分之一。AT的杨氏模量随着 AT结晶量的增加而减少，所以AT结晶量越多越好。进而，因为AT的杨氏卄莫 量随着AT平均结晶粒径增大而减少，所以AT平均结晶粒径越大越好。AT的 杨氏模量根据AT结晶量和AT平均结晶粒径、气孔率而变化，约为(U 50GPa 左右。从热循环耐久性的观点考虑，平均结晶粒径优选小于10pm，通常，封 孔部具有比隔壁厚得多的厚度，重点未必在于热循环耐久性，所以在封孔部使
用AT材料时，AT平均结晶粒径在1(^m以上也是可以的，倒是使封孔部的杨 氏模量减少是合适的。但是，从材料压缩强度降低的观点考虑，平均结晶粒径 优选小于100pm。
另外，堇青石的比热和AT的比热大致相同，约为500 1000J/kgK。热容 量(J/K )是质量(kg )和比热(J/kgK )的乘积，所以每单位体积的热容量(J/m3K ) 用真比重(密度)(kg/m3)和比热(J/kgK)的乘积表示。堇青石的真比重约 为2.5,与其相对，AT的真比重约为3.6,所以如果假定气孔率相等，贝'J AT 的热容量是堇青石的1.44倍。
通常，如果气孔率增加，则强度和杨氏模量有减少的倾向，因此使AT的 气孔率小于堇青石的气孔率，则AT的杨氏模量增加，但由于本来就是堇青石 的十分之一程度那么小，因此即使降低气孔率，也显示出比堇青石小得多的杨氏模量。从而，通过使AT的气孔率小于堇青石的气孔率，可以发挥比堇青石 大的热容量和比其小的杨氏模量的特性。
进而，就AT的热膨胀系数和热传导率来说，由于随着AT结晶量的增加 而减少，因此AT结晶量越多越好，AT结晶量优选为60%以上。AT的热膨胀 系数(40~800°C )在大约-2.0x l(T6/°C~4.0x 10"的范围内。AT的热传导率约 为3.0W/mK以下。另外，堇青石的热传导率约为1.0W/mK以下，通过增加 AT的AT结晶量，可以使其热传导率小于堇青石。由堇青石构成的蜂窝结构 体，40 800。C的热膨胀系数(A轴)通常是1.5 x 10—，C以下。钛酸铝的杨氏 模量比堇青石低，因此封孔部的AT与隔壁的堇青石相比是高热膨胀也是可以 的，但通过使AT为低热膨胀，可以进一步降低隔壁和封孔部的边界应力，因 而更力"尤选。
本发明中，蜂窝结构体的形状没有特别限定，例如，作为蜂窝结构体的与 柱状结构的中心轴垂直的截面形状，可以是四边形等多边形、圓形、椭圓形、 长圓形等任意形状。另外，孔格的截面形状也没有特别限定，可以是三角形、 四边形、六边形、爿\边形、圆形或这些形状的组合。
用作为DPF等的滤膜时，蜂窝结构体的隔壁的厚度优选为100 2000^im, 更优选为200~1000|im,进一步优选为300~700pm。这是因为，如果隔壁的厚 度小于100pm,则会有强度不足耐热冲击性降低的情况，另一方面，如果隔壁 的厚度超过2000pm，则会有压力损失增大的倾向。
蜂窝结构体的孔格密度，优选为20 600孔格/in"cpsi),更优选为50 400 孔格/cpsi,进一步优选为100-300孔格/cpsi。如果孔格密度小于20cpsi，则会 有与废气的接触效率不足的倾向，另一方面，如果孔格密度超过600cpsi,则 会有压力损失增大的倾向。这里，"cpsi，，是"cells per square inch"的缩写， 是表示1平方英寸的孔格数的单位。例如，10cpsi是约1.55孔格/cm2。
:降窝结构体的气孔率优选为30~90%,更优选为45~80%,特别优选为 50~70%。通过使气孔率为30~90%,可以降低压力损失，保持作为结构体的机 械强度。
蜂窝结构体的平均气孔径(细孔径)优选为5~500|im。如果平均气孔径小 于5iim,则会有压力损失上升的倾向，另一方面，如果平均气孔径超过50jim，则会有用作滤膜时的捕集效率降低的倾向。
本发明的封孔蜂窝结构体的用途没有特别限定，特别是可以适宜地用于
DPF等的滤膜。
实施例
以下基于实施例更详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。 实施例1
按照蜂窝结构体的端面呈相间方格花紋的封孔图案，在由堇青石构成的多
孔质的蜂窝结构体主体(长152mm,外径144mm,隔壁厚300|nm,孔格 形状正方形，孔格密度300cpsi)的完整孔格一端部形成封孔部，该蜂窝 结构体主体的根据所述封孔图案应当进行封孔的最外周部不完整孔格中，对于
通过前述式子求得的孔格面积率小于5%的孔格，与蜂窝结构体主体的外周壁 形成为一体使得其全长都被堵塞，对于孔格面积率超过30%的孔格，按照所述 封孔图案仅在其一端部形成封孔部，对于孔格面积率大于等于5%其小于等于 30%的孔格，形成混合存在有与所述外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞的 孔格和按照所述封孔图案仅在其一端部形成封孔部的孔格的状态，从而制成封
孔蜂窝结构体。这里，封孔部的材料是与蜂窝结构体主体相同的堇青石。对于 该封孔蜂窝结构体，通过后述的方法，进行压力损失的测定、强制再生试验和 快速加热快速冷却试^^。 比单交例1
与实施例1中相同的蜂窝结构体主体的全部最外周部不完整孔格，通过与 蜂窝结构体主体的外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞的方式以及仅在一 端部形成封孔部的方式而被堵塞，进而，其内侧2孔格那么多的全部完整孔格 也被堵塞，对于其内侧的剩余的完整孔格，在其一端部按照蜂窝结构体的端面 呈相间方格花紋的封孔图案形成封孔部，从而制成封孔蜂窝结构体。这里，封 孔部的材料是与蜂窝结构体主体相同的堇青石。对于该封孔蜂窝结构体，通过 后述的方法，进行压力损失的测定、强制再生试验和快速加热快速冷却试验。
实施例2
按照蜂窝结构体的端面呈相间方格花紋的封孔图案，在由堇青石构成多孔 质的蜂窝结构体主体(长152mm，外径144mm,隔壁厚410pm,孔格形状八边形和四边形的组合，孔格密度300cpsi)的完整孔格一端部形成封 孔部，该蜂窝结构体主体的根据所述封孔图案应当进行封孔的最外周部不完整 孔才各中，对于通过前述式子求得的孔格面积率小于10%的孔格，与所述外周壁 形成为一体使得其全长都堵塞，对于孔格面积率为10%以上的孔格，按照所述 封孔图案仅在其一端部形成封孔部，从而制成封孔蜂窝结构体。这里，封孔部 的材料是与蜂窝结构体主体相同的堇青石。对于该封孔蜂窝结构体，通过后述 的方法，进行压力损失的测定、强制再生试验和快速加热快速冷却试验。 比4交例2
与实施例2中相同的蜂窝结构体主体的全部最外周部不完整孔格，与蜂窝 结构体主体的外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞，进而，其内侧2孔^f各那 么多的全部完整孔格也被堵塞，对于剩余的完整孔格，在其一端部按照蜂窝结 构体的端面呈相间方格花紋的封孔图案形成封孔部，从而制成封孔蜂窝结构 体。这里，封孔部的材料是与蜂窝结构体主体相同的堇青石。对于该封孔蜂窝 结构体，通过后述的方法，进行压力损失的测定、强制再生试验和快速加热快 速冷却试-睑。
实施例3
除了用以AT为主成分(AT含量90质量％)的材料形成封孔部以外， 制作具有与所述实施例1相同结构的封孔蜂窝结构体。对于该封孔蜂窝结构 体，通过后述的方法，进行压力损失的测定、强制再生试^^和快速加热快速冷 却试验。
实施例4
除了用以AT为主成分(AT含量90质量％)的材料形成封孔部以外， 制作具有与所述实施例2相同结构的封孔蜂窝结构体。对于该封孔蜂窝结构 体，通过后述的方法，进行压力损失的测定、强制再生试验和快速加热快速冷 却试-验。
压力损失的测定
将封孔蜂窝结构体装配于煤烟发动机(soot generator)中，将约200。C的 燃烧室废气导入封孔蜂窝结构体，使煤烟被堆积(捕集)到封孔蜂窝结构体的 内部，测定堆积的煤烟引起的封孔蜂窝结构体的压力损失。煤烟发动机具备
15通过在其内部使柴油燃烧而可以大量产生煤烟的燃烧室，该燃烧室内产生的燃 烧气体和煤烟通过的通过流路，连通该通过流路、其内部装配有封孔蜂窝结构 体而可以在短时间内使大量煤烟堆积在蜂窝结构体的试验室。燃烧室内装配有 不仅能够供给燃料而且能够供给空气或根据需要的氧的流量计，通过流路内装 配有能够供给空气或根据需要的氧以及氮的流量计。另外，试验室内装配有与 记录装置连接的用于测定温度的热电偶以及用于测定试验室的内部压力的压 力计 另外，试验室与将从通过流路流入并通过封孔蜂窝结构体的气体排出的 排气管道连接。将废气导入封孔蜂窝结构体使煤烟堆积(捕集)时的试验室的
温度约为200。C,通气流量为2.5Nm3/min。此时的煤烟产量为每小时约20g。 对于实施例1和2以及比较例1和2的封孔蜂窝结构体，各自用所述方法
测定了压力损失，得到以下的测定结果实施例1的封孔蜂窝结构体的压力损
失较比较例1的封孔蜂窝结构体低约7%，另外，实施例2的封孔蜂窝结构体
的压力损失较比较例2的封孔蜂窝结构体低约5%。 强制再生试-睑
将封孔蜂窝结构体装配于与上述压力损失测定中相同煤烟发动机装置中， 将约200。C的燃烧室废气导入封孔蜂窝结构体，使煤烟被堆积(捕集)到封孔 蜂窝结构体的内部。如此在封孔蜂窝结构体的每单位容积5~15g/L为止的范围 内，顺次使煤烟堆积量增加后，将650 70(TC的废气气体导入封孔蜂窝结构体， 使堆积的煤烟燃烧，进行强制再生处理。将废气导入封孔蜂窝结构体使煤烟堆 积(捕集)时的试-睑室的温度约为200°C，通气流量为9Nm3/min。此时的煤 烟产量为每小时约90g。另外，使堆积在封孔蜂窝结构体的煤烟燃烧时的 650 70(TC的废气气体的流量是1.5 Nm3/min。
该试验中，如果使进行强制再生处理前的煤烟堆积量顺次增加，则在某煤 烟堆积量时，在封孔蜂窝结构体的废气出口侧的封孔部附近，由于强制再生处 理时的煤烟的燃烧热，隔壁的一部分发生溶损。发生该溶损时的煤烟堆积量越 多，封孔蜂窝结构体的耐熔损性(melting resistance)越高，因而优选。
对于实施例1 4以及比较例1和2的各封孔蜂窝结构体，实施该试验的结 果是由以AT为主成分的材料形成封孔部的实施例3和4的封孔蜂窝结构体， 与由堇青石形成封孔部的实施例1和2以及比较例1和2的封孔蜂窝结构体相
16比，发生溶损时煤烟堆积量多，显示高耐熔损性。 快速加热快速冷却试-睑
将封孔蜂窝结构体装配于以LPG为燃料的燃烧装置中，反复进行100 700 匸间的快速加热快速冷却。该试验中，如果快速加热快速冷却的循环数增加， 则在某循环数时，在封孔蜂窝结构体的废气入口侧的封孔部附近，在隔壁的一 部分发生开裂。该开裂产生时的循环数越多，封孔蜂窝结构体的耐热冲击性越 高，因而优选。
对于实施例1 4以及比较例1和2的各封孔虫奪窝结构体，实施该试验的结 果是由以AT为主成分的材料形成封孔部的实施例3和4的封孔蜂窝结构体， 与由堇青石形成封孔部的实施例1和2以及比较例1和2的封孔蜂窝结构体相 比，产生开裂时的循环数多，显示高耐热冲击性。
产业上的应用性
本发明的封孔蜂窝结构体，例如可以适宜地用作为DPF等的滤膜。
权利要求
1.蜂窝结构体，其具有多孔质隔壁以及与该隔壁形成为一体的外周壁，所述多孔质隔壁区划形成多个连通两个端面之间的孔格；所述孔格包括位于所述蜂窝结构体的最外周部且其一部分与所述外周壁接触而具有不完整的孔格截面的最外周部不完整孔格以及该最外周部不完整孔格以外的具有完整的孔格截面的完整孔格；所述完整孔格，以所述蜂窝结构体的端面呈现相间方格花纹的封孔图案，在其一端部形成封孔部；就所述最外周部不完整孔格来说，在根据所述封孔图案应当封孔的最外周部不完整孔格中，对于一部分的孔格，与所述外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞，对于剩余的孔格，仅在其一端部形成封孔部。
2. 根据权利要求1所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述最外周部不完整 孔格中，对于通过下式求得的孔格面积率小于S,的孔格，与所述外周壁形成 为一体使得其全长都被堵塞，对于所述孔格面积率超过S2的孔格，根据所述 封孔图案仅在其一端部形成封孔部，其中，S,<S2,对于所述孔格面积率大于 等于S,且小于等于S2的孔格，形成混合存在有与所述外周壁形成为一体使得 其全长都被堵塞的孔格和按照所述封孔图案仅在其一端部形成封孔部的孔格 的状态，孔格面积率(％)=最外周部不完整孔格的面积/完整孔格的面积乂 100。
3. 根据权利要求2所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述S,是30。/。以下但 排除0%的范围内的值，所述S2是2~30%范围内的值。
4. 根据权利要求2所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述St是5。/。，所述 S2是300/0。
5. 蜂窝结构体，其具有多孔质隔壁以及与该隔壁形成为一体的外周壁， 所述多孔质隔壁区划形成连通两个端面之间的多个孔格；所述孔格包括位于所述蜂窝结构体的最外周部且其一部分与所述外周壁 接触而具有不完整的孔格截面的最外周部不完整孔格以及该最外周部不完整孔格以外的具有完整的孔格截面的完整孔格；所述完整孔才各，以所述^^窝结构体的端面呈现相间方格花紋的封孔图案， 在其一端部形成封孔部；所述最外周部不完整孔^f各中，对于通过下式求得的孔格面积率小于S;j的 孔格，与所述外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞，对于所述孔格面积率大 于等于S3的孔格，按照所述封孔图案仅在其一端部形成封孔部，孔格面积率(％) ^最外周部不完整孔格的面积/完整孔格的面积x 100。
6. 根据权利要求5所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述S3是30。/。。
7. 根据权利要求1~6中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封孔 部的刚性比所述隔壁的刚性低，并且，所述封孔部的热容量比所述隔壁的热容 量大。
8. 根据权利要求1 ~7中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封孔 部的材料是钛酸铝或其复合材料，并且所述隔壁的材料是堇青石或其复合材 料。
9. 根据权利要求l-8中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封孔 部的热传导率比所述隔壁的热传导率低。
10. 根据权利要求1-9中任一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，所述封 孔部的热膨胀系数比所述隔壁的热膨胀系数低。
全文摘要
本发明提供一种蜂窝结构体，其具有多孔质隔壁以及与该隔壁形成为一体的外周壁，所述多孔质隔壁区划形成多个连通两个端面之间的孔格。所述孔格包括位于所述蜂窝结构体的最外周部且其一部分与所述外周壁接触而具有不完整的孔格截面的最外周部不完整孔格以及该最外周部不完整孔格以外的具有完整的孔格截面的完整孔格。所述完整孔格，以所述蜂窝结构体的端面呈现相间方格花纹的封孔图案，在其一端部形成封孔部。就所述最外周部不完整孔格来说，在根据所述封孔图案应当封孔的最外周部不完整孔格中，对于一部分的孔格，与所述外周壁形成为一体使得其全长都被堵塞，对于剩余的孔格，仅在其一端部形成封孔部。
文档编号B01D39/20GK101583407SQ20088000236
公开日2009年11月18日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者伊藤公一, 市川结辉人, 得永健 申请人:日本碍子株式会社