蜂窩結(jié)構(gòu)體的制作方法

本發(fā)明涉及蜂窩結(jié)構(gòu)體。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及難以產(chǎn)生裂紋、可維持等靜壓強(qiáng)度的蜂窩結(jié)構(gòu)體。

背景技術(shù)：

目前，作為發(fā)達(dá)國(guó)家中對(duì)柴油車、卡車的nox限制，正在研究更為嚴(yán)格的條件。這里，作為處理nox的催化劑，一般使用scr(selectivecatalyticreduction，選擇性催化還原)催化劑，實(shí)際已知有在蜂窩形狀的基材中擔(dān)載有scr催化劑(具體有沸石等)的蜂窩結(jié)構(gòu)體。

并且，作為這樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體，已知施加有外周涂覆層(外周壁)的結(jié)構(gòu)體(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-102004號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

專利文獻(xiàn)1中記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體存在在催化劑的煅燒(calcination)時(shí)產(chǎn)生裂紋這樣的問(wèn)題。尤其是對(duì)于高氣孔率的蜂窩結(jié)構(gòu)體、隔壁的厚度薄的蜂窩結(jié)構(gòu)體而言，強(qiáng)度低。因此，在外周涂覆層為高溫的情況下(例如，催化劑煅燒時(shí))，構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁有時(shí)無(wú)法耐受因外周涂覆層的熱膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力，在蜂窩結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生裂紋。

本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作出的。本發(fā)明提供難以產(chǎn)生裂紋、且維持等靜壓強(qiáng)度的蜂窩結(jié)構(gòu)體。

用于解決問(wèn)題的方法

[1]一種蜂窩結(jié)構(gòu)體，其具備蜂窩結(jié)構(gòu)部和外周壁，所述蜂窩結(jié)構(gòu)部具有劃分形成多個(gè)孔格的多孔質(zhì)的隔壁，所述孔格從作為一側(cè)端面的流入端面延伸至作為另一側(cè)端面的流出端面并成為流體的流路，所述外周壁配設(shè)于所述蜂窩結(jié)構(gòu)部的外周面；所述外周壁的厚度為0.5～4.0mm，在所述外周壁內(nèi)，沿著所述外周壁的表面形成有空隙通路，所述空隙通路的寬度為0.4～4.0mm且具有所述外周壁的厚度的50～99％的高度，所述空隙通路的總長(zhǎng)度為所述蜂窩結(jié)構(gòu)部在所述孔格的延伸方向上的長(zhǎng)度的1000％以上。

[2]根據(jù)所述[1]所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述外周壁的厚度為0.5～3.0mm且所述空隙通路的高度為所述外周壁的厚度的80～99％。

發(fā)明效果

本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體在外周壁內(nèi)形成有規(guī)定的空隙通路，因此，難以產(chǎn)生裂紋，且維持了等靜壓強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性表示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。

圖2是示意性表示將本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的流入端面的外周部分放大的俯視圖。

圖3是示意性表示將本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的與孔格的延伸方向垂直的截面中的外周部分放大的截面圖。

符號(hào)說(shuō)明

1：隔壁；2：孔格；10：蜂窩結(jié)構(gòu)部；11：流入端面；12：流出端面；20：外周壁；21：外周壁的表面；30：空隙通路；100：蜂窩結(jié)構(gòu)體；c1：逆時(shí)針；c2：順時(shí)針；d：空隙通路的高度；h：法線；l：站立直線(起立直線)；t：外周壁的厚度；w：空隙通路的寬度。

具體實(shí)施方式

以下，一邊參照附圖一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式具體進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)，對(duì)以下的實(shí)施方式加以適當(dāng)變更、改良等也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。

(1)蜂窩結(jié)構(gòu)體：

本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式是圖1～圖3所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體100。蜂窩結(jié)構(gòu)體100具備蜂窩結(jié)構(gòu)部10，所述蜂窩結(jié)構(gòu)部10具有劃分形成多個(gè)孔格2的多孔質(zhì)的隔壁1，所述孔格2從作為一側(cè)端面的流入端面11延伸至作為另一側(cè)端面的流出端面12并成為流體的流路。進(jìn)而，蜂窩結(jié)構(gòu)體100具備配設(shè)于蜂窩結(jié)構(gòu)部10的外周面的外周壁20，該外周壁20的厚度為0.5～4.0mm。并且，蜂窩結(jié)構(gòu)體100在外周壁20內(nèi)沿著外周壁20的表面形成有空隙通路30。該空隙通路30的寬度為0.4～4.0mm且具有外周壁20的厚度的50～99％的高度。進(jìn)而，空隙通路30的總長(zhǎng)度為蜂窩結(jié)構(gòu)部10在孔格2的延伸方向上的長(zhǎng)度的1000％以上。

這樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體100由于在外周壁20內(nèi)形成有空隙通路30，因此利用該空隙通路30能夠釋放外周壁20熱膨脹時(shí)的應(yīng)力。因此，蜂窩結(jié)構(gòu)體100能夠緩和施加于蜂窩結(jié)構(gòu)部10的熱應(yīng)力。其結(jié)果是，能夠抑制起因于在外周壁20為高溫時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力而導(dǎo)致的裂紋的產(chǎn)生。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體100維持了等靜壓強(qiáng)度。

需說(shuō)明的是，也可以考慮不形成空隙通路30，而僅利用在外周壁20產(chǎn)生的裂紋來(lái)釋放在外周壁20熱膨脹時(shí)的應(yīng)力?？墒?，這種情況下，存在如下問(wèn)題：在蜂窩結(jié)構(gòu)體中擔(dān)載催化劑時(shí)，催化劑從裂縫漏出。本發(fā)明中，并不是僅形成裂紋，而是制成空隙通路，因此能夠防止在蜂窩結(jié)構(gòu)體擔(dān)載催化劑時(shí)催化劑從裂縫漏出。

圖1是示意性表示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。圖2是示意性表示將本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的流入端面的外周部分放大的俯視圖。圖3是示意性表示將本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的與孔格的延伸方向垂直的截面中的外周部分放大的截面圖。

(1-1)外周壁：

外周壁20的厚度需要為0.5～4.0mm，優(yōu)選為1.0～2.0mm，進(jìn)一步優(yōu)選為1.4～1.8mm。如果上述外周壁20的厚度小于下限值，則蜂窩結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度降低，因此發(fā)生在收納于罐體時(shí)產(chǎn)生破損的不良狀況。如果超過(guò)上限值，則外周涂覆層的體積增加，因此耐熱沖擊性降低，在蜂窩結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生溫度差時(shí)，發(fā)生外周涂覆層破損的不良狀況。

需說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中“外周壁的厚度”的意思是外周壁的最厚部分的厚度。具體而言，如圖2所示，在蜂窩結(jié)構(gòu)體100的與孔格的延伸方向正交的截面中，畫出外周壁20的表面21上的法線h。并且，將該法線h中從外周壁20的表面21至蜂窩結(jié)構(gòu)部10的長(zhǎng)度最長(zhǎng)時(shí)的長(zhǎng)度設(shè)為所謂的“外周壁的厚度”。

外周壁中形成有空隙通路，如上所述，該“空隙通路”的寬度為0.4～4.0mm且具有外周壁的厚度的50～99％的高度。通過(guò)形成有這樣的空隙通路，從而能夠利用該空隙通路釋放外周壁熱膨脹時(shí)的應(yīng)力。其結(jié)果是，能夠抑制起因于外周壁為高溫時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力而導(dǎo)致的裂紋的產(chǎn)生，并維持了等靜壓強(qiáng)度。

外周壁內(nèi)的空隙通路的寬度和高度如下測(cè)定。首先，將從外周壁的表面至外周壁的厚度的5％的厚度處的部分均勻地削去后，確認(rèn)經(jīng)削去而露出的面內(nèi)的槽部，測(cè)定該槽部的寬度和高度。如此測(cè)定槽部是因?yàn)橥ㄟ^(guò)空隙通路制作工序而覆蓋上部的空隙的高度(區(qū)域)是外周壁的厚度的5％左右。即，通過(guò)將從外周壁的表面至外周壁的厚度的5％的厚度處的部分均勻地削去，外周壁內(nèi)的空隙通路作為槽部而能夠從外部辨別。因此，通過(guò)對(duì)該槽部測(cè)定寬度和高度，能夠確認(rèn)空隙通路。

“空隙通路的高度”是指外周壁20的厚度方向上的距離(圖3中以符號(hào)“d”表示)。“空隙通路的寬度”是指與空隙通路30的延伸方向正交的方向的長(zhǎng)度(圖3中以符號(hào)“w”表示)。這里，“空隙通路的高度”和“空隙通路的寬度”是測(cè)定規(guī)定位置的空隙通路的高度和寬度時(shí)的平均值。規(guī)定位置如下確定。首先，畫出俯視蜂窩結(jié)構(gòu)體的端面時(shí)與隔壁的延伸方向平行并通過(guò)上述端面的中心與上述端面的邊緣的直線(平行直線)。并且，確定該平行直線與上述端面的邊緣的接點(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn))。例如，具有截面形狀為四邊形的孔格的蜂窩結(jié)構(gòu)體(四邊孔格蜂窩結(jié)構(gòu)體)的情況下，可以畫出4條平行直線，基準(zhǔn)點(diǎn)存在4個(gè)。并且，從該基準(zhǔn)點(diǎn)向著蜂窩結(jié)構(gòu)體的另一側(cè)端面在孔格的延伸方向上畫出直線(站立直線l(參照?qǐng)D1))。并且，測(cè)定位于站立直線上的“規(guī)定的3個(gè)點(diǎn)”的(即“規(guī)定位置”中的)空隙通路(槽部)的寬度和高度，算出它們的平均值。如此操作確定空隙通路的高度和寬度。站立直線上的“規(guī)定的3個(gè)點(diǎn)”是指蜂窩結(jié)構(gòu)體的流入端面上的點(diǎn)、流出端面上的點(diǎn)、以及流入端面與流出端面的中間點(diǎn)。需說(shuō)明的是，站立直線上的“規(guī)定的3個(gè)點(diǎn)”全部滿足“寬度為0.4～4.0mm且為外周壁的厚度的50～99％的高度”的條件。

需說(shuō)明的是，站立直線上不存在空隙通路的情況下，在圓周方向上，從站立直線上開始順時(shí)針和逆時(shí)針地調(diào)查圓周長(zhǎng)5％以內(nèi)的區(qū)域，確定位于該區(qū)域內(nèi)的空隙通路和與站立直線平行的直線的上述“規(guī)定的3個(gè)點(diǎn)”中的最先的交點(diǎn)。交點(diǎn)的調(diào)查按照從站立直線上起逆時(shí)針c1(參照?qǐng)D1)、從站立直線上起順時(shí)針c2(參照?qǐng)D1)的順序進(jìn)行。

外周壁20中的空隙通路30的總長(zhǎng)度需要為蜂窩結(jié)構(gòu)部10在孔格的延伸方向上的長(zhǎng)度的1000％以上，優(yōu)選為1000～1500％，進(jìn)一步優(yōu)選為1000～1200％。如果空隙通路30的總長(zhǎng)度小于蜂窩結(jié)構(gòu)部10在孔格的延伸方向上的長(zhǎng)度的1000％，則成為熱應(yīng)力緩沖部的外周壁內(nèi)的空隙不足，因此耐熱沖擊性降低?？障锻?0的總長(zhǎng)度是如下測(cè)定的值。即，在將外周壁從其表面至外周壁厚度的5％的厚度處的部分削去后，測(cè)定經(jīng)削去而露出的面內(nèi)的空隙通路(槽部)的總長(zhǎng)度。將這樣操作而測(cè)定的值作為空隙通路的總長(zhǎng)度?？障锻返目傞L(zhǎng)度通過(guò)圖像解析來(lái)測(cè)定。需說(shuō)明的是，空隙通路的總長(zhǎng)度的測(cè)定中，將削去的外周壁的表面的凹陷作為空隙通路(槽部)。作為圖像解析的條件，以槽部為黑色、其他部分為白色的方式進(jìn)行二值化。并且，通過(guò)圖像解析算出黑色部分的總長(zhǎng)度。

本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體優(yōu)選外周壁的厚度為0.5～3.0mm且空隙通路的高度為外周壁的厚度的80～99％。通過(guò)滿足這樣的條件，從而外周壁內(nèi)的空隙通路緩沖熱應(yīng)力，因此esp安全溫度提高。即，由于耐熱沖擊性提高，因此在產(chǎn)生溫度差時(shí)也不破損，能夠保持蜂窩結(jié)構(gòu)體。其中，“esp安全溫度”是表示耐熱沖擊性的指標(biāo)。具體而言，將蜂窩結(jié)構(gòu)體放入升溫至預(yù)定溫度的電爐內(nèi)，加熱1小時(shí)。然后，取出至保持于25℃的室內(nèi)，放置于金屬網(wǎng)上自然冷卻。并且，經(jīng)過(guò)15分鐘后，通過(guò)目測(cè)檢查蜂窩結(jié)構(gòu)體，如果不能確認(rèn)到裂紋，則關(guān)于該溫度設(shè)為“合格”。然后，使電爐每次升溫50℃，重復(fù)上述加熱和自然冷卻的操作，直至首次確認(rèn)到裂紋(直至為不合格)(esp試驗(yàn))。并且，將最后成為“合格”的溫度作為“esp安全溫度”。例如，在室溫(25℃)與電爐內(nèi)的溫度的溫度差為400℃的esp試驗(yàn)中不能確認(rèn)到裂紋，然后，在溫度差為450℃的esp試驗(yàn)中確認(rèn)到裂紋的情況下，esp安全溫度為400℃。

(1-2)蜂窩結(jié)構(gòu)部：

如上所述，蜂窩結(jié)構(gòu)部10具有劃分形成多個(gè)孔格2(參照?qǐng)D2)的多孔質(zhì)的隔壁1(參照?qǐng)D2)，所述孔格2從作為一側(cè)端面的流入端面11延伸至作為另一側(cè)端面的流出端面12并成為流體的流路。

隔壁1的厚度優(yōu)選為64～135μm，特別優(yōu)選為89～135μm。如果隔壁1的厚度小于上述下限值，則蜂窩結(jié)構(gòu)體100的強(qiáng)度有時(shí)會(huì)降低。如果超過(guò)上述上限值，則壓力損失有時(shí)會(huì)增大。

關(guān)于蜂窩結(jié)構(gòu)部10的孔格密度沒有特別限制。蜂窩結(jié)構(gòu)部10的孔格密度優(yōu)選為46～186個(gè)/cm²，特別優(yōu)選為62～116個(gè)/cm²。如果孔格密度小于下限值，則在使廢氣流通時(shí)，有時(shí)在短時(shí)間內(nèi)壓力損失增大，或者蜂窩結(jié)構(gòu)體100的強(qiáng)度降低。如果孔格密度超過(guò)上限值，則壓力損失有時(shí)會(huì)增大。

隔壁1的氣孔率優(yōu)選為25～55％，特別優(yōu)選為35～50％。通過(guò)設(shè)為這樣的范圍，隔壁的熱容量降低，因此催化劑的溫度容易上升，廢氣的凈化性能提高。如果隔壁的氣孔率小于25％，則隔壁的熱容量增加，因此有催化劑的溫度難以上升，廢氣的凈化性能降低的擔(dān)憂。如果超過(guò)55％，則隔壁的強(qiáng)度降低，因此在將蜂窩結(jié)構(gòu)體收納于罐體時(shí)，蜂窩結(jié)構(gòu)體有可能會(huì)破損。氣孔率是利用水銀孔度計(jì)測(cè)定的值。

隔壁1中的細(xì)孔的平均細(xì)孔徑優(yōu)選為3～40μm，特別優(yōu)選為5～25μm。通過(guò)設(shè)為這樣的范圍，催化劑變得容易填充于蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁內(nèi)，因此廢氣的凈化性能提高。如果平均細(xì)孔徑小于3μm，則催化劑變得難以浸入細(xì)孔內(nèi)而主要擔(dān)載于隔壁的表面(壁面)上，因此廢氣的凈化性能有可能會(huì)降低。如果超過(guò)40μm，則強(qiáng)度降低，因此，在將蜂窩結(jié)構(gòu)體收納于罐體時(shí)，蜂窩結(jié)構(gòu)體有可能會(huì)破損。平均細(xì)孔徑是利用水銀孔度計(jì)測(cè)定的值。

作為蜂窩結(jié)構(gòu)部10的孔格形狀(與孔格的延伸方向正交的截面內(nèi)的孔格形狀)沒有特別限制。作為孔格形狀，可以列舉三角形、四邊形、六邊形、八邊形、圓形或者它們的組合。四邊形之中，優(yōu)選為正方形或長(zhǎng)方形。

蜂窩結(jié)構(gòu)部10可以以選自由堇青石、碳化硅、莫來(lái)石、鈦酸鋁和氧化鋁組成的組中的至少一種作為主要成分。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)部10優(yōu)選為選自由堇青石、碳化硅、莫來(lái)石、鈦酸鋁和氧化鋁組成的組中的至少一種。這里，本說(shuō)明書中“主要成分”的意思是超過(guò)整體的50質(zhì)量％。

蜂窩結(jié)構(gòu)部10的形狀沒有特別限定。作為蜂窩結(jié)構(gòu)部10的形狀，優(yōu)選為圓柱狀、端面為橢圓形的柱狀、端面為“正方形、長(zhǎng)方形、三角形、五邊形、六邊形、八邊形等”多邊形的柱狀等。圖1所示的蜂窩結(jié)構(gòu)體100中，蜂窩結(jié)構(gòu)部10的形狀為圓柱狀。

(2)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法：

本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體可以通過(guò)以下的方法制造。即，本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體可以通過(guò)具有蜂窩燒成體制作工序、切削工序、外周壁形成工序、以及空隙通路制作工序的方法來(lái)制造。蜂窩燒成體制作工序是制作蜂窩燒成體的工序?！胺涓C燒成體”具備將陶瓷原料燒成而形成的多孔質(zhì)的隔壁，該多孔質(zhì)的隔壁劃分形成成為流體流路的多個(gè)孔格。切削工序是對(duì)在蜂窩燒成體制作工序中制作的蜂窩燒成體的外周部進(jìn)行切削，調(diào)整蜂窩燒成體的外周形狀的工序。外周壁形成工序是在通過(guò)切削工序?qū)Ψ涓C燒成體的外周部進(jìn)行切削后，在蜂窩燒成體的外周涂布外周涂覆材料并使其干燥，從而得到具有外周壁的蜂窩燒成體的工序，該外周壁產(chǎn)生表面開口的槽狀的空隙通路?？障锻分谱鞴ば蚴?，將帶有表面開口的槽的蜂窩燒成體的“表面開口的槽狀的空隙通路”的開口堵塞，在內(nèi)部形成空隙通路的工序。

以下，關(guān)于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，對(duì)每個(gè)工序進(jìn)行說(shuō)明。

(2-1)蜂窩燒成體制作工序：

蜂窩燒成體制作工序是制作蜂窩燒成體的工序，該蜂窩燒成體具備將陶瓷原料燒成而形成的多孔質(zhì)的隔壁。制作蜂窩燒成體的方法沒有特別限制，可以采用以往公知的方法。具體而言，該蜂窩燒成體制作工序具有成形工序和燒成工序。

(2-1-1)成形工序：

首先，在成形工序中，將含有陶瓷原料的陶瓷成形原料成形，形成具備劃分形成成為流體流路的多個(gè)孔格的隔壁的蜂窩成形體。

作為陶瓷成形原料含有的陶瓷原料，優(yōu)選為選自由堇青石化原料、堇青石、碳化硅、硅-碳化硅系復(fù)合材料、莫來(lái)石、鈦酸鋁組成的組中的至少1種。需說(shuō)明的是，堇青石化原料是指配合成化學(xué)組成落入二氧化硅42～56質(zhì)量％、氧化鋁30～45質(zhì)量％、氧化鎂12～16質(zhì)量％的范圍的陶瓷原料。并且，堇青石化原料經(jīng)燒成而變?yōu)檩狼嗍?/p>

此外，陶瓷成形原料還可以在上述陶瓷原料中混合分散介質(zhì)、有機(jī)粘合劑、無(wú)機(jī)粘合劑、造孔材、表面活性劑等來(lái)調(diào)制。各原料的組合比沒有特別限制，優(yōu)選按照所要制作的蜂窩結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等設(shè)定組合比。

在將陶瓷成形原料成形時(shí)，首先，將陶瓷成形原料混煉而制成坯土，將得到的坯土成形為蜂窩形狀。作為將陶瓷成形原料混煉而形成坯土的方法，可以列舉例如使用捏合機(jī)、真空練泥機(jī)等的方法。作為將坯土成形而形成蜂窩成形體的方法，可以使用例如擠出成形、注射成形等公知的成形方法。作為將坯土成形而形成蜂窩成形體的方法，具體而言，作為適合的例子，可以列舉使用具有所希望的孔格形狀、隔壁厚度、孔格密度的金屬模具來(lái)進(jìn)行擠出成形而形成蜂窩成形體的方法等。作為金屬模具的材質(zhì)，優(yōu)選難磨損的超硬合金。

作為蜂窩成形體的形狀，可以列舉圓柱狀、端面為橢圓形的柱狀、端面為“正方形、長(zhǎng)方形、三角形、五邊形、六邊形、八邊形等”的多棱柱狀等。

此外，在上述成形后，還可以將所得到的蜂窩成形體進(jìn)行干燥。干燥方法沒有特別限定。作為干燥方法，可以列舉例如熱風(fēng)干燥、微波干燥、介電干燥、減壓干燥、真空干燥、冷凍干燥等。其中，優(yōu)選單獨(dú)進(jìn)行介電干燥、微波干燥或熱風(fēng)干燥，或?qū)⑺鼈冞M(jìn)行組合。

(2-1-2)燒成工序：

接下來(lái)，將蜂窩成形體燒成而制作蜂窩燒成體。蜂窩成形體的燒成(正式燒成)是為了使構(gòu)成預(yù)燒后的蜂窩成形體的成形原料燒結(jié)而致密化，以確保規(guī)定的強(qiáng)度而進(jìn)行的。燒成條件(溫度、時(shí)間、氣氛等)根據(jù)成形原料的種類不同而不同，因此只要根據(jù)其種類選擇適當(dāng)?shù)臈l件即可。例如，使用堇青石化原料的情況下，燒成溫度優(yōu)選為1410～1440℃。此外，關(guān)于燒成時(shí)間，作為在最高溫度下的保持時(shí)間，優(yōu)選為4～8小時(shí)。作為進(jìn)行預(yù)燒、正式燒成的裝置，可以使用電爐、燃?xì)鉅t等。

(2-2)切削工序：

切削工序是對(duì)蜂窩燒成體的外周部進(jìn)行切削的工序。對(duì)蜂窩燒成體進(jìn)行切削的方法可以適當(dāng)采用以往公知的方法。例如，可以適當(dāng)采用一邊使蜂窩燒成體旋轉(zhuǎn)一邊壓下涂有金剛石的磨石的方法。

其中，切削可以在蜂窩成形體的燒成前后的任一時(shí)期進(jìn)行，優(yōu)選在燒成后進(jìn)行。通過(guò)在燒成后進(jìn)行切削，即使在蜂窩燒成體因燒成而變形的情況下，也能夠通過(guò)切削對(duì)蜂窩燒成體的形狀進(jìn)行調(diào)整。

(2-3)外周壁形成工序：

本工序中，在通過(guò)切削工序?qū)Ψ涓C燒成體的外周部進(jìn)行切削后，在蜂窩燒成體的外周涂布外周涂覆材料并使其干燥，從而得到具有外周壁的蜂窩燒成體，該外周壁產(chǎn)生表面開口的槽狀的空隙通路。通過(guò)形成外周壁，能夠防止在對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)體施加外力時(shí)蜂窩結(jié)構(gòu)體出現(xiàn)缺損。

作為外周涂覆材料，可以列舉在無(wú)機(jī)纖維、硅膠、粘土、sic粒子等無(wú)機(jī)原料中加入有機(jī)粘合劑、發(fā)泡樹脂、分散劑等添加材，再向其中加入水并混煉而得到的材料等。涂布外周涂覆材料的方法可以列舉一邊使“切削后的蜂窩燒成體”在滑輪上旋轉(zhuǎn)一邊用橡膠刮刀等進(jìn)行涂布的方法等。

對(duì)于外周涂覆材料的干燥方法，只要在所得到的外周壁中產(chǎn)生表面開口的槽狀的空隙通路就沒有特別限制。例如，可以采用下述方法：通過(guò)將處于常溫(25℃)的“涂布有外周涂覆材料的蜂窩燒成體”放入被加熱至100～150℃的干燥機(jī)內(nèi)，從而迅速地加熱外周涂覆材料使其干燥。

對(duì)于外周涂覆材料的涂布厚度，只要能夠得到所希望的外周壁厚度就沒有特別限制，可以設(shè)為0.5～4.0mm。

(2-4)空隙通路制作工序：

本工序中，將在外周壁形成工序中得到的帶有表面開口的槽狀的空隙通路的蜂窩燒成體的開口堵塞，同時(shí)在外周壁的內(nèi)部形成規(guī)定的空隙通路。

空隙通路的制作可以使用上述外周涂覆材料，可以按照在表面開口的槽狀的空隙通路中涂入外周涂覆材料的方式將表面開口的槽狀的空隙通路的開口堵塞。然后，通過(guò)使涂入表面開口的槽狀的空隙通路內(nèi)的外周涂覆材料干燥，從而可以得到在外周壁內(nèi)具有空隙通路的蜂窩結(jié)構(gòu)體。需說(shuō)明的是，注意使外周壁中成為中空。即，不要將表面開口的槽狀的空隙通路完全堵塞。

(2-5)其他方法：

上述方法中，通過(guò)外周壁形成工序而在外周壁形成表面開口的槽狀的空隙通路，然后，通過(guò)空隙通路制作工序?qū)⒈砻骈_口的槽狀的空隙通路的開口堵塞，從而形成空隙通路。另一方面，也可以通過(guò)其他方法形成空隙通路。例如，預(yù)先在蜂窩燒成體的外周面上配置因加熱而消失的物質(zhì)(間隔物)，然后涂布外周涂覆材料。然后，通過(guò)加熱使外周涂覆材料干燥，同時(shí)使上述間隔物消失，從而可以在外周壁內(nèi)形成所希望的空隙通路。

間隔物優(yōu)選在室溫下不流動(dòng)的物質(zhì)，且優(yōu)選在較低的溫度、例如45℃以上的溫度下流動(dòng)化的物質(zhì)。作為間隔物，具體而言，可列舉石蠟、蠟、硬脂酸等脂肪酸類、硬脂酸酰胺等酸酰胺類、硬脂酸丁酯等酯類等。此外，作為間隔物，也可以適當(dāng)使用在更高溫度、例如300～400℃左右的溫度下飛散、消失的物質(zhì)。也可以適當(dāng)?shù)厥褂迷谶@樣的溫度下分解并消失的塑料等高分子材料。

實(shí)施例

以下，通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步具體地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明不受這些實(shí)施例的任何限定。

(實(shí)施例1)

首先，使用含有陶瓷原料的成形原料，調(diào)制用于成形為蜂窩成形體的坯土。作為陶瓷原料，使用堇青石化原料。在堇青石化原料中添加分散介質(zhì)、有機(jī)粘合劑、分散劑、造孔材，調(diào)制成形用的坯土。分散介質(zhì)的添加量相對(duì)于100質(zhì)量份堇青石化原料為50質(zhì)量份。有機(jī)粘合劑的添加量相對(duì)于100質(zhì)量份堇青石化原料為5質(zhì)量份。造孔材的添加量相對(duì)于100質(zhì)量份堇青石化原料為5質(zhì)量份。使用捏合機(jī)將所得到的陶瓷成形原料進(jìn)行混煉，得到坯土。

接下來(lái)，用真空擠出成形機(jī)將得到的坯土擠出成形，得到四棱柱狀的蜂窩成形體。

接下來(lái)，利用高頻感應(yīng)將所得到的蜂窩成形體加熱干燥后，使用熱風(fēng)干燥機(jī)在120℃干燥2小時(shí)。然后，在1400℃燒成8小時(shí)，得到四棱柱狀的蜂窩燒成體。然后，對(duì)所得到的蜂窩燒成體的外周部進(jìn)行研削而得到圓柱狀的蜂窩燒成體。

接下來(lái)，在所得到的圓柱狀的蜂窩燒成體的外周面涂布外周涂覆材料，然后，使該外周涂覆材料干燥。通過(guò)使外周涂覆材料迅速地干燥，在所得到的外周涂覆層中產(chǎn)生“表面開口的槽狀的空隙通路”。通過(guò)這樣操作，得到蜂窩燒成體。作為使外周涂覆材料干燥的條件，采用以下的條件。具體而言，首先，在130℃加熱0.5小時(shí)，然后，在25℃保持1小時(shí)。

接下來(lái)，涂布外周涂敷材料，以將所得到的蜂窩燒成體的外周涂覆層中形成的“表面開口的槽狀的空隙通路”的開口堵塞，同時(shí)內(nèi)部不堵塞而形成空隙通路。并且，然后，在25℃保持24小時(shí)。通過(guò)這樣操作，制作具有外周壁的蜂窩結(jié)構(gòu)體。

所得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體的與孔格的延伸方向正交的截面是直徑330.2mm的圓形。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體在孔格的延伸方向上的長(zhǎng)度為203.2mm。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁的厚度為0.089mm，孔格密度為116個(gè)/cm²。此外，蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁的氣孔率為50％。蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁中的細(xì)孔的平均細(xì)孔徑為20μm。此外，將蜂窩結(jié)構(gòu)體的各測(cè)定值示于表1。

表1

表2

進(jìn)而，所得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體中的空隙通路具有外周壁的厚度的50％的高度，且寬度w為1.0mm。此外，空隙通路的總長(zhǎng)度為蜂窩結(jié)構(gòu)部在孔格的延伸方向上的長(zhǎng)度的1500％。外周壁的厚度t為1.8mm。將結(jié)果示于表3。

需說(shuō)明的是，在將從外周壁的表面至外周壁厚度的5％的厚度處的部分均勻地削去后，確認(rèn)經(jīng)削去而露出的面內(nèi)的槽部，測(cè)定該槽部的規(guī)定位置的寬度和高度，設(shè)為空隙通路的寬度和高度?！耙?guī)定位置”如下確定。畫出4條在俯視蜂窩結(jié)構(gòu)體的端面時(shí)與隔壁的延伸方向平行且通過(guò)上述端面的中心和上述端面的邊緣的直線(平行直線)，確定該平行直線與上述端面的邊緣的4個(gè)接點(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn))。并且，從這些基準(zhǔn)點(diǎn)開始，分別向蜂窩結(jié)構(gòu)體的另一側(cè)端面在孔格的延伸方向上畫出直線(站立直線)。并且，測(cè)定位于站立直線上的“規(guī)定的3個(gè)點(diǎn)”的空隙通路(槽部)的寬度和高度，算出它們的平均值。通過(guò)這樣操作，確定空隙通路的高度和寬度。站立直線上的“規(guī)定的3個(gè)點(diǎn)”是指，蜂窩結(jié)構(gòu)體的流入端面上的點(diǎn)、流出端面上的點(diǎn)、以及流入端面與流出端面的中間點(diǎn)。

對(duì)于空隙通路的總長(zhǎng)度，在將外周壁從其表面削去外周壁厚度的5％的厚度部分后，測(cè)定經(jīng)削去而露出的面內(nèi)的槽部的總長(zhǎng)度。

關(guān)于所得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體，通過(guò)以下所示的方法進(jìn)行“esp安全溫度”和“等靜壓強(qiáng)度”的各項(xiàng)評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于表3。

[esp安全溫度]

esp安全溫度如下測(cè)定。首先，將蜂窩結(jié)構(gòu)體放入與室溫(25℃)之差為300℃的電爐(電爐內(nèi)的溫度為325℃)，加熱1小時(shí)。接下來(lái)，將蜂窩結(jié)構(gòu)體從電爐取出，在金屬網(wǎng)上在常溫下自然冷卻15分鐘。然后，通過(guò)目測(cè)觀察裂紋的有無(wú)。并且，將不能確認(rèn)到裂紋的情況設(shè)為合格，將電爐的溫度提高50℃，再次進(jìn)行加熱和自然冷卻的操作(實(shí)施esp試驗(yàn))。使電爐內(nèi)的溫度每次升溫50℃，重復(fù)上述加熱和自然冷卻的操作，直至確認(rèn)到裂紋(直至不合格)。并且，將最后成為合格時(shí)的電爐的溫度作為esp安全溫度(℃)。

然后，根據(jù)所得到的esp安全溫度，按以下基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將小于450℃的情況設(shè)為“d”。將450℃以上且小于550℃的情況設(shè)為“c”。將550℃以上且小于650℃的情況設(shè)為“b”。將650℃以上的情況設(shè)為“a”。

[等靜壓強(qiáng)度]

等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定是基于社團(tuán)法人汽車技術(shù)會(huì)發(fā)行的汽車標(biāo)準(zhǔn)(jaso標(biāo)準(zhǔn))的m505-87所規(guī)定的等靜壓破壞強(qiáng)度試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的。等靜壓破壞強(qiáng)度試驗(yàn)是在橡膠的筒狀容器中放入蜂窩結(jié)構(gòu)體并用鋁制板蓋上，在水中進(jìn)行等方加壓壓縮的試驗(yàn)。

即，等靜壓破壞強(qiáng)度試驗(yàn)是模擬在罐體中把持蜂窩結(jié)構(gòu)體的外周面時(shí)的壓縮負(fù)荷加重的試驗(yàn)。通過(guò)該等靜壓破壞強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)定的等靜壓強(qiáng)度用蜂窩結(jié)構(gòu)體破壞時(shí)的加壓壓力值(mpa)來(lái)表示。

將等靜壓強(qiáng)度為1.0mpa以上的情況設(shè)為“ok”(合格)、小于1.0mpa的情況設(shè)為“ng”(不合格)。

表3

表4

(實(shí)施例2～19、比較例1～64)

如表1、表2所示那樣變更條件，除此以外，與實(shí)施例1同樣地操作，得到蜂窩結(jié)構(gòu)體?？障锻肥峭ㄟ^(guò)變更外周壁的干燥條件、配置因加熱而消失的間隔物，從而變更高度、寬度、總長(zhǎng)度而形成的。作為間隔物，使用通過(guò)400℃的熱處理而熱分解和燃燒的石蠟。將所得到的蜂窩結(jié)構(gòu)體的測(cè)定結(jié)果示于表1、表2。并且，關(guān)于蜂窩結(jié)構(gòu)體，進(jìn)行“esp安全溫度”和“等靜壓強(qiáng)度”的各項(xiàng)評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于表3、表4。需說(shuō)明的是，使用了間隔物的是實(shí)施例1～3、15～16、比較例25～56。

由表3、表4可知，與比較例1～64的蜂窩結(jié)構(gòu)體相比，實(shí)施例1～19的蜂窩結(jié)構(gòu)體難以產(chǎn)生裂紋。

產(chǎn)業(yè)可利用性

本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體能夠適合用作凈化汽車等的廢氣的過(guò)濾器。