专利名称：蜂窝过滤器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝过滤器及其制造方法。更详细地讲，涉及过滤效率高，且耐热冲击性极好，同时密封构件与过滤器基体的接合强度大、且压力损失小的蜂窝过滤器及其制造方法。
如图4(a)、(b)所示，该蜂窝过滤器，其主要部分结构是把在多孔陶瓷所构成蜂窝状过滤器基体12的两端面进行开口的贯通孔14a、14b，在其中一个端面封成交错格子状，且把另一个端面与前述一个端面封住贯通孔14a不同的贯通孔14b封成交错格子状，采用强制地使从任何一个端面导入的排气17通过贯通孔间的隔板13的方法，捕集、除去排气17中的微粒子。
过去，蜂窝过滤器广泛采用把陶瓷糊压入多孔陶瓷所构成过滤器基体12的贯通孔14中后，进行烧成，在过滤器基体12的贯通孔14中埋设封孔材料11。此时，封孔材料不是用熔融反应与各贯通孔间的隔板13粘合，而是通过压入使陶瓷糊浸入隔板13的气孔进行烧成，结果可以说是利用嵌合机理固定。
然而，过去的蜂窝过滤器，因为没有特别考虑有关封孔材料11与过滤器基体12的热膨胀系数的差别，所以封孔材料11的热膨胀系数大时，浸入隔板13的气孔中的封孔材料11由于热膨胀使隔板13产生龟裂，封孔材料11的热膨胀系数小时，存在封孔材料11脱落之类的问题。
对此，提出了通过将过滤器基体12与封孔材料11的陶瓷材料进行特定的组合，使两者在40～800℃的热膨胀系数之差为3.5×10-6/℃以下，解决上述问题的蜂窝过滤器(特公平2-53083号公报)。
然而，这种蜂窝过滤器，在结构上因为过滤器基体12的隔板13的一部分被封孔材料11覆盖，所以排气17不能通过被封孔材料11所覆盖的部分，存在过滤器功能降低的问题。
另外，过去，从增大过滤器基体12与封孔材料11的粘合面积，防止封孔材料11脱落的观点考虑，目前封孔材料11埋设在贯通孔中的厚度是约10～15mm，所以压力损失大存在发动机输出功率降低的问题。
对此，提出了如图5所示，将一个端面上过滤器基体12的贯通孔14封成交错格子状，且把另一个端面与前述一个端面封住的贯通孔不同的贯通孔封成交错格子状的密封板21固定在过滤器基体12的两个端面上的蜂窝过滤器(特开昭55-114324号公报)。
这种蜂窝过滤器，因为是使密封板21固定在过滤器基体12的端面的结构，所以过滤器基体12的一部分隔板没有被密封板21覆盖，不能使过滤器功能提高，同时不能防止隔板的龟裂发生。
然而，这种蜂窝过滤器，因为完全没有考虑热膨胀系数因密封板21和过滤器基体12的陶瓷材料的不同而有差别，所以由于密封板21的剥离，脱落而产生排气的泄漏等，在实用上、耐热冲击性方面有问题。
另外，这种蜂窝过滤器，因为也没完全考虑密封板21的厚度，所以采用挤出成型制成使陶瓷结晶取向的密封板21时，由于密封板21的厚度导致陶瓷结晶有时不充分取向。结果，实际上密封板21与过滤器基体12的热膨胀系数之差增大，过滤器基体12上固定密封板的蜂窝过滤器，在高温使用时因密封板21的剥离、脱落而有时产生排气的泄漏。另外，发动机输出功率因压力损失增大而降低的老问题丝毫没有解决。
此外，过去蜂窝过滤器的制造，采用将陶瓷组成的糊压入烧成蜂窝状干燥体的过滤器基体后、或压接固定烧成前的板状生成型体后进行烧成的方法。
然而，这种过去的制造方法，其烧成工序因为由蜂窝状干燥体烧成成为过滤器基体的工序、和压入陶瓷糊后或压接固定板状生成型体后、进行烧成制成蜂窝过滤器工序的2个工序组成，所以成为蜂窝过滤器高成本化的主要原因，成为对蜂窝过滤器普及的一大障碍。
另外，压接固定板状生成型体后烧成制成蜂窝过滤器时，已经烧成好的过滤器基体与烧成前的板状生成型体，其烧结的程度因烧成而不同，所以压接固定时即使两者的贯通孔对置，烧成后有时也产生错位。
此外，将板状生成型体与过滤器基体压接后进行烧成的制造方法，过滤器基体与密封构件的接合强度不一定充分。
本发明是鉴于上述的问题而完成的研究，第一个目的是提供过滤效率高、且耐热冲击性也好、同时密封构件与过滤器基体的接合强度高、且可使压力损失小的蜂窝过滤器。
另外，本发明的第二个目的是提供可成本极低且精密地制造过滤效率高、且耐热冲击性也好，同时密封构件与过滤器基体的接合强度极高、且可使压力损失小的蜂窝过滤器的制造方法。
即，根据本发明提供一种蜂窝过滤器，其特征是具备具有许多贯通孔的蜂窝状的过滤器基体，和固定在该过滤器基体的贯通孔进行开口端面的密封构件，密封构件在其中的一个端把过滤器基体的许多贯通孔封成交错格子状，而在另一个端将与前述一个端面封住的贯通孔不同的贯通孔封成交错格子状的蜂窝过滤器，密封构件是厚3mm以下的片状烧成体，同时与过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数之差是0.5×10-6/℃以下。
本发明的蜂窝过滤器，其过滤器基体及密封构件优选由取向的堇青石为主结晶相的陶瓷构成。
另外，密封构件优选通过将塑性的片状生成型体压接固定，烧成成为蜂窝状干燥体固定在过滤器基体上，或者利用与过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数之差0.5×10-6/℃以下的接合材料固定在过滤器基体上。
另外，根据本发明，提供蜂窝过滤器的制造方法，其特征在于把陶瓷材料挤出成型制成片状生成型体及蜂窝发生成型体，在该片状生成型体上，使之与该蜂窝状生成型干燥成的蜂窝状干燥体的贯通孔相对应地形成交错格子状贯通孔。在该片状生成型体上形成的贯通孔与该蜂窝状干燥体的贯通孔相对应的位置，把该片状生成型体压接固定在该蜂窝状干燥体的端面，将压接固定该片状生成型体的蜂窝状干燥体进行一体烧成。
本发明的蜂窝过滤器的制造方法中，陶瓷材料优选平均粒径1～10μm的高岭土0～20质量％、平均粒径5～30μm的滑石37～40质量％、平均粒径1～10μm的氢氧化铝15～45质量％、平均粒径4～8μm的氧化铝0～15质量％、平均料径2～100μm的溶融氧化硅或石英10～20质量％的组成物为主原料，片状生成型体优选厚度3mm以下。
另外，本发明的蜂窝过滤器的制造方法，优选同时进行蜂窝状生成型体的贯通孔的形成，和片状生成型体与蜂窝状干燥体端面的压接固定。
图2是模式地表示本发明蜂窝过滤器的密封构件与过滤器基体的固定安装状态一个例子的部分截面图。
图3是模式地表示本发明蜂窝过滤器的密封构件与过滤器基体的固定安装状态另一个例子的部分截面图。
图4(a)(b)是表示过去的蜂窝过滤器一个例子的模式图，图4(a)是部分截面图、图4(b)是平面图。
图5是模式地表示过去的蜂窝过滤器另一个例子的侧面图。
因此，过滤器基体2的隔板3的一部分没有被密封构件1覆盖，能使过滤器功能提高。另外，由于密封构件1的热膨胀而能防止过滤器基体2的隔板3产生龟裂。
作为本发明的过滤器基体2的构成材料例如，可列举无取向堇青石、取向堇青石、莫来石-锆石、莫来石、锆石、堇青石-莫来石、莫来石-钛酸铝、粘土粘结碳化硅、及氧化锆-尖晶石组成群中选出的1种为主结晶相的陶瓷，其中，在低热膨胀性方面优选取向堇青石。
这些陶瓷，可以单独用1种或2种以上组合用。
这里，所谓「取向堇青石」，意味着堇青石结晶的C轴与排气的流路方向垂直地取向的堇青石。
具体地，可通过将经烧成合成堇青石的原料粉末采用挤出成型等成型后，进行烧成制得。
过滤器基体2，除此之外，也可以含有例如，印度石(indialite)、莫来石、尖晶石、假蓝宝石、刚玉、二氧化钛等。
作为过滤器基体2的形状，例如，可列举端面的形状是圆形、椭圆形、轨道圆等的圆柱、端面的形状是三角、四角等的多角形的棱柱、这些的圆柱、棱柱的侧面成“＜”字(人字)的弯曲形状等，作为贯通孔的形状，例如，可列举截面形状为四角，八角等的多角形、圆形、椭圆等。
过滤器基体2的成型，可采用例如挤出成型法、注射成型法、加压成型法，把陶瓷原料加工成圆柱状成型品后形成贯通孔的方法进行，但从连续成型容易，同时可使堇青石结晶取向形成低热膨胀性的观点考虑优选挤出成型法。
本发明的密封构件1是把蜂窝状的过滤器基体2的许多贯通孔4a、4b，在其中一个端面封成交错格子状，且在另一端面与前述一个端面封住贯通孔4a不同的贯通孔4b封成交错格子状的结构。
因此，采用强制地使从任何一个端面导入的排气7通过贯通孔间的隔板3，捕集、除去排气7中的微粒子。
本发明中，密封构件1与前述过滤器基体2在40～800℃的热膨胀系数之差是0.5×10-6/℃以下，优选是0.3×10-6/℃以下，更优选是0.2×10-6/℃以下。
40～800℃的热膨胀系数之差超过0.5×10-6/℃时，在高温下使用蜂窝过滤器时，在固定部分产生大的变形，发生密封构件1的剥离或脱落，排气7泄漏后作为过滤器失去功能。
这里，本申请说明书中所谓「热膨胀系数」，意味着一定压力下，每单位温度变化(℃)的气体流路方向的尺寸变化率(ΔL/L)。
作为40～800℃的热膨胀系数之差为0.5×10-6/℃以下的构成材料的组合，例如，可列举①相同的构成材料、②莫来石-锆石和莫来石、③堇青石-莫来石和无取向堇青石等。其中，在40～800℃的热膨胀系数之差小，过滤器基体与密封构件的接合强度大的方面，优选①相同的构成材料，尤其是在低热膨胀性方面，任何的构成材料均优选为取向堇青石。
本发明的密封构件1为厚度3mm以下的片状成型体，优选为2mm以下的片状成型体，更优选为1mm以下的片状成型体。
厚度超过3mm时，蜂窝过滤器的压力损失增大，发动机输出功率降低。另外，挤出成型时，由于陶瓷结晶的取向不充分，所以密封构件1与过滤器基体2的热膨胀系数之差增大，过滤器基体2上固定这种密封构件的蜂窝过滤器，在高温使用时因密封构件1的剥离、脱落而产生排气的泄漏。
本发明的密封构件1，如图2所示，可以是直接固定在过滤器基体2上，如图3所示，也可利用接合材料6间接地接合的任一种方法。
作为图2所示密封构件1直接与过滤器基体2进行固定的方法，例如，可列举有塑性的片状生成型体与过滤器基体的贯通孔进行开口的端面压接固定，然后进行烧成的方法，有塑性的片状生成型体与蜂窝状干燥体的贯通孔进行开口的端面压接固定，然后进行烧成的方法。
其中，从
图1(a)(b)所示的密封构件1与过滤器基体2的贯通孔4、5的对应关系不因烧成而产生错位、同时通过省去烧成工序可大幅度降低成本且可增大密封构件1与过滤器基体2的接合强度的观点考虑，优选后者的方法。
这里，所谓「蜂窝状干燥体」，意味着用挤出成型等把陶瓷材料刚成型后的蜂窝状的生成型体干燥的蜂窝状干燥体，所谓「过滤器基体」意味把该蜂窝状干燥体进行烧成后的烧成物。另外，所谓「片状生成型体」意味着是用挤出成型等把陶瓷材料加工成型的成型品，干燥、烧成前的制品。
作为利用接合材料6把图3所示的密封构件1间接地与过滤器基体2固定的方法，例如，可列举把陶瓷为主成的糊(烧成后成为接合材料的原料)涂布在过滤器基体2或蜂窝状干燥体的端面后，压接固定片状密封构件或片状生成型体、进行烧成的方法。
接合材料6与过滤器基体2在40～800℃的热膨胀系之差优选是0.5×10-6/℃以下。
与过滤器基体2在40～800℃的热膨胀系之差超过0.5×10-6/℃时，在高温下使用蜂窝过滤器的时候，固定部分的变形增大，密封构件1产生剥离或脱落，有时发生排气泄漏。
虽然接合材料6也可通过用挤出成型等使陶瓷结晶取向调节热膨胀系数，但因为调节工序复杂，所以优选用原料的组成进行调节。
具体地，例如可列举过滤器基体2由取向性堇青石组成时，把平均粒径2～5μm的高岭土0～20质量％、平均粒径8～15μm的滑石37～40质量％、平均粒径0.5～3μm的氢氧化铝15～45质量％、平均粒径2～4μm的氧化铝0～15质量％、平均粒径2～10μm的熔融氧化硅或石英10～20质量％的组成物为主原料的陶瓷材料进行烧成的材料。2.蜂窝过滤器的制造方法本发明的蜂窝过滤器的制造方法是将陶瓷材料挤出成型制成片状生成型体及蜂窝状生成型体，在该片状生成型体上，使之与该蜂窝状生成型体干燥成的蜂窝状干燥体的贯通孔相对应地形成交错格子状贯通孔，在该片状生成型体上形成的贯通孔与该蜂窝状干燥体的贯通孔相对应的位置，将该片状生成型体压接固定在该蜂窝状干燥体的端面，将压接固定该片状生成型体的蜂窝状干燥体进行一体烧成。以下，对每个工序详细地进行说明。
本发明的蜂窝过滤器的制造方法，首先，将陶瓷材料挤出成型制成片状生成型体及蜂窝状生成型体。
由此，由于构成片状生成型体及蜂窝状生成型体的原料粒子进行取向，烧成后制得的密封构件及过滤器基体均为低热膨胀性，且缩小两者的热膨胀系数之差。
作为陶瓷材料，例如，可列举含有从硅、钛、锆、碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、氮化硅、氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化锆、莫来石、堇青石化原料、钛酸铝、塞龙、高岭土、滑石、氢氧化铝、熔融氧化硅及石英组成群中选出的至少1种为主原料的陶瓷，陶瓷材料可将这些主原料单独用1种或将2种以上组合使用。
更具体地，作为蜂窝状生成型体的主原料，从过滤器基体低热膨胀性好的观点考虑，优选平均粒径5～10μm的高岭土0～20质量％、平均粒径15～30μm的滑石37～40质量％、平均粒径1～10μm的氢氧化铝15～45质量％、平均粒径4～8μm的氧化铝0～15质量％，平均粒径3～100μm的熔融氧化硅(硅石)或石英10～20质量％的组成物为主原料的陶瓷。
另外，蜂窝状生成型体的主原料作为上述原料时的片状生成型体的主原料，从密封构件低热膨胀性好、且与过滤器基体的热膨胀系数之差的观点考虑，优选平均粒径2～5μm的高岭土0～20质量％、平均粒径8～15μm的滑石37～40质量％、平均粒径0.5～3μm的氢氧化铝15～45质量％、平均粒径2～4μm的氧化铝0～15质量％、平均粒径2～10μm的熔融氧化硅或石英10～20质量％为主原料。
再者，不是相同的原料是因为考虑挤出成型取向的程度有差别等的缘故。
本发明，在陶瓷材料中可以添加根据需要所期望的添加剂。
作为添加剂，可列举粘合剂、促进向媒液分散用的分散剂、形成气孔用的造孔材料等。
作为粘合剂，例如，可列举羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。作为分散剂，例如，可列举乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。作为造孔剂，例如，可列举石墨、小麦粉、淀粉、酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
这些添加剂，可根据目的要求单独用1种或2种以上组合用。
陶瓷材料，通常相对于上述的主原料及根据需要添加的添加物组成的原料粉末100重量份，投入10～40重量份左右的水后，进行混炼制成塑性混合物。
挤出成型可以用真空和泥机，活塞式挤出成型机等。
挤出成型制成的片状生成型体，优选厚度是3mm以下，更优选厚度是2mm以下，最优选厚度是1mm以下。
厚度为3mm以下时，可使蜂窝过滤器的压力损失减少，提高发动机输出功率。另外，可利用挤出成型使陶瓷结晶充分取向，缩小与过滤器基体的热膨胀系数之差。
作为所形成的蜂窝状生成型体的外形，例如，可列举端面的形状是圆形或椭圆的圆柱，端面的形状是三角，四角等的多角形的棱柱，这些的圆柱、棱柱的侧面弯成“＜”字形的形状等，作为蜂窝状生成型体的贯通孔的形状，例如，可列举截面形状四角、八角等的多角形、圆形、椭圆等。
本发明的蜂窝过滤器的制造方法，然后，在片状生成型体上使之与蜂窝状生成型体干燥成的蜂窝状干燥体的贯通孔相对应地形成交错格子状贯通孔。
通过与烧成前的蜂窝状干燥体的贯通孔相对应地形成，然后再采用进行烧成的烧结可防止两者的贯通孔产生错位。
作为干燥蜂窝状生成型体的方法，没有特殊限制，例如，可列举热风干燥，微波干燥、感应干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等。
作为与蜂窝状干燥体的贯通孔相对应地形成交错格子状贯通孔的方法，可列举使片状生成型体的开孔位置与蜂窝状干燥体的贯通孔相对应后，用脉冲开孔的方法等。但，从可更准确地使两者的贯通孔4、5相对应，且可简化蜂窝过滤器的制造工序的观点考虑，优选同时进行蜂窝状生成型体的贯通孔的形成，和后述的片状生成型体对峰窝状干燥体端面的压接固定。
具体地，例如，可列举在蜂窝状干燥体的端面载置片状生成型体后，挤压具有与片状生成型体相对应的外延，且具有与蜂窝状干燥体的贯通孔相对应配设的开孔手段的板状构件，可同时进行贯通孔的形成和压接固定的方法。
本发明的蜂窝过滤器的制造方法，然后，在片状生成型体上形成的贯通孔与蜂窝状干燥体的贯通孔相对的位置，将片状生成型体与蜂窝状干燥体的端面进行压接固定。
由此，与一方是烧成体的过滤器基体的情况相比，由于两者的接触更致密，所以烧成后的密封片与过滤器基体的接合强度提高，可更可靠地防止密封片的剥离、脱落。
片状生成型体对蜂窝状干燥体端面的压接固定，因为片状生成型体具有塑性，所以可直接按压片状生成型体，也可以把陶瓷为主成分的糊涂布在蜂窝状干燥体上，然后按压片状生成型体。
本发明的蜂窝过滤器的制造方法，最后，将压接固定有片状生成型体的蜂窝状干燥体进行一体烧成。
由此，因为可用一步的烧成进行过去所进行的蜂窝状干燥体的烧成和压接固定有片状生成型体的过滤器基体烧成的二步烧成，所以可大幅度地降低制造成本，同时可谋求大幅度高速化制造。另外，烧成后可防止相对应的贯通孔产生错位。
烧成温度，从更牢固地固定密封片与过滤器基体的观点考虑，优选在1410～1440℃的温度下进行。
以下，通过实施例更具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。1.评价方法(1)电炉散裂试验在设定好温度的电炉中放入实施例及比较例制得的试验体保持30分钟后，在25℃的室内取出放在耐火砖的上面，冷却后，通过外观观察和打音判断有无龟裂。
电炉的设定温度从650℃开始，在没有龟裂的情况下，按50℃刻度升高温度，不发生龟裂的最高温度作为试验结果。
(2)压力损失测定方法在过滤器中通入25℃的5Nm3/min的空气，测定过滤器前后的压力差。
(3)热膨胀系数把蜂窝状或片状干燥体烧成后，沿气体流路方向切出样品，测定40～800℃的热膨胀系数(一定压力下，每单位温度变化(℃)的气体流路方向的尺寸变化率(ΔL/L)。糊的场合，将糊干燥、烧成后，切出样品，测定40～800℃的热膨胀系数。2.实施例及比较例实施例1首先，相对于表1所示组成1的堇青石化原料100重量份，将水30重量份、造孔剂(石墨)30重量份、粘合剂(甲基纤维素)4重量份、分散剂(月桂酸钾)0.5重量份进行混炼的组合物挤出成型后，进行干燥制得蜂窝状干燥体(烧成前的干燥体)。
然后，相对于表1所示组成的堇青石化原料100重量份，将水30重量份、造孔剂(石墨)30重量份、粘合剂(聚对苯二甲酸乙二醇酯)4重量份、分散剂(月桂酸钾)0.5重量份进行混炼的组合物进行挤出成型，制得干燥前有塑性的厚1.5mm的片状生成型体，用脉冲把该片状生成型体与蜂窝状干燥体的许多贯通孔相对应的部分打穿成交错格子状，压接固定在两端面使之在蜂窝状干燥体的贯通孔进行开口的一个端面和另一个端面封住不同的贯通孔。
最后，在该状态下干燥后，在1420℃进行烧成，制得在蜂窝状的过滤器基体(蜂窝状干燥体烧成后的烧成体)上固定在片状密封构件(片状生成型体干燥，烧成后的烧成体)的堇青石质蜂窝过滤器(过滤器基体气孔率60％、平均细孔径25μm、直径144mm、长度150mm、筋条厚度300μm、孔密度300孔/英寸2、总长152mm)。
对制得的蜂窝过滤器测定40～800℃的热膨胀系数，结果过滤器基体是0.6×10-6/℃，片状密封构件是0.8×10-6/℃。另外，电炉散裂试验达到800℃没发生龟裂，压力损失也低达133mm H2O。将评价结果归纳于表2。
对制得的蜂窝过滤器测定40～800℃的热膨胀系数，结果过滤器基体是0.6×10-6/℃、片状密封构件是0.9×10-6/℃。另外，电炉散裂试验达到800℃没发生龟裂，压力损失也低达137mm H2O。将所用的组成示于表1，将评价结果归纳示于表2。
对制得的蜂窝过滤器测定40～800℃的热膨胀系数，结果过滤器基体是0.6×10-6/℃、片状密封构件是1.1×10-6/℃。另外，电炉散裂试验达到750℃没有发生龟裂，压力员失也低达140mm H2O。将所用组成示于表1，将评价结果归纳示于表2。
对制得的蜂窝过滤器测定40～800℃的热膨胀系数，结果过滤器基体是0.6×10-6/℃、片状密封构件是0.8×10-6/℃、接合材料(糊烧成后烧结体)是1.1×10-6/℃。另外，电炉散裂试验达到800℃没发生龟裂、压力损失也低达135mm H2O。将所用组成示于表1，将评价结果归纳示于表2。比较例1在实施例1中，除了过滤器基体的长度为145mm，片状生成型体的厚度为4mm以外，其他与实施例1同样地制得堇青石质蜂窝过滤器。
对制得的蜂窝过滤器测定40～800℃的热膨胀系数，结果过滤器基体是0.6×10-6/℃、片状密封构件是1.3×10-6/℃。另外，电炉散裂试验超过700℃时发生龟裂，压力损失也高达144mm H2O。将所用组成示于表1，将评价结果归纳示于表2。比较例2在实施例1中，除了用表1所示组成1的堇青石化原料制作糊，把该糊涂布在过滤器基体的贯通孔进行开口的两端面，然后压接固定片状生成型体以外，其他与实施例1同样地制得堇青石质蜂窝过滤器。对制得的蜂窝过滤器测定40～800℃的热膨胀系数，结果过滤器基体是0.6×10-6/℃、片状密封构件是0.8×10-6/℃、接合材料(糊烧成后烧结体)是1.5×10-6/℃。另外，压力损失虽低达137mm H2O，但电炉散裂试验超过700℃时发生龟裂。将所用组成示于表1，将评价结果归纳示于表2。
比较例3、4在实施例1中，除了用表1所示组成1的堇青石化原料制作糊，分别按深度5、10mm将该糊压入过滤器基体的贯通孔进行埋设以外，其他与实施例1同样地制得堇青石质蜂窝过滤器。
对制得的蜂窝过滤器，进行40～800℃的热膨胀系数、和压力损失的测定以及电炉散裂试验，结果比较例3的蜂窝过滤器，40～800℃的热膨胀系数过滤器基体是0.6×10-6/℃，密封构件(糊干燥、烧成后的烧结体)的40～800℃的热膨胀系数是1.5×10-6/℃。另外，电炉散裂试验超过700℃时发生龟裂，压力损失也高达150mm H2O。而，比较例4的蜂窝过滤器，过滤器基体40～800℃的热膨胀系数是0.6×10-6/℃，密封构件(糊干燥、烧成后的烧结体)的40～800℃的热膨胀系数是1.5×10-6/℃。另外，电炉散裂试验超过650℃时发生龟裂，压力损失也还高达172mm H2O。将所用组成示于表1、将评价结果归纳示于表2。
表1调合组成
表2.试验结果
3.评价过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数，和密封用片及接合剂在40～800℃的热膨胀系数之差是0.5×10-6/℃以下，且片状密封构件的厚度是3mm以下的实施例1～4，其电炉散裂试验中发生龟裂最低温度为750℃以上确认有良好的耐热冲击性，同时确认压力损失低达140mmH2O。
另外，片状密封构件的厚度是4mm，在40～800℃的热膨胀系数高达1.3×10-6/℃，与过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数之差高达0.7×10-6/℃的比较例1的蜂窝过滤器，在电炉散裂试验中，发生龟裂最低温度为700℃确认耐热冲击性低，同时确认压力损失高达144mmH2O。
而，接合材料(糊干燥，烧成后的烧结体)在40～800℃的热膨胀系数高达1.5×10-6/℃，与过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数之差高达0.9×10-6/℃的比较例2的蜂窝过滤器，虽然压力损失低达137mmH2O，但电炉散裂试验中，发生龟裂最低温度为700℃，确认耐热冲击性低。
此外，把40～800℃的热膨胀系数高达1.5×10-6/℃，与过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数之差是0.9×10-6/℃的密封构件(糊干燥、烧成后的烧结体)按深度5mm埋设在过滤器基体的贯通孔中的比较例3的蜂窝过滤器，在电炉散裂试验中，发生龟裂最低温度为700℃确认耐热冲击性低，同时确认压力损失高达150mm H2O。另外，把40～800℃的热膨胀系数相同的密封构件，按深度10mm埋设在过滤器基体的贯通孔中的比较例4的蜂窝过滤器，在电炉散裂试验中，发生龟裂最低温度为650℃确认耐热冲击性更低，同时确认压力损失又高达172mm H2O。
产业上利用的可能性如以上所说明，根据本发明的蜂窝过滤器，可提供过滤效果高，且耐热冲击性也好，同时密封构件与过滤器基体的接合程度高，且可缩小压力损失的蜂窝过滤器。
另外，根据本发明的蜂窝过滤器的制造方法，可提供成本极低地且精密地制造过滤效率高，且耐热冲击性也好，同时密封构件与过滤器基体的接合强度极高、且可缩小压力损失的蜂窝过滤器的制造方法。
权利要求
1.蜂窝过滤器，其特征在于，具备有多个贯通孔的蜂窝状的过滤器基体、和在前述过滤器基体的前述贯通孔进行开口的端面固定安装的密封构件，前述密封构件在其中一个端面把前述过滤器基体的前述许多贯通孔封成交错格子状，且在另一端面把与前述一个端面封住的贯通孔不同的贯通孔封成交错格子状的蜂窝过滤器，前述密封构件是厚度3mm以下的片状烧成体，并与前述过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数之差是0.5×10-6/℃以下。
2.权利要求1所述的蜂窝过滤器，其特征在于前述过滤器基体及前述密封构件由取向堇青石为主结晶相的陶瓷构成。
3.权利要求1或2所述的蜂窝过滤器，其特征在于前述密封构件通过将塑性片状生成型体与蜂窝状干燥体进行压接固定、烧成，固定安装在前述过滤器基体上。
4.权利要求1或2所述的蜂窝过滤器，其特征在于前述密封构件利用与前述过滤器基体在40～800℃的热膨胀系数之差0.5×10-6/℃以下的接合材料，固定安装在前述过滤器基体上。
5.蜂窝过滤器的制造方法，其特征在于将陶瓷材料挤出成型制成片状生成型体及蜂窝状生成型体，在前述片状生成型体上，与前述蜂窝状生成型体干燥成的蜂窝状干燥体的贯通孔相对应地形成交错格子状贯通孔，在前述片状生成型体上形成的贯通孔，在与前述蜂窝状干燥体的贯通孔相对应的位置，将前述片状生成型体压接固定在蜂窝状干燥体的端面上，将压接固定有前述片状生成型体的蜂窝状干燥体进行一体烧成。
6.权利要求5所述的蜂窝过滤器的制造方法，其特征在于前述陶瓷材料将平均粒径1～10μm的高岭土0～20质量％、平均粒径5～30μm的滑石37～40质量％、平均粒径1～10μm的氢氧化铝15～45质量％、平均粒径4～8μm的氧化铝0～15质量％、平均粒径2～100μm的熔融氧化硅或石英10～20质量％的组成物作为主原料。
7.权利要求5或6所述的蜂窝过滤器的制造方法，其特征在于前述片状生成型体厚度是3mm以下。
8.权利要求5～7的任一项所述的蜂窝过滤器的制造方法，其特征在于同时进行前述蜂窝状生成型体的贯通孔的形成，和前述片状生成型体对蜂窝状干燥体端面的压接固定。
全文摘要
本发明是具备有许多贯通孔(4a、4b)的蜂窝状的过滤器基体(2)、和在过滤器基体(2)的贯通孔(4a、4b)进行开口的端面固定的密封构件(1)，密封构件(1)在其中一个端面把过滤器基体(2)的许多贯通孔(4a、4b)封成交错格子状，且在另一个端面把与前述一个端面封住的贯通孔(4a)不同的贯通孔(4b)封成交错格子状的蜂窝过滤器。使密封构件(1)成为厚3mm以下的片状烧成体，同时使与过滤器基体(2)在40～800℃的热膨胀系数之差为0.5×10
文档编号F01N3/02GK1476345SQ01819425
公开日2004年2月18日 申请日期2001年10月3日 优先权日2000年11月24日
发明者浜中俊行, 野口康 申请人:日本碍子株式会社