专利名称：蜂窝结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为过滤器使用的蜂窝结构体，所述过滤器用于捕获并去除从柴油发动机等内燃机排出的废气中的颗粒等。
背景技术：
从公共汽车、卡车等车辆、建筑设备等的内燃机排出的废气中含有的黑烟等颗粒会对环境和人体造成危害，这已成为近来的问题。
因此，已提出有各种陶瓷过滤器，该陶瓷过滤器使废气通过由堇青石或碳化硅等构成的多孔质陶瓷，捕获废气中的颗粒，以净化废气。
这种陶瓷过滤器通常是以柱状体中将孔彼此之间隔开的孔壁作为过滤器起作用的，所述柱状体在一个方向上设置有平行的多个孔。
即，在上述蜂窝过滤器中，形成于上述柱状体的孔在废气的入口侧或出口侧的端部的任意一个用密封材料封孔，形成所谓交错状分布，流入一个孔的废气必定通过隔开孔的孔壁之后，才能从另一个孔流出，废气通过该孔壁时，颗粒被孔壁部分捕获，废气得到净化。
伴随这样的废气的净化作用，蜂窝过滤器的隔开孔的孔壁部分上颗粒逐渐堆积，引起堵塞，妨碍通气。因此，在蜂窝过滤器中需要定期进行再生处理，使用加热单元将成为堵塞原因的颗粒燃烧去除，将蜂窝过滤器再生。
因此，作为蜂窝过滤器的特性，除了捕获效率高、压力损失低之外，还要求在再生处理时，不产生裂缝、侵蚀，而且，担载有催化剂时，该催化剂不发生热劣化。
于是，作为压力损失低、再生处理时不产生过滤、侵蚀的蜂窝过滤器，提出了具备端部被封堵的多孔性陶瓷蜂窝结构体的陶瓷过滤器，该多孔性陶瓷蜂窝结构体用于捕获柴油废气微粒并使微粒燃烧，具有至少约0.50g/cm3的蜂窝堆密度、以及不超过约0.9的长度与径的有效长径比(例如，参照专利文献1)。
并且，在专利文献1中记载有，孔壁的气孔率通常在50％左右，若大于70％，则在陶瓷过滤器的完整性方面存在疑问。
专利文献1日本特表2003-515023号公报如上所述，捕获废气中颗粒的蜂窝过滤器在捕获了一定量的颗粒之后，需要实施使该颗粒燃烧的再生处理，并且即使进行这种再生处理，也会在过滤器内残留与颗粒一起排出、被捕获、燃烧时残留的来自机油、发动机的灰烬。
此处，在上述专利文献1中公开的蜂窝过滤器中，气孔率低，为50％左右，所以在再生处理后，灰烬不通过孔壁，而逐渐堆积在孔壁或孔内。并且，若像这样灰烬堆积在孔壁或孔内，则蜂窝结构体的压力损失增大，其结果是不得不更换蜂窝过滤器本身。
尤其是，为了提高耐热性，换言之，为了提高过滤器的热容量，在专利文献1中公开的蜂窝过滤器的孔壁的厚度增大，并且，蜂窝过滤器的堆密度增大，其结果导致开口率下降，能够蓄积灰烬的空间的容积相对减少，所以灰烬堆积在孔壁或孔内时的压力损失急剧增大，易引起油耗增加和发动机损伤。
因此，对于该蜂窝过滤器，根据安装该蜂窝过滤器的汽车的使用寿命，为了确保灰烬的容许容积，必须频繁地将过滤器卸下，将灰烬去除，或着，必须增大过滤器的容积。
发明内容
本申请的发明人为了解决上述课题进行潜心研究的结果发现，与专利文献1的记载相反，即使作为气孔率大于70％那样的高气孔率的蜂窝结构体，也能够充分发挥过滤器的作用，而且，通过提高气孔率，并将蜂窝结构体的长度方向的长度与蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的径之比设定为预定值，能够保持较低的压力损失，从而完成了本发明。
即，本发明的蜂窝结构体，其有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置，上述孔的任意一方端部被密封，其特征在于，气孔率为70％～95％，上述蜂窝结构体的长度方向的长度与上述蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的径之比为0.2～0.9。
另外，在本说明书中，下面将上述蜂窝结构体的长度方向的长度与蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的径之比称为长径比。并且，在本发明中，蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的径是指，上述垂直截面中最长部分的长度，而与垂直截面的形状无关，截面形状为圆形的情况下，截面的径是指其直径。
本发明的蜂窝结构体的开口率优选为30％～50％。
在本发明的蜂窝结构体中，上述孔壁的厚度优选在0.6mm以上。
上述蜂窝结构体通过使孔重合的方式在所述长度方向上层叠多个层叠部件而构成，优选上述层叠部件主要由无机纤维构成，该情况下，优选在层叠的主要由无机纤维构成的层叠部件的两端进一步层叠由金属构成的板状体作为端部用层叠部件。
并且，上述蜂窝结构体通过使孔重合的方式在所述长度方向上层叠多个层叠部件而构成，还优选上述层叠部件主要由金属构成。
在上述蜂窝结构体中，优选在该蜂窝结构体的至少一部分上担载有催化剂。
根据本发明的蜂窝结构体，气孔率为70％～95％，由于气孔率高，所以气体容易通过孔壁。并且，燃烧颗粒时也有残留的灰烬能够通过孔壁，容易排出到外部，所以能够将灰烬在蜂窝结构体内(孔壁上)堆积引起的压力损失的增加率抑制在较低范围。
并且，在上述蜂窝结构体中，长径比为0.2～0.9，由于长径比小，所以通过孔内时的废气受到的阻力小，因此，能够保持压力损失低。
这样的本发明的蜂窝结构体为高气孔率且长径比低，所以能够保持压力损失低。
图1(a)是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一例的立体图，图1(b)是其A-A线剖面图。
图2(a)是示意性地示出构成本发明的蜂窝结构体的层叠部件的立体图，图2(b)是示出层叠图2(a)所示的层叠部件来制造蜂窝结构体的状态的立体图。
图3是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一例的立体图。
图4(a)是示意性地示出构成本发明的蜂窝结构体的多孔质陶瓷部件的立体图，图4(b)是其B-B线剖面图。
图5(a)是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一例的剖面图，图5(b)是其C-C线剖面图。
图6是示意性地示出设置了本发明的蜂窝结构体的车辆的废气净化装置的一例的剖面图。
图7是压力损失测定装置的说明图。
图8是捕获效率测定装置的说明图。
符号说明10、40、60蜂窝结构体；10a层叠部件；10b端部用层叠部件；13、53、63孔壁；41、42密封材料层；45、65陶瓷块；50多孔质陶瓷部件；51、61孔；52、62密封材料；200废气净化装置。
具体实施例方式
本发明的蜂窝结构体，其有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置，上述孔的任意一方端部被密封，其特征在于，气孔率为70％～95％，上述蜂窝结构体的长度方向的长度与上述蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的径之比(长径比)为0.2～0.9。
本发明的蜂窝结构体的气孔率的下限为70％，上限为95％。
上述气孔率小于70％时，燃烧颗粒时产生的灰烬难以通过孔壁，容易在孔壁的表面或内部堆积，所以不能够避免灰烬的堆积导致的压力损失的上升。另一方面，若气孔率大于95％，则为了提高颗粒的捕获效率，必须增厚壁，伴随于此，开口率和/或过滤面积减小，所以废气流入蜂窝结构体和/或通过蜂窝结构体内时的压力损失容易增大。而且，蜂窝结构体的强度变得不充分。
另外，如后面所述，本发明的蜂窝结构体中担载有催化剂时，上述气孔率是指担载催化剂后的气孔率。
并且，上述蜂窝结构体的长径比的下限为0.2，上限为0.9。
上述长径比小于0.2时，初期的压力损失增大，并且，根据设置蜂窝结构体的废气净化装置的形状的不同，有时不能够有效使用蜂窝结构体整体。并且，上述长径比大于0.9时，通过孔内时的废气受到的阻力增大，压力损失增大。
对于本发明的蜂窝结构体的形状，后面图示的形状为圆柱状，但本发明的蜂窝结构体的形状不限于圆柱状，也可以是例如椭圆柱状或棱柱状等，也可以是其它任意形状。
这是因为，尤其是在发动机的正下方配置蜂窝结构体的情况下，空间非常受限，所以过滤器的形状也需要形成为复杂的形状。
另外，在制造复杂形状的蜂窝结构体的情况下，优选后述的层叠型蜂窝结构体。这是因为，其适合于加工成希望的结构、形状。
并且，在上述蜂窝结构体中，孔壁的厚度优选在0.6mm以上。这是因为，只要在该范围内，即使是高气孔率，也能够在孔壁内捕获颗粒，所以捕获效率高。
并且，上述孔壁厚度优选的上限为5.0mm。
若孔壁的厚度过厚，则开口率和/或过滤面积减小，压力损失上升。并且，灰烬难以脱离。并且，若将深层过滤颗粒的范围设定为对应捕获黑烟的壁的有效区域，则有效区域所占的比率下降。
并且，上述蜂窝结构体的平均气孔径没有特别限定，优选的下限为1μm，优选的上限为100μm。平均气孔径小于1μm时，有时不能够深层过滤颗粒到孔壁内部，不能够与孔壁内部所担载的催化剂接触。另一方面，若平均气孔径大于100μm，则颗粒通过气孔，不能够充分捕获该颗粒，有时不会起到过滤器的作用。
另外，气孔率和平均气孔径可通过现有公知的方法来测定，例如基于使用了水银测孔计的水银压入法的测定、基于重量法、阿基米德法、扫描型电子显微镜(SEM)的测定等。
上述蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的孔密度没有特别限定，优选的下限为0.16个/cm2(1.0个/in2)，优选的上限为93个/cm2(600个/in2)，更优选的下限值为0.62个/cm2(4.0个/in2)，更优选的上限为77.5个/cm2(500个/in2)。
并且，上述蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的孔的大小没有特别限定，优选的下限为0.8mm×0.8mm，优选的上限为16mm×16mm。
对于上述蜂窝结构体的开口率的优选的值，下限为30％，上限为50％。
上述开口率小于30％时，有时废气流入流出蜂窝结构体时的压力损失增大，若大于50％，则在增厚孔壁时，不能够充分确保过滤面积，有时压力损失增大，并且，有时蜂窝结构体的强度下降。
另外，蜂窝结构体的开口率是指蜂窝结构体中心截面的开口率，即，在长度方向的中点将蜂窝结构体沿垂直于长度方向切断的截面的开口率。
并且，在上述蜂窝结构体中，孔由入口侧孔组和出口侧孔组的2种类的孔构成，该入口侧孔组的出口侧的端部被密封材料密封，并使得在蜂窝结构体的端面整体中垂直于长度方向的截面的面积的总和相对较大，该出口侧孔组的入口侧的端部被上述密封材料密封，使得在蜂窝结构体的端面整体中上述截面的面积的总和相对较小。
另外，作为上述入口侧孔组和上述出口侧孔组的组合，包括如下几种情况(1)构成入口侧孔组的各个孔和构成出口侧孔组的各个孔的垂直截面的面积相同，构成入口侧孔组的孔的个数多；(2)构成入口侧孔组的各个孔和构成出口侧孔组的各个孔的上述垂直截面的面积不同，两者的孔的个数也不同；(3)构成入口侧孔组的各个孔和构成出口侧孔组的各个孔中，构成入口侧孔组的孔的上述垂直截面的面积大，两者的孔的个数相同。并且，构成入口侧孔组的孔和/或构成出口侧孔组的孔，可以分别由形状、垂直截面的面积等相同的1种孔构成，也可以分别由形状、垂直截面的面积等不同的2种以上的孔构成。
并且，上述蜂窝结构体中可以担载有催化剂。
在上述蜂窝结构体中，通过担载能够净化CO、烃(HC)以及NOx等废气中的有害气体成分的催化剂，可以通过催化反应将废气中的有害气体成分充分净化。并且，通过担载有助于颗粒燃烧的催化剂，能够更容易、或连续地燃烧去除颗粒。其结果，上述蜂窝结构体能够提高废气的净化性能，而且，还可以降低用于燃烧颗粒的能量。
并且，上述蜂窝结构体是通过沿长度方向层叠多个层叠部件来形成的情况下，只要在该层叠部件的至少一部分上担载催化剂即可。
作为上述催化剂，没有特别限定，可以举出含有例如铂、钯、铑等贵金属的催化剂。并且，除了这些贵金属之外，还可以担载碱金属(元素周期表1族)、碱土类金属(元素周期表2族)、稀土类元素(元素周期表3族)、过渡金属元素等。
并且，在上述蜂窝结构体上附着上述催化剂时，可以预先用氧化铝等催化剂担载层覆盖其表面之后，附着上述催化剂。作为上述催化剂担载层，可以举出例如氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅、氧化铈等氧化物陶瓷。
本发明的蜂窝结构体的具体方式大体可分为下述三种方式。
即，第一种是使孔重合地在上述长度方向上层叠多个层叠部件的方式(下面，将这种方式的蜂窝结构体也称为层叠型蜂窝结构体)；第二种是通过密封材料层将多个柱状的多孔质陶瓷部件结合而构成的方式，所述多孔质陶瓷部件上有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置(下面，将这种方式的蜂窝结构体也称为集合型蜂窝结构体)；第三种是由整体作为一体来烧结形成的多孔质陶瓷体构成的方式(下面，将这种方式的蜂窝结构体也称为一体型蜂窝结构体)。
其中，本发明的蜂窝结构体中应用层叠型蜂窝结构体。
这是因为，容易形成70％以上的高气孔率，难以发生热应力引起的破损。并且，形成为具有上述长径比的蜂窝结构体的情况下，能够减少层叠部件的张数，能够实现制造成本的降低。
首先，参照附图，说明上述层叠型蜂窝结构体。
图1(a)是示意性地示出层叠型蜂窝结构体的具体例的立体图，图1(b)是其A-A线剖面图。
层叠型蜂窝结构体10是有多个孔11隔着壁部(孔壁)13在长度方向上平行设置的圆柱形状的蜂窝结构体，该多个孔11的任意一端被封孔。
即，如图1(b)所示，孔11的相当于废气的入口侧或出口侧的端部的任意一个被封孔，流入一个孔11的废气必定通过将孔11隔开的孔壁13之后从另一个孔11流出，使孔壁13起到过滤器的作用。
而且，层叠型蜂窝结构体10是通过层叠厚度为0.1mm～20mm左右的层叠部件10a形成的层叠体，使孔11在长度方向重合地层叠层叠部件10a。
此处，使孔重合地层叠层叠部件是指，采用使在相邻的层叠部件上形成的孔彼此连通的方式层叠。
并且，在层叠起来的层叠部件10a的两端层叠有作为端部用层叠部件10b的密质板状体，该板状体上形成的孔呈交错状分布。
并且，作为层叠部件10a，使用层叠后的孔壁的气孔率为70％～95％的层叠部件。这是因为，由此能够将孔壁的气孔率设定在上述范围内。
并且，层叠型蜂窝结构体10的长径比为0.2～0.9。长径比的调整通过考虑层叠部件10a的径来调整层叠部件10a的厚度和层叠张数来进行。
各层叠部件彼此可通过无机接合(adhesive)材料等接合，也可以仅物理地层叠，但优选仅物理地层叠。这是因为，若仅物理地层叠，则不会有因由接合材料等构成的接合部阻碍废气流通，导致压力损失增高的情况。另外，在仅物理地将各层叠部件彼此层叠的情况下，为了形成层叠体，在装配于排气管时所用的套管(金属制的筒状体)内进行层叠，并施加压力。
在层叠型蜂窝结构体中，由于具有在长度方向层叠层叠部件而构成的结构，因此，即使再生处理等时在过滤器整体上产生较大的温度差，在各个层叠部件上产生的温度差小，由此引起的热应力也小，所以，非常难以产生损伤。因此，在以利用孔壁进行深层过滤为目的时，层叠型蜂窝结构体容易形成高气孔率。并且，尤其在将过滤器形成为复杂形状的情况下，过滤器对热应力的耐受性非常弱，但对于层叠型蜂窝结构体，即使在形成为复杂形状的情况下，也非常难以产生损伤。
构成层叠型蜂窝结构体的层叠部件分别优选主要由无机纤维构成的层叠部件(下面，称为无机纤维层叠部件)，或者主要由金属构成的层叠部件(下面，称为金属层叠部件)。这是因为，形成为高气孔率时的蜂窝结构体的强度、耐热性优异。
而且，在层叠各层叠部件时，可以仅层叠无机纤维层叠部件，也可以仅层叠金属层叠部件。
而且，也可以将无机纤维层叠部件和金属层叠部件组合层叠。在将两者组合层叠的情况下，其层叠顺序没有特别限定。
作为上述金属层叠部件的材料，没有特别限定，可以举出例如铬类不锈钢、铬镍类不锈钢等。
并且，上述金属层叠部件优选为如下的结构体对由上述的金属构成的金属纤维进行三维组编而构成的结构体；由上述的金属构成的结构体，其中通过成孔材料形成有贯通孔；以残留气孔的方式对由上述金属构成的金属粉末进行烧结而形成的结构体等。
并且，作为构成上述无机纤维层叠部件的无机纤维的材质，可以举出例如氧化硅-氧化铝、莫来石、氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆等氧化物陶瓷；氮化硅、氮化硼等氮化物陶瓷；碳化硅等碳化物陶瓷；玄武岩等。这些可以单独使用，也可以2种以上并用。
上述无机纤维的纤维长度的优选的下限为0.1mm，优选的上限为100mm，更优选的下限为0.5mm，更优选的上限为50mm。并且，上述无机纤维的纤维径的优选的下限为0.3μm，优选的上限为30μm，更优选的下限为0.5μm，更优选的上限为15μm。
上述无机纤维层叠部件中，除了上述无机纤维以外，为了维持在一定的形状，还可以包括将这些无机纤维彼此结合的粘合剂。
作为上述粘合剂，没有特别限定，可以举出例如硅酸玻璃、硅酸碱玻璃、硼硅酸玻璃等无机玻璃；氧化铝溶胶；氧化硅溶胶；氧化钛溶胶等。
上述无机纤维层叠部件还可以包含少量无机颗粒和金属颗粒。
并且，在上述无机纤维层叠部件中，无机纤维彼此可通过含有氧化硅的无机物等固定。该情况下，优选固定无机纤维彼此的交错部附近。这是因为，由此得到的无机纤维层叠部件的强度和柔软性优异。
作为上述含有氧化硅的无机物，可以举出例如硅酸玻璃、硅酸碱玻璃、硼硅酸玻璃等无机玻璃。
并且，优选在所层叠起来的无机纤维层叠部件或金属层叠部件的两端进一步层叠其上形成了呈交错状分布的孔的端部用层叠部件。
通过层叠上述端部用层叠部件，无需用密封材料将端部的孔密封，即可将孔的任意一方的端部密封。
上述端部用层叠部件由与上述无机纤维层叠部件或金属层叠部件相同的材质构成，可以是其上形成的孔呈交错状分布的层叠部件，也可以是其上形成的孔呈交错状分布的密质板状体。
另外，本说明书中，密质是指气孔率比层叠部件还小，作为其具体的材料，可以举出例如金属或陶瓷等。
使用上述密质板状体的情况下，能够使上述端部用层叠部件变薄。
并且，作为上述密质板状体，优选由金属构成的板状体。
作为上述层叠部件和上述端部用层叠部件的组合，可以举出如下组合(1)作为上述层叠部件使用无机纤维层叠部件，作为上述端部用层叠部件使用端部用无机纤维层叠部件、端部用金属层叠部件或密质板状体；(2)作为上述层叠部件使用金属层叠部件，作为上述端部用层叠部件使用端部用无机纤维层叠部件、端部用金属层叠部件或密质板状体。
并且，在作为上述层叠部件使用金属层叠部件的情况下，优选作为上述端部用层叠部件使用端部用金属层叠部件或密质板状体。并且，作为上述端部用层叠部件使用密质板状体的情况下，能够防止黑烟从密封部泄漏。
并且，作为上述层叠部件，仅使用金属层叠部件的情况下，或在所层叠起来的无机纤维层叠部件或金属层叠部件的两端还层叠由金属构成的板状体的情况下，长时间使用也不会被风化。
并且，据认为能够防止与套管(金属容器)的热膨胀差所引起的、在高温时(使用时)产生与套管(金属容器)之间的间隙和各层叠部件之间的间隙，其结果，能够防止废气中的颗粒漏出而导致颗粒的捕获效率下降的情况。
并且，在上述层叠型蜂窝结构体中，作为层叠部件，可以使用主要由多孔质陶瓷构成的层叠部件(下面，也称为陶瓷层叠部件)。
作为构成上述陶瓷层叠部件的多孔质陶瓷的材料，可以举出例如氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化钛等氮化物陶瓷，碳化硅、碳化锆、碳化钛、碳化钽、碳化钨等碳化物陶瓷，氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、氧化硅、钛酸铝等氧化物陶瓷等。并且，上述陶瓷层叠部件可以由硅和碳化硅的复合体这样的2种以上的材料形成。
并且，据认为，在上述层叠型蜂窝结构体中，若制作孔尺寸不同的层叠部件，将它们层叠，则在孔的内表面形成凹凸，过滤面积增大，捕获颗粒时的压力损失进一步降低。并且，能够通过凹凸使废气流动形成湍流，减小过滤器内的温度差，能够有效防止热应力引起的损伤。
对于上述孔的俯视形状，不特别限定为四边形，可以是例如三角形、六边形、八边形、十二边形、圆形、椭圆形等任意形状。
另外，即使在层叠了陶瓷层叠部件的情况下，也可以在其两端层叠密质板状体等端部用层叠部件。
接着，参照图2，说明层叠型蜂窝结构体的制造方法。
(1)金属层叠部件的制造方法首先，通过对厚度为0.1mm～20mm左右的主要由金属构成的多孔质金属板进行激光加工或冲孔加工，在大致整个面上相互等间隔地形成孔，制造高密度地形成有孔的层叠部件。
并且，制造位于层叠型蜂窝结构体的端面附近、构成孔的密封部的层叠部件的情况下，进行激光加工时，形成呈交错状分布的孔，以制造形成有低密度孔的层叠部件(端部用层叠部件)。
而且，只要在端部使用1张～多张该形成有低密度孔的层叠部件，无需进行封堵端部的预定的孔的工序，即能够得到起到过滤器作用的层叠型蜂窝结构体。
接着，根据需要，在金属层叠部件上担载催化剂。
具体讲，例如，在金属层叠部件的表面上形成氧化物催化剂或比表面积大的氧化铝膜，在该氧化铝膜的表面担载铂等催化剂。
作为担载氧化物催化剂的方法，可以举出例如，在含有10gCZ(nCeO2·mZrO2)、1L(升)乙醇、5g柠檬酸以及适量pH调节剂的溶液中浸渍金属层叠部件5分钟左右，之后，在500℃左右实施烧制处理的方法等。
另外，在该情况下，通过反复上述的浸渍、烧制工序，能够调整所担载的催化剂量。
作为在上述金属层叠部件的表面上形成氧化铝膜的方法，可以举出例如，使Al(NO3)3等含有铝的金属化合物的溶液浸入金属层叠部件中，并进行加热的方法；使含有氧化铝粉末的溶液浸入金属层叠部件中，并进行加热的方法等。
作为在上述氧化铝膜上担载助催化剂等的方法，可以举出例如，使Ce(NO3)3等含有稀土类元素等的金属化合物溶液浸入金属层叠部件中，并进行加热的方法等。
作为在上述氧化铝膜上担载催化剂的方法，可以举出例如，使硝酸二硝基·二氨合铂([Pt(NH3)2(NO2)2]HNO3)溶液等浸入金属层叠部件中，并进行加热的方法等。
(2)无机纤维层叠部件的制造方法首先，调制抄制用浆料。具体讲，例如，在1升水中以5g～100g的比例分散无机纤维，此外，相对于100重量份的无机纤维，添加10重量份～40重量份的氧化硅溶胶等无机粘合剂、1重量份～10重量份的丙烯酸胶乳等有机粘合剂，进一步根据需要，添加少量硫酸铝等凝结剂，聚丙烯酰胺等凝聚剂，充分搅拌，从而调制抄制用浆料。
接着，使用上述抄制用浆料，抄制主要由无机纤维构成的层叠部件。
具体讲，使用筛网对上述抄制用浆料进行抄制，在100℃～200℃左右的温度对所得到的抄制物进行干燥，进一步通过进行冲孔加工等间隔地在大致整个面上形成孔，由此得到图2(a)所示的形成有高密度孔的预定厚度的无机纤维层叠部件。
并且，制造位于层叠型蜂窝结构体的端面附近的、构成孔密封部的层叠部件时，例如，使用筛网对上述抄制用浆料进行抄制，在100℃～200℃左右的温度对所得到的抄制物进行干燥，进一步通过进行冲孔加工形成呈交错状分布的孔，由此制造形成有低密度孔的无机纤维层叠部件(端部用层叠部件)。
并且，制作利用无机玻璃等无机物固定无机纤维彼此的无机纤维层叠部件的情况下，在调制抄制用浆料时，混合由上述无机玻璃构成的无机纤维或无机颗粒，抄制、干燥后，在900℃～1050℃左右进行加热处理。
并且，之后，可以根据需要，进行酸处理或烧结处理。
可以根需要，在上述无机纤维层叠部件上担载催化剂。
担载催化剂时，可以预先在作为构成材料的氧化铝纤维等无机纤维上担载含有氧化物或铂等贵金属的催化剂。通过在成型前在无机纤维上担载催化剂，能够在更均匀地分散的状态下附着催化剂。
作为在上述无机纤维上担载催化剂的方法，可以举出例如，在担载了催化剂的氧化铝等氧化物浆料中浸渍无机纤维之后，提起，进行加热的方法；在含有催化剂的浆料中浸渍无机纤维之后，提起，进行加热的方法等。
后者的方法是在无机纤维上直接附着催化剂。
并且，也可以在抄制后担载催化剂。
(3)陶瓷层叠部件的制造方法首先，使用主成分为上述陶瓷的原料糊，通过挤出成型、压制成型等成型方法，制作与希望的层叠部件形状大致相同的陶瓷成型体。
作为上述原料糊，没有特别限定，考虑制造后的层叠部件的气孔率，可以举出例如在由上述陶瓷构成的粉末中添加粘合剂和分散剂溶液等形成的糊。
作为上述粘合剂，没有特别限定，可以举出例如甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、酚醛树脂、环氧树脂等。
相对于100重量份的陶瓷粉末，通常上述粘合剂的添加量优选为1重量份～10重量份左右。
作为上述分散剂溶液，没有特别限定，可以举出例如苯等有机溶剂、甲醇等烷醇、水等。
上述分散剂溶液适量混合，使上述原料糊的粘度在一定范围内。
利用粉碎机等将这些陶瓷粉末、粘合剂以及分散剂溶液混合，使用捏和机等充分捏和之后，进行成型。
并且，可以根据需要，在上述原料糊中添加成型助剂。
作为上述成型助剂，没有特别限定，可以举出例如乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。
而且，结合希望的气孔率，可以在上述原料糊中添加成分为氧化物类陶瓷的微小中空球体即微球(balloon)、球状丙烯酸树脂颗粒、石墨等成孔剂。
作为上述微球，没有特别限定，可以举出例如氧化铝微球、玻璃微球、火山灰微球、飞灰微球(FA balloons)、莫来石微球等。其中，优选火山灰微球。
接着，使用微波干燥机、热风干燥机、电介质干燥机、减压干燥机、真空干燥机、冷冻干燥机等对上述陶瓷成型体进行干燥，得到陶瓷干燥体之后，在预定条件下进行脱脂、烧制，从而能够制造陶瓷层叠部件。
上述陶瓷干燥体的脱脂和烧制的条件可以应用以往在制造由多孔质陶瓷构成的过滤器时使用的条件。
之后，根据需要，在陶瓷层叠部件上担载催化剂。另外，催化剂的担载方法与金属层叠部件时相同。
并且，根据需要，制作作为端部用层叠部件的密质板状体。
(4)层叠部件的层叠工序如图2(b)所示，使用在一侧具有压入用夹具的圆筒状的套管(金属容器)23，首先，在套管23内层叠1张～多张采用(1)～(3)的方式制造的端部用层叠部件10b之后，层叠预定张数内部用的层叠部件10a。然后，最后层叠1张～多张端部用层叠部件10b，进一步进行压制，之后，还在另一侧设置压入用夹具，进行固定，由此能够制造完成罐装(canning)的层叠型蜂窝结构体。当然，在该工序中，使孔重合地层叠各层叠部件。
并且，作为端部用层叠部件使用金属制的密质板状体的情况下，可以通过对它们进行熔接来形成压入用夹具。
并且，在使用无机纤维层叠部件来制造层叠型蜂窝结构体的情况下，压制时层叠部件变薄，伴随于此，其气孔率减少，所以，需要考虑该减少量来制造层叠部件。
接着，参照附图，说明集合型蜂窝结构体。
图3是示意性地示出集合型蜂窝结构体的一例的立体图。图4(a)是示出构成图3所示的集合型蜂窝结构体的多孔质陶瓷部件的立体图，图4(b)是图4(a)所示的多孔质陶瓷部件的B-B线剖面图。
如图3所示，集合型蜂窝结构体40中，隔着密封材料层(接合材料层)41将多个由碳化硅等构成的多孔质陶瓷部件50组合，构成圆柱状的陶瓷块45，在该陶瓷块45的周围形成密封材料层(涂覆层)42。
如图4(a)、(b)所示，多孔质陶瓷部件50在长度方向上平行设置有多个孔51，隔开孔51彼此的孔壁(壁部)53起到过滤器的作用。即，形成于多孔质陶瓷部件50的孔51，如图4(b)所示，废气的入口侧或出口侧的端部的任意一个被密封材料52封孔，流入一个孔51的废气必定通过隔开孔51的孔壁53之后从另一个孔51流出。
此处，作为多孔质陶瓷部件50，使用气孔率为70％～95％的多孔质陶瓷部件。
这是因为，由此能够将孔壁的气孔率设定在上述范围内。
并且，集合型蜂窝结构体40的长径比为0.2～0.9。
集合型蜂窝结构体40主要由多孔质陶瓷构成，作为其材料，可以举出例如氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化钛等氮化物陶瓷，碳化硅、碳化锆、碳化钛、碳化钽、碳化钨等碳化物陶瓷，氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、氧化硅、钛酸铝等氧化物陶瓷等。并且，集合型蜂窝结构体40可以由硅和碳化硅的复合体这样的2种以上的材料形成。在使用硅和碳化硅的复合体的情况下，优选硅的添加量为整体的5重量％～45重量％。
作为上述多孔质陶瓷的材料，优选耐热性高、机械特性优异且热传导率高的碳化硅质陶瓷。另外，碳化硅质陶瓷是指碳化硅含量为60重量％以上的陶瓷。
构成多孔质陶瓷部件50的密封材料52和孔壁53更优选由相同的多孔质陶瓷构成。由此，能够提高两者的密合强度，并且，通过将密封材料52的气孔率调整为与孔壁53相同，能够实现孔壁53的热膨胀率与密封材料52的热膨胀率一致，能够防止在制造时或使用时的热应力导致在密封材料52和孔壁53之间产生间隙，或防止在密封材料52或与密封材料52接触的部分的孔壁53上产生裂缝。另外，孔壁是指将孔51彼此隔开的孔壁和外周部分的双方。
密封材料52的厚度没有特别限定，例如，在密封材料52由多孔质碳化硅构成时，优选为1mm～20mm，更优选为2mm～10mm。
在集合型蜂窝结构体40中，密封材料层(接合材料层)41形成于多孔质陶瓷部件50之间，起到将多个多孔质陶瓷部件50彼此结合的接合材料的作用，另一方面，密封材料层(涂覆层)42形成于陶瓷块45的外周面，在内燃机的排气通道设置集合型蜂窝结构体40时，起到用于防止在孔内流通的废气从陶瓷块45的外周面漏出的密封材料、调整形状的加强材料的作用。
另外，在多孔质陶瓷部件40中，接合材料层41和涂覆层42可以由相同的材料构成，也可以由不同的材料构成。而且，当接合材料层41和涂覆层42由相同的材料构成时，其材料的混合比可以相同也可以不同。并且，可以是密质，也可以是多孔质。
作为构成接合材料层41和涂覆层42的材料，没有特别限定，可以举出例如无机粘合剂、有机粘合剂、无机纤维和/或无机颗粒构成的材料等。
作为上述无机粘合剂，可以举出例如氧化硅溶胶、氧化铝溶胶等。这些可以单独使用，也可以2种以上并用。在上述无机粘合剂中，优选氧化硅溶胶。
作为上述有机粘合剂，可以举出例如聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素等。这些可以单独使用，也可以2种以上并用。在上述有机粘合剂中，优选羧甲基纤维素。
作为上述无机纤维，可以举出例如氧化硅-氧化铝、莫来石、氧化铝、氧化硅等陶瓷纤维等。这些可以单独使用，也可以2种以上并用。在上述无机纤维中，优选氧化硅-氧化铝纤维。
作为上述无机颗粒，可以举出例如碳化物、氮化物等，具体讲，可以举出由碳化硅、氮化硅、氮化硼等构成的无机粉末等。这些可以单独使用，也可以2种以上并用。在上述无机颗粒中，优选热传导性优异的碳化硅。
而且，为了形成密封材料层而使用的糊，可根据需要，添加成分为氧化物类陶瓷的微小中空球体即微球、球状丙烯酸树脂颗粒、石墨等成孔剂。
作为上述微球，没有特别限定，可以举出例如氧化铝微球、玻璃微球、火山灰微球、飞灰微球(FA微球)、莫来石微球等。其中，优选氧化铝微球等。
下面，说明上述集合型蜂窝结构体的制造方法。
首先，使用主成分为上述陶瓷的原料糊进行挤出成型，制造出四棱柱形状的陶瓷成型体。
上述陶瓷粉末的粒径没有特别限定，但优选在后面的烧制工序中收缩小的陶瓷粉末，优选例如将100重量份的平均粒径为0.3μm～70μm左右的粉末和5重量份～65重量份的平均粒径为0.1μm～1.0μm左右的粉末组合而得到的材料。
可通过调节烧制温度或陶瓷粉末的粒径，来调节多孔质陶瓷部件的气孔径等。
并且，上述陶瓷粉末可以是预先实施了氧化处理的陶瓷粉末。
作为上述粘合剂，没有特别限定，可以举出例如甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、酚醛树脂和环氧树脂等。
相对于100重量份的陶瓷粉末，通常，上述粘合剂的添加量优选为1重量份～15重量份左右。
作为上述分散剂溶液，没有特别限定，可以举出例如苯等有机溶剂、甲醇等烷醇、水等。
上述分散剂溶液适量混合，使上述原料糊的粘度在一定范围内。
利用粉碎机等将这些陶瓷粉末、粘合剂以及分散剂溶液混合，使用捏和机等充分捏和之后，进行挤出成型。
并且，可以根据需要，在上述原料糊中添加成型助剂。
作为上述成型助剂，没有特别限定，可以举出例如乙二醇、糊精、脂肪酸、脂肪酸皂、聚乙烯醇等。
而且，考虑希望的气孔率，可以在上述原料糊中添加成分为氧化物类陶瓷的微小中空球体即微球、球状丙烯酸树脂颗粒、石墨等成孔剂。
作为上述微球，没有特别限定，可以举出例如氧化铝微球、玻璃微球、火山灰微球、飞灰微球(FA微球)、莫来石微球等。其中，优选氧化铝微球。
接着，使用微波干燥机、热风干燥机、电介质干燥机、减压干燥机、真空干燥机、冷冻干燥机等对上述陶瓷成型体进行干燥，得到陶瓷干燥体。接着，在入口侧孔组的出口侧的端部以及出口侧孔组的入口侧的端部填充预定量作为密封材料的密封材料糊，将孔封堵。
作为上述密封材料糊，没有特别限定，优选经过后工序制造出的密封材料的气孔率达到60％～95％，例如可以使用与上述原料糊相同的材料。
接着，在预定条件下对填充了上述密封材料糊的陶瓷干燥体进行脱脂(例如200℃～500℃)、烧制(例如1400℃～2300℃)，从而能够制造由多孔质陶瓷形成、其整体由一个烧结体构成的多孔质陶瓷部件50。
上述陶瓷干燥体的脱脂和烧制的条件可以应用以往在制造由多孔质陶瓷构成的过滤器时使用的条件。
接着，在多孔质陶瓷部件50的侧面以均匀的厚度涂覆成为接合材料层41的接合剂糊，形成接合剂糊层，在该接合剂糊层之上，依次层叠其它多孔质陶瓷部件50，重复上述工序，制作预定大小的多孔质陶瓷部件集合体。
另外，作为构成上述接合剂糊的材料，已有说明，所以在此省略说明。
接着，对该多孔质陶瓷部件集合体进行加热，使接合剂糊层干燥、固化，得到接合材料层41。
接着，使用金刚石切割机等对借助接合材料层41结合多个多孔质陶瓷部件50而成的多孔质陶瓷部件集合体进行切削加工，制作圆柱形状的陶瓷块45。
而且，使用上述密封材料糊在陶瓷块45的外周形成密封材料层42，从而能够制造出如下的蜂窝结构体10在借助接合材料层41结合多个多孔质陶瓷部件50而成的圆柱形状的陶瓷块45的外周部设置有密封材料层42。
然后，根据需要，在蜂窝结构体上担载催化剂。上述催化剂的担载也可以在制作集合体之前的多孔质陶瓷部件上进行。
下面，参照附图，说明一体型蜂窝结构体。
图5(a)是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的另一例的立体图，图5(b)是其C-C线剖面图。
如图5(a)所示，一体型蜂窝结构体60构成圆柱状的陶瓷块65，陶瓷块65由多孔陶瓷形成，有多个孔61隔着孔壁(壁部)63在长度方向上平行设置。另外，孔壁是指隔开孔61的孔壁和外周部分这两个方面。
在一体型蜂窝结构体60中，如图5(b)所示，陶瓷块65的孔61的端部的任意一个被密封材料62密封。
即，在一体型蜂窝结构体60的陶瓷块65中，在一方的端部，预定的孔61被密封材料62密封，在陶瓷块65的另一方的端部，未被密封材料62密封的孔61被密封材料62密封。
该情况下，流入一个孔61的废气必定通过将孔61隔开的孔壁63之后从其它的孔61流出，将这些孔61彼此隔开的孔壁63起到颗粒捕获用过滤器的作用。
并且，作为陶瓷块65，使用气孔率为70％～95％的陶瓷块。
并且，一体型蜂窝结构体60的长径比为0.2～0.9。
并且，虽未在图5中示出，但在陶瓷块65的周围，与图3所示的集合型蜂窝结构体40相同地形成有密封材料层(涂覆层)。
作为构成上述集合型蜂窝结构体的多孔质陶瓷，可以举出例如与构成上述集合型蜂窝结构体的多孔质陶瓷相同的材料。
而且，其中，优选堇青石等氧化物陶瓷。这是因为，能够低成本地进行制造，并且，热膨胀系数较小，不会在使用途中被破坏。
并且，在一体型蜂窝结构体中，对于密封材料的材料、孔壁的厚度、密封材料层的材料等，与上述的集合型蜂窝结构体相同，因此，这里省略详细说明。
接着，说明一体型蜂窝结构体的制造方法的一例。
首先，使用主成分为上述陶瓷的原料糊进行挤出成型，制作成为陶瓷块的圆柱形状的陶瓷成型体。此时，成型体的形状为圆柱，除了尺寸比多孔质陶瓷部件大之外，使用与集合型蜂窝结构体相同的粘合剂、分散介质等，利用相同的方法制造成型体，因此，这里省略详细说明。
接着，与集合型蜂窝结构体的制造相同地，使用微波干燥机、热风干燥机、电介质干燥机、减压干燥机、真空干燥机、冷冻干燥机等对上述陶瓷成型体进行干燥，得到陶瓷干燥体。然后，在入口侧孔组的出口侧的端部以及出口侧孔组的入口侧的端部填充预定量作为密封材料的密封材料糊，将孔封堵。
然后，与集合型蜂窝结构体的制造同样地进行脱脂、烧制，从而制造陶瓷块，根据需要，形成密封材料层，从而可以制造一体型蜂窝结构体。并且，也可以采用上述的方法在上述一体型蜂窝结构体上担载催化剂。
本发明的蜂窝结构体的用途，没有特别限定，例如可以用于车辆的废气净化装置。
图6是示意性地示出设置有本发明的蜂窝结构体的车辆的废气净化装置的一例的剖面图。
如图6所示，在废气净化装置200中，用套管23覆盖蜂窝结构体20的外方，在套管23的废气导入侧的端部连接有导入管24，该导入管24与发动机等内燃机连接，在套管23的另一端部连接有排出管25，该排出管25与外部连接。另外，在图6中，箭头表示废气的流向。
在这样构成的废气净化装置200中，从发动机等内燃机排出的废气通过导入管24导入到套管23内，通过蜂窝结构体20的孔壁，被该孔壁捕获颗粒并净化之后，通过排出管25排出到外部。
而且，若在蜂窝结构体20的孔壁中堆积颗粒，则进行蜂窝结构体20的再生处理。
蜂窝结构体20的再生处理是指使捕获的颗粒燃烧，但作为再生本发明的蜂窝结构体的方法，可以举出例如后喷射(post injection)方式；利用设置于废气流入侧的加热单元加热蜂窝结构体的方式；在过滤器上设置直接氧化固态颗粒的催化剂进行连续再生的方式；以及利用设置于蜂窝结构体上游侧的氧化催化剂氧化NOx，生成NO2，使用该NO2氧化颗粒的方式等。
实施例下面，举出实施例，更详细地说明本发明，但本发明不仅限于这些
(实施例1)(1)抄制用浆料的调制工序首先，将50重量份的氧化铝纤维、50重量份的玻璃纤维(平均纤维径9μm、平均纤维长3mm)以及10重量份的有机粘合剂(聚乙烯醇类纤维)分散在足够量的水中，充分进行搅拌，从而调制抄制用浆料。
(2)抄制工序和孔形成工序利用直径为197mm的筛网对在(1)中得到的浆料进行抄制，在135℃下对所得到的抄制物进行干燥，得到直径为197mm、厚度为5mm的片状无机复合体。
接着，进行冲孔加工，在片状无机复合体的大致整个面上形成孔，并使得孔密度为3.72个/cm2，孔壁厚度(孔间隔)为2mm。
(3)加热处理工序在加压的同时在950℃下对在(2)中得到的片状无机复合体进行1小时的加热处理，得到无机纤维层叠部件。另外，在该工序中，通过玻璃将氧化铝纤维彼此固定。
(4)酸处理以及烧结处理工序在90℃下，将(3)中得到的无机纤维层叠部件浸到4mol/l的HCl溶液中1小时，由此进行酸处理，进一步在1050℃下进行5小时的烧结处理。由此，制作气孔率为80％、厚度为1mm的部件。
(5)端部用层叠部件(金属板状体)的制作将Ni-Cr合金制金属板加工成直径197mm×厚度1mm的圆盘状之后，进行激光加工，使得孔密度约为1.8个/cm2～1.9个/cm2、孔壁的厚度(孔间隔)为2mm，以制作形成有呈交错状分布的孔的端部用层叠部件(金属板状体)。
另外，在端部用层叠部件中，形成有呈交错状分布的孔，孔密度为层叠部件的大致一半。
(6)层叠工序首先，另外将一侧安装有压入用夹具的套管(圆筒状的金属容器)立起，使得安装有夹具的一侧在下。然后，层叠1张在上述(5)的工序中得到的端部用层叠部件(金属板状体)之后，层叠56张在上述(4)的工序中得到的无机纤维层叠部件，最后层叠1张端部用层叠部件(金属板状体)，进一步进行加压之后，在另一侧设置压入用夹具，并固定，由此制作由其长度为39.4mm的层叠体构成的蜂窝结构体。另外，经过加压工序制作的蜂窝结构体的气孔率为70％。
并且，在该工序中，使孔重合地层叠各片。
(实施例2～16)基本上，进行与实施例1相同的工序，根据蜂窝结构体的直径调整筛网的直径，根据蜂窝结构体的长度和气孔率调整无机纤维层叠部件的层叠张数，根据孔壁的厚度调整冲孔加工时的孔彼此的间隔，根据抄制时的厚度和气孔率调整在加热处理工序中的压缩程度，制作表1、2所示形状的蜂窝结构体。
另外，在实施例2～4中，层叠气孔率为80％、厚度为1mm的层叠部件之后，进行加压，制作气孔率为70％的蜂窝结构体，在实施例5～12中，层叠气孔率为90％、厚度为1mm的层叠部件之后，进行加压，制作气孔率为85％的蜂窝结构体，在实施例13～16中，层叠气孔率为98％、厚度为1mm的层叠部件之后，进行加压，制作气孔率为95％的蜂窝结构体。
(实施例17)(1)层叠部件的制作将Ni-Cr-W类合金制三维网眼状金属多孔体(三菱マテリアル社制、商品名MA23，平均气孔径为35μm，气孔率为85％，厚度1mm)加工成直径为145mm的圆盘状之后，进行激光加工，以便在大致整个面上以孔密度为12.4个/cm2、孔壁的厚度(孔间隔)为1.1mm方式形成孔，制作金属层叠部件。
(2)层叠工序将一侧安装有压入用夹具的套管(圆筒状的金属容器)立起，使得安装有夹具的一侧在下。然后，按照与实施例1的(5)的工序同样的方法制作在预定的位置形成有呈交错状分布的孔的端部用层叠部件(金属板状体)，层叠1张该端部用层叠部件(金属板状体)之后，层叠71张上述金属层叠部件，最后层叠1张与上述相同的层叠部件(金属板状体)，进一步进行加压，在另一侧设置压入用夹具，并固定，由此制作由其长度为72.5mm的层叠体构成的蜂窝结构体。
(实施例18)除了将金属板的直径和蜂窝结构体的长度设定成表1所示之外，采用与实施例17相同的方式得到蜂窝结构体。
(实施例19)将3190重量份的平均粒径为50μm的α型碳化硅粗粉末和1370重量份的平均粒径为0.5μm的α型碳化硅细粉末湿式混合，相对于所得到的混合物，加入980重量份的平均粒径为60μm的丙烯酸树脂颗粒、700重量份的有机粘合剂(甲基纤维素)以及适量的水，进行捏和，得到混合组合物。
然后，在上述混合组合物中加入330重量份的增塑剂(日本油脂社制UNILUBE)、150重量份的作为润滑剂的甘油，再次进行捏和之后，进行挤出成型，制作图4所示的棱柱形状的粗成型体。
接着，使用微波干燥机等对上述粗成型体进行干燥，形成陶瓷干燥体之后，在预定孔中填充组成与上述粗成型体相同的密封材料糊。
然后，再次使用干燥机进行干燥之后，在400℃下进行脱脂，在常压的氩气氛下，在2200℃烧制3小时，制造由碳化硅烧结体构成的多孔质陶瓷部件50，其中气孔率为70％、平均气孔径为35μm、其大小为34.3mm×34.3mm×72.5mm、孔51的数量(孔密度)为41.9个/cm2、孔壁53的厚度为0.6mm。
使用含有30重量％的纤维长为20μm的氧化铝纤维、21重量％的平均粒径为0.6μm的碳化硅颗粒、15重量％的氧化硅溶胶、5.6重量％的羧甲基纤维素以及28.4重量％的水的耐热性的接合剂糊，将多个多孔质陶瓷部件50接合，接着，使用金刚石切割机进行切割，从而制作圆柱状的陶瓷块45。
接着，将23.3重量％的作为无机纤维的由氧化铝硅酸盐构成的陶瓷纤维(渣球含量为3％，纤维长为5μm～100μm)、30.2重量％的作为无机颗粒的平均粒径为0.3μm的碳化硅粉末、7重量％的作为无机粘合剂的氧化硅溶胶(溶胶中SiO2的含量为30重量％)、0.5重量％的作为有机粘合剂的羧甲基纤维素以及39重量％的水混合并进行捏和，调制密封材料糊。
接着，使用上述密封材料糊，在陶瓷块45的外周部形成厚度为0.2mm的密封材料糊层。然后，在120℃下对该密封材料糊层进行干燥，制作直径145mm×长72.5mm的圆柱状且开口率为37.4％的集合型蜂窝结构体40。
(实施例20)
除了将蜂窝结构体的直径和长度设定成表1所示之外，采用与实施例19相同的方式制造蜂窝结构体。
(比较例1～8)基本上，进行与实施例1相同的工序，根据蜂窝结构体的直径调整筛孔的直径，根据蜂窝结构体的长度和气孔率调整无机纤维层叠部件的层叠张数，根据孔壁的厚度调整冲孔加工时的孔彼此的间隔，根据抄制时的厚度和气孔率调整在加热处理工序中的压缩程度，制作表1、2所示形状的蜂窝结构体。
另外，在比较例1、2中，层叠气孔率为80％、厚度为1mm的层叠部件之后，进行加压，制作气孔率为70％的蜂窝结构体，在比较例3～4中，层叠气孔率为90％、厚度为1mm的层叠部件之后，进行加压，制作气孔率为85％的蜂窝结构体，在比较例5～6中，层叠气孔率为98％、厚度为1mm的层叠部件之后，进行加压，制作气孔率为95％的蜂窝结构体，在比较例7中，层叠气孔率为80％、厚度为1mm的层叠部件之后，进行加压，制作气孔率为65％的蜂窝结构体，在实施例8中，层叠气孔率为98％、厚度为1mm的层叠部件之后，制作气孔率为98％的蜂窝结构体。
(比较例9)在实施例17的(1)的工序中，除了使用气孔率为65％的Ni-Cr-W类金属制的三维网眼状金属多孔体之外，采用与实施例7相同的方式，制造蜂窝结构体。
(比较例10)将5710重量份的平均粒径为50μm的α型碳化硅粗粉末和2450重量份的平均粒径为0.5μm的α型碳化硅细粉末湿式混合，相对于所得到的混合物，加入340重量份的平均粒径为60μm的丙烯酸树脂颗粒、700重量份的有机粘合剂(甲基纤维素)以及适量的水，进行捏和，得到混合组合物。
然后，在上述混合组合物中加入330重量份的增塑剂(日本油脂社制UNILUBE)、150重量份的作为润滑剂的甘油，再次进行捏和之后，进行挤出成型，制作图4所示的棱柱形状的粗成型体。
接着，采用与实施例19相同的方式填充密封材料糊，进行干燥、烧制，从而制造多孔质陶瓷部件50，其中气孔率为50％、平均气孔径为35μm、其大小为34.3mm×34.3mm×72.5mm、孔51的数量(孔密度)为41.9个/cm2、孔壁53的厚度为0.6mm。
然后，采用与实施例19相同的方式将多个多孔质陶瓷部件50接合制作圆柱状的陶瓷块45，以及在陶瓷块45的外周部形成密封材料层，制作径145mm×长72.5mm的圆柱状且开口率为37.4％的集合型蜂窝结构体40。
在表1中记载所制造的蜂窝结构体的直径、长度、容量以及气孔率的同时，还记载层叠了层叠部件的层叠张数、构成层叠部件的无机纤维的长径比以及蜂窝结构体的气孔的气孔径。
并且，在表2中记载构成蜂窝结构体的孔壁的厚度、蜂窝结构体的孔密度和开口率的同时，还记载根据下述的评价方法测定的蜂窝结构体的压力损失、再生后的压力损失以及初期捕获效率。
评价(1)初期压力损失的测定使用图7所示的压力损失测定装置170进行测定。图7是压力损失测定装置的说明图。
该压力损失测定装置170是如下的装置将卷绕了氧化铝垫172的蜂窝结构体10固定在金属套管171内，然后将金属套管171配置在送风机176的废气管177上，并且安装可检测蜂窝结构体10的前后压力的压力计178。
然后，使送风机176运转，使得废气的流通量达到750m3/h，测定运转开始起5分钟后的压差(压力损失)。
结果如表2所示。
另外，实施例1～18以及比较例1～9的蜂窝结构体是像上述那样在金属套管内层叠来制作的，所以不在蜂窝结构体的周围卷绕氧化铝垫而配置在废气内进行测定。另一方面，对于实施例19、20以及比较例10的蜂窝结构体，测定时如图7所示在蜂窝结构体的周围卷绕氧化铝垫。
(2)100次再生处理后的压力损失的测定将实施例和比较例所涉及的蜂窝结构体作为废气净化装置配置在发动机的废气通道上，使上述发动机以2000min-1的转数、40Nm的转矩运转90分钟之后，进行后喷射方式的再生处理，反复进行100次，随即测定进行了第100次再生处理之后的压力损失。另外，压力损失的测定采用与上述初期压力损失的测定相同的方法进行。另外，在测定前用目视确认到没有颗粒漏出。
结果如表2所示。
(3)初期捕获效率的测定使用图8所示的捕获效率测定装置270进行测定。图8是捕获效率测定装置的说明图。
该捕获效率测定装置270构成为扫描型移动粒径分析装置(ScanningMobility Particle Sizer，SMPS)，其包括2L的共轨式柴油发动机276；废气管277，其用于流通来自发动机276的废气；金属套管271，其与废气管277连接，用于固定卷绕了氧化铝垫272的蜂窝结构体10；取样器278，其对流通蜂窝结构体10前的废气进行取样；取样器279，其对流通蜂窝结构体10后的废气进行取样；稀释器280，其将利用取样器278、279取样的废气进行稀释；以及PM计数器281(TSI社制，凝集粒子计数器3022A-S)，其测定该稀释的废气中含有的颗粒量。
接着，说明测定步骤。使发动机276以2000min-1的转数、47Nm的转矩运转，使来自发动机276的废气在蜂窝结构体10内流通。此时，使用PM计数器281，根据PM颗粒数量来掌握流通蜂窝结构体10之前的PM量P0和通过蜂窝结构体10之后的PM量P1。然后，使用下述计算式(1)，计算捕获效率。
捕获效率(％)＝(P0-P1)/P0×100 (1)结果如表2所示。
另外，与上述(1)初期压力损失的测定相同地，由于实施例1～18以及比较例1～9的蜂窝结构体是像上述那样在金属套管内层叠来制造的，所以不在蜂窝结构体的周围卷绕氧化铝垫而配置在废气内进行测定。另一方面，对于实施例19、20以及比较例10的蜂窝结构体，测定时如图8所示在蜂窝结构体的周围卷绕氧化铝垫。
(备注)*层叠后，再次进行加压后的气孔率(％)。
由表1、表2可知，像实施例的蜂窝结构体那样，长径比为0.2～0.9，则初期压力损失为14.6kPa以下，较低，相对于此，像比较例的蜂窝结构体那样，上述长径比在上述范围外时，初期压力损失为16.0kPa以上，有所增大。
并且，比较实施例和比较例所涉及的蜂窝结构体可知，在孔壁的气孔率小于70％时，100次再生处理后的压力损失的增加率大，另一方面，大于95％时，风化剧烈，不能起到过滤器的作用。
而且，孔壁的厚度小于0.6mm时，初期捕获效率具有下降的倾向。
权利要求
1.一种蜂窝结构体，所述蜂窝结构体有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置，所述孔的任意一方端部被密封，其中，所述蜂窝结构体的气孔率为70％～95％，所述蜂窝结构体的长度方向的长度与所述蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的径之比为0.2～0.9。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体的开口率为30％～50％。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体的孔壁的厚度为0.6mm以上。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体通过使孔重合的方式在长度方向上层叠多个层叠部件而构成，所述层叠部件主要由无机纤维构成。
5.根据权利要求4所述的蜂窝结构体，其中，在所层叠的主要由无机纤维构成的层叠部件的两端进一步层叠由金属构成的板状体作为端部用层叠部件。
6.根据权利要求1～3的任意一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体通过使孔重合的方式在长度方向上层叠多个层叠部件而构成，所述层叠部件主要由金属构成。
7.根据权利要求1～6的任意一项所述的蜂窝结构体，其中，在所述蜂窝结构体的至少一部分上担载有催化剂。
全文摘要
本发明涉及蜂窝结构体，其目的是提供一种易将灰烬排出到外部、能够确保较低的压力损失的蜂窝结构体，本发明的蜂窝结构体是有多个孔隔着孔壁在长度方向上平行设置的蜂窝结构体，所述孔的任意一方端部被密封，其中，所述蜂窝结构体的气孔率为70％～95％，所述蜂窝结构体的长度方向的长度与所述蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的径之比为0.2～0.9。
文档编号F01N3/02GK1942229SQ20068000018
公开日2007年4月4日 申请日期2006年3月29日 优先权日2005年3月31日
发明者大野一茂, 尾久和丈, 春日贵史 申请人:揖斐电株式会社