陶瓷蜂窝结构体及其制造方法技术

一种陶瓷蜂窝结构体，其特征在于，其为具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体，对于所述隔壁而言，(a)气孔率为50～80％，(b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25～50μm，(c)(i)利用水银压入法测定的微孔直径20μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的25％以下，(ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20μm且50μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的50％以上，以及(iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50μm的累积微孔容积为总微孔容积的12％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷蜂窝结构体及其制造方法
本专利技术涉及汽车等内燃机的废气净化所使用的陶瓷蜂窝结构体、及其制造方法。
技术介绍
为了削减由建设机械用内燃机、产业用内燃机排出的废气中所包含的PM(ParticulateMatter：微粒状物质)、NOx(氮氧化物)、HC(烃)、CO(一氧化碳)、SOx(硫氧化物)等有害物质，而使用陶瓷蜂窝结构体作为废气净化用的催化剂载体或微粒子捕集用的过滤器。该陶瓷蜂窝结构体1如图1(a)和图1(b)所示，具有被多孔质的隔壁12隔开且在废气流通的方向上延伸的多个孔道13。作为催化剂载体使用的陶瓷蜂窝结构体在其隔壁的表面、隔壁内部所存在的微孔中负载净化用的催化剂，穿过陶瓷蜂窝结构体的废气与这些催化剂接触，由此进行废气的净化。使用这种陶瓷蜂窝结构体净化废气时，为了提高净化效率，需要使废气所含的有害物质与隔壁中负载的催化剂高效地接触。因此，通常采用减小孔道开口面积、增加孔道密度，进而增大与催化剂的接触面积的方法。然而，若增加孔道密度，则存在压力损失增加的问题。对于这样的问题，日本特表2006-517863号公开了催化剂支承体，其由蜂窝结构体构成，所述蜂窝结构体由多孔质陶瓷材料构成、且包含由入口端贯穿至出口端的多个平行的孔道，所述催化剂支承体具有超过45容积％的总体的气孔率和连通孔的网状组织，该连通孔的网状组织具备具有大于5μm且小于30μm的中值微孔直径的窄微孔直径分布。日本特表2006-517863号中记载有：该催化剂支承体(陶瓷蜂窝结构体)能够实现更高的催化剂装填率而不伴有压力降低。WO2007/026803公开了一种陶瓷蜂窝结构体，其具备：以形成将两个端面间连通的多个孔道的方式而配置的、具有多个微孔的多孔质的隔壁；和以在任一端面或孔道的内部中对上述孔道进行网眼密封的方式来配置的网眼密封部，其中，所述隔壁的透过性为7×10-12～4×10-8m2，WO2007/026803中记载有该陶瓷蜂窝结构体的净化效率优异且压力损失小。然而，对于日本特表2006-517863号和WO2007/026803号中记载的陶瓷蜂窝结构体，在催化剂负载于隔壁的表面或隔壁内部的微孔的情况下，有时隔壁内部的微孔被催化剂堵塞，从而催化剂负载后的陶瓷蜂窝结构体的压力损失变大，隔壁内部的微孔中负载的催化剂难以被有效地活用，有时无法提高净化效率。尤其是，在如日本特表2006-517863号中记载的催化剂支承体那样不具备网眼密封部的陶瓷蜂窝结构体(催化剂载体)的情况下，有时废气难以在隔壁内部的负载有催化剂的微孔中流通，有时净化效率无法提高。此外，由于WO2007/026803号中记载的陶瓷蜂窝结构体的隔壁的透过性大，因此隔壁自身的强度小，陶瓷蜂窝结构体的强度存在问题。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题因此，本专利技术的目的在于提供一种废气净化用的陶瓷蜂窝结构体，该废气净化用的陶瓷蜂窝结构体即便不具备网眼密封部，也能够在维持强度的同时确保废气向隔壁内部的微孔的流通性，此外，通过负载催化剂，从而催化剂所带来的有害物质的除去能力高，且压力损失小。用于解决课题的手段本专利技术人鉴于上述目的而进行了深入研究，其结果发现：在具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体中，当上述隔壁满足(a)具有50～80％的气孔率、(b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25～50μm、(c)利用水银压入法测定的微孔直径20μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的25％以下、(d)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20μm且50μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的50％以上、以及(e)利用水银压入法测定的微孔直径大于50μm的累积微孔容积为总微孔容积的12％以上的条件时，可以得到兼顾高强度和废气向微孔的高流通性的蜂窝结构体，从而想到本专利技术。即，本专利技术的陶瓷蜂窝结构体的特征在于，具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道，对于上述隔壁而言，(a)气孔率为50～80％，(b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25～50μm，(c)(i)利用水银压入法测定的微孔直径20μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的25％以下，(ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20μm且50μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的50％以上，以及(iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50μm的累积微孔容积为总微孔容积的12％以上。优选为，在上述隔壁表面开口的微孔的开口面积率(隔壁表面的每单位面积中开口的微孔的总开口面积)为30％以上。优选为，以等效圆直径表示在上述隔壁表面开口的微孔时，中值开口直径为60μm以上。优选为，以等效圆直径表示在上述隔壁表面开口的微孔时，开口直径30μm以下的累积开口面积为总开口面积的20％以下。优选为，以等效圆直径表示在上述隔壁表面开口的微孔时，开口直径100μm以上的累积开口面积为总开口面积的30～70％。优选为，上述隔壁的通气度为10×10-12～30×10-12m2。优选为，上述陶瓷蜂窝结构体的A轴压缩强度为1.0MPa以上。制造上述陶瓷蜂窝结构体的本专利技术的方法的特征在于，其包括：将包含堇青石化原料和造孔材料的原料粉末混炼而得到坯土的工序；将上述坯土挤出成形而得到蜂窝状的成形体的工序；以及对上述成形体进行干燥和烧成而得到陶瓷蜂窝结构体的工序，(a)上述堇青石化原料包含具有10～60μm的中值粒径的二氧化硅10～25质量％，(b)对于上述造孔材料，(i)具有大于70μm且200μm以下的中值粒径，(ii)在表示粒径与累积体积(累积特定粒径以下的粒子体积而得的值)的关系的曲线中，与总体积的90％相当的累积体积下的粒径D90为90～250μm，以及与总体积的10％相当的累积体积下的粒径D10为15～160μm，(iii)粒度分布偏差SD为0.3以下，(c)上述造孔材料的含量相对于堇青石化原料为1～20质量％。专利技术效果本专利技术的陶瓷蜂窝结构体即便在不具备网眼密封部的情况下，也能够在维持强度的同时确保废气向隔壁内部的微孔的高流通性，因此，通过负载催化剂，可以得到催化剂所带来的有害物质的除去能力高、并且压力损失小的废气净化用的陶瓷蜂窝结构体。附图说明图1(a)为示意性地表示本专利技术的陶瓷蜂窝结构体的一例主视图。图1(b)为示意性地表示本专利技术的陶瓷蜂窝结构体的一例的部分剖面图。图2为表示本专利技术的陶瓷蜂窝结构体的隔壁的表面的电子显微镜照片。具体实施方式以下，具体对本专利技术的实施方式进行说明，但本专利技术并不限于以下的实施方式，在不脱离本专利技术的主旨的范围内，可以基于本领域技术人员的通常的知识而适当地实施设计的变更、改良等。本专利技术的陶瓷蜂窝结构体的特征在于，其为具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体，对于上述隔壁而言，(a)气孔率为50～80％，(b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25～50μm，(c)(i)利用水银压入法测定的微孔直径20μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的25％以下，(ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20μm且50μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的50％以上，以及(iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50μm的累积微孔容积为总微孔容积的12％以上。通过催化剂负载于本专利技术的陶瓷蜂窝结构体，从而废气能够容易地在隔壁内部的微孔中流通，因此能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷蜂窝结构体，其特征在于，其为具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体，对于所述隔壁，(a)气孔率为50～80％，(b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25～50μm，(c)(i)利用水银压入法测定的微孔直径20μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的25％以下，(ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20μm且50μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的50％以上，以及(iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50μm的累积微孔容积为总微孔容积的12％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.02 JP 2013-0768681.一种陶瓷蜂窝结构体，其特征在于，其为具有被多孔质的隔壁隔开的多个孔道的陶瓷蜂窝结构体，对于所述隔壁，(a)气孔率为50～80％，(b)利用水银压入法测定的中值微孔直径为25～50μm，(c)(i)利用水银压入法测定的微孔直径20μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的25％以下，(ii)利用水银压入法的测定的微孔直径大于20μm且50μm以下的累积微孔容积为总微孔容积的50％以上，以及(iii)利用水银压入法测定的微孔直径大于50μm的累积微孔容积为总微孔容积的12％以上。2.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构体，其特征在于，在所述隔壁表面开口的微孔的开口面积率、即隔壁表面的每单位面积中开口的微孔的总开口面积为30％以上。3.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构体，其特征在于，以等效圆直径表示在所述隔壁表面开口的微孔时，中值开口直径为60μm以上。4.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构体，其特征在于，以等效圆直径表示在所述隔壁表面开口的微孔时，开口直径30μm以下的累积开口面积为总开口面积的20％以下。5.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝结构体，其特征在于，以等效圆直...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎俊二，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP