蜂窝结构体制造技术

本发明专利技术提供一种蜂窝结构体，其包含多个蜂窝单元，每个蜂窝单元包含无机颗粒和无机粘结剂并具有柱状形状，其中被孔壁隔开的多个孔从蜂窝结构体的第一端面延伸至第二端面。当从蜂窝结构体的第一端面侧观察孔壁时，孔壁沿着相对应的相互垂直的第一方向和第二方向形成。当从蜂窝结构体的第一端面侧观察蜂窝结构体时，所述蜂窝结构体由四个蜂窝单元构成，该四个蜂窝单元相互之间是通过插入沿相互大致垂直的两个方向延伸的粘结层而粘结在一起的。孔壁的第一方向与粘结层的延伸方向之间形成的最小角度在２２．５度～４５度的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于处理废气的蜂窝结构体。
技术介绍
以往，处理汽车废气中所含有的HC、 C0、 N0x、 SOx等的废气处理 装置中使用蜂窝结构体。蜂窝结构体具有多个孔(贯通孔)，该多个孔 沿着蜂窝结构体的长度方向从蜂窝结构体的一端面延伸至另一端面， 并且这些孔由孔的壁(孔壁)隔开。蜂窝结构体的孔壁上设有铂等催化剂。当废气流入到设有催化剂的催化剂担载体(蜂窝结构体)时，孔壁上的催化剂通过催化反应可以 处理废气中的HC、 C0、 N0x、 S0x等成分。国际公开W02005/063653A号(专利文献l)中公开了一种蜂窝结构体，该蜂窝结构体包含第一无机材料 (例如，陶瓷颗粒)和第二无机材料(例如，无机纤维、粒径相对较大的 无机颗粒以及无机粘结剂)。并且，日本专利公开2001-190916号(专利文献2)公开了作为柴油 微粒过滤器(DPF)而使用的蜂窝结构体。该蜂窝结构体按如下方法形 成，首先通过粘结层粘结形状均为柱状的蜂窝单元的侧面而粘结预定 数量的蜂窝单元，然后切割所粘结的蜂窝单元的外周面，使蜂窝结构 体具有所期望的形状。并且，日本专利公开2006-223983号(专利文献3)公开了蜂窝结构 体。在该蜂窝结构体中，首先形成具有对应的预定形状的蜂窝单元， 然后通过粘结层粘结所述蜂窝单元，从而不经过切割工序而形成具有 所期望的形状的蜂窝结构体。在日本专利公开2006-223983号(专利文 献3)中，蜂窝结构体通过粘结三种不同形状的16个蜂窝单元而构成。但是，国际公开W02005/063653A号(专利文献1)中公开的蜂窝结构 体存在抵抗外部应力较差的问题，即使国际公开WO2005/063653A号(专 利文献l)中公开的蜂窝结构体使用日本专利公开2001-190916号(专利 文献2)中公开的粘结层，由于孔壁与粘结层平行地形成，因此蜂窝结 构体受到较小的外部应力也会容易受损。在日本专利公开2006-223983号(专利文献3)中，蜂窝结构体通过 粘结16个蜂窝单元而构成。为了提高抵抗外部应力的强度，从蜂窝结 构体的端面观察蜂窝结构体时，使蜂窝结构体的四个角落的尺寸最小 的蜂窝单元的孔配置方向相对于其它蜂窝单元的孔配置方向旋转45度。然而，日本专利公开2006-223983号(专利文献3)的蜂窝结构体， 在施加在蜂窝结构体外周面的外部应力中，几乎所有的从蜂窝单元的 粘结方向旋转45度的应力直接施加在上述四个角落的尺寸最小的蜂窝 单元上。因此，即使在蜂窝结构体的外周面施加较小的应力，四个角 落中尺寸最小的蜂窝单元也容易受损坏。换句话说，蜂窝结构体的强 度不够高。
技术实现思路
本专利技术提供一种对施加在蜂窝结构体外周面的外部应力具有高的 抵抗强度且在使用过程中不会破裂的蜂窝结构体。本专利技术的一方面提供一种蜂窝结构体。本专利技术的蜂窝结构体包含 多个蜂窝单元，该各蜂窝单元包含无机颗粒和无机粘结剂并具有柱状 形状，其中被孔壁隔开的多个孔从蜂窝结构体的第一端面延伸至第二 端面。当从蜂窝结构体的第一端面侧观察孔壁时，孔壁沿着相互垂直的第一方向和第二方向形成。当从第一端面侧观察蜂窝结构体时，所 述蜂窝结构体由四个蜂窝单元构成，该四个蜂窝单元相互之间是通过插入沿相互大致垂直的两个方向延伸的粘结层来粘结在一起的，孔壁的第一方向与粘结层的延伸方向之间形成的最小角度在22. 5度至45度 的范围内。根据本专利技术的另一方面，所述无机颗粒包含氧化铝、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、二氧化硅、沸石和莫来石中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，无机粘结剂包含氧化铝溶胶、二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、水玻璃、海泡石和绿坡缕石中的至少一种。 根据本专利技术的另一方面，蜂窝单元还包含无机纤维。 根据本专利技术的另一方面，无机纤维包含氧化铝、二氧化硅、碳化硅、硅铝、玻璃、钛酸钾和硼酸铝中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，如果从第一端面侧观察蜂窝结构体，蜂窝结构体的截面形状为圆形，椭圆形或长圆形。根据本专利技术的另一方面，在孔壁上担载有催化剂。 根据本专利技术的另一方面，催化剂包含贵金属、碱金属或碱土金属。 根据本专利技术的另一方面，催化剂包含铂、钯和铑中的至少一种。 根据本专利技术的另一方面，催化剂包含钾、镁、钡和钙中的至少一种元素。根据本专利技术的另一方面，所述沸石为使用Cu、 Fe、 Ni、 Zn、 Mn或 Co进行了离子交换的沸石。依据本专利技术实施方式，在蜂窝结构体中，由于孔壁的第一方向和 粘结层的延伸方向之间形成的最小角度在22. 5度至45度的范围之内，因此蜂窝结构体可以具有抵抗施加在蜂窝结构体的外周面恻的外部应 力的高强度。本专利技术的特征及优点，将会通过下面的详细说明及附图变得更加 清楚。附图说明图l为依据本专利技术实施方式的蜂窝结构体的立体图。图2为图1所示的蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的放大图。 图3为依据本专利技术实施方式的蜂窝单元的放大立体图。 图4 (a)及图4 (b)为依据本专利技术实施方式的最小角度的概念图。 图5为现有的蜂窝结构体的垂直于长度方向的截面的放大图。 图6为施加于图5所示的现有的蜂窝结构体和图1所示的蜂窝结构 体的对应的外周面上的应力的概略图。图7为依据本专利技术实施方式的蜂窝单元的另一个例子的立体图。图8为使用图1所示的蜂窝结构体的汽车废气处理装置的概略图。 图9为实施例和比较例的蜂窝结构体中，等静压强度与最小角度之间的关系的曲线图。具体实施例方式下面，参考附图说明本专利技术实施方式。图1为依据本专利技术实施方式的蜂窝结构体100的立体图。图2为图1 所示的蜂窝结构体100的垂直于长度方向的截面的放大图。图3为依据 本专利技术实施方式的蜂窝结构体100的蜂窝单元120A的放大立体图。如图1所示，依据本专利技术实施方式的蜂窝结构体100包含第一端面 105、第二端面106、四个蜂窝单元120A 120D以及用于粘接四个蜂窝 单元120A 120D的粘结层180。四个蜂窝单元120A 120D具有大致相同的结构和形状。因此，在 下面的说明中，某些情况下用蜂窝单元120A作为四个蜂窝单元120A 120D的代表进行详细说明。图1及图2中示出的涂覆层190将在后面进行 详细说明。如图3所示，蜂窝单元120A具有截面大致为扇形的四分之一的柱状的形状。蜂窝单元120A包含由孔壁140A隔开并沿蜂窝单元120A的长度 方向配置的多个孔(贯通孔)130A。蜂窝单元120A的垂直于长度方向的 孔130A的截面大致为正方形。如图1及图2所示，粘结层180在相互垂直的两个方向上延伸。下面 将这两个方向称为第一延伸方向D1(图2中的X轴方向)和第二延伸方向 D2(图2中的Y轴方向)。在图2中，当从第一端面105侧(或从第二端面106侧)观察蜂窝结构 体100时，孔壁140A形成为具有格子的结构，这样孔壁140A的中心线大 致在相互垂直的两个方向(第一方向L1和第二方向L2)上延伸。在此，"第一"和"第二"是任意设定的，将两个方向中的一个方向设定为 第一方向，将两个方向中的另一个方向设定为第二方向。在图2中，相 对于X轴(水平轴)逆时针旋转45度的方向设为第一方向L1 ，相对于X轴 (水平轴)顺时针旋转45度的方向设为第二方向L2。并且，如图2所示，在蜂窝单元120A中，孔壁140A的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝结构体（１００），该蜂窝结构体（１００）包含多个蜂窝单元（１２０），每个蜂窝单元（１２０）通过包含无机颗粒和无机粘结剂来形成并具有柱状形状，其中被孔壁（１４０）隔开的多个孔（１３０）从所述蜂窝结构体（１００）的第一端面延伸至第二端面，所述蜂窝结构体（１００）的特征在于，　当从所述蜂窝结构体（１００）的第一端面侧观察所述孔壁（１４０）时，所述孔壁（１４０）沿着相对应的相互垂直的第一方向和第二方向形成；　当从所述第一端面侧观察所述蜂窝结构体（１００）时，所述蜂 窝结构体（１００）由四个所述蜂窝单元（１２０）构成，该四个蜂窝单元（１２０）相互之间是通过插入沿相互垂直的两个方向延伸的粘结层（１８０）来粘结在一起的；　所述孔壁（１４０）的第一方向与所述粘结层（１８０）的延伸方向之间形成的最小角度在 ２２．５度～４５度的范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤田祐基，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]