[发明专利]蜂窝结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理废气的蜂窝结构体。

背景技术

关于汽车废气的净化，已经开发了很多技术，但由于交通量也在 增加，因此还很难说已经采取了充分的对付废气的方法。无论在日本 国内还是在世界范围内，都在进一步加强对汽车废气的控制。其中， 对于柴油废气中的NOx的控制要求，正在变得非常严格。以往，通过控 制发动机的燃烧系统来谋求减少NOx，但仅此不能完全对付废气。作为 对应于这种课题的柴油NOx净化系统，已经提出了一种将氨作为还原剂 来使用的NOx还原系统(被称作SCR(选择性催化还原)系统)。作为应用 于这种系统的催化剂担载体，众所周知的有蜂窝结构体。

该蜂窝结构体例如具有沿着长度方向从该蜂窝结构体的一侧端面 延伸至另一侧端面的多个孔道(贯通孔)，这些孔道被担载有催化剂的 孔道壁相互隔开。因此，当废气流通到这种蜂窝结构体中时，通过担 载在孔道壁上的催化剂来净化包含在废气中的NOx，从而可以处理废 气。

通常，这种蜂窝结构体的孔道壁由堇青石(cordierite)构成，在 该孔道壁上担载例如沸石(使用铁或铜等进行了离子交换的物质)作为 催化剂。另外，还提出了一种在孔道壁上使用沸石而形成蜂窝结构体 的发明(例如，专利文献1：国际公开第2005/063653号小册子)

上述的蜂窝结构体例如通过粘结层将预定数量的陶瓷单元结合起 来之后，对该结合体进行切削加工而形成所期望的形状，并且在进行 了切削加工的外周面上设置涂覆层而制作。此时，提出了一种通过将 粘结层和陶瓷单元的热膨胀率之比及杨氏模量(Young’s modulus)之比 调整到适当的范围内，从而抑制在粘结层和陶瓷单元之间的界面上发 生剥离或裂开的技术方案(专利文献2：国际公开第2003/67042号小册 子)。

如上所述，在分别调整了粘结层和陶瓷单元的热膨胀率及杨氏模 量的蜂窝结构体中，可以抑制在粘结层与陶瓷单元之间的界面上发生 剥离及裂开。

但是，在蜂窝结构体中发生剥离及裂开的地方并不仅限于粘结层 和蜂窝单元(陶瓷单元)之间的界面。在外周面上具有外周涂覆层的蜂 窝结构体中，例如在蜂窝单元和外周涂覆层之间的界面上也可能产生 同样的问题。

并且，上述专利文献2中的热膨胀率及杨氏模量的适用范围是针对 例如由SiC等烧结体构成的蜂窝结构体而得到的范围，因此不能断定该 范围也能同样适用于烧结体以外的部件。尤其，如上所述，就孔道壁 由沸石构成的蜂窝结构体而言，由于不是烧结体，因此与由烧结体构 成的蜂窝结构体相比强度低。因此，即使在孔道壁由沸石构成的蜂窝 结构体中，将蜂窝单元和涂覆层的热膨胀率及杨氏模量调整到专利文 献2中记载的范围内，也能充分预测出依然会在界面上发生剥离、裂开。

发明内容

本发明是为了解决这种问题而提出的，其目的在于提供一种在蜂 窝单元和外周涂覆层之间的界面上难以发生剥离及裂开的蜂窝结构 体。

本发明所提供的蜂窝结构体，由柱状蜂窝单元和形成在外周面的 外周涂覆层构成，该蜂窝单元包含沸石和无机粘结剂且沿着长度方向 从第一端面延伸至第二端面的多个孔道被孔道壁隔开，所述蜂窝结构 体的特征在于，当设定所述外周涂覆层的径向的热膨胀率为κc、径向 的杨氏模量为Ec，并设定所述蜂窝单元的径向的热膨胀率为κh、径向 的杨氏模量为Eh时，满足式0.75≤κc/κh≤1.25及式0.75≤Ec/Eh≤ 1.25。

在本发明中，包含在蜂窝单元中的沸石可以为β型沸石、Y型沸石、 镁碱沸石、ZSM-5型沸石、丝光沸石、八面沸石、A型沸石或L型沸石。

并且，在包含在蜂窝单元中的沸石中，二氧化硅相对于氧化铝的 重量比可以在30～50的范围内。

并且，包含在蜂窝单元中的沸石可以使用Fe、Cu、Ni、Co、Zn、 Mn、Ti、Ag或V进行了离子交换。

并且，在本发明中，所述蜂窝单元还可以包含从氧化铝、二氧化 硅、氧化锆、二氧化钛、二氧化铈和莫来石中选择的至少一种颗粒。

并且，包含在所述蜂窝单元中的无机粘结剂可以包含从氧化铝溶 胶、二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、水玻璃、海泡石和绿坡缕石的组 中选择的至少一种材料。

并且，所述蜂窝单元还可以包含无机纤维。