[发明专利]陶瓷蜂窝结构体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(Particulate Matter：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。

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明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

本发明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，从而想到本发明。

即，本发明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