[发明专利]蜂窝结构体用涂层材料、蜂窝结构体的外周涂层以及附带有外周涂层的蜂窝结构体

说明书

本发明提供蜂窝结构体用涂层材料、蜂窝结构体的外周涂层以及附带有外周涂层的蜂窝结构体，所述蜂窝结构体用涂层材料使蜂窝结构体的外周涂层的韧性得以提高、并且、有效地抑制干燥及热处理时在外周涂层产生裂纹。该蜂窝结构体用涂层材料包含：在无机原料中为1～10质量％的、轴向上的平均长度为80～200μm的第一陶瓷纤维、以及在无机原料中为0.1～15质量％的、轴向上的平均长度为50～70μm的第二陶瓷纤维。

技术领域

本发明涉及蜂窝结构体用涂层材料、蜂窝结构体的外周涂层以及附带有外周涂层的蜂窝结构体。特别涉及使蜂窝结构体的外周涂层的韧性得以提高、并且、有效地抑制干燥及热处理时在外周涂层产生裂纹的蜂窝结构体用涂层材料、蜂窝结构体的外周涂层以及附带有外周涂层的蜂窝结构体。

背景技术

作为负载汽车尾气中的氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)等有害物质净化用的催化剂的载体、用于捕集尾气中的微粒状物质(Particulate Matter：以下简称为PM)的过滤器，使用由耐热性陶瓷形成的蜂窝结构体。陶瓷蜂窝结构体的隔壁薄，气孔率高，所以机械强度小。因此，出于弥补强度并防止破损的目的，在经磨削而调整为恒定直径的蜂窝结构体(隔室结构体)的外周涂布包含陶瓷粉末的浆料(以下称为涂层材料)并进行干燥或烧成而设置有外壁(例如参见专利文献1～2)。

用于过滤器的蜂窝结构体具有如下结构，即，例如配设成：由包含碳化硅(SiC)等的多孔质的隔壁区划开而形成的成为流体流路的多个隔室在中心轴向上彼此并行。上述蜂窝结构体中，将相邻的隔室的端部分别交替地(呈棋盘格状地)封孔，由此，得到能够捕集PM的过滤器。

即，在上述封孔后的蜂窝结构体中，如果使排气从一个端部向规定的隔室(流入隔室)流入，则该排气通过多孔质的隔壁而移动至相邻的隔室(流出隔室)，然后排出。并且，在排气透过隔壁时，隔壁作为过滤层发挥作用，捕集尾气中包含的PM。

作为用于防止上述过滤器破损的对策，提出了将多个蜂窝形状的单元(蜂窝单元)接合而制成过滤器用的蜂窝结构体，而不是将过滤器整体制成1个蜂窝结构体。具体而言，将多个蜂窝单元利用弹性模量低且容易变形的接合材料一体地进行接合，制成单元结构，由此，能够使再生时作用于蜂窝结构体的热应力得以分散、缓和，从而实现耐热冲击性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5－269388号公报

专利文献2：日本特许第2604876号公报

发明内容

为了提高用于形成上述蜂窝结构体的外壁(即、涂层)的涂层材料的韧性，已知作为主原料之一而添加纤维的方法。在这种情况下，优选使用直径细且纵横尺寸比大的纤维，不过，该纤维被定义为WHO纤维，存在容易被人体吸引的缺点，安全性存在问题。必须使用虽然断裂韧性差、但安全性更高的纤维系粗且纵横尺寸比小的、即不含WHO纤维的纤维。

另外，为了提高蜂窝结构体的外周涂层的韧性，考虑增加涂层的厚度，不过，存在容易因干燥而发生开裂的风险(例如，以往的外周涂层中，厚度为0.25mm以上时，存在因干燥而产生裂纹的情况变得显著的倾向)。

因此，虽然通过在涂层材料中添加纤维能够抑制干燥裂纹，但是，该方案还存在如下问题。

首先，在添加了纤维的情况下，存在如下问题，即，涂层材料的浆料的流动性降低，外周涂层表面变得粗糙，或者，纤维堵塞，从而生产率降低。另外，如果纤维的纤维长度过长，则存在如下问题，即，涂布时，纤维在一个方向取向，无法充分获得裂纹的抑制效果。最后，在添加了纤维的情况下，存在如下问题，即，相对于激光具有显色性的碳化硅(SiC)的比率相对降低，导致激光印刷的显色性降低。