專利名稱：蜂窩結構體用密封材料、蜂窩結構體及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蜂窩結構體用密封材料、蜂窩結構體以及蜂窩結構體的制造方法。
背景技術：
蜂窩結構體用作除去由柴油發(fā)動機等內(nèi)燃機排出的廢氣中的顆粒等的過濾器，或 者用作除去廢氣中的HC(烴)、C0(—氧化碳)等有害成分的催化劑載體。作為構成蜂窩結 構體的各種構成部件的材料，使用無機纖維。具體地說，例如，作為將2個以上蜂窩燒制體 結合以制成陶瓷塊時的密封材料(粘接材料)、或者作為涂布于陶瓷塊外周的密封材料(外 周密封材料，以下也稱為外周被覆材料)，使用含有無機纖維的密封材料。如果這樣的無機纖維侵入體內(nèi)、特別是侵入肺等并長期保持原狀殘存，則有可能 對人體產(chǎn)生不良影響。因此，希望密封材料所使用的無機纖維是對人體具有優(yōu)異的安全性 的材料。專利文獻1記載了一種密封材料，其含有選自由堿金屬化合物、堿土金屬化合物 和硼化合物組成的組中的至少一種化合物作為無機纖維。專利文獻1所記載的包含上述化合物的無機纖維是所謂的生物溶解性纖維。由于 生物溶解性纖維具有溶解于生理鹽水的性質，即使進入體內(nèi)，也會溶解并被排出體外，因此 被認為其對人體的安全性優(yōu)異。專利文獻1 國際公開第05/110578號小冊子

發(fā)明內(nèi)容
對于專利文獻1記載的密封材料而言，為了能夠通過涂布在陶瓷塊或蜂窩燒制體 上來形成預定的密封材料層，除上述無機纖維以外，還混合無機粘結劑、有機粘結劑、無機 顆粒以及水等，制備成糊狀。但是，如果使用上述生物溶解性纖維作為無機纖維，并根據(jù)需要添加氧化物溶膠 來制備出密封材料并將其保存，則隨時間的經(jīng)過，糊狀的密封材料發(fā)生凝集或凝膠化，有時 密封材料的粘度上升，導致流動性降低。此外，當密封材料出現(xiàn)凝集或凝膠化這類現(xiàn)象時， 難以將密封材料涂布在陶瓷塊等上，作業(yè)上的不利增大。并且，若密封材料凝集或凝膠化， 則難以均勻地涂布在陶瓷塊等上，因此還存在涂布后的密封材料的厚度易出現(xiàn)不均、最終 的密封材料層的強度亦會出現(xiàn)不均這樣的問題。本發(fā)明是為了解決這樣的問題而作出的，目的在于提供一種蜂窩結構體用密封材 料，該密封材料中的無機纖維的生物溶解性良好，且蜂窩結構體用密封材料制備后即使經(jīng) 過較長時間，在陶瓷塊等上的涂布性依然良好。并且，本發(fā)明的目的還在于，提供使用上述蜂窩結構體用密封材料而制造出的蜂 窩結構體以及提供上述蜂窩結構體的制造方法。本發(fā)明人對密封材料出現(xiàn)凝集或凝膠化的原因進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，當密 封材料糊的pH值增大時，易發(fā)生因密封材料所含有的無機顆粒和/或氧化物溶膠的凝膠化
4而導致的密封材料凝膠化。對密封材料凝膠化的具體機制尚不明確，但是可以考慮如下。據(jù)認為，通常在密封材料所含有的無機顆粒和氧化物溶膠的表面形成雙電荷層， 表面狀態(tài)得以穩(wěn)定，由此無機顆粒和氧化物溶膠維持分散狀態(tài)而存在。但是，當pH增大，例如，pH大于6 ( 即，即使是pH7附近的中性條件下)時，生物溶 解性纖維所含有的多價金屬離子(例如，Ca2+、Mg2+等)溶出，這些多價金屬離子對無機顆粒 和/或氧化物溶膠的表面電荷產(chǎn)生干擾。據(jù)推測，該干擾現(xiàn)象造成無機顆粒和/或氧化物 溶膠的表面的電荷失去平衡，無機顆粒和/或氧化物溶膠發(fā)生聚集，因此密封材料出現(xiàn)凝 膠化。另外，據(jù)認為，密封材料的pH對多價金屬離子與無機顆粒之間和/或多價金屬離 子與氧化物溶膠之間的擴散接觸頻率產(chǎn)生影響，據(jù)認為，如果PH增高，則由于上述擴散接 觸頻率增高(反應速度提高)，所以容易推進密封材料的凝膠化。需要說明的是，本說明書中，凝膠化是指，由于pH的變化、多價金屬離子的存在 等，造成溶膠中本來分散著的固體成分發(fā)生凝集、締合或相變化，從而密封材料糊的粘度上 升的現(xiàn)象。另外已清楚，通過使密封材料為酸性(pH6以下)，能夠抑制多價金屬離子從生物 溶解性纖維中溶出，能夠防止密封材料的凝膠化。但是，當使密封材料為酸性時，雖然能夠 防止密封材料的凝膠化，然而還已知存在如下問題使密封材料為酸性后，密封材料固化后 的強度小于未使用生物溶解性纖維的密封材料固化后的強度。立足于這樣的研究結果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在從生物溶解性纖維中溶出的多價 金屬離子與無機顆粒和/或氧化物溶膠發(fā)生擴散接觸前，降低密封材料中的多價金屬離子 濃度或使它們不存在，能夠制成如下的蜂窩結構體用密封材料密封材料糊制備后即使經(jīng) 過較長時間，在陶瓷塊等上的涂布性依然良好，并且具有優(yōu)異的固化后的密封材料的強度， 從而完成了本發(fā)明。需要說明的是，作為密封材料凝膠化的機制，還可以想到除上述以外的機制，但是 本發(fā)明中，已確認到由于采用本發(fā)明的構成而總是顯示出上述效果，本發(fā)明的效果不依賴 機制而改變。即，技術方案1所述的蜂窩結構體用密封材料的特征在于，其包含無機纖維、無機 顆粒和0. 1重量％以上的離子吸附劑，所述無機纖維包含生物溶解性的無機化合物。如技術方案1所述的蜂窩結構體用密封材料所含有的無機纖維是生物溶解性纖 維，即使萬一進入體內(nèi)，由于具有在生理條件下的溶解性，因此也能夠確保包含無機纖維的 蜂窩結構體用密封材料對人體的安全性，并且密封材料糊制備后即使經(jīng)過較長時間，也不 發(fā)生凝膠化，在陶瓷塊等上的涂布性良好。如技術方案1所述的蜂窩結構體用密封材料由于包含著離子吸附劑，因而能夠吸 附從生物溶解性纖維中溶出的Ca2+、Mg2+等多價金屬離子。由此，蜂窩結構體用密封材料中 的多價金屬離子濃度降低，多價金屬離子與無機顆粒和/或氧化物溶膠之間的擴散接觸頻 率降低，因此可以認為，無機顆粒之間、無機顆粒與氧化物溶膠之間或者氧化物溶膠之間的 表面電荷的變化造成的凝集和締合等被抑制，從而能夠防止蜂窩結構體用密封材料的凝膠 化。
并且，如技術方案1所述的蜂窩結構體用密封材料能夠提高固化后的蜂窩結構體 用密封材料的強度。如技術方案1所述的蜂窩結構體用密封材料中的上述離子吸附劑的含量雖然還 取決于離子吸附劑的種類，但是優(yōu)選為0. 1重量％以上、更優(yōu)選為0. 2重量％以上。這是因 為，如果蜂窩結構體用密封材料中的離子吸附劑的含量小于0. 1重量％，則吸附從上述無 機纖維中溶出的多價金屬離子的吸附量和吸附速度變得不充分，蜂窩結構體用密封材料制 備后24小時以內(nèi)有可能發(fā)生凝膠化。并且因為，如果蜂窩結構體用密封材料中的離子吸附 劑的含量為0. 2重量％以上，則使蜂窩結構體用密封材料固化后的強度更優(yōu)異。在如技術方案2所述的蜂窩結構體用密封材料中，無機化合物為選自由堿金屬化 合物和堿土金屬化合物組成的組中的至少一種。由于包含這些無機化合物，能夠制成生物 溶解性的無機纖維。在如技術方案3所述的蜂窩結構體用密封材料中，離子吸附劑為選自由氧化硅 系吸附劑、氧化鋁系吸附劑、沸石系吸附劑、粘土系吸附劑、介孔系吸附劑(mesoporous adsorbent)、多價金屬鹽以及活性炭組成的組中的至少一種吸附劑。這些吸附劑作為無機 系吸附劑在化學上是穩(wěn)定的，獲得也容易，因此是優(yōu)選的。如技術方案4所述的蜂窩結構體用密封材料那樣，作為離子吸附劑，能夠使用粘 土系吸附劑。粘土系吸附劑也具有高離子吸附性和高化學穩(wěn)定性，因此能夠適合地用作本 發(fā)明的蜂窩結構體用密封材料的離子吸附劑。在如技術方案5所述的蜂窩結構體用密封材料中，粘土系吸附劑是選自由膨潤 土、活性白土、蒙脫土組成的組中的至少一種。這樣的粘土系吸附劑獲得也容易、離子吸附 性也優(yōu)異，因此適合作為用于本發(fā)明的蜂窩結構體用密封材料的離子吸附劑。并且，膨潤土 等其本身顯示出粘接性，因此能夠發(fā)揮無機粘結劑的作用，從而在蜂窩結構體用密封材料 的制備中，也可以省略無機粘結劑的使用。在如技術方案6所述的蜂窩結構體用密封材料中，離子吸附劑是沸石系吸附劑和 活性炭中的至少一種。這些離子吸附劑的離子吸附性高，化學上亦穩(wěn)定，因此能夠延長蜂窩 結構體用密封材料的使用耐久時間。如技術方案7所述的蜂窩結構體用密封材料那樣，具體地說，沸石系吸附劑可以 是選自由鋁硅酸鹽沸石(aluminosilicate zeolite)、金屬硅酸鹽沸石(metallosilicate zeolite)、鋁磷酸鹽沸石(aluminophosphate zeolite)組成的組中的至少一種，所述金屬 硅酸鹽沸石是一類晶格中的Al3+或Si4+的一部分或全部被其他金屬(包括過渡金屬)離子 取代后的沸石。在沸石系吸附劑之中，這些沸石的離子吸附性高，獲得容易，并且作業(yè)上的 處理也良好。在如技術方案8所述的蜂窩結構體用密封材料中，離子吸附劑是多價金屬鹽。通過使用多價金屬鹽，即使少量使用，也具有較高的防止凝膠化的效果，能夠提高 蜂窩結構體用密封材料固化后的強度。如技術方案9所述的蜂窩結構體用密封材料那樣，具體地說，多價金屬鹽可以是 選自由磷酸鋁、磷酸鐵、磷酸鎂、氟化鋁組成的組中的至少一種。這些多價金屬鹽由于溶解 度低，因此多價金屬離子難溶出，離子吸附性高，獲得容易，作業(yè)上的處理也良好。如技術方案10所述的蜂窩結構體用密封材料還包含氧化物溶膠。即使是在以往的、密封材料易出現(xiàn)凝膠化的條件下、特別是在堿性條件下，也能夠防止技術方案10所述 的蜂窩結構體用密封材料在短時間內(nèi)發(fā)生凝膠化。并且，由于包含氧化物溶膠，能夠提高蜂 窩結構體用密封材料固化后的強度。技術方案11所述的蜂窩結構體由陶瓷塊和外周密封材料層構成，所述陶瓷塊包含隔著隔壁在長度方向上形成有多個貫通孔的蜂窩燒制體，所述外周密封材料層形成在上述陶瓷塊的外周面，其中，上述外周密封材料層是使技術方案1 10任一項所述的蜂窩結構體用密封 材料固化而形成的。技術方案11所述的蜂窩結構體由于在構成外周密封材料層的材料中使用生物溶 解性纖維，因此該蜂窩結構體對人體的安全性較高，作業(yè)者和消費者等能夠放心地處理。并 且，在技術方案11所述的蜂窩結構體的制造工序中，從制備蜂窩結構體用密封材料后，到 實際使用之間，不會發(fā)生蜂窩結構體用密封材料的凝膠化，因此在形成外周密封材料層的 過程中，能夠防止凝膠化造成的厚度不均勻等，由此，能夠防止因外周密封材料層厚度的不 均導致的外周密封材料層的強度的不均或降低。如技術方案12所述的蜂窩結構體那樣，陶瓷塊可以由2個以上蜂窩燒制體和粘接 材料層構成，所述粘接材料層形成在2個以上蜂窩燒制體的側面之間。如技術方案13所述的蜂窩結構體那樣，粘接材料層可以通過使粘接材料固化而 形成。在技術方案14所述的蜂窩結構體中，粘接材料是技術方案1 10任一項所述的 蜂窩結構體用密封材料。在2個以上蜂窩燒制體集合而成的蜂窩結構體中，蜂窩燒制體間 的粘接材料層是必要的，因此蜂窩結構體所含有的無機纖維的總量也必然增加。在現(xiàn)有的 蜂窩結構體的情況中，隨著粘接材料層的增加，無機纖維進入人體的可能性亦增高，然而在 技術方案14所述的蜂窩結構體中，使用了技術方案1 10任一項所述的蜂窩結構體用密 封材料作為粘接材料，因此即使蜂窩結構體整體所含有的無機纖維的總量增加，也能夠確 保該蜂窩結構體對人體的安全性。技術方案15所述的蜂窩結構體的制造方法包括如下工序將陶瓷原料成型，制作出隔著隔壁在長度方向形成有多個貫通孔的蜂窩成型體的 工序、制作出包含蜂窩燒制體的陶瓷塊的工序，所述蜂窩燒制體通過對蜂窩成型體進行 熱處理而得到，和將在陶瓷塊的外周面形成的外周密封材料糊層固化而形成外周密封材料層的工 序；所述蜂窩結構體的制造方法的特征在于，該方法還包括如下工序至少將包含生物溶解性的無機化合物的無機纖維、無機顆粒和0. 1重量％以上的 離子吸附劑混合，制備蜂窩結構體用密封材料的工序，外周密封材料糊層為使用上述蜂窩結構體用密封材料而形成的層。在技術方案15所述的蜂窩結構體的制造方法中，在蜂窩結構體用密封材料制備 工序中制備的蜂窩結構體用密封材料包含0. 1重量％以上的離子吸附劑，因此制備出蜂 窩結構體用密封材料糊后，無機顆粒不會發(fā)生凝集、締合等，所以不會出現(xiàn)密封材料的凝膠化。由此，密封材料糊制備后即使經(jīng)過較長時間，也能夠防止粘度上升、密封材料糊的流動 性降低。而且，由于能夠一直維持蜂窩結構體用密封材料糊的高流動性，因此密封材料糊的 使用管理等變得容易，能夠提高在外周密封材料層形成工序中將外周密封材料糊層形成在 陶瓷塊的外周面時的作業(yè)性。此外，能夠提高固化后的外周密封材料層的強度。技術方案16所述的蜂窩結構體的制造方法還包括借助粘接材料層將2個以上蜂 窩燒制體結合起來，制作出陶瓷塊的工序(結合工序)。由于包括該結合工序，能夠制造出 2個以上蜂窩燒制體集合而形成的集合型蜂窩結構體。在技術方案17所述的蜂窩結構體的制造方法中，無機化合物為選自由堿金屬化 合物和堿土金屬化合物組成的組中的至少一種。通過使用這樣的化合物，無機纖維能夠特 別地作為生物溶解性的纖維發(fā)揮功能，從而能夠提高蜂窩結構體用密封材料對人體的安全 性，進而還能夠提高使用該密封材料的蜂窩結構體對人體的安全性。在技術方案18所述的蜂窩結構體的制造方法中，離子吸附劑是選自由氧化硅系 吸附劑、氧化鋁系吸附劑、沸石系吸附劑、粘土系吸附劑、介孔系吸附劑、多價金屬鹽以及活 性炭組成的組中的至少一種吸附劑。這些離子吸附劑的離子吸附性高，化學上亦穩(wěn)定，能夠 延長蜂窩結構體用密封材料的使用耐久時間，因此能夠防止因密封材料的凝膠化造成的作 業(yè)效率降低和防止因無法均勻地涂布密封材料導致的強度降低等。在技術方案19所述的蜂窩結構體的制造方法中，離子吸附劑是粘土系吸附劑。粘 土系吸附劑也具有高離子吸附性和高化學穩(wěn)定性，因此粘土系吸附劑可以適合地用作本發(fā) 明的蜂窩結構體的制造方法中的離子吸附劑。在技術方案20所述的蜂窩結構體的制造方法中，粘土系吸附劑為選自由膨潤土、 活性白土、蒙脫土組成的組中的至少一種。這樣的粘土系吸附劑的獲得也容易、離子吸附性 也優(yōu)異，因此適合作為本發(fā)明的蜂窩結構體的制造方法中的離子吸附劑。并且，膨潤土等其 本身顯示出粘接性，因此能夠發(fā)揮無機粘結劑的作用，從而在蜂窩結構體用密封材料的制 備中也能夠省略無機粘結劑的使用。在技術方案21所述的蜂窩結構體的制造方法中，離子吸附劑是沸石系吸附劑和 活性炭中的至少一種。這些沸石系吸附劑和活性炭容易獲得，并且處理容易性優(yōu)異，因此制造準備容易， 能夠提高制造過程中的作業(yè)性。并且，沸石系吸附劑和活性炭的離子吸附性高，化學上亦穩(wěn) 定，因此能夠延長蜂窩結構體用密封材料的使用耐久時間。在技術方案22所述的蜂窩結構體的制造方法中，沸石系吸附劑是選自由鋁硅酸 鹽沸石、金屬硅酸鹽沸石、鋁磷酸鹽沸石組成的組中的至少一種。這些吸附劑的離子吸附性 高，化學上亦穩(wěn)定，因此能夠延長蜂窩結構體用密封材料的使用耐久時間。并且，處理也容 易，在要求安全性和效率化的制造工序中也能夠適合地使用。在技術方案23所述的蜂窩結構體用密封材料的制造方法中，離子吸附劑是多價金屬鹽。通過使用多價金屬鹽，即使少量使用，也具有較高的防止凝膠化的效果，能夠延長 蜂窩結構體用密封材料的使用耐久時間，能夠提高蜂窩結構體用密封材料固化后的強度。在技術方案24所述的蜂窩結構體用密封材料的制造方法中，具體地說，多價金屬 鹽可以是選自由磷酸鋁、磷酸鐵、磷酸鎂、氟化鋁組成的組中的至少一種。這些多價金屬鹽由于溶解度低，因此多價金屬離子難溶出，離子吸附性高，能夠延長蜂窩結構體用密封材料 的使用耐久時間。并且，獲得容易，作業(yè)上的處理也良好。在技術方案25所述的蜂窩結構體的制造方法中，蜂窩結構體用密封材料還包含 氧化物溶膠。即使是在以往的、密封材料易發(fā)生凝膠化的條件下、特別是在堿性條件下，在 技術方案25所述的蜂窩結構體的制造方法中，也能夠在防止凝膠化的同時制備出蜂窩結 構體用密封材料。并且，由于包含氧化物溶膠，能夠提高蜂窩結構體用密封材料固化后的強度。技術方案26所述的蜂窩結構體的制造方法中，上述粘接材料層是使粘接材料固 化而形成的，上述粘接材料是技術方案1 10任一項所述的蜂窩結構體用密封材料。對于技術方案1 10任一項所述的蜂窩結構體用密封材料而言，在密封材料糊制 備后即使經(jīng)過較長時間，也能夠防止密封材料糊的粘度上升、密封材料糊的流動性降低。因 此，能夠提高形成粘接材料層時的作業(yè)性。并且，能夠提高固化后的粘接材料層的強度。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的蜂窩結構體的一例的立體圖。圖2(a)是示意性地表示構成本發(fā)明的蜂窩結構體的蜂窩燒制體的一例的立體 圖，圖2(b)是圖2(a)所示的蜂窩燒制體的A-A線截面圖。圖3(a)是表示蜂窩燒制體的粘接方法的立體圖；圖3(b)是示意性表示評價用樣 品的立體圖，該評價用樣品是通過將已貼合的蜂窩燒制體切斷而制作出的。圖4是示意性地表示評價用樣品的蜂窩結構體用密封材料(粘接材料層)的破壞 強度的測定方法的立體圖。圖5是對于實施例和比較例中制備的蜂窩結構體用密封材料，按離子吸附劑種類 表示離子吸附劑的混合量與蜂窩結構體用密封材料的破壞強度之間關系的圖。符號說明100蜂窩結構體101、101a粘接材料層102外周密封材料層103陶瓷塊110、110a蜂窩燒制體111 孔道112封堵材料113孔道壁300粘接體300a評價用樣品310 下支座(lower jig)311樣品支持棒320 上壓頭(upper jig)321樣品接觸部
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G 廢氣
具體實施例方式(第一實施方式)以下，參照附圖，對本發(fā)明的蜂窩結構體用密封材料、蜂窩結構體以及蜂窩結構體 的制造方法的第一實施方式進行說明。首先，對第一實施方式的蜂窩結構體用密封材料進行說明。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料包含無機纖維、無機顆粒和離子吸附劑，所 述無機纖維包含生物溶解性的無機化合物。(包含生物溶解性的無機化合物的無機纖維)上述蜂窩結構體用密封材料所含有的無機纖維中的無機化合物是選自由堿金屬 化合物、堿土金屬化合物組成的組中的至少一種。作為上述堿金屬化合物，可以舉出例如，Na、K的氧化物等；作為上述堿土金屬化 合物，可以舉出Mg、Ca、Ba的氧化物等。為了評價包含無機化合物的無機纖維的生物溶解性，可以利用以下方法測定無機 纖維中的無機化合物在生理鹽水中的溶解度。在25ml的生理鹽水中投入0. 5g的無機纖維， 于37°C進行5小時振蕩處理后進行過濾，除去固體成分的無機纖維，通過原子吸收光譜分 析來測定溶解有部分無機纖維的提取溶液中的硅、鈉、鈣、鎂等無機纖維中的元素。需要說 明的是，生理鹽水使用通常的生理鹽水即可。只要在該提取溶液中溶解了合計100ppm(0. 01 重量％)的對象化合物，就可稱為包含生物溶解性的無機化合物的無機纖維。并且，還可以 由該測定結果，計算出從無機纖維中溶出的溶出物的比例。當生理鹽水預先含有測定對象 元素時，也可以預先確定該生理鹽水中的該元素的量，從試樣中的該元素的測定量中減去 該生理鹽水中的該元素的量即可。優(yōu)選本實施方式的蜂窩結構體用密封材料所含有的無機纖維在37°C的生理鹽水 中的溶解度為300ppm(0.03重量％ )以上。具有300ppm(0.03重量％ )以上的溶解度的無 機纖維在生理條件下迅速溶解，因此能夠進一步降低無機纖維進入生物體內(nèi)時的危險性。并且，上述無機纖維的平均纖維長的下限優(yōu)選為0. 1 y m，上述無機纖維的平均纖 維長的上限優(yōu)選為1000 u m、更優(yōu)選為100 u m、進一步優(yōu)選為50 u m。當無機纖維的平均纖維長小于0. 1 y m時，難以形成具有彈性的蜂窩結構體；當無 機纖維的平均纖維長大于1000 i! m時，易形成絨球那樣的形態(tài)，因此難以減小粘接材料層 或外周密封材料層的厚度。并且，當無機纖維的平均纖維長大于1000 u m時，無機顆粒的分 散變差。優(yōu)選無機纖維具有大長徑比(長徑/短徑)。在提高密封材料的彈性方面，長徑比 大的無機纖維特別有效。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料所含有的無機纖維的長徑比優(yōu)選為2 1000、更優(yōu)選為5 800、進一步優(yōu)選為10 500。當無機纖維的長徑比小于2時，對密封 材料的彈性提高的貢獻小，并且當無機纖維的長徑比大于1000時，有時與蜂窩燒制體的粘 接強度等固化后的密封材料的強度會降低。此處，無機纖維的長徑比存在分布時，長徑比以 平均值表示。
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并且，上述無機纖維優(yōu)選還含有60 85重量％的氧化硅、更優(yōu)選還含有70 80 重量％的氧化硅。上述氧化硅是指SiO或Si02。當氧化硅的含量小于60重量％時，有時無 機纖維的強度降低。另一方面，當氧化硅的含量大于85重量％時，無機纖維中的無機化合 物的含量減少，因此生物溶解性有可能降低。無機纖維包含具有生物溶解性的堿金屬化合物和堿土金屬化合物中的至少一種， 此外優(yōu)選無機纖維所含有的Si02含量為70重量％以上。一般而言，大多數(shù)堿金屬的硅酸 鹽和堿土金屬的硅酸鹽具有生物溶解性，然而當Si02含量大于85重量％時，由于具有生物 溶解性的堿金屬化合物、堿土金屬化合物的含量變得過少，因而不優(yōu)選。并且，對于無機纖維，優(yōu)選在無機纖維中的A1203含量為2重量％以下。需要說明 的是，只要A1203含量為2重量％以下，也可以是0重量％。這是因為，一般而言，堿金屬的 鋁酸鹽或鋁硅酸鹽和堿土金屬的鋁酸鹽或鋁硅酸鹽大多無生物溶解性或具有較小的生物 溶解性。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料所含有的無機纖維中的無機化合物是選自 由堿金屬化合物和堿土金屬化合物組成的組中的至少一種。作為上述堿金屬化合物，可以舉出例如，鈉、鉀的氧化物和鹽；作為上述堿土金屬 化合物，可以舉出鎂的氧化物和鹽、鈣的氧化物和鹽、鋇的氧化物和鹽?？梢酝ㄟ^使可用作 無機纖維的材料的氧化硅、氧化鋁、氧化硅-氧化鋁、玻璃等含有鈉的氧化物和/或鹽、鉀的 氧化物和/或鹽、鎂的氧化物和/或鹽、鈣的氧化物和/或鹽、鋇的氧化物和/或鹽、硼的氧 化物和/或鹽而制作出生物溶解性纖維。上述無機纖維中的無機化合物可以是硼化合物，也可以包含硼化合物。(無機顆粒)上述蜂窩結構體用密封材料所含有的無機顆粒的平均粒徑的下限優(yōu)選為 . 丨?。。。?！，更優(yōu)選為化！!!!!!。另一方面，上述無機顆粒的平均粒徑的上限優(yōu)選為100 i HI、更 優(yōu)選為15 u m、進一步優(yōu)選為10 u m。如果無機顆粒的平均粒徑小于0. 01 u m,則無機顆粒 的制造變難，并且有時成本會增加；另一方面，如果無機顆粒的平均粒徑大于lOOym，則有 時導致粘接強度等固化后的密封材料的強度降低或固化后的密封材料的熱傳導性降低。此 處，無機顆粒是指上述長徑比小于2的無機顆粒。作為上述無機顆粒，可以舉出例如，碳化物、氮化物等，具體地說，可以舉出由碳化 硅、氮化硅、氮化硼等形成的無機粉末或晶須等。這些物質可以單獨使用，也可以合用兩種 以上。在上述無機顆粒之中，優(yōu)選碳化硅，因為其熱傳導性優(yōu)異。需要說明的是，本說明書中，晶須包括在無機顆粒之中。(離子吸附劑)作為上述蜂窩結構體用密封材料所含有的離子吸附劑，只要是具有細孔并且顯示 出能將吸附質(特別是金屬陽離子)吸附的吸附特性的物質，就沒有特別限定，可以使用無 機系吸附劑、碳系吸附劑等作為本發(fā)明的離子吸附劑。作為上述無機系吸附劑，沒有特別限定，可以舉出例如，氧化硅系吸附劑、氧化鋁 系吸附劑、沸石系吸附劑、粘土系吸附劑、介孔系吸附劑、多價金屬鹽、活性炭、磷灰石吸附 劑、層狀磷酸鋯、雜多酸、金屬氧化物多孔體、以及金屬氫氧化物多孔體等。作為上述氧化硅系吸附劑，沒有特別限定，可以舉出例如，硅膠、氧化硅氣凝膠、膠態(tài)氧化硅、多孔質硅酸鹽玻璃等。這些氧化硅系吸附劑可以使用一種，還可以組合兩種以 上。作為上述氧化鋁系吸附劑，可以適合地使用例如，a-氧化鋁、Y-氧化鋁、氧 化鋁、e-氧化鋁等活性氧化鋁等。這些氧化鋁系吸附劑可以使用一種，還可以組合兩種以 上。作為上述沸石系吸附劑，只要是能夠吸附陽離子的沸石系吸附劑，就可以是天然 沸石、合成沸石和人工沸石中的任意一種，也可以是它們的組合。在上述各種沸石之中，優(yōu) 選選自由鋁硅酸鹽沸石、金屬硅酸鹽沸石和鋁磷酸鹽沸石組成的組中的至少一種沸石。這 是因為，在沸石系吸附劑之中，這些沸石的離子吸附性高，獲得容易，作業(yè)上的處理也良好。作為上述粘土系吸附劑，可以舉出例如，膨潤土、蒙脫石(smectite)、蒙脫石系粘 土、活性白土、蒙脫土(montmorillonite)等。并且，作為上述粘土系吸附劑，除此以外，還 可以舉出高嶺石、酸性白土、埃洛石、絹云母、云母粘土礦物等。這些粘土系吸附劑可以使用 一種，還可以組合兩種以上。作為上述介孔系吸附劑，可以舉出例如，介孔氧化硅、介孔氧化硅_氧化鋁、介孔 二氧化鈦、介孔氧化鋯等，然而并不限定于這些吸附劑。這些介孔系吸附劑可以使用一種， 還可以組合兩種以上。作為多價金屬鹽，沒有特別限定，但是可以舉出例如，磷酸鋁、磷酸鐵、磷酸鎂、氟 化鋁等。這些多價金屬鹽可以使用一種，還可以組合兩種以上。在上述多價金屬鹽中，優(yōu)選 溶解度低的多價金屬鹽。這是因為，多價金屬鹽是用于吸附溶出的堿金屬等的物質，因此從 多價金屬鹽中溶出的金屬離子的量優(yōu)選較少。并且，多價金屬鹽優(yōu)選為顆粒狀。這是因為， 如果多價金屬鹽是纖維狀的形狀，則有可能對人體產(chǎn)生不良影響。作為上述磷灰石系吸附劑，可以舉出例如，羥基磷灰石等。作為上述雜多酸，可以舉出例如，鎢磷酸鹽等；作為上述金屬氧化物多孔體，可以 舉出例如，a型氧化錫、0型氧化錫等；并且，作為上述金屬氫氧化物多孔體，可以分別舉 出例如，氧化氫氧化鋁、氧化氫氧化鐵、氧化氫氧化鉻、氧化氫氧化鈷、氧化氫氧化鎳等，但 是并不限于這些。這些雜多酸、金屬氫氧化物多孔體可以使用一種，還可以組合兩種以上。在上述的無機系離子吸附劑之中，優(yōu)選選自由粘土系吸附劑、氧化硅系吸附劑、氧 化鋁系吸附劑、沸石系吸附劑、多價金屬鹽以及介孔系吸附劑組成的組中的至少一種吸附 劑。這是因為，這些吸附劑作為無機系吸附劑在化學上是穩(wěn)定的，并且也容易獲得。此外， 作為無機系離子吸附劑，優(yōu)選粘土系吸附劑、沸石系吸附劑。這是因為，這些吸附劑的陽離 子吸附性優(yōu)異，能夠長時間防止蜂窩結構體用密封材料的凝膠化。作為上述碳系吸附劑，沒有特別限定，可以優(yōu)選地使用例如活性炭等。這是因為， 活性炭的陽離子吸附性也非常優(yōu)異，并且還具有不易與其他成分產(chǎn)生相互作用這樣的優(yōu) 點o本實施方式的蜂窩結構體用密封材料基本上由上述的無機纖維、無機顆粒和離子 吸附劑構成，但為了制備具有流動性的蜂窩結構體用密封材料，需要適量的水等溶劑，同時 還優(yōu)選根據(jù)需要添加氧化物溶膠、有機粘結劑和保水劑等。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料所含有的無機纖維的含量的下限以固體成 分計優(yōu)選為10重量％、更優(yōu)選為20重量％。另一方面，上述無機纖維的含量的上限以固體成分計優(yōu)選為70重量％、更優(yōu)選為40重量％、進一步優(yōu)選為30重量％。如果上述無機 纖維的含量小于10重量％，則有時固化后的蜂窩結構體用密封材料的彈性會降低；另一方 面，如果上述無機纖維的含量大于70重量％，則有時會導致固化后的蜂窩結構體用密封材 料的熱傳導性的降低，同時粘接強度等固化后的蜂窩結構體用密封材料的強度會降低。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料所含有的無機顆粒的含量的下限優(yōu)選為3 重量％、更優(yōu)選為10重量％、進一步優(yōu)選為20重量％。另一方面，上述無機顆粒的含量的上 限優(yōu)選為80重量％、更優(yōu)選為60重量％、進一步優(yōu)選為40重量％。如果上述無機顆粒的 含量小于3重量％，則有時會導致固化后的蜂窩結構體用密封材料的熱傳導率的降低；另 一方面，如果上述無機顆粒的含量大于80重量％，則固化后的蜂窩結構體用密封材料(粘 接材料層或外周密封材料層)暴露于高溫時，有時會導致粘接強度的降低。只要可得到防止本發(fā)明的蜂窩結構體用密封材料凝膠化的效果，就對本實施方式 的蜂窩結構體用密封材料中的上述離子吸附劑的含量沒有特別限定，然而離子吸附劑的含 量優(yōu)選為0. 1重量％以上，更優(yōu)選為0. 2重量％以上、進一步優(yōu)選為0. 4重量％以上。這是 因為，如果蜂窩結構體用密封材料中的離子吸附劑的含量小于0. 1重量％，則吸附從上述 無機纖維中溶出的多價金屬離子的吸附量和吸附速度變得不充分，蜂窩結構體用密封材料 制備后24小時以內(nèi)有可能發(fā)生凝膠化。另一方面，對上述離子吸附劑的含量的上限也沒有特別限定，然而離子吸附劑的 含量優(yōu)選為5. 0重量％以下、更優(yōu)選為2. 0重量％以下。由于離子吸附劑的含量增加，造成 蜂窩結構體用密封材料所含有的除離子吸附劑以外的成分減少，特別是無機纖維的含量減 少，結果使蜂窩結構體用密封材料固化后的強度和彈性降低?？紤]到這一點，以固化后的蜂 窩結構體用密封材料的強度和彈性的降低對實際使用無實質性影響的程度，設定蜂窩結構 體用密封材料中的離子吸附劑的含量即可。需要說明的是，使用膨潤土作為離子吸附劑時，其含量優(yōu)選為0. 1 5. 0重量％、 更優(yōu)選為0. 2 5. 0重量％、進一步優(yōu)選為0. 2 2. 0重量％ ；使用沸石作為離子吸附劑 時，其含量優(yōu)選為0. 1 5. 0重量％、更優(yōu)選為0. 2 5. 0重量％、進一步優(yōu)選為0. 2 2. 0 重量％。這是因為，如果作為離子吸附劑的膨潤土或沸石的含量為0.2重量％以上，則蜂窩 結構體用密封材料固化后的強度優(yōu)異。并且，使用磷酸鋁作為離子吸附劑時，其含量優(yōu)選為 0. 1 2.0重量％、更優(yōu)選為0. 1 0.5重量％、進一步優(yōu)選為0.2 0.5重量％。磷酸鋁 的含量也進一步優(yōu)選為0. 10 0. 25重量％、特別優(yōu)選為0. 20 0. 25重量％。這是因為， 如果作為離子吸附劑的磷酸鋁的含量為0. 1重量％以上，則蜂窩結構體用密封材料也不會 發(fā)生凝膠化，并且蜂窩結構體用密封材料固化后的強度優(yōu)異。使用磷酸鋁作為離子吸附劑 時，隨著磷酸鋁量的增加，該強度有顯著增加的傾向。在離子吸附劑之中，膨潤土、沸石、磷酸鋁易獲得，并且據(jù)認為，在制成了蜂窩結構 體的情況下，其不易發(fā)生可靠性的問題。對本實施方式的蜂窩結構體用密封材料中的上述離子吸附劑與上述無機纖維之 重量比(無機纖維的重量/離子吸附劑的重量)沒有特別限定，可以是100/1 4/1，優(yōu)選 為80/1 8/1。這是因為，如果離子吸附劑與上述無機纖維之重量比在100/1 4/1的范 圍之外，則蜂窩結構體用密封材料中的離子吸附劑的存在量減少，有可能多價金屬離子的 吸附變得不充分，或者無機纖維的存在量減少，有可能固化后的蜂窩結構體用密封材料的強度和彈性變得不充分。(氧化物溶膠)如上所述，在本實施方式的蜂窩結構體用密封材料中，還可以添加氧化物溶膠。作為上述氧化物溶膠，可以舉出硅溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠等。這些氧化物 溶膠可以單獨使用，也可以合用兩種以上。上述氧化物溶膠在密封材料固化后起到使顆粒 相互粘接起來的粘結劑的作用，考慮到這些功能和處理性等，則優(yōu)選硅溶膠或氧化鋁溶膠。 上述氧化物溶膠可以是酸性，也可以是堿性。蜂窩結構體用密封材料中的上述氧化物溶膠的含量的下限以固體成分計優(yōu)選為1 重量％、更優(yōu)選為5重量％。另一方面，上述氧化物溶膠的含量的上限以固體成分計優(yōu)選為 30重量％、更優(yōu)選為15重量％、進一步優(yōu)選為9重量％。如果上述氧化物溶膠的固體成分 的含量小于1重量％，則有時會導致蜂窩結構體用密封材料的粘接強度等強度的降低，另 一方面，如果上述氧化物溶膠的固體成分的含量大于30重量％，則有時會導致固化后的蜂 窩結構體用密封材料的熱傳導率的降低。并且，上述氧化物溶膠所含有的氧化物的平均粒徑優(yōu)選為5 30nm。上述氧化物溶膠所含有的氧化物的平均粒徑越小，與蜂窩燒制體的粘接強度等強 度趨于越高，但是當上述氧化物的平均粒徑小于5nm時，其在密封材料中的分散性易降低， 而且難以制作氧化物，氧化物溶膠的獲得變難。并且，當上述氧化物的平均粒徑大于30nm 時，蜂窩結構體用密封材料與蜂窩燒制體的粘接強度易降低。需要說明的是，本說明書中，上述氧化物溶膠所含有的氧化物的平均粒徑是指，例 如，利用如下所述的方法測定得到的值。具體地說，當上述氧化物溶膠是硅溶膠時，首先，使硅溶膠干燥，測定其BET比表 面積。然后，假設硅溶膠中的氧化硅顆粒為致密體的球形顆粒，由下述計算式(1)計算 出粒徑。BET 比表面積=(6000/P )/粒徑…(1)(式中，p為氧化硅的真密度(2.2g/cm3))(蜂窩結構體用密封材料的pH)當本實施方式的蜂窩結構體用密封材料包含氧化物溶膠時，蜂窩結構體用密封材 料可以是堿性。即使在以往的、蜂窩結構體用密封材料易發(fā)生凝膠化的堿性條件下，由于本 實施方式的蜂窩結構體用密封材料包含離子吸附劑，因此也能夠防止凝膠化或者推遲凝膠 化的開始。而且，由于蜂窩結構體用密封材料還含有氧化物溶膠，因此能夠使固化后的蜂窩 結構體用密封材料的強度提高。當使蜂窩結構體用密封材料為堿性來使用時，其pH可以為7 11，更優(yōu)選為8 10。需要說明的是，考慮到蜂窩結構體用密封材料的凝膠化的防止和固化后的強度 等，只要對實際使用不產(chǎn)生實質性影響，蜂窩結構體用密封材料也可以呈酸性。此時的蜂窩 結構體用密封材料的PH可以為3 7、更優(yōu)選為4 6。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料主要由上述的無機纖維、無機顆粒和離子吸 附劑構成，根據(jù)需要添加上述氧化物溶膠，但是為了制備具有流動性的蜂窩結構體用密封
14材料，需要適量的水等溶劑，同時還優(yōu)選根據(jù)需要添加有機粘結劑和保水劑等。在蜂窩結構體中形成密封材料層時，上述有機粘結劑對蜂窩燒制體等賦予粘接性 的同時，發(fā)揮使各材料相互粘接起來的作用，因此優(yōu)選在蜂窩結構體用密封材料中含有上 述有機粘結劑。作為有機粘結劑，可以舉出例如，聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維 素等。這些有機粘結劑可以單獨使用，也可以合用兩種以上。上述有機粘結劑之中，優(yōu)選羧 甲基纖維素。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料中的有機粘結劑的比例優(yōu)選為0. 1重 量％ 1. 0重量％。當有機粘結劑的比例小于0. 1重量％時，無法良好地粘接各材料，固化 后的蜂窩結構體用密封材料的強度降低；另一方面，當有機粘結劑的比例大于1.0重量％ 時，蜂窩結構體用密封材料糊的粘度過度升高，涂布變得困難，而且，在廢氣凈化裝置中設 置上述蜂窩結構體后，當與廢氣接觸時，有機粘結劑會分解，產(chǎn)生大量烴氣。保水劑是具有與水分接觸時吸收水分，而不使水分移動至其他部位的性質的物 質，通過添加保水劑，能夠防止蜂窩結構體用密封材料糊的流動性降低。本實施方式的蜂窩結構體用密封材料中的保水劑的比例優(yōu)選為0. 1重量％ 1. 0 重量％。如果保水劑的比例小于0. 1重量％，則無機纖維、無機顆粒等奪取水分，蜂窩結構 體用密封材料糊的粘度過度升高，蜂窩結構體用密封材料糊的涂布變得困難；另一方面，當 保水劑的比例大于1.0重量％時，保水劑量過度增多，上述蜂窩結構體用密封材料糊的粘 度過度升高，難以保持流動性。作為保水劑，可以舉出例如，聚乙烯醇、聚丙烯酰胺類、纖維素衍生物、多糖類等。作為溶劑，可以舉出水，此外，還可以添加醇等。對溶劑的量沒有特別限定，但是當使用水時，本實施方式的蜂窩結構體用密封材 料中的水的比例優(yōu)選為20重量％ 50重量％。當水的比例小于20重量％時，無法保持蜂 窩結構體用密封材料的流動性；另一方面，當水的比例大于50重量％時，蜂窩結構體用密 封材料糊的粘度過度降低，涂布變得困難。接下來，對本實施方式的蜂窩結構體用密封材料的制備方法進行說明。當制備上述蜂窩結構體用密封材料時，首先，以上述比例將無機纖維、無機顆粒、 離子吸附劑和必要時添加的氧化物溶膠混合，制備混合物，再根據(jù)需要，添加適量的水、有 機粘結劑和保水劑等，進行混合、混煉，由此制備蜂窩結構體用密封材料。對所制備的蜂窩 結構體用密封材料的PH沒有特別限定，但是優(yōu)選為4 7。當調(diào)整pH時，添加酸性溶液或者添加堿性氫氧化物等即可。對酸性溶液的種類沒 有特別限定，但是可以舉出例如，鹽酸的水溶液、硫酸的水溶液、硝酸的水溶液、磷酸的水溶 液、乳酸的水溶液、乙酸的水溶液或者甲酸的水溶液等。在上述酸性溶液之中，特別優(yōu)選乳 酸水溶液。在所制備的蜂窩結構體用密封材料中，無機纖維的生物溶解性良好，并且蜂窩結 構體用密封材料糊制備后即使經(jīng)過較長時間，在陶瓷塊等上的涂布性依然良好，而且能夠 防止固化后的蜂窩結構體用密封材料的強度降低。此外，由于含有離子吸附劑，因此在蜂窩 結構體用密封材料固化后，能夠制成機械強度更優(yōu)異的密封材料(粘接材料層或外周被覆 材料層)。
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接下來，對本發(fā)明的第一實施方式的蜂窩結構體進行說明。本實施方式的蜂窩結構體是使用上述的本實施方式的蜂窩結構體用密封材料而 制造的。圖1是示意性表示本發(fā)明的蜂窩結構體的一例的立體圖，圖2(a)是示意性地表示 構成本發(fā)明的蜂窩結構體的蜂窩燒制體的一例的立體圖，圖2(b)是圖2(a)所示的蜂窩燒 制體的A-A線截面圖。在圖1所示的蜂窩結構體100中，借助粘接材料層101將2個以上由多孔質碳化 硅形成的蜂窩燒制體110結合起來，構成陶瓷塊103，再在該陶瓷塊103的外周面形成有外 周密封材料層102。需要說明的是，蜂窩燒制體110具有圖2(a)和圖2(b)所示的形狀。在圖2(a)和圖2(b)所示的蜂窩燒制體110中，隔著孔道壁(隔壁)113沿長度方 向(圖2(a)中，a的方向)平行設置多個孔道(貫通孔)111，孔道111的兩端部中的任一 端部被封堵材料112封堵著。所以，流入在一端端面開口的孔道111的廢氣G必然通過隔 開孔道111的孔道壁113，然后，從在另一端端面開口的其他孔道111流出。所以，孔道壁113起到用于捕集PM等的過濾器的功能。在本實施方式的蜂窩結構體中，粘接材料層和外周密封材料層是使用上述的本實 施方式的蜂窩結構體用密封材料而形成的。以下，對使用了第一實施方式的蜂窩結構體用密封材料的蜂窩結構體的制造方法 的實施方式進行說明。首先，進行成型工序，在該工序中，通過將包含陶瓷粉末和粘結劑的濕潤混合物擠 出成型，制作蜂窩成型體。具體地說，通過將作為陶瓷粉末的平均粒徑不同的碳化硅粉末、有機粘結劑、液態(tài) 增塑劑、潤滑劑和水混合，制備蜂窩成型體制造用的濕潤混合物。接著，將上述濕潤混合物投入擠出成型機，進行擠出成型，由此制作預定形狀的蜂 窩成型體。接著，進行封堵工序，在該工序中，將蜂窩成型體切斷成預定長度，并使用微波干 燥機、熱風干燥機、高頻干燥機、減壓干燥機、真空干燥機、冷凍干燥機等，使其干燥后，在預 定孔道中填充成為封堵材料的封堵材料糊，將上述孔道封孔。接著，進行在脫脂爐中將蜂窩成型體中的有機物加熱除去的脫脂工序，然后傳送 到燒制爐中，進行燒制工序，制作出蜂窩燒制體。需要說明的是，切斷工序、干燥工序、封堵工序、脫脂工序和燒制工序的條件可應 用以往制作蜂窩燒制體時使用的條件。接著，進行結合工序，在該工序中，利用以下方法，在2個以上蜂窩燒制體間形成 粘接材料層，借助粘接材料層將2個以上蜂窩燒制體粘接起來。S卩，在各孔道的預定端部被封堵后的蜂窩燒制體各預定側面涂布糊狀粘接材料、 即本實施方式的蜂窩結構體用密封材料，形成粘接材料糊層，在該粘接材料糊層之上依次 層積其他蜂窩燒制體，重復進行該工序，制作出借助粘接材料糊層將2個以上蜂窩燒制體 結合起來而形成的蜂窩集合體。然后，通過加熱蜂窩集合體，使粘接材料糊層固化，制作出形成有粘接材料層的陶 瓷塊。
接著，進行外周加工工序，在該工序中，使用金剛石切割器等，對陶瓷塊的側面進 行加工，形成圓柱狀。進而，進行外周密封材料層形成工序，在該工序中，通過以下方法，在陶瓷塊的外 周面形成外周密封材料層。使用涂刷器(7々一 7 )在陶瓷塊的外周面涂布本實施方式的蜂窩結構體用密 封材料，由此形成外周密封材料糊層，再使外周密封材料糊層固化，由此形成外周密封材料 層。作為形成上述外周密封材料層時的材料，可以使用本實施方式的蜂窩結構體用密封材 料。通過以上工序，可以制作出使用了本實施方式的蜂窩結構體用密封材料(粘接材 料層和外周密封材料層)的蜂窩結構體。如此，本實施方式的蜂窩結構體可以是陶瓷塊由2個以上蜂窩燒制體構成的集合 型蜂窩結構體。并且，本實施方式的蜂窩結構體也可以是陶瓷塊由一個蜂窩燒制體形成的 一體型蜂窩結構體。以下，對本實施方式的蜂窩結構體用密封材料、蜂窩結構體以及蜂窩結構體的制 造方法的作用效果進行列舉。(1)本實施方式的蜂窩結構體用密封材料所含有的無機纖維是生物溶解性纖維。 因此，即使萬一無機纖維進入體內(nèi)，由于其具有在生理條件下的溶解性，因此也能夠確保包 含無機纖維的蜂窩結構體用密封材料對人體的安全性。并且，使用本實施方式的蜂窩結構體用密封材料而制造的蜂窩結構體對人體的安 全性高、作業(yè)者和消費者等能夠放心地處理。此外，使用本實施方式的蜂窩結構體用密封材料制造蜂窩結構體時，作業(yè)者能夠 安全地作業(yè)。(2)本實施方式的蜂窩結構體用密封材料由于包含離子吸附劑，因此能夠吸附從 生物溶解性纖維中溶出的Ca2+、Mg2+等多價金屬離子。由此，蜂窩結構體用密封材料中的多 價金屬離子濃度降低，從而多價金屬離子與無機顆粒和/或氧化物溶膠之間的擴散接觸頻 率降低，因此可以認為，無機顆粒之間、無機顆粒與氧化物溶膠之間或者氧化物溶膠之間的 表面電荷的變化造成的凝集和締合等被抑制，從而能夠防止蜂窩結構體用密封材料的凝膠 化。因此，蜂窩結構體用密封材料糊制備后即使經(jīng)過較長時間，也不凝膠化，在陶瓷塊等上 的涂布性依然良好。并且，在使用本實施方式的蜂窩結構體用密封材料形成蜂窩結構體的外周密封材 料層的過程中，不會發(fā)生蜂窩結構體用密封材料的凝膠化，因此能夠防止因難以均勻涂布 蜂窩結構體用密封材料糊所造成的外周密封材料層的厚度不均。由此，能夠防止外周密封 材料層的厚度不均導致的外周密封材料層的強度不均或降低。(3)本實施方式的蜂窩結構體用密封材料中除無機纖維和無機顆粒以外，還包含 由沸石系吸附劑、粘土系吸附劑、多價金屬鹽等構成的離子吸附劑。這些離子吸附劑也具有 優(yōu)異的、維持固化后的蜂窩結構體用密封材料的強度所必需的機械特性。因此，能夠防止固 化后的蜂窩結構體用密封材料的強度降低，能夠制成機械特性更優(yōu)異的密封材料(粘接材 料層或外周被覆材料層)。(4)本實施方式的蜂窩結構體是由2個以上蜂窩燒制體形成的集合型蜂窩結構體。在2個以上蜂窩燒制體集合而成的蜂窩結構體中，蜂窩燒制體間的粘接材料層是 必要的，因此蜂窩結構體所含有的無機纖維的總量也必然增加。即使是這種情況，由于在本 實施方式的蜂窩結構體中，使用本實施方式的蜂窩結構體用密封材料作為粘接材料，因此 也能夠確保對人體的安全性。(5)在本實施方式的蜂窩結構體中，外周密封材料層是通過使本實施方式的蜂窩 結構體用密封材料固化而形成的。對于本實施方式的蜂窩結構體用密封材料來說，由于固 化后蜂窩結構體用密封材料的強度不降低，因此能夠防止外周密封材料層中的裂縫等破 損。(6)在本實施方式的蜂窩結構體中，粘接材料層是通過使本實施方式的蜂窩結構 體用密封材料固化而形成的。對于本實施方式的蜂窩結構體用密封材料來說，由于固化后 蜂窩結構體用密封材料的強度不降低，因此當將由蜂窩燒制體構成的蜂窩結構體以廢氣凈 化裝置的形式進行使用時，能夠防止借助粘接材料層而結合在一起的蜂窩燒制體的錯位和 脫落，并且能夠長時間穩(wěn)定地使用蜂窩結構體。(7)對于本實施方式的蜂窩結構體的制造方法而言，在外周密封材料層形成工序 中，將本實施方式的蜂窩結構體用密封材料涂布在陶瓷塊的外周面。并且，當形成粘接材料 層時，將本實施方式的蜂窩結構體用密封材料涂布在蜂窩燒制體的側面。對于本實施方式 的蜂窩結構體用密封材料而言，由于密封材料糊在制備后即使經(jīng)過較長時間，密封材料糊 的粘度也不會上升、密封材料糊的流動性也不會降低，因此能夠防止外周密封材料層形成 時和粘接材料層形成時的作業(yè)性降低。實施例以下，給出更具體地公開了本發(fā)明的第一實施方式的實施例。需要說明的是，本發(fā) 明并不僅限于這些實施例。(1)蜂窩結構體用密封材料的制備在以下的各實施例和比較例中，使用下表1所示的組成的無機纖維A，制備蜂窩結 構體用密封材料。表1 (實施例1)
(蜂窩結構體用密封材料的制備)加入使用了無機纖維A的上述生物溶解性纖維438. 9重量份作為無機纖維、作 為無機顆粒的平均粒徑為0. 5pm的SiC粉末367. 5重量份、作為有機粘結劑的羧甲基 纖維素(CMC)4. 6重量份、含有2重量％作為離子吸附劑的膨潤土的膨潤土分散液(T0PY INDUSTRIES LTD.制造的W-200U) 283. 6重量份、作為保水劑的聚乙烯醇(PVA) 22. 7重量份、 水50. 0重量份，并進行混合、混煉，由此制備出pH為6. 3的蜂窩結構體用密封材料。需要 說明的是，上述蜂窩結構體用密封材料中的膨潤土濃度是0. 5重量％。(實施例2 5)改變膨潤土分散液的量，使得蜂窩結構體用密封材料中的膨潤土含量為下表2所 示的混合量，除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。所得到的實施例 2 5的蜂窩結構體用密封材料的pH列于表2。(實施例6和實施例7)在實施例6中，加入酸性硅溶膠(pH 6. 3氧化硅含量30重量％ )，使得蜂窩結構 體用密封材料中的酸性硅溶膠含量為下表2所示的混合量，同時加入0. 7重量份乳酸溶液 (乳酸濃度50重量％ )作為pH調(diào)節(jié)劑，除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用 密封材料。在實施例7中，加入堿性硅溶膠(pH 8. 8、氧化硅含量30重量％ )，使得堿性硅 溶膠的含量為下表2所示的混合量，除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材 料。所得到的實施例6和實施例7的蜂窩結構體用密封材料的pH列于表2。(實施例8 10)代替膨潤土，使用包含蒙脫土、高嶺石的溶液，并使蒙脫土、高嶺石為表2所示的 混合量，除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。所得到的實施例8 10 的蜂窩結構體用密封材料的PH列于表2。(比較例1和比較例2)在比較例1中，不加入離子吸附劑，按照下表2所示的混合量加入酸性硅溶膠(pH 6. 3、氧化硅含量30重量％ )，同時添加6. 8重量份的乳酸溶液(乳酸濃度50重量％ )作 為PH調(diào)節(jié)劑，除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。并且，在比較例2 中，不加入離子吸附劑，按照下表2所示的混合量，加入堿性硅溶膠(pH 9. 9、氧化硅含量 30重量％ )，除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。所得到的比較例1 和比較例2的蜂窩結構體用密封材料的pH列于表2。(實施例11 15)代替膨潤土，使用含有沸石的溶液，使得沸石(A型沸石)的混合量為表3所示的 混合量，除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。所得到的實施例11 15的蜂窩結構體用密封材料的pH列于表3。(實施例16 18)代替膨潤土，使用含有磷酸鋁的溶液，使得磷酸鋁的混合量為表3所示的混合量， 并且按照下表3所示的混合量加入堿性硅溶膠(pH 8. 8、氧化硅含量30重量％ )，除此以 外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。所得到的實施例16 18的蜂窩結構 體用密封材料的pH列于表3。(實施例19)
代替膨潤土，使用含有磷酸鋁的溶液，使得磷酸鋁的混合量為表3所示的混合量， 并且按照下表3所示的混合量加入酸性硅溶膠(pH 6. 3、氧化硅含量30重量％ )，除此以 外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。所得到的實施例19的蜂窩結構體用密 封材料的PH列于表3。(實施例20和比較例3)代替膨潤土，使用含有磷酸鋁的溶液，使得磷酸鋁的混合量為表3所示的混合量， 除此以外，與實施例1同樣地制備蜂窩結構體用密封材料。所得到的實施例20和比較例3 的蜂窩結構體用密封材料的PH列于表3。對于各實施例和比較例中制備的蜂窩結構體用密封材料，利用以下方法進行評 價。(2)蜂窩結構體用密封材料的評價(2-1)基于蜂窩結構體用密封材料粘度的流動性評價對于各實施例和比較例中制備的蜂窩結構體用密封材料，使用B型粘度計，測定 蜂窩結構體用密封材料(糊)剛制備后、1天后、2天后、3天后、7天后的流動性。粘度測定 時的粘度計轉速為lOrpm、溫度為25°C?；诜涓C結構體用密封材料粘度的流動性評價的 結果列于表2和表3。需要說明的是，表格中，未記載粘度的測定結果之處表示測定前粘度 過度升高，無法測定粘度。并且，粘度的測定結果“300Pa s”是在形式上以“300Pa s”表 示測定結果為300Pa s以上且能夠進行粘度測定的情況。(2-2)評價用樣品的制作和基于使用該評價用樣品的破壞強度進行的蜂窩結構體 用密封材料固化物的機械特性評價另外，為了評價蜂窩結構體用密封材料，制造蜂窩燒制體，并使用所得到的蜂窩燒 制體來制作評價用樣品。使用該評價用樣品，基于破壞強度進行評價。即，使用蜂窩結構體用密封材料，將2個蜂窩燒制體粘接起來，進行切斷加工，制 作評價用樣品，使用該評價用樣品，進行評價。因而，首先，對評價用樣品的制作過程進行說 明，其后對各評價方法進行說明。(蜂窩燒制體的制造)將平均粒徑為22 ii m的碳化硅的粗粉末52. 8重量％和平均粒徑為0. 5 y m的碳化 硅的微粉末22. 6重量％混合，在所得到的混合物中加入丙烯酸類(彡 > )樹脂2. 1重 量％、有機粘結劑(甲基纖維素)4.6重量％、潤滑劑(日油社制造UNILUB)2.8重量％、甘 油1. 3重量％以及水13. 8重量％，進行混煉，得到濕潤混合物后，進行將濕潤混合物擠出成 型的擠出成型工序，從而制作出生蜂窩成型體，該生蜂窩成型體的形狀與圖2(a)所示的形 狀大致同樣，孔道尚未封堵。接下來，使用微波干燥機，使上述生蜂窩成型體干燥，制成蜂窩成型體的干燥體 后，將組成與上述濕潤混合物相同的封堵材料糊填充在預定孔道中，再次使用干燥機對填 充了封堵材料糊的蜂窩成型體的干燥體進行干燥。接下來，進行于400°C將蜂窩成型體的干燥體脫脂的脫脂工序，在常壓的氬氣氛 下、于2200°C、3小時的條件下進行燒制工序，制作由碳化硅燒結體構成的蜂窩燒制體，其 孔隙率為45%、平均氣孔徑為15iim、尺寸為34. 3mmX34. 3mmX 150mm、孔道數(shù)(孔道密度) 為300個/英寸2、孔道壁的厚度為0. 25mm(10mil)。
(評價用樣品的制作)接著，利用以下方法制作評價用樣品。圖3(a)是表示蜂窩燒制體的粘接方法的立體圖，圖3(b)是表示通過將貼合后的 蜂窩燒制體切斷而制成的評價用樣品的立體圖。首先，在一個蜂窩燒制體110的側面的四個角附近粘貼厚度1. 0mm的紙板制間隔 物，1個角粘貼1個總共4個間隔物。間隔物的粘貼位置是從間隔物的外周部分到蜂窩燒制 體側面的角形成的兩邊之間的最短距離均為4. 5mm的位置。接下來，在粘貼有間隔物的蜂窩燒制體110的側面涂布在各實施例和比較例中制 備的蜂窩結構體用密封材料，然后隔著間隔物并借助蜂窩結構體用密封材料將該蜂窩燒制 體110與其他的蜂窩燒制體110粘接。進一步，將通過蜂窩結構體用密封材料粘接在一起 的2個蜂窩燒制體110加熱到120°C，使蜂窩結構體用密封材料固化，由此形成厚度1. 0mm 的粘接材料層101。由以上步驟，制作出由2個蜂窩燒制體110和粘接材料層101構成的粘接體 300 (參照圖 3 (a))。接下來，使用切斷用圓盤，在雙點劃線120所示的位置對粘接體300進行切斷處 理，使得粘貼在一起的2個蜂窩燒制體110的長度方向的長度為25. 0士 1. 0mm，從而制作出 由切斷處理后的2個蜂窩燒制體110a和粘接材料層101a構成的評價用樣品300a(參照圖 3(b))。需要說明的是，評價用樣品300a是通過以評價用樣品300a不包含間隔物的方式來 切斷粘接體300而制作出的。(基于破壞強度的評價)對各評價用樣品300a，利用以下方法測定蜂窩結構體用密封材料(粘接材料層 101a)的破壞強度，以該破壞強度為蜂窩結構體用密封材料的粘接強度的指標。圖4是表示評價用樣品300a的蜂窩結構體用密封材料(粘接材料層101a)的破 壞強度的測定方法的示意性立體圖。將負荷加載于形成在2個蜂窩燒制體110a之間的粘接材料層101a的部分，以 粘接材料層101a破壞時的負荷為破壞強度。在破壞強度的測定中，使用彎曲強度試驗機 (INSTR0N 5582)，利用參考了 JIS R 1601的三點彎曲法，測定破壞強度。首先，如圖4所示，下支座310具有圓柱形狀的樣品支持棒311，將2個下支座310 固定在INSTR0N試驗機的固定臺上，并使得該2個下支座310的樣品支持棒311配置在上 側，并且，樣品支持棒311間的距離(跨矩)為56mm。接下來，載置由上述工序得到的評價用樣品300a，使得其架設在2個下支座310的 樣品支持棒311上，此時，架設成評價用樣品300a的粘接材料層101a的位置位于2個樣品 支持棒311的正中央。接下來，調(diào)節(jié)上壓頭320的位置，使得在降低上壓頭320的圓柱狀的樣品接觸部 321時，樣品接觸部321加載于粘接材料層101a的中央部。降低上壓頭320，使樣品接觸部 321抵接于粘接材料層101a的表面后，以1. Omm/min的速度下降，以在粘接材料層101a發(fā) 生斷裂時的負荷為破壞強度(kgf)。蜂窩結構體用密封材料(粘接材料層)的破壞強度的測定結果列于表2和表3。(蜂窩結構體的制造)
在截面構成為V字形狀的臺上，沿上述臺的V字形狀載置蜂窩燒制體，使用涂刷 器，在蜂窩燒制體的朝向上側的側面上涂布上述實施例的蜂窩結構體用密封材料，形成粘 接材料糊層。在該粘接材料糊層之上，在上述側面的四個角附近載置上述間隔物，1個角載置1 個總共4個上述間隔物。具體地說，載置于這樣的位置從間隔物的外周部分到蜂窩燒制體 側面的角形成的兩邊之間的最短距離均為4. 5mm。然后，在該粘接材料糊層和間隔物之上載置其他蜂窩燒制體。再在該其他蜂窩燒 制體的側面涂布蜂窩結構體用密封材料，載置其他間隔物，再載置另外的蜂窩燒制體，重復 進行該工序，制作出由縱4個、橫4個蜂窩燒制體組成的蜂窩集合體。此時，使粘接材料糊層的厚度(蜂窩燒制體之間的間隔)為1.0mm。再于120°C加 熱該蜂窩集合體，使粘接材料糊層固化，形成粘接材料層，制作出陶瓷塊。接著，使用金剛石切割器，將陶瓷塊的外周磨削成圓柱狀。接下來，使用上述實施例的蜂窩結構體用密封材料，在陶瓷塊的外周部形成厚度 0.2mm的外周密封材料糊層。然后，于120°C干燥該密封材料糊層，制造在外周形成了密封 材料層的直徑132. 5mmX長度150mm的圓柱狀的蜂窩結構體?？芍?，所得到的蜂窩結構體能夠充分地發(fā)揮作為廢氣凈化裝置用的過濾器的功 能。關于實施例1 20以及比較例1 3的蜂窩結構體用密封材料，將所使用的無機 纖維的種類、離子吸附劑的種類和混合量、氧化物溶膠的種類和混合量、蜂窩結構體用密封 材料的PH、粘度的經(jīng)時變化以及破壞強度的評價結果匯總列于表2和表3。并且，對于在實施例1 20和比較例1 3中制備的蜂窩結構體用密封材料，圖 5是按其離子吸附劑種類表示離子吸附劑的混合量與蜂窩結構體用密封材料的破壞強度之 間關系的圖。表2 表3 如表2所示，測定所得到的蜂窩結構體用密封材料(糊)的粘度，結果表明，混合 了 0. 1 5. 0重量％的膨潤土、蒙脫土、高嶺石等粘土系離子吸附劑作為離子吸附劑的蜂窩 結構體用密封材料(實施例1 10)即使經(jīng)過1周，粘度也不升高，評價樣品的破壞強度也 高，能夠適合地用作蜂窩結構體用密封材料。并且可知，對于混合了 0. 1重量％的膨潤土或高嶺石作為離子吸附劑的蜂窩結構體用密封材料，其評價樣品的破壞強度稍低，但還是可 以使用的水平；當混合了 0. 2重量％以上的上述離子吸附劑時，破壞強度升高。另一方面，對于未添加離子吸附劑的蜂窩結構體用密封材料(比較例1)，粘度逐 漸升高，或者評價樣品的破壞強度較低。并且，未添加離子吸附劑的蜂窩結構體用密封材料 (比較例2) —天后粘度升高。由這些結果表明它們難以用作蜂窩結構體用密封材料。并且，如表3所示可知，對于混合了 0. 1 5. 0重量％的沸石作為離子吸附劑的 蜂窩結構體用密封材料(實施例11 15)，其評價樣品的破壞強度高；對于混合了 0. 10 0. 25重量％的磷酸鋁作為離子吸附劑的蜂窩結構體用密封材料(實施例16 20)，在較長 期間粘度不升高，其評價樣品的破壞強度隨離子吸附劑的混合量增多而急劇升高，能夠適 合地用作蜂窩結構體用密封材料。另一方面，混合了 0. 07重量％的磷酸鋁的蜂窩結構體用密封材料(比較例3)在1 天后粘度升高，此外評價樣品的破壞強度較低，表明它們難以用作蜂窩結構體用密封材料。盡管上述結果是使用表1所示的無機纖維A得到的，但使用無機纖維B時，也得到 了同樣結果。即使使用氧化硅系吸附劑、氧化鋁系吸附劑、沸石系吸附劑(鋁硅酸鹽沸石、金屬 硅酸鹽沸石、鋁磷酸鹽沸石)、多價金屬鹽(磷酸鐵、磷酸鎂、氟化鋁)作為離子吸附劑，推測 也可得到與上述的實施例和比較例同樣的效果。(其他的實施方式)在第一實施方式中，在蜂窩燒制體各預定側面形成粘接材料糊層，在該粘接材料 糊層之上依次層積其他蜂窩燒制體，重復進行該工序，并通過使粘接材料糊固化而形成粘 接材料層，其后進行加工處理，由此制作出陶瓷塊，但是在其他實施方式中，也可以利用以 下方法制作陶瓷塊。這種情況中，首先，隔著間隔物縱橫并排2個以上蜂窩燒制體，該間隔物被設計成 與在蜂窩燒制體相互之間形成的粘接材料層的厚度同等的厚度，從而制作出蜂窩燒制體的 并排體。結果，在蜂窩燒制體之間形成與間隔物厚度相當?shù)目障?。接著，使用填充裝置，在并排的蜂窩燒制體間的空隙中填充在第一實施方式中說 明的蜂窩結構體用密封材料。在蜂窩燒制體間的空隙中填充第一實施方式中說明的蜂窩結構體用密封材料時， 將蜂窩燒制體的并排體設置在筒狀體的內(nèi)部空間內(nèi)，將密封材料糊供給器安裝在筒狀體的 端面。然后，使用擠出機構，從密封材料糊供給器的密封材料糊室內(nèi)擠出第一實施方式中說 明的蜂窩結構體用密封材料，將蜂窩結構體用密封材料填充在蜂窩燒制體間的空隙中。通過采用這樣的方法，能夠制作出如下的蜂窩燒制體的層積體，該蜂窩燒制體的 層積體是在2個以上蜂窩燒制體之間填充由蜂窩結構體用密封材料構成的粘接材料而成 的。此后，使用干燥機等加熱該蜂窩燒制體的層積體，將粘接材料干燥固化，從而形成 粘接材料層，然后進行外周加工，由此能夠制作出陶瓷塊。而且，在其他的實施方式中，還可以利用如下方法制造蜂窩結構體。即，首先，制作出3種蜂窩燒制體，它們的形狀與構成圖1所示的蜂窩結構體的蜂 窩燒制體大致相同。這些截面形狀不同的3種蜂窩燒制體可以通過改變在擠出成型中使用的?？谛螤顏碇谱?。對于圖1所示的蜂窩燒制體而言，通過加工處理而呈2個以上孔道露 出的形狀，但是對于擠出成型得到的蜂窩燒制體，未露出2個以上孔道而成為在外周形成 有孔道壁的形狀。然后，隔著間隔物縱橫并排2個以上這3種蜂窩燒制體，由此制作出垂直于其長度 方向的截面的形狀為大致圓形的、蜂窩燒制體的并排體。此時，各蜂窩燒制體之間形成與間 隔物厚度相當?shù)目障?。接著，在具有圓筒狀的筒狀體的填充裝置內(nèi)設置蜂窩燒制體的并排體，在蜂窩燒 制體之間形成的空隙以及蜂窩燒制體與筒狀體之間形成的空隙中填充第一實施方式中說 明的蜂窩結構體用密封材料。本實施方式中使用的填充裝置裝備有圓筒狀的筒狀體和密封材料糊供給器。筒狀 體的內(nèi)徑稍大于設置的蜂窩燒制體的并排體的直徑，當將蜂窩燒制體的并排體設置在筒狀 體的內(nèi)部空間時，其構成為在筒狀體與蜂窩燒制體的并排體之間形成有空隙。密封材料糊供給器的構成為，能夠將收容在密封材料糊室中的第一實施方式中說 明的蜂窩結構體用密封材料同時填充到蜂窩燒制體間的空隙、以及筒狀體與蜂窩燒制體的 并排體之間的空隙。利用上述方法，在蜂窩燒制體之間的空隙、以及蜂窩燒制體和筒狀體之間形成的 空隙中填充第一實施方式中說明的蜂窩結構體用密封材料，并將蜂窩結構體用密封材料固 化，由此制作出蜂窩結構體。通過該方法，能夠同時形成粘接材料層和外周密封材料層。需要說明的是，蜂窩燒制體的截面形狀并不限于3種，可以是更多種。并且，作為其他實施方式，不是通過將2個以上蜂窩燒制體結合起來制作陶瓷塊， 而是在發(fā)揮陶瓷塊作用的圓柱狀的單個蜂窩燒制體的外周涂布第一實施方式中說明的蜂 窩結構體用密封材料，并將蜂窩結構體用密封材料固化，由此能夠制造蜂窩結構體。在本發(fā)明的蜂窩結構體中，用于形成粘接材料層的蜂窩結構體用密封材料和用于 形成外周密封材料層的蜂窩結構體用密封材料可以是相同的材料，也可以是不同的材料。并且，作為粘接材料，除本發(fā)明的蜂窩結構體用密封材料以外，還可以使用以往在 蜂窩結構體的制造中一直使用的粘接材料糊。對蜂窩燒制體的形狀沒有特別限定，但是優(yōu)選在通過使蜂窩燒制體相互結合在一 起而制造蜂窩結構體時易結合的形狀；作為其截面形狀，可以舉出正方形、長方形、六邊形、 扇狀等。并且，本發(fā)明的蜂窩結構體的形狀并不限定于圓柱形狀，例如，還可以是橢圓柱形 狀、長圓柱形狀、棱柱形狀等任意的形狀。對蜂窩燒制體的孔隙率沒有特別限定，然而優(yōu)選為35 60%。這是因為，當將使用上述蜂窩燒制體制造的蜂窩結構體用作過濾器時，如果蜂窩 燒制體的孔隙率小于35%，則有時過濾器會很快發(fā)生堵塞；另一方面，當蜂窩燒制體的孔 隙率大于60%時，由于蜂窩燒制體的強度降低，因此有時過濾器易被破壞。優(yōu)選蜂窩燒制體的平均氣孔徑為5 30 ii m。這是因為，當將使用上述蜂窩燒制體制造的蜂窩結構體用作過濾器時，如果蜂窩 燒制體的平均氣孔徑小于5 u m,則有時過濾器容易發(fā)生堵塞；另一方面，如果蜂窩燒制體 的平均氣孔徑大于30 u m，則有時顆粒直接穿過氣孔，蜂窩結構體無法捕集顆粒，不能作為過濾器發(fā)揮功能。需要說明的是，上述孔隙率和氣孔徑能夠利用現(xiàn)有公知的方法測定，例如，壓汞 法、阿基米德法、基于掃描電子顯微鏡(SEM)的測定等。對蜂窩燒制體的垂直于長度方向的截面上的孔道密度沒有特別限定，然而優(yōu)選的 下限為31. 0個/cm2 (200個/英寸2)、優(yōu)選的上限為93. 0個/cm2 (600個/英寸2)；更優(yōu)選 的下限為38. 8個/cm2 (250個/英寸2)、更優(yōu)選的上限為77. 5個/cm2 (500個/英寸2)。并且，對上述蜂窩燒制體的孔道壁的厚度沒有特別限定，但是優(yōu)選為0. 1 0. 4mm。蜂窩燒制體的構成材料的主成分并不限定于碳化硅，作為其他陶瓷原料，可以舉 出例如，氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氮化鈦等氮化物陶瓷；碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭、碳化鎢等 碳化物陶瓷；氧化鋁、氧化鋯、堇青石、莫來石、鈦酸鋁等氧化物陶瓷等的陶瓷粉末。在這些材料之中，優(yōu)選非氧化物陶瓷、特別優(yōu)選碳化硅。這是因為其耐熱性、機械 強度、熱傳導率等優(yōu)異。需要說明的是，作為構成材料，還可以舉出在上述陶瓷中混合了金 屬硅的含硅陶瓷、用硅或硅酸鹽化合物結合上述陶瓷而成的陶瓷等陶瓷原料。在這些材料 之中，優(yōu)選在碳化硅中混合有金屬硅的材料(含硅碳化硅)。特別是，優(yōu)選含有60重量％以上的碳化硅的含硅碳化硅質陶瓷。作為制備濕潤混合物時使用的有機粘結劑，沒有特別限定，可以舉出例如，甲基纖 維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇等。在這種材料之中，優(yōu)選甲基纖維素。通常 相對于100重量份陶瓷粉末，有機粘結劑的混合量優(yōu)選為1 10重量份。對制備濕潤混合物時使用的增塑劑沒有特別限定，可以舉出例如，甘油等。并且， 對潤滑劑沒有特別限定，可以舉出例如，聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚等聚氧化烯烴系 化合物等。作為潤滑劑的具體例，可以舉出例如，聚氧乙烯單丁醚、聚氧丙烯單丁醚等。需要說明的是，根據(jù)情況，在濕潤混合物中也可以不包含增塑劑、潤滑劑。并且，當制備濕潤混合物時，可以使用分散介質液，作為分散介質液，可以舉出例 如，水；苯等有機溶劑；甲醇等醇；等等。而且，在濕潤混合物中還可以添加成型助劑。作為成型助劑，沒有特別限定，可以舉出例如，乙二醇、糊精、脂肪酸、脂肪酸皂、多
元醇等。此外，根據(jù)需要，在濕潤混合物中還可以添加造孔劑，例如，作為以氧化物系陶瓷 為成分的微小中空球體、即中空球(balloon)；球狀丙烯酸類顆粒；石墨等。作為中空球，沒有特別限定，可以舉出例如，氧化鋁中空球、中空玻璃微球、火山灰 中空球、飛灰中空球(FA中空球)、莫來石中空球等。在這些之中，優(yōu)選氧化鋁中空球。作為封堵孔道的封堵材料糊，沒有特別限定，然而優(yōu)選經(jīng)后工序制造的封堵材料 的孔隙率為30 75%，可以使用例如與濕潤混合物同樣的物質。在蜂窩結構體中還可以負載用于凈化廢氣的催化劑，作為負載的催化劑，例如，優(yōu) 選鉬、鈀、銠等貴金屬，在這些之中，更優(yōu)選鉬。并且，作為其他催化劑，還可以使用例如，鈉、 鉀等堿金屬；鋇等堿土金屬。這些催化劑可以單獨使用，也可以合用兩種以上。至此，關于蜂窩結構體，已對孔道的兩端部中的任一端部被封堵的蜂窩結構體 (蜂窩過濾器)進行了說明，但本發(fā)明的蜂窩結構體也可以不封堵孔道端部。這樣的蜂窩結構體能夠適合地作為催化劑載體來使用。
權利要求
一種蜂窩結構體用密封材料，其特征在于，其包含無機纖維、無機顆粒和0.1重量％以上的離子吸附劑，所述無機纖維包含生物溶解性的無機化合物。
2.如權利要求1所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述無機化合物為選自由堿金 屬化合物和堿土金屬化合物組成的組中的至少一種。
3.如權利要求1或2所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述離子吸附劑是由氧化硅 系吸附劑、氧化鋁系吸附劑、沸石系吸附劑、粘土系吸附劑、介孔系吸附劑、多價金屬鹽以及 活性炭組成的組中的至少一種吸附劑。
4.如權利要求3所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述離子吸附劑是粘土系吸附劑。
5.如權利要求4所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述粘土系吸附劑是選自由膨 潤土、活性白土和蒙脫土組成的組中的至少一種。
6.如權利要求3所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述離子吸附劑是沸石系吸附 劑和活性炭中的至少一種。
7.如權利要求6所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述沸石系吸附劑是選自由鋁 硅酸鹽沸石、金屬硅酸鹽沸石和鋁磷酸鹽沸石組成的組中的至少一種。
8.如權利要求3所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述離子吸附劑是多價金屬鹽。
9.如權利要求8所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述多價金屬鹽是選自由磷酸 鋁、磷酸鐵、磷酸鎂和氟化鋁組成的組中的至少一種。
10.如權利要求1 9任一項所述的蜂窩結構體用密封材料，其中，所述蜂窩結構體用 密封材料還包含氧化物溶膠。
11.一種蜂窩結構體，其包含陶瓷塊和外周密封材料層，所述陶瓷塊包含隔著隔壁在長度方向形成有多個貫通孔的蜂窩燒制體， 所述外周密封材料層形成在所述陶瓷塊的外周面，其中，所述外周密封材料層是使權利要求1 10任一項所述的蜂窩結構體用密封材料 固化而形成的。
12.如權利要求11所述的蜂窩結構體，其中，所述陶瓷塊包含2個以上蜂窩燒制體和粘 接材料層，所述粘接材料層形成在所述2個以上蜂窩燒制體的側面之間。
13.如權利要求12所述的蜂窩結構體，其中，所述粘接材料層是使粘接材料固化而形 成的。
14.如權利要求13所述的蜂窩結構體，其中，所述粘接材料是權利要求1 10任一項 所述的蜂窩結構體用密封材料。
15.一種蜂窩結構體的制造方法，該方法包括將陶瓷原料成型，制作出隔著隔壁在長度方向形成有多個貫通孔的蜂窩成型體的工序；制作包含蜂窩燒制體的陶瓷塊的工序，所述蜂窩燒制體通過對所述蜂窩成型體進行熱 處理而得到；和通過將形成在所述陶瓷塊的外周面上的外周密封材料糊層固化而形成外周密封材料 層的工序；所述方法的特征在于，該方法還包括至少將包含生物溶解性的無機化合物的無機纖維、無機顆粒和0.1重量％以上的離子吸附劑混合，制備蜂窩結構體用密封材料的工序， 所述外周密封材料糊層是使用所述蜂窩結構體用密封材料而形成的層。
16.如權利要求15所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，該方法還包括借助粘接材料 層將2個以上所述蜂窩燒制體結合起來，制作出所述陶瓷塊的工序。
17.如權利要求15或16所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述無機化合物為選自 由堿金屬化合物和堿土金屬化合物組成的組中的至少一種。
18.如權利要求15 17任一項所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述離子吸附劑 是選自由氧化硅系吸附劑、氧化鋁系吸附劑、沸石系吸附劑、粘土系吸附劑、介孔系吸附劑、 多價金屬鹽以及活性炭組成的組中的至少一種吸附劑。
19.如權利要求18所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述離子吸附劑是粘土系吸 附劑。
20.如權利要求19所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述粘土系吸附劑是選自由 膨潤土、活性白土和蒙脫土組成的組中的至少一種。
21.如權利要求18所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述離子吸附劑是沸石系吸 附劑和活性炭中的至少一種。
22.如權利要求21所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述沸石系吸附劑是選自由 鋁硅酸鹽沸石、金屬硅酸鹽沸石和鋁磷酸鹽沸石組成的組中的至少一種。
23.如權利要求18所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述離子吸附劑是多價金屬Τττ . ο
24.如權利要求23所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述多價金屬鹽是選自由磷 酸鋁、磷酸鐵、磷酸鎂和氟化鋁組成的組中的至少一種。
25.如權利要求15 24任一項所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述蜂窩結構體 用密封材料還包含氧化物溶膠。
26.如權利要求16所述的蜂窩結構體的制造方法，其中，所述粘接材料層是使粘接材 料固化而形成的，所述粘接材料是權利要求1 10任一項所述的蜂窩結構體用密封材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及蜂窩結構體用密封材料、蜂窩結構體以及蜂窩結構體的制造方法。該蜂窩結構體用密封材料中的無機纖維的生物溶解性良好，并且蜂窩結構體用密封材料制備后即使經(jīng)過較長時間，在陶瓷塊等上的涂布性依然良好。本發(fā)明提供一種蜂窩結構體用密封材料，其特征在于，其包含無機纖維、無機顆粒和0.1重量％以上的離子吸附劑，所述無機纖維包含生物溶解性的無機化合物。
文檔編號B01D39/20GK101850203SQ201010142718
公開日2010年10月6日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權日2009年3月30日
發(fā)明者宮田明和, 金井勝紀 申請人:揖斐電株式會社