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KR100818476B1 - 허니컴 구조체 및 그 제조 방법 - Google Patents

허니컴 구조체 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR100818476B1
KR100818476B1 KR1020067010529A KR20067010529A KR100818476B1 KR 100818476 B1 KR100818476 B1 KR 100818476B1 KR 1020067010529 A KR1020067010529 A KR 1020067010529A KR 20067010529 A KR20067010529 A KR 20067010529A KR 100818476 B1 KR100818476 B1 KR 100818476B1
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나오시 마쓰카와
슈이치 이치카와
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니뽄 가이시 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 허니컴 구조체에 대하여 촉매를 베이킹할 때 크랙 발생이 억제되는 것을 목적으로 한다. 허니컴 구조체(1)에서는, 다공질의 격벽에 의해 구획되어 유체의 유로가 되는 복수의 셀(5) 및 외벽을 가진 복수의 허니컴 세그먼트(2)가 세라믹스를 주성분으로 하는 접합재에 의해 접합되어 있다. 접합재에 의해 형성된 접합층(9)의 3점 굽힘 강도를 5 MPa 이상으로 하고, 또한 접합층(9)과 이 접합층(9)을 사이에 끼운 외벽이 포함된 접합부의 전단 강도를 1 MPa 이상으로 한다.
허니컴, 허니컴 구조체, 촉매, 3점 굽힘 강도, 전단 강도

Description

허니컴 구조체 및 그 제조 방법{HONEYCOMB STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 복수의 허니컴 세그먼트를 접합한 허니컴 구조체에 관한 것으로서, 특히, 허니컴 세그먼트가 큰 접합력으로 접합된 구조로서 내열충격성이 우수한 허니컴 구조체에 관한 것이다.
이러한 종류의 허니컴 구조체는 DPF(디젤 미립자 필터)를 포함하는 포집 필터로서의 용도가 있다. 또한, 배기 가스 정화용 촉매 담체로서의 용도가 있다. DPF는 디젤 엔진 등으로부터의 배기 가스에 함유되어 있는 미립자를 포착하여 제거하는 필터로서 디젤 엔진의 배기계에 내장되어 있다. 배기 가스 정화용 촉매 담체는, 예컨대 가솔린 배기 가스 중의 질소 산화물, 탄화수소, 일산화탄소 등을 정화하기 위한 촉매를 담지하며, 배기계에 내장되어 있다.
포집 필터는 일반적으로 복수의 허니컴 세그먼트를 병렬형으로 접합한 접합형이 아니라 일체형으로 구성되지만, DPF로서 사용하는 경우에는 내열충격성을 확보하기 위해서 접합형이 적합하게 이용된다. 촉매 담체로서 사용하는 경우도, 대형인 경우에는 접합형이 이용될 수 있다.
DPF용 허니컴 구조체는, 통상 탄화규소 등으로 이루어진 복수의 다공질 허니 컴 세그먼트를 접합재에 의해 접합하고, 원형 단면 등의 소정 형상으로 성형한 후, 주위를 코팅재에 의해 피복한 구조로 되어 있다. 각각의 허니컴 세그먼트는 다수의 셀(유통 구멍)을 갖고 있고, 각 셀은 다공질의 격벽에 의해 구획된 상태에서 축 방향으로 관통하고 있다. 셀은 단부에서 교대로 밀봉되어 있다. 즉, 하나의 셀에 있어서는, 한쪽 단부가 개구되어 있는 한편, 다른 쪽 단부가 밀봉되어 있고, 이것과 인접한 다른 셀에 있어서는, 다른 쪽 단부가 밀봉되지만, 한쪽 단부가 개구되어 있다.
이러한 구조로 되어 있어서, 개구된 단부로부터 배기 가스가 셀로 유입되면, 배기 가스는 다공질의 격벽을 통과하여 다른 셀로부터 유출되고, 격벽을 통과할 때 배기 가스 중의 미립자가 격벽에 포착되기 때문에, 배기 가스를 정화할 수 있다. DPF용 허니컴 구조체의 경우, 포착된 미립자의 연소 제거를 촉진하기 위해서 격벽에 촉매를 담지시키는 경우가 많다. 한편, 촉매 담체의 경우에는 밀봉을 행하지 않고, 격벽에 촉매를 담지시켜 배기 가스의 정화를 행한다.
허니컴 세그먼트를 접합하는 접합재로서 일본 특허 제3121497호 공보에는 유기 바인더, 무기 바인더에 더하여 무기 섬유, 무기 입자를 첨가한 것이 기재되어 있다.
이러한 허니컴 구조체에 촉매를 담지시키는 경우, 통상 백금속, 알칼리 토류 금속 등의 촉매를 허니컴 구조체에 베이킹한다. 촉매의 베이킹은 허니컴 구조체를 촉매의 슬러리 속에 침지하거나, 촉매의 슬러리를 허니컴 구조체에 분무 또는 흡인하여 허니컴 구조체 내에 통과시킨 후, 400∼600℃ 정도로 열처리하여 이루어진다.
특허문헌 1: 일본 특허 제3121497호
허니컴 구조체로 촉매를 베이킹한 후에는 허니컴 구조체를 냉각시키지만, 이 냉각시에 크랙이 발생하는 경우가 있다. 그리고, 이러한 크랙의 발생이 있으면, 허니컴 구조체가 필터 또는 촉매 담체로서 기능할 수 없다고 하는 문제가 있다.
이러한 크랙의 발생은, 베이킹 후에 온도를 낮추는 공정에서 허니컴 구조체의 외주 부분이 냉각될 때, 외주 부분과 내주 부분 사이의 온도차에 의해 허니컴 구조체에 왜곡이 발생하고, 허니컴 세그먼트와 접합층의 강성이나 열팽창율 차이로부터 허니컴 세그먼트와 접합층을 박리 및 변이시키는 응력이 접합부에 특히 크게 발생하여, 이 응력이 접합부의 강도를 초과함으로써 일어난다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 촉매를 베이킹할 때 크랙 발생을 방지할 수 있는 허니컴 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 다공질의 격벽에 의해 구획되어 유체의 유로가 되는 복수의 셀 및 외벽을 가진 복수의 허니컴 세그먼트가 세라믹스를 주성분으로 하는 접합재에 의해 접합된 허니컴 구조체로서, 상기 접합재에 의해 형성된 접합층의 3점 굽힘 강도가 5 MPa 이상이며, 또한 상기 접합층과 상기 접합층을 사이에 끼운 외벽을 포함하는 접합부의 전단(剪斷) 강도가 1 MPa 이상인 허니컴 구조체를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 접합재는 무기 입자, 산화물 섬유, 콜로이드형 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 접합재가 발포 수지를 포함하는 것도 바람직하다.
또한, 본 발명은 다공질의 격벽에 의해 구획되어 유체의 유로가 되는 복수의 셀을 가진 복수의 허니컴 세그먼트가 세라믹스를 주성분으로 하는 접합재에 의해 접합된 허니컴 구조체의 제조 방법으로서, 상기 접합재에 의해 복수의 허니컴 세그먼트를 접합한 상태에서 400∼1200℃의 온도로 열처리하는 허니컴 구조체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 허니컴 구조체는 허니컴 세그먼트의 접합층의 3점 굽힘 강도가 5 MPa 이상이며, 또한 접합층과 이 접합층을 사이에 끼운 외벽을 포함하는 접합부의 전단 강도가 1 MPa 이상이기 때문에, 내열충격성이 높고, 허니컴 세그먼트의 접합부에서 크랙 발생이 억제된다. 또한, 본 발명의 허니컴 구조체의 제조 방법에 의해 이러한 내열충격성이 높은 허니컴 구조체를 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 허니컴 구조체를 도시한 사시도.
도 2는 도 3의 A-A선에 있어서의 허니컴 세그먼트의 단면도.
도 3는 허니컴 세그먼트의 사시도.
도 4는 허니컴 구조체의 단면도.
도 5는 전단 강도의 측정 방법을 설명한 모식도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 허니컴 구조체
2 : 허니컴 세그먼트
5 : 셀
6 : 격벽
7 : 밀봉재
9 : 접합층
10 : 전단 강도 측정 지그
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 허니컴 구조체(1)를 도시한다. 허니컴 구조체(1)는 복수의 허니컴 세그먼트(2)가 접합재에 의해 형성되는 접합층(9)을 통해 접합되어 형성되는 것으로, 접합재에 의해 허니컴 세그먼트(2)를 접합한 후, 원형 단면, 타원 단면, 삼각 단면, 기타 단면이 되도록 연삭 가공되며, 외주면이 코팅재(4)에 의해 피복된다.
이 허니컴 구조체(1)를 DPF로서 이용하는 경우, 디젤 엔진의 배기 가스의 유로에 배치함으로써, 디젤 엔진으로부터 배출되는 유연(油煙)을 함유하는 미립자를 포착할 수 있다.
각각의 허니컴 세그먼트(2)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 다공질의 격벽(6)에 의해 구획된 다수의 셀(유통 구멍)(5)을 갖고 있다. 셀(5)은 허니컴 세그먼트(2)를 축 방향으로 관통하고 있고, 인접한 셀(5)의 일단부가 밀봉재(7)에 의해 교대로 밀봉되어 있다. 즉, 하나의 셀(5)에 있어서는, 좌단부가 개방되어 있는 한편, 우단부가 밀봉재(7)에 의해 밀봉되어 있고, 이것과 인접한 다른 셀(5)에 있어서는, 좌단부가 밀봉재(7)에 의해 밀봉되지만, 우단부가 개방되어 있다. 이러한 밀 봉에 의해 허니컴 세그먼트(2)의 단부면은 도 4에 도시한 바와 같이 체크 무늬를 나타내게 된다.
이러한 허니컴 세그먼트(2)가 조립된 허니컴 구조체(1)를 배기 가스의 유로내에 배치한 경우, 배기 가스는 도 2의 좌측으로부터 각 허니컴 세그먼트(2)의 셀(5)내로 유입되어 우측으로 이동한다. 즉, 도 2에 있어서는, 허니컴 세그먼트(2)의 좌측이 배기 가스의 입구가 되는 것으로서, 배기 가스는 밀봉재(7)에 의해 밀봉되지 않고 개방되어 있는 셀(5)로부터 허니컴 세그먼트(2) 내로 유입된다. 셀(5)로 유입된 배기 가스는 다공질의 격벽(6)을 통과하여 다른 셀로부터 유출된다. 그리고, 격벽(6)을 통과할 때 배기 가스 중의 미립자를 함유하는 유연이 격벽(6)에 포착된다. 이에 의해 배기 가스가 정화될 수 있다.
또한, 도시된 허니컴 세그먼트(2)는 정방형 단면으로 되어 있지만, 삼각형 단면, 육각형 단면 등의 적절한 단면 형상으로 하는 것이 가능하다. 또한, 셀(5)의 단면 형상에 있어서도 삼각형, 육각형, 원형, 타원형, 기타 형상으로 할 수 있다. 또한, 셀의 밀봉을 하나 걸러 행하지 않고 소정의 셀에 대해 행해도 좋으며, 따라서, 도 4에 도시된 체크 무늬를 나타낼 필요는 없다.
허니컴 세그먼트(2)의 재료로는 강도, 내열성의 관점에서 탄화규소, 규소-탄화규소계 복합 재료, 질화규소, 코디어라이트, 멀라이트, 알루미나, 스피넬, 탄화규소-코디어라이트계 복합재, 규소-탄화규소 복합재, 리튬알루미늄실리케이트, 티탄산알루미늄, Fe-Cr-Al계 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 복수종을 조합한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 중, 탄화규소 또는 규소-탄화규 소계 복합 재료가 특히 바람직하게 사용된다.
밀봉재(7)의 재료로는, 허니컴 세그먼트(2)와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, 탄화규소, 질화규소, 코디어라이트, 알루미나, 멀라이트, 지르코니아, 인산지르코늄, 알루미늄티타네이트, 티타니아, 실리카 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 세라믹스, 니켈계 금속 또는 금속 Si-SiC 등을 적합하게 사용할 수 있다.
접합재를 허니컴 세그먼트(2)의 외면에 도포함으로써 허니컴 세그먼트(2)를 접합한다. 접합재를 인접하고 있는 각각의 허니컴 세그먼트(2)의 외면에 도포해도 좋지만, 인접한 허니컴 세그먼트(2)에 있어서는 대응한 외면의 한쪽에만 도포해도 좋다. 이와 같이 대응면의 한쪽에만 도포하는 것은, 접합재의 사용량을 절약할 수 있다는 점에서 바람직하다.
허니컴 세그먼트(2)의 제조에 있어서, 전술한 것 중에서 선택된 재료에, 메틸셀룰로오스, 히드록시프로폭실셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올 등의 바인더, 계면활성제, 물 등을 첨가하여 가소성 배토로 하고, 이 배토를 압출 성형함으로써, 격벽(6)에 의해 구획되어 있으며 축 방향으로 관통하는 다수의 셀(5)을 갖는 허니컴 형상으로 한다.
이 허니컴 형상의 성형체에 대해서 밀봉재(7)에 의한 밀봉을 행한다. 밀봉을 하지 않는 셀(5)을 마스킹한 상태에서 허니컴 세그먼트(2)의 단부면을 슬러리형의 밀봉재(7)에 침지하여 개구된 셀(5)을 충전함으로써 밀봉할 수 있다. 밀봉은 후술하는 허니컴 세그먼트(2)의 소성 전에 행하는 것이 공정을 간략화한다는 점에서 바 람직하다.
밀봉재(7)로 밀봉한 후 열풍 등으로 건조한 다음, 고온 하에서 소결함으로써 허니컴 세그먼트(2)를 형성한다.
이상과 같이 허니컴 세그먼트(2)를 제작한 후, 허니컴 세그먼트(2)의 외면에 슬러리형의 접합재를 도포하고, 소정의 입체 형상이 되도록 복수의 허니컴 세그먼트(2)를 조립하며, 이 조립 상태에서 압착한 후 가열 건조한다. 이에 따라, 복수의 허니컴 세그먼트(2)를 접합한 접합체가 제작된다.
이때, 형성되는 접합층의 3점 굽힘 강도를 5 MPa 이상으로 하고, 또한 접합층과 이 접합층을 양측에서 사이에 끼운 외벽을 포함하는 접합부의 전단 강도를 1 MPa 이상으로 한다. 접합층의 3점 굽힘 강도를 5 MPa 이상으로 하고, 접합부의 전단 강도를 1 MPa 이상으로 함으로써, 접합부의 강도가 커져 큰 내열충격성을 부여할 수 있다. 이로써, 허니컴 세그먼트(2)의 접합부에서 크랙 발생이 억제될 수 있다. 접합재는 통상, 무기 입자, 산화물 섬유 및 콜로이드형 산화물에 의해 구성된다.
무기 입자의 종류로는, 예컨대 탄화규소, 질화규소, 코디어라이트, 알루미나, 멀라이트, 지르코니아, 인산지르코늄, 알루미늄티타네이트, 티타니아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 세라믹스, Fe-Cr-Al계 금속, 니켈계 금속 및 금속 Si-SiC 등을 적합하게 사용할 수 있다.
산화물 섬유로는, 예컨대 알루미노실리케이트, 실리카, 알루미나 및 멀라이트 등의 세라믹 파이버 등을 적합하게 사용할 수 있다.
콜로이드형 산화물로는, 예컨대 실리카졸 및 알루미나졸 등을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 접합재에 발포 수지를 첨가하는 것도 바람직하다. 접합재가 발포 수지를 함유함으로써, 접합재가 경화하여 형성되는 접합층(9)의 영률(Young's modulus)을 저감할 수 있게 된다. 이에 더해, 접합재가 양호한 연성을 가지게 되고, 접합재와 허니컴 세그먼트(2)의 습윤성이 향상되어, 접합층(9)에 의한 허니컴 세그먼트(2)의 접착 강도가 증대된다. 이에 의해, 허니컴 세그먼트(2) 접합부의 내열충격성이 향상되어 접합부에 대한 크랙 발생이 방지될 수 있다. 발포 수지로는, 예컨대 아크릴로니트릴-메틸메타크릴레이트 공중합체 등으로 이루어진 아크릴로니트릴계 플라스틱 발룬 등을 적합하게 이용할 수 있다.
또한, 필요에 따라 접합재에 유기 바인더를 첨가해도 좋다. 유기 바인더로는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로폭실메틸셀룰로오스 및 폴리비닐알코올 등을 적합하게 이용할 수 있다.
접합재에 의해 복수의 허니컴 세그먼트(2)를 접합한 접합체에 대해서는, 가열에 의한 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 열처리는 예컨대 접합체를 400∼1200℃ 정도의 고온 하에서 10분 정도 방치함으로써 이루어진다. 접합재가 전술한 무기 입자, 산화물 섬유, 콜로이드형 산화물을 함유하기 때문에, 열처리에 의하여 접합재로 형성되는 접합층(9) 자체의 강도가 증대되는 동시에, 허니컴 세그먼트(2) 접합부에서의 접착 강도가 증대된다. 특히, 콜로이드형 산화물을 함유하는 경우는 이 러한 경향이 현저해진다. 이와 같이, 접합층(9) 자체의 강도 증대 및 허니컴 세그먼트(2) 접합부의 접착 강도 증대에 의하여, 접합층(9)의 3점 굽힘 강도 및 접합부의 전단 강도를 각각 5 MPa 이상 및 1 MPa 이상으로 할 수 있어, 허니컴 세그먼트(2)의 접합부에 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이러한 열처리는 다음 공정의 외주 코팅을 한 후에 행하여도 좋다.
이상과 같이 허니컴 세그먼트(2)의 접합체를 제작한 후, 접합체를 연삭 가공하여 외주면을 코팅재(4)에 의해 피복하고 가열 건조한다. 이에 따라, 도 1에 도시된 허니컴 구조체(1)를 제작할 수 있다. 이 경우, 코팅재(4)로는 접합재와 동일한 재료를 사용할 수 있다.
이와 같이 제작된 허니컴 구조체(1)에 촉매를 담지하는 경우에는, 허니컴 세그먼트(2) 접합층의 3점 굽힘 강도가 5 MPa 이상이며 접합부의 전단 강도가 1 MPa 이상으로 되어 있어, 접합부의 강도가 커서 접합부의 내열충격성이 증대되기 때문에, 촉매 베이킹 등의 열처리를 행한 후에 온도를 낮추는 공정에서 허니컴 구조체(1)의 외주 부분과 내주 부분의 온도차에 의한 박리 응력이 작용하여도, 허니컴 세그먼트(2)의 접합부에 크랙이 발생하지 않게 된다. 이에 따라, 필터로 적합한 허니컴 구조체가 제작될 수 있다. 또한, DPF를 예로 들어 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명의 과제는 접합부의 크랙을 방지하는 것으로서, 허니컴 구조체가 접합형이기만 하면, 촉매 담체 등의 밀봉이 없는 허니컴 구조체에도 필터 타입 허니컴 구조체와 마찬가지로 적용할 수 있다.
실시예
이 실시예에서는, 원료로서 SiC 분말 및 Si 분말을 80:20의 중량 비율로 혼합하고, 이것에 조공재(造孔材)로서 전분, 발포 수지를 첨가하며, 메틸셀룰로오스 및 히드록시프로폭실메틸셀룰로오스, 계면활성제 및 물을 더 첨가하여 가소성의 배토를 제작하였다. 이 배토를 압출 성형하고 마이크로파 및 열풍으로 건조하여, 격벽(6)의 두께가 310 ㎛, 셀 밀도가 약 46.5셀/㎠(300셀/평방 인치), 단면이 한 변 35 ㎜의 정방형, 길이가 152 ㎜인 허니컴 세그먼트(2)를 얻었다.
이 허니컴 세그먼트(2)에 대하여 그 단부면이 체크 무늬가 되도록, 반대측 일단부에서 허니컴 세그먼트(2)의 제조에 사용한 재료와 동일한 재료를 사용하여 인접한 셀(5)을 밀봉하고, 건조시킨 후, 대기 분위기 중 약 400℃에서 탈지하며, 그 후 Ar 불활성 분위기 중 약 1450℃에서 소성하여, Si 결합 SiC의 허니컴 세그먼트(2)를 얻었다.
한편, 무기 입자로서 SiC 분말, 산화물 섬유로서 알루미노실리케이트질 섬유, 콜로이드형 산화물로서 실리카졸 40 질량% 수용액 및 점토, 발포 수지를 혼합하고, 물을 첨가하여 믹서를 이용해 30분간 반죽하여, 표 1에 나타내는 조성의 접합재 A∼C를 얻었다. 또한, 표 1에 있어서 실리카졸이란 실리카졸 40질량% 수용액을 의미한다.
접합재 번호 SiC 분말 [질량%] 알루미노실리케이트 섬유 [질량%] 실리카졸 [질량%] 발포 수지 [질량%] 점토 [질량%] 물 [질량%]
A 41 25 23 0 1 10
B 40 24 23 1 1 10
C 45 26 10 0 1 18
다음에, 표 1에 나타내는 접합재를 이용하여 허니컴 세그먼트(2)를 접합하였다. 이 접합에서는, 접합층(9)의 두께가 1 ㎜가 되도록 각각 복수개씩 접합한 후, 200℃에서 2시간 건조시켜 허니컴 필터(필터 1∼3)를 얻었다. 또한, 필터 1은 접합재 A, 필터 2는 접합재 B, 필터 3은 접합재 C를 각각 이용하여 접합한 것이다. 또한, 필터 1, 3을 700℃에서 10분간 열처리함으로써 필터 4, 5로 하였다. 또한, 필터 3을 300℃에서 10분간 열처리함으로써 필터 6으로 하였다.
각각의 필터로부터, 강도 시험용 샘플로서 접합층을 10개씩 잘라내어 JIS R1601에 따라 접합층의 3점 굽힘 강도를 측정하였다. 또한, 접합층과 그 양측의 외벽을 포함하는 접합부를 잘라내어 전단 강도를 측정하였다. 구체적으로는, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 필터로부터 접합층(9)과 그 양측의 허니컴 세그먼트(2)를 소정의 크기로 잘라내어, 전단 강도 측정 지그(10)에 세팅하여 한쪽 허니컴 세그먼트(2)를 고정하고, 다른 쪽 허니컴 세그먼트(2)에 대해 오토그래프에 의해 화살표 방향으로 하중을 걸어, 접합부가 전단 파괴되었을 때의 하중을 측정하여, 그 값으로부터 접합부의 전단 강도를 산출하였다.
또한, 열충격 시험으로서 전기로 스폴링(electric furnace spalling) 시험을 행하였다. 이 시험은 소정의 온도를 가진 전기로에 샘플을 투입하고, 1시간 후에 실온 중으로 꺼내어 크랙의 발생 상태를 관찰하는 것이다. 이 실시예에서는 크랙이 발생하지 않은 최고 온도를 한계 온도로 하였다. 이상의 결과를 표 2에 나타낸다.
필터 번호 굽힘 강도 (평균) [MPa] 전단 강도 [MPa] 전기로 스폴링 한계 온도 [℃]
실시예1 1 5.2 1.1 550
실시예2 2 6.1 1.4 550
실시예3 4 10.6 2.0 600
실시예4 5 7.1 1.7 550
비교예1 3 3.5 0.6 450
비교예2 6 4.2 0.8 500
표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 접합층의 3점 굽힘 강도를 5 MPa 이상, 또한 접합부의 전단 강도를 1 MPa 이상으로 함으로써, 전기로 스폴링 시험에서의 한계 온도가 550℃ 이상으로 되었다. 촉매 베이킹 공정에서 접합부에 발생하는 응력을 계산하면 전기로 스폴링 시험에 있어서의 550℃ 응력에 상당하게 되므로, 접합부의 3점 굽힘 강도를 5 MPa 이상으로, 또한 그 전단 강도를 1 MPa 이상으로 하는 것이 필요함을 보여주고 있다. 또한, 필터를 열처리함으로써 접합부의 강도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 필터의 내열 충격성을 확보할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 허니컴 구조체는 내열충격성이 높기 때문에 DPF나 촉매 담체 등의 여러 가지 용도에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 허니컴 구조체의 제조 방법은 이러한 내열충격성이 높은 허니컴 구조체의 제조에 적합하게 적용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 다공질의 격벽에 의해 구획되어 유체의 유로가 되는 복수의 셀 및 외벽을 가진 복수의 허니컴 세그먼트가 세라믹스를 함유하는 접합재에 의해 접합된 허니컴 구조체로서,
    상기 접합재에 의해 형성된 접합층은 접합한 상태에서 건조된 후 400℃ ~ 1200℃에서 가열 처리된 것으로, 그 결과 형성된 접합층의 3점 굽힘 강도가 5 MPa 이상이며,
    또한 상기 접합층과 상기 접합층을 사이에 끼운 외벽을 포함하는 접합부의 전단 강도가 1 MPa 이상인 것인 허니컴 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접합재가 무기 입자, 산화물 섬유, 콜로이드형 산화물을 포함하는 것인 허니컴 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접합재가 발포 수지를 포함하는 것인 허니컴 구조체.
  4. 다공질의 격벽에 의해 구획되어 유체의 유로가 되는 복수의 셀 및 외벽을 가진 복수의 허니컴 세그먼트가 세라믹스를 함유하는 접합재에 의해 접합된 허니컴 구조체의 제조 방법으로서,
    상기 접합재에 의해 복수의 허니컴 세그먼트를 접합한 상태에서 400∼1200℃의 온도로 열처리하는 것인 허니컴 구조체의 제조 방법.
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