尾气处理装置用筒状部件及尾气处理装置、以及尾气处理装置用筒状部件的制造方法与流程

1.本发明涉及尾气处理装置用筒状部件及采用了该筒状部件的尾气处理装置、以及尾气处理装置用筒状部件的制造方法。


背景技术：

2.近年来，为了改善发动机刚启动后的尾气净化性能降低，提出了电加热催化器(ehc)。对于ehc，在由导电性陶瓷构成的蜂窝结构体配设电极，通过通电使蜂窝结构体自身发热，由此将担载于蜂窝结构体的催化剂在发动机启动前或发动机启动时升温至活性温度。
3.代表性地，ehc收纳于金属制的筒状部件(也称为金属罐)而构成尾气处理装置。通过对ehc进行通电，如上所述能够提高车辆启动时的尾气净化效率，但是，有时从ehc向排管漏电导致净化性能降低。为了解决像这样的问题，已知在金属罐内周面形成绝缘层(代表性地包含玻璃成分)来防止漏电的技术(专利文献1及2)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特许第5408341号
7.专利文献2：日本特开2012－154316号公报


技术实现要素：

8.根据专利文献1及2中记载的技术，在由尾气所带来的高温下，绝缘层有时会软化而变形，导致绝缘功能消失。另外，因绝缘层的变形而导致ehc的保持变得不充分，尾气净化功能有时不稳定。此外，有时绝缘层自金属罐内周面剥离。
9.本发明的主要目的在于：提供一种尾气处理装置用筒状部件，其具有与筒状主体之间的密合性优异、即便在高温下也不会软化及变形而能够维持绝缘功能、且即便在高温下也能够抑制裂纹的产生的绝缘层，并且，即便在高温下也能够稳定地维持尾气处理功能。本发明的另一目的在于：提供采用了该筒状部件的尾气处理装置以及尾气处理装置用筒状部件的制造方法。
10.本发明的实施方式所涉及的尾气处理装置用筒状部件具有：金属制的筒状主体、以及在该筒状主体的至少内周面所设置的绝缘层。该绝缘层包含含有结晶质的玻璃，该绝缘层的气孔率为1％～12％。
11.1个实施方式中，上述绝缘层中，没有与该绝缘层和上述筒状主体之间的界面接触的空隙的最大尺寸为50μm以下。
12.1个实施方式中，上述绝缘层的自与上述筒状主体之间的界面起算50μm为止的范围的气孔率为1％～6％。
13.1个实施方式中，上述绝缘层中，与该绝缘层和上述筒状主体之间的界面接触的空
隙的最大尺寸为30μm以下。
14.1个实施方式中，上述玻璃包含硅、硼及镁。
15.1个实施方式中，上述绝缘层的厚度为50μm～800μm。
16.根据本发明的另一方面，提供尾气处理装置。该尾气处理装置具备：电加热型催化剂载体，该电加热型催化剂载体能够对尾气进行加热；以及上述的尾气处理装置用筒状部件，该尾气处理装置用筒状部件对该电加热型催化剂载体进行收纳。
17.根据本发明的再一方面，提供制造尾气处理装置用筒状部件的方法，该尾气处理装置用筒状部件具有：金属制的筒状主体、以及在该筒状主体的至少内周面所设置的绝缘层。该制造方法包括：准备筒状主体的工序、以及在该筒状主体的内周面形成绝缘层的工序，该绝缘层包含含有结晶质的玻璃，其气孔率为1％～12％。
18.发明效果
19.根据本发明的实施方式，在筒状主体的至少内周面具有绝缘层的尾气处理装置用筒状部件中，该绝缘层与筒状主体之间的密合性优异，即便在高温下也不会软化及变形而能够维持绝缘功能，且即便在高温下也能够抑制裂纹的产生，结果，可以实现即便在高温下也能够稳定地维持尾气处理(代表性的为净化)功能的尾气处理装置用筒状部件。
附图说明
20.图1是本发明的1个实施方式所涉及的尾气处理装置用筒状部件的与尾气的流路方向正交的方向上的概要截面图。
21.图2是用于说明本发明的实施方式所涉及的尾气处理装置用筒状部件的绝缘层中的最大空隙尺寸的概要图。
22.图3是本发明的1个实施方式所涉及的尾气处理装置的与尾气的流路方向平行的方向上的概要截面图。
23.图4是图3的尾气处理装置的与尾气的流路方向正交的方向上的概要截面图(从图3的箭头iv的方向观察的概要截面图)。
24.符号说明
25.10
…
筒状主体、20
…
绝缘层、30
…
空腔、100
…
尾气处理装置用筒状部件、200
…
电加热型催化剂载体、220
…
蜂窝结构部、240
…
电极部、260
…
金属端子、300
…
尾气处理装置。
具体实施方式
26.以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明，不过，本发明并不限定于这些实施方式。
27.a.尾气处理装置用筒状部件
28.a－1.尾气处理装置用筒状部件的整体构成
29.图1是本发明的1个实施方式所涉及的尾气处理装置用筒状部件(以下有时简称为筒状部件)的与尾气的流路方向正交的方向上的概要截面图。图示例的筒状部件100具有：筒状主体10、以及在筒状主体10的至少内周面所设置的绝缘层20。绝缘层可以像图示例那样仅设置于筒状主体的内周面，虽然未图示，不过，也可以设置于筒状主体的内周面及外周面这两者。通过将绝缘层设置于筒状主体的内周面及外周面这两者，能够抑制由在电加热
型催化剂载体的上游侧的端部附近可能蓄积的未燃堆积物所引起的漏电的可能性。
30.本发明的实施方式中，绝缘层20包含含有结晶质的玻璃，其气孔率为1％～12％。如果是像这样的构成，则可以实现与筒状主体之间的密合性优异、即便在高温下也不会软化和变形而能够维持绝缘功能、且即便在高温下也能够抑制裂纹的产生的绝缘层。结果，可以实现即便在高温下也能够稳定地维持尾气处理(代表性的为净化)功能的尾气处理装置用筒状部件。
31.对于筒状部件100，与尾气的流路方向正交的方向上的截面中，在中心部规定出空腔(中空部分)30。在空腔30中收纳电加热型催化剂载体而构成尾气处理装置。应予说明，图示例的筒状部件100为圆筒状(与尾气的流路方向正交的方向上的截面形状为圆形)，不过，筒状部件的形状可以根据目的适当地进行设计。例如，筒状部件100可以为截面呈多边形(例如四边形、六边形、八边形)或椭圆形的筒状。以下，对筒状主体及绝缘层具体地进行说明。下文的b项中，对电加热型催化剂载体及尾气处理装置的详细内容进行说明。
32.a－2.筒状主体
33.代表性地，筒状主体10由金属制成。如果是像这样的构成，则制造效率优异，且电加热型催化剂载体的收纳或安装容易。作为构成筒状主体的材料，例如可以举出：不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜。其中，根据耐久可靠性高且价格便宜的理由，优选为不锈钢。
34.1个实施方式中，筒状主体包含铬。代表性地，为了对筒状主体(例如不锈钢)赋予耐腐蚀性，可以引入铬。筒状主体中的铬的含量可以为例如10.5质量％以上，另外，可以为例如12质量％～20质量％。即便在筒状主体包含铬的情况下，通过优化后述的绝缘层的玻璃组成，具体而言，使玻璃中的碱金属元素的含量为1000ppm以下，也能够良好地抑制高温下的环境负荷物质的产生。
35.筒状主体的厚度可以为例如0.1mm～10mm，另外，可以为例如0.3mm～5mm，另外，可以为例如0.5mm～3mm。如果筒状主体的厚度在像这样的范围内，则能够使耐久可靠性优异。
36.筒状主体的长度可以根据目的、电加热型催化剂载体的长度等而适当地进行设定。筒状主体的长度可以为例如30mm～600mm，另外，可以为例如40mm～500mm，另外，可以为例如50mm～400mm。优选为，筒状主体的长度大于电加热型催化剂载体的长度。这种情况下，电加热型催化剂载体可以以电加热型催化剂载体不会从筒状主体露出的方式进行配置。
37.筒状主体的内周面可以根据需要进行表面处理。作为表面处理的代表例，可以举出喷砂加工等粗面化处理。通过粗面化处理，得到的绝缘层与筒状主体之间的密合性能够提高。
38.筒状主体可以具备：具有同轴配置的外侧筒状部和内侧筒状部的双重结构(未图示)。这种情况下，绝缘层可以设置于外侧筒状部与内侧筒状部之间(外侧筒状部的内周面或内侧筒状部的外周面)，也可以设置于内侧筒状部的内周面，还可以设置于这两者。
39.a－3.绝缘层
40.绝缘层20对筒状部件100与电加热型催化剂载体(后述)之间赋予电绝缘性。此处，从抑制向周围的排管漏电这一点考虑，代表性地，电绝缘性满足jis标准d5305－3，每单位电压的绝缘电阻值为例如100ω/v以上。绝缘层20优选还具有不透水性及不吸水性。即，绝缘层20可以构成为：致密，不使水通过，且不吸收水。
41.本发明的实施方式中，如上所述，绝缘层20包含含有结晶质的玻璃。通过玻璃含有
结晶质，能够形成即便在高温(例如750℃以上)也不易软化、变形的绝缘层。绝缘层可以在例如750℃以上的环境下维持认为对电加热型催化剂载体进行收纳时保持电加热型催化剂载体所需要的0.1mpa的压力。因此，尾气处理装置中，能够抑制电加热型催化剂载体错位、向不期望的位置移动等。结果，可以实现即便在高温下也能够稳定地维持尾气处理(代表性的为净化)功能的尾气处理装置用筒状部件。此外，通过玻璃含有结晶质，能够形成与筒状主体之间的密合性优异的绝缘层。这是因为：能够使与金属(筒状主体)之间的热膨胀系数差减小，从而能够使加热时产生的热应力减小。应予说明，可以利用x射线衍射法来确认有无结晶质(结晶)。
42.本发明的实施方式中，如上所述，绝缘层20的气孔率为1％～12％。通过将绝缘层的气孔率控制为像这样的范围，可以实现即便在高温下也不会软化和变形而能够维持绝缘功能、且即便在高温下也能够抑制裂纹的产生的绝缘层。结果，可以实现即便在高温下也能够稳定地维持尾气处理(代表性的为净化)功能的尾气处理装置用筒状部件。绝缘层的气孔率可以为例如1％～10％，另外，可以为例如2％～9％，另外，可以为例如3％～8％。另外，绝缘层的气孔率可以为例如1％～7％，另外，可以为例如1％～5％，另外，可以为例如1％～4％，另外，可以为例如2％～4％。如果绝缘层的气孔率为像这样的范围，则能够更好地抑制高温下的裂纹的产生。此外，能够使绝缘层极其致密，从而可以实现非常优异的不透水性及不吸水性。如果气孔率过小，则杨氏模量过大，有时因热应力而产生裂纹。如果气孔率过大，则强度变得不充分，有时因像这样的不充分的强度而产生裂纹。应予说明，例如可以利用扫描型电子显微镜(sem)对绝缘层截面进行拍摄，并对得到的图像进行处理、解析，由此求出气孔率。
43.绝缘层20的自与筒状主体10之间的界面起算50μm为止的范围的气孔率(以下有时称为表面气孔率)优选为1％～6％，更优选为1％～5％，进一步优选为1％～4％。表面气孔率无论过大还是过小，均有时在高温下使绝缘层产生裂纹。此外，表面气孔率过大的情况下，有时绝缘层自筒状主体剥离。由于绝缘层和筒状主体的热膨胀系数不同，所以，在其界面容易产生应力。因此，通过使界面附近的气孔率小于绝缘层的除此以外的部分或绝缘层整体的气孔率，能够更好地抑制在高温下产生裂纹。
44.绝缘层20中，没有与绝缘层20和筒状主体10之间的界面接触的空隙的最大尺寸优选为50μm以下，更优选为40μm以下，进一步优选为30μm以下，特别优选为20μm以下。没有与界面接触的最大空隙尺寸越小越理想。没有与界面接触的最大空隙尺寸的最小值可以为例如1μm。如果没有与界面接触的最大空隙尺寸为像这样的范围，则能够更好地抑制在高温下产生裂纹。如果没有与界面接触的最大空隙尺寸过大，则强度局部变得不充分，有时因像这样的不充分的强度而产生裂纹。应予说明，没有与界面接触的最大空隙尺寸定义为：利用sem对绝缘层截面进行拍摄，得到的图像内存在的没有与界面接触的空隙中的以图2的“a”表示的尺寸(长轴尺寸)最大的空隙尺寸。
45.绝缘层20中，与绝缘层20和筒状主体10之间的界面接触的空隙的最大尺寸优选为30μm以下，更优选为25μm以下，进一步优选为20μm以下，特别优选为15μm以下。与界面接触的最大空隙尺寸越小越理想。与界面接触的最大空隙尺寸的最小值可以为例如0.3μm。如果与界面接触的最大空隙尺寸为像这样的范围，则能够更好地抑制在高温下产生裂纹。由于绝缘层和筒状主体的热膨胀系数不同，所以，在其界面容易产生应力。因此，通过使与界面
接触的最大空隙尺寸小于没有与界面接触的最大空隙尺寸，能够更好地抑制在高温下产生裂纹。应予说明，与界面接触的最大空隙尺寸定义为：利用sem对绝缘层截面进行拍摄，得到的图像内存在的与界面接触的空隙中的以图2的“b”表示的尺寸(长轴尺寸)最大的空隙尺寸。
46.绝缘层的厚度优选为30μm～800μm，更优选为50μm～800μm，进一步优选为50μm～600μm，特别优选为100μm～550μm。如果绝缘层的厚度在像这样的范围内，则能够兼具优异的电绝缘性及与筒状主体之间的优异的密合性。
47.1个实施方式中，绝缘层20可以具有：形成在筒状主体侧的相对致密的第一层、以及形成在与筒状主体相反一侧的相对疏松的第二层(未图示)。该构成适合于绝缘层的厚度超过150μm的情形。这是因为：将相对致密的第一层设为超过150μm的厚度有时较为困难。绝缘层的厚度为150μm以下的情况下，绝缘层可以为第一层的单一层，也可以自筒状主体侧开始按顺序具有第一层和第二层。如上所述，第一层的厚度优选为150μm以下，更优选为30μm～120μm，进一步优选为40μm～100μm。第一层的气孔率优选为1％～6％，更优选为1％～5％。第二层的厚度为绝缘层的厚度减去第一层的厚度得到的值。因此，第二层的厚度可以根据所期望的绝缘层的厚度及所期望的第一层的厚度进行设定。第二层的厚度可以为例如0μm～650μm，另外，可以为例如100μm～500μm。第二层的气孔率优选为6％～12％，更优选为6％～9％。通过使绝缘层为2层结构，可以实现高温下产生裂纹及自筒状主体剥落得以抑制的绝缘层。
48.代表性地，玻璃包含硅、硼以及镁。如果是像这样的构成，则绝缘层形成时的流动性优异，且能够形成规定的结晶，因此，能够形成均匀的绝缘层，并且，能够形成即便在高温(例如750℃以上)也不易软化、变形的绝缘层。硅可以以例如sio2的形态包含在玻璃中；硼可以以例如b2o3的形态包含在玻璃中；镁可以以例如mgo的形态包含在玻璃中。换言之，玻璃可以为例如sio2－b2o3－mgo系玻璃。
49.硅(实质上为sio2)为形成玻璃的骨架的成分。更详细而言，硅是通过进行热处理而使结晶析出的成分，且是扩大玻璃化范围而使其容易玻璃化并使耐水性及耐热性提高的成分。玻璃中的硅的含量优选为50mol％以下，更优选为30mol％以下，进一步优选为5mol％～20mol％，特别优选为10mol％～15mol％。硼(实质上为b2o3)是提高熔融性及流动性并提高耐失透性的成分。硼的含量优选为5mol％～60mol％，更优选为20mol％～40mol％，进一步优选为25mol％～37mol％，特别优选为28mol％～35mol％。镁(实质上为mgo)是结晶的构成成分，且是降低高温粘性而提高熔融性及流动性的成分。通过玻璃包含镁，能够形成即便在高温下也不易软化、变形且均匀的绝缘层。玻璃中的镁的含量优选为10mol％以上，更优选为15mol％～55mol％，进一步优选为25mol％～52mol％。如果硅、硼以及镁的含量在像这样的范围内，则上述的效果(形成均匀且即便在高温下也不易软化、变形的绝缘层)更加显著。应予说明，本说明书中“玻璃中的元素含量”是：将除了氧原子以外的玻璃中的全部原子的量设为100mol％时的该元素的原子摩尔比。可以利用例如电感耦合等离子体(icp)发光分析法来测定玻璃中的各元素的原子的量。
50.玻璃可以进一步包含钡。这种情况下，玻璃还可以进一步包含镧、锌或它们的组合。钡可以以例如bao的形态包含在玻璃中；镧可以以例如la2o3的形态包含在玻璃中；锌可以以例如zno的形态包含在玻璃中。钡(实质上为bao)及锌(实质上为zno)均是结晶的构成
成分。镧(实质上为la2o3)是用于使流动性提高的成分。通过玻璃包含钡并根据需要进一步包含镧、锌或它们的组合，能够形成与筒状主体之间的密合性极其优异的绝缘层。钡包含在玻璃中时的含量优选为2mol％～20mol％。钡的含量可以为例如2mol％～6mol％，另外，可以为例如6mol％～18mol％。镧的含量优选为2mol％～20mol％，更优选为2mol％～17mol％。锌的含量优选为2mol％～10mol％，更优选为3mol％～8mol％。镧和锌的合计含量可以为例如4mol％～20mol％，另外，可以为例如8mol％～20mol％。
51.玻璃还可以进一步包含其他金属元素。作为像这样的金属元素，可以举出：铝、钙、锶。这些金属元素可以单独包含在玻璃中，也可以2种以上组合包含在玻璃中。其他金属元素也与上述元素同样地可以以金属氧化物(例如al2o3、cao、sro)的形态包含在玻璃中。玻璃中的这些金属元素的含量可以规定为除了上述的元素及不可避免的杂质以外的余量。铝(实质上为al2o3)是形成玻璃的骨架、提高应变点、调整粘性、进而抑制分相的成分。钙(实质上为cao)是扩大玻璃化范围而使其容易玻璃化的成分，且是在不使应变点降低的状态下降低高温粘性而提高熔融性及流动性的成分。锶(实质上为sro)是扩大玻璃化范围而使其容易玻璃化的成分，且是抑制分相并提高耐失透性的成分。铝的含量可以为例如5mol％～15mol％，另外，可以为例如5mol％～10mol％。另外，钙的含量可以为例如3mol％～7mol％；锶的含量可以为例如8mol％～12mol％。
52.1个实施方式中，玻璃中的碱金属元素的含量可以为例如1000ppm以下。即，玻璃可以为所谓的无碱玻璃。碱金属元素的含量优选为800ppm以下，更优选为500ppm以下，进一步优选为200ppm以下，特别优选为100ppm以下。碱金属元素的含量越小越理想，例如实质上可以为零(小于检测极限)。通过玻璃中的碱金属元素的含量非常小，可以实现即便在高温下也能够抑制环境负荷物质的产生的尾气处理装置用筒状部件。本说明书中“玻璃中的碱金属元素的含量”是指：玻璃中包含的碱金属元素的合计量。作为碱金属，可以举出：锂、钠、钾、铷、铯、钫。玻璃中包含的碱金属元素可以为例如钠、钾或其组合；另外例如可以为钠。例如，可以利用电感耦合等离子体(icp)发光分析来测定碱金属元素的含量。
53.绝缘层的软化温度优选为600℃以上，更优选为700℃以上，进一步优选为800℃以上，特别优选为850℃以上。软化温度的上限可以为例如1200℃。如果绝缘层的软化温度在像这样的范围内，则能够形成即便在高温(例如750℃以上)也不易软化的绝缘层。应予说明，软化温度是：一边采用φ1mm的氧化铝针以0.1mpa的压力按压绝缘层，一边将绝缘层从常温(25℃)开始以10℃/分钟的升温速度进行加热时，使绝缘层的厚度在绝缘层的厚度方向上变形10％时的温度。
54.1个实施方式中，绝缘层在规定的剥离试验后满足以下的(1)和/或(2)：
55.(1)在该筒状主体的内周面存在源自于该绝缘层的元素；
56.(2)在该绝缘层存在源自于该筒状主体的元素。
57.剥离试验包括：按照jis h 8451：2008，反复将尾气处理装置用筒状部件在900℃和150℃的环境下进行置换，直至绝缘层剥离为止。如果是像这样的构成，则能够实现筒状主体与绝缘层之间的优异的密合性。根据上述的(1)或(2)推测：在筒状主体10与绝缘层20的界面形成有中间层。代表性地，中间层可以为筒状主体的构成成分和绝缘层的构成成分混合存在的相溶层。例如，通过筒状主体的构成成分向绝缘层移动，绝缘层的构成成分向筒状主体移动，能够形成中间层。根据情况，中间层中可能包含筒状主体的构成成分与绝缘层
的构成成分的化学反应物。中间层可以具有如下浓度梯度，即，筒状主体的构成成分从筒状主体侧趋向绝缘层侧而减少，和/或，绝缘层的构成成分从绝缘层侧趋向筒状主体侧而减少。如果形成像这样的中间层，则筒状主体与绝缘层的界面变得不明确，推测密合性提高。不过，该推测并不限制本发明的实施方式及其机制。应予说明，例如，可以通过导入钡以及根据需要而添加的镧、锌或其组合来实现像这样的绝缘层。
58.绝缘层可以如上所述设为尾气处理装置用筒状部件的一部分(构成要素)，也可以以能够作为绝缘层流通的形态进行提供。绝缘层设为尾气处理装置用筒状部件的一部分的情况下，代表性地，通过在筒状主体涂布绝缘层形成材料，进行干燥、烧成，能够形成绝缘层。应予说明，下文的a－4项中，对绝缘层的形成方法进行说明。作为能够作为绝缘层流通的形态，例如可以举出：在任意的适当基材上形成有绝缘层的层叠体、绝缘层的玻璃片材、绝缘层的玻璃卷。这些形态可以利用任意的适当方法安装于筒状主体。作为安装的具体例，可以举出：借助粘接剂等的粘贴、机械固定。
59.a－4.绝缘层的形成方法
60.绝缘层可以利用任意的适当方法来形成。代表性地，将包含玻璃源的浆料(分散体)进行涂布及干燥，形成涂膜，对该涂膜进行烧成，由此形成绝缘层。浆料中，作为玻璃源，可以包含原材料，也可以包含玻璃料。以下，作为代表例，对采用作为玻璃源包含玻璃料的浆料形成绝缘层的方法进行说明。
61.代表性地，本实施方式的形成方法包括：由玻璃源(原材料)制作玻璃料的工序；制备包含玻璃料的原料浆料的工序；形成该浆料的涂膜的工序；对该涂膜进行烧成而形成包含玻璃的绝缘层的工序。
62.作为原材料的具体例，可以举出：硅砂(硅源)、白云石(镁及钙源)、氧化铝(铝源)、氧化钡、氧化镧、氧化锌(zinc oxide)、氧化锶。原材料不限于氧化物，例如可以为碳酸盐或氢氧化物。代表性地，由玻璃的原材料合成玻璃，将得到的玻璃粉碎(例如以粗粉碎及微粉碎这两个阶段进行粉碎)，由此制作玻璃料。在玻璃合成时，在高温(代表性的为1200℃以上)下进行长时间的熔融。
63.将上述的玻璃料和溶剂进行混合，由此制备原料浆料(分散体)。溶剂可以为水，也可以为有机溶剂。溶剂优选为水或水溶性有机溶剂，更优选为水。相对于玻璃料100质量份，优选以50质量份～300质量份的比例混合溶剂，更优选以80质量份～200质量份的比例混合溶剂。原料浆料制备时，可以进一步混合浆料助剂(例如树脂、增塑剂、分散剂、增粘剂、各种添加剂)。浆料助剂的种类、数量、组合、配合量等可以根据目的适当地进行设定。应予说明，本说明书中“溶剂”是指原料浆料中包含的液体介质，其是包含溶剂及分散介质在内的概念。
64.接下来，将原料浆料涂布并干燥，形成涂膜。涂膜可以形成于筒状主体的内周面，也可以形成于任意的适当基材。作为涂布方法，可以采用任意的适当方法。作为涂布方法的具体例，可以举出：喷雾、将筒状主体或基材的绝缘层形成部分以外施加掩膜而进行的浸渍、棒涂。涂布厚度可以根据绝缘层的上述所期望的厚度进行调整。干燥温度为例如40℃～120℃，另外，例如为50℃～110℃。干燥时间为例如1分钟～60分钟，另外，例如为10分钟～30分钟。
65.最后，对涂膜进行烧成而形成绝缘层。烧成温度优选为1100℃以下，更优选为600
℃～1100℃，进一步优选为700℃～1050℃。烧成时间为例如5分钟～30分钟，另外，例如为8分钟～15分钟。
66.如上操作能够形成绝缘层。将绝缘层形成于筒状主体的内周面及外周面这两者的情况下，与上述同样地在外周面也形成绝缘层即可。
67.本实施方式中，通过调整玻璃料的平均粒径(例如中值粒径)，能够控制得到的绝缘层的气孔率及最大空隙尺寸。例如，通过采用中值粒径为45μm以下的玻璃料形成涂膜，能够形成气孔率为1％～12％、没有与界面接触的最大空隙尺寸为50μm以下的绝缘层。这种情况下，中值粒径优选为40μm以下，更优选为35μm以下，进一步优选为30μm以下。中值粒径的最小值可以为例如3μm。另外，例如通过采用中值粒径为1μm～10μm的玻璃料形成厚度为20μm～300μm的微粒层(涂膜)，能够形成气孔率为1％～6％、与界面接触的最大空隙尺寸为30μm以下的绝缘层。另外，例如可以根据微粒层的厚度及得到的绝缘层所期望的厚度而在微粒层表面形成粗粒层(涂膜)。例如，可以采用中值粒径为11μm～45μm的玻璃料来形成粗粒层。绝缘层为单一层的情况下，代表性地，微粒层为绝缘层；绝缘层具有相对致密的第一层和相对疏松的第二层这2层结构的情况下，代表性地，微粒层为第一层，粗粒层为第二层。应予说明，微粒层及粗粒层可以分别通过烧成而使得厚度成为大约一半，因此，微粒层及粗粒层的厚度设定为绝缘层(具有2层结构的情况下为第一层及第二层)所期望的厚度的约2倍即可。
68.b.尾气处理装置
69.图3是本发明的1个实施方式所涉及的尾气处理装置的与尾气的流路方向平行的方向上的概要截面图；图4是从箭头iv的方向观察图3的尾气处理装置的概要截面图。图示例的尾气处理装置300具备：能够对尾气进行加热的电加热型催化剂载体(以下有时简称为催化剂载体)200；以及对催化剂载体200进行收纳的筒状部件100。筒状部件100为上述a项及图1中记载的本发明的实施方式所涉及的尾气处理装置用筒状部件。尾气处理装置设置于供来自发动机的尾气流通的尾气流路的途中。通过被加热至催化剂的活性温度的催化剂载体和尾气进行接触，能够使从催化剂载体通过的尾气中的co、no
x
、烃等通过催化反应而变为无害的物质。
70.催化剂载体200可以具有与筒状部件100的形状相对应的形状。例如筒状部件100为圆筒状的情况下，催化剂载体200可以为圆柱状。代表性地，催化剂载体200同轴地收纳于筒状部件100的空腔30。催化剂载体可以直接(即、不隔着其他部件地)收纳于筒状部件，也可以隔着例如保持垫(未图示)进行收纳。催化剂载体直接收纳于筒状部件的情况下，催化剂载体例如可以嵌合于筒状部件。代表性地，保持垫是绝缘材料(例如氧化铝纤维)形成为垫状得到的。代表性地，保持垫将催化剂载体的外周面整周覆盖，筒状部件可以隔着保持垫而对催化剂载体进行保持。
71.催化剂载体200具备：蜂窝结构部220、以及一对电极部240，该一对电极部240(代表性地，以夹着蜂窝结构部的中心轴对置的方式)配设于蜂窝结构部220的侧面。蜂窝结构部220具有外周壁222和隔壁224，该隔壁224配设于外周壁222的内侧，并规定出多个隔室226，该多个隔室226从第一端面228a延伸至第二端面228b而形成尾气流路。代表性地，外周壁222及隔壁224由导电性陶瓷构成。在一对电极部240、240分别设置有金属端子260、260。一个金属端子与电源(例如蓄电池)的正极连接，另一个金属端子与(例如蓄电池)的负极连接。在金属端子260、260的周围设置有绝缘材料制的罩270、270，以使得筒状主体10及绝缘
层20与金属端子之间绝缘。
72.代表性地，催化剂担载于隔壁224。通过使催化剂担载于隔壁224，能够使从隔室226通过的尾气中的co、no
x
、烃等通过催化反应而变为无害的物质。优选为，催化剂可以含有：贵金属(例如：铂、铑、钯、钌、铟、银、金)、铝、镍、锆、钛、铈、钴、锰、锌、铜、锡、铁、铌、镁、镧、钐、铋、钡及它们的组合。催化剂的担载量可以为例如0.1g/l～400g/l。
73.如果对蜂窝结构部220施加电压，则能够通电，利用焦耳热使蜂窝结构部220发热。据此，能够将担载于蜂窝结构部(实质上为隔壁)的催化剂在发动机启动前或发动机启动时升温至活性温度。结果，即便在发动机启动时，也能够对尾气充分地进行处理(代表性的为净化)。
74.催化剂载体可以采用行业中众所周知的构成，因此，省略详细的说明。
75.实施例
76.以下，通过实施例，对本发明具体地进行说明，不过，本发明并不受这些实施例的限定。实施例中的评价项目如下。
77.(1)气孔率
78.利用扫描型电子显微镜(sem)，对实施例及比较例中制作的绝缘层的截面进行拍摄，根据得到的图像，采用图像处理软件，求出绝缘层的气孔率(整体)。另外，利用sem，对绝缘层的自与筒状主体之间的界面开始沿着绝缘层的厚度方向50μm为止的范围进行拍摄，根据得到的图像，采用图像处理软件，求出气孔率(界面)。应予说明，关于绝缘层的膜厚没有达到50μm的例子(后述的实施例13)，以绝缘层的膜厚整体(与绝缘层整体的气孔率同样的范围)为测定对象。
79.(2)最大空隙尺寸
80.利用sem，将实施例及比较例中制作的绝缘层的截面(宽600μm
×
高500μm)在任意的位置对3处进行拍摄，根据该3处的图像，测定下面的最大空隙尺寸。对于没有与界面接触的最大空隙尺寸，将得到的图像内存在的没有与界面接触的空隙中的以图2的“a”表示的尺寸最大的空隙尺寸设为“界面非接触最大空隙尺寸”。对于与界面接触的最大空隙尺寸，将得到的图像内存在的与界面接触的空隙中的以图2的“b”表示的尺寸最大的空隙尺寸设为“界面接触最大空隙尺寸”。
81.(3)软化温度
82.一边采用φ1mm的氧化铝针以0.1mpa的压力按压实施例及比较例中制作的绝缘层，一边将绝缘层从常温(25℃)开始以10℃/分钟的升温速度进行加热，使绝缘层的厚度在绝缘层的厚度方向上变形10％，将此时的温度设为软化温度。
83.(4)剥离试验
84.按照jis h 8451：2008“热障涂层的耐剥离性”进行剥离试验。具体而言，反复进行将实施例及比较例中得到的筒状部件在900℃和150℃的环境下置换，通过肉眼观察，确认绝缘层有无剥离，按以下的基准进行评价。
85.…○
(良好)：即便反复9次以上，也没有剥离(以10次结束)
86.…△
(可容许)：因5次～8次的反复而发生剥离
87.…×
(不良)：因1次～4次的反复而发生剥离
88.(5)裂纹
89.反复进行将实施例及比较例中得到的筒状部件在900℃和150℃的环境下置换，通过肉眼观察，确认绝缘层有无裂纹，按以下的基准进行评价。
90.…○
(良好)：即便反复9次以上，也没有产生裂纹(以10次结束)
91.…△
(可容许)：因5次～8次的反复而产生裂纹
92.…×
(不良)：因1次～4次的反复而产生裂纹
93.＜实施例1＞
94.采用#24～#60的氧化铝磨粒，对sus430制的金属管的内周面进行喷砂处理。处理时间为1分钟。喷砂处理后的金属管的表面粗糙度ra为2.0μm～6.5μm。将这样得到的金属管设为筒状主体。
95.另一方面，将硅砂(si源)、b2o3以及mg(oh)2以规定量配合得到的原材料进行熔融，并进行粗粉碎及微粉碎，制作玻璃料。本实施例中，采用中值粒径为1μm的玻璃料(微粒原料)和中值粒径为30μm的玻璃料(粗粒原料)。玻璃料的中值粒径按照jis z8825：2013“粒径解析-激光衍射
·
散射法”来计算。在微粒原料100质量份中加入水100质量份，利用球磨机处理器进行湿式混合，制备微粒原料分散体(浆料)。进而，在粗粒原料100质量份中加入水100质量份，利用球磨机处理器进行湿式混合，制备粗粒原料分散体(浆料)。
96.在上述得到的筒状主体的内周面喷雾涂布微粒原料分散体，形成涂膜，使其于50℃干燥，形成厚度150μm的微粒层。在得到的微粒层表面喷雾涂布粗粒原料分散体，形成涂膜，使其于50℃干燥，形成厚度450μm的粗粒层。将形成有微粒层及粗粒层的筒状主体于860℃进行烧成，形成由含有结晶质的玻璃构成的绝缘层(厚度300μm)。应予说明，利用电感耦合等离子体(icp)发光分析法对得到的绝缘层的玻璃组成进行测定，结果，硅为13mol％，硼为33mol％，镁为50mol％，钡为4mol％。以上操作制作出筒状部件。将得到的筒状部件用于上述(1)～(5)的评价。将结果示于表1。另外，关于绝缘层，利用x射线衍射法(xrd)对绝缘层进行结晶质、非晶质的判别。得到的绝缘层在衍射线上观察到结晶的衍射峰，确认到发生了结晶化(结晶质)。
97.＜实施例2～16及比较例1～2＞
98.采用表1给出的微粒原料及粗粒原料，形成了表1给出的厚度的微粒层及粗粒层，除此以外，与实施例1同样地制作出筒状部件。将得到的筒状部件进行与实施例1同样的评价。将结果示于表1。另外，针对实施例2～16及比较例1～2的绝缘层，利用x射线衍射法(xrd)进行测定，结果，在衍射线上观察到结晶的衍射峰，确认到发生了结晶化(结晶质)。
99.表1
[0100][0101]
由表1可知：本发明的实施例的筒状部件形成了即便在高温下也不会软化而能够维持绝缘功能、且在冷热耐久试验后也没有产生裂纹的绝缘层。因此，可知：实施例的筒状部件对电加热型催化剂载体进行收纳的情况下，可以实现即便在高温下也能够稳定地维持尾气处理(代表性的为净化)功能的尾气处理装置用筒状部件。
[0102]
产业上的可利用性
[0103]
本发明的实施方式所涉及的尾气处理装置用筒状部件可以优选用于汽车尾气的处理(净化)用途。