[发明专利]封孔蜂窝结构体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及封孔蜂窝结构体的制造方法，所述封孔蜂窝结构体具有由多孔质体形成的基材以及设置于该基材的表面的用于捕集粒子状物质的捕集层。

背景技术

在从柴油发动机等内燃机、各种燃烧装置等排出的气体中，大量地包含有以烟灰(soot)为主体的粒子状物质(Particulate Matter(PM))。如果此PM直接地排放于大气中，那么会引起环境污染，因此在废气的流路中搭载用于捕集PM的过滤器装置。

作为成为这样的过滤器装置的中心的过滤器元件，可使用例如封孔后的蜂窝结构体(封孔蜂窝结构体)。该封孔蜂窝结构体具有通过隔壁(该隔壁由具有多个细孔的陶瓷的多孔质体形成)区划形成的、成为气体的流路的多个孔格(呈现蜂窝结构)，并将邻接的多个孔格的一侧的开口端和另一侧的开口端相互交错地进行封孔。将此封孔蜂窝结构体装罐(キャニング)，如果使废气从一个孔格的开口端流入，那么废气通过隔壁而从邻接的孔格的另一侧的开口端流出，在此时PM被捕集于隔壁，废气被净化。

但是，对于这样的封孔蜂窝结构体而言，由于PM侵入到多孔质体(基材)的内部而堵塞细孔，因而压力损耗(压降)容易急剧增加。因此，为了抑制压降，例如在专利文献1、2公开了新结构的封孔蜂窝结构体或者用于该用途的过滤器元件。这些封孔蜂窝结构体(过滤器元件)的共同特征为：在多孔质体(基材)的表面，设置用于捕集PM的捕集层，在该捕集层的作用下，防止PM对基材内部的侵入，从而抑制压降的上升。而且，在专利文献1、2也公开了该新的封孔蜂窝结构体的制造方法。

专利文献1的课题在于制造一种过滤器元件：其为在多孔质体的一个侧面上一体地具备有过滤层的由陶瓷材料形成的过滤器元件，在多孔质体和过滤层的接合部的边界不存在致密的中间层，压力损耗低，且堵塞少。为了解决此课题，在专利文献1中，借助于气流将陶瓷粒子搬运至多孔质体的一个侧面而附着，同时对所附着的陶瓷粒子赋予水分(水或蒸汽)而吸附于多孔质体的一个侧面，使粒子相互适度地凝集而以二次粒子的状态来附着，从而防止陶瓷粒子侵入到多孔质体的气孔内而形成致密的中间层。具体而言，使过滤层的细孔径小于多孔质体的平均细孔径，使(形成过滤层的)陶瓷粒子的平均粒径为多孔质体的平均细孔径的1/2～2/3。另外，通过用鼓风机将空气和陶瓷粒子吸引，从而制膜出过滤层，使陶瓷粒子通过多孔质体的上游侧与下游侧的压差而附着于多孔质体。

专利文献2的课题在于提供用作过滤器时的压力损耗与捕集效率的平衡性优异的封孔蜂窝结构体及其制造方法。为了解决此课题，在专利文献2中规定有：作为物体(封孔蜂窝结构体)，具有固着于其隔壁的表面的陶瓷粒子，该陶瓷粒子的平均粒径为隔壁平均细孔径的1.5倍以上、200μm以下，并且在从中心轴到外周为止的长度的1/2的范围内的隔壁的表面分布陶瓷粒子，隔壁的气孔率为50％～80％、平均细孔径为15μm～40μm等。另外，作为制造方法，规定有通过流体(气体)将陶瓷粒子从至少一侧的端面送入到孔格内、使用在对蜂窝结构体进行加工时生成的陶瓷粒子等。

专利文献1：日本特开平10-249124号公报

专利文献2：日本特开2006-685号公报

发明内容

然而，对于上述专利文献1、2中公开的制造方法而言，所投入的原料(陶瓷粒子)不能高效地形成捕集层，浪费原料，需要长时间来形成所希望量的膜。另外，为了不浪费原料，便需要进行重新利用的设备、工序。进一步，在制膜之际，如果搬运陶瓷粒子的气体之中包含的该陶瓷粒子的量多，那么陶瓷粒子彼此容易凝集，会在陶瓷粒子不均匀地堆积、产生偏聚(偏積)的状态下来制膜。

就本发明而言，鉴于这样的现有技术所存在的问题而开发，其课题在于提供如下手段：所投入的原料(陶瓷粒子)高效地用于形成捕集层，不浪费原料，不需要原料的重新利用，且在成为捕集层的膜的制膜上不需要时间，并且，陶瓷粒子均匀地堆积，从而获得形成有均质的捕集层的蜂窝结构体。经过反复研究，结果发现通过以下的手段此课题得以解决，从而完成本发明。

即，根据本发明提供封孔蜂窝结构体的制造方法，其具有如下过程：在封孔蜂窝结构体的一侧的端面侧，将陶瓷粒子和气体混合，从封孔蜂窝结构体的另侧的端面侧吸引混合有陶瓷粒子的气体，从而将混合于该气体的陶瓷粒子送入封孔蜂窝结构体的孔格内，使该陶瓷粒子附着于封孔蜂窝结构体的孔格内的表面。

在本说明书中，将混合了陶瓷粒子的气体称为悬浮微粒(aerosol)。另外，将单位体积的气体中的、混合于该气体的陶瓷粒子的质量，称为悬浮微粒密度。即，悬浮微粒密度＝陶瓷粒子的质量/气体的体积。