[发明专利]陶瓷蜂窝状过滤器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于清洁从诸如柴油发动机等之类的内燃机排除的废气的陶瓷蜂窝状过滤器及其制造方法。 

背景技术

从诸如柴油发动机等之类的内燃机排除的废气包含大量颗粒物质(以下称为“PM”)。由于排放到空气中的PM引起环境污染，因此过滤器用来捕获PM。如图11(a)和11(b)所示，例如，陶瓷蜂窝状过滤器50包括陶瓷蜂窝状结构，该陶瓷蜂窝状结构包括由多孔孔眼壁51隔开的大量孔眼、和交替地设置在废气入口侧端部a和废气出口侧端部b上的孔眼中的插塞(上游侧插塞53a和下游侧插塞53b)，通过交替地布置的出口侧端部阻塞孔眼52a和入口侧端部阻塞孔眼52b，在废气入口侧端部a和废气入口侧端部b上形成棋盘形图案(例如，参见JP2001-269585A)。 

如由图11(a)和11(b)中的虚线箭头所示，废气流入在陶瓷蜂窝状过滤器的入口侧端部开口的出口侧端部阻塞孔眼52a，并通过多孔孔眼壁51从相邻的入口侧端部阻塞孔眼52b流出。当废气通过孔眼壁51时，废气中的PM被孔眼壁捕获，从而清洁废气。 

然而，由于在具有JP2001-269585A中描述的结构的PM捕获陶瓷蜂窝状过滤器中所有的孔眼在两端都被堵塞，因此在清洁废气时，通过的废气经历较大的压力损失。 

当从柴油发动机排出的PM继续被捕获时，捕获的PM积聚在过滤器中，降低过滤性能。因此，例如，应当通过加热过滤器，将积聚的PM燃烧掉，用于再生。然而，如果具有根据车辆的驱动状态被捕获的大量PM的过滤器被再生，则大量PM将被燃烧而产生大量热量，可能熔化陶瓷蜂窝状结构的孔眼壁。此外，即使捕获的PM燃烧，固体灰烬将可能逐渐积聚而堵塞过滤器。 

为了解决这些问题，如图12(a)和12(b)所示，JP2004-251137A公开了一种陶瓷蜂窝状过滤器60，其包括蜂窝状结构，该蜂窝状结构包括由多孔孔眼壁61隔开的大量纵向穿透孔眼、和仅形成在孔眼62a的一个端表面侧b上的插塞63b，孔眼62a设置有具有相对大的开口面积的插塞63b，以减少流入没有插塞的从一个端表面a穿透到另一个端表面b的孔眼62b中的废气的量，从而避免过滤器的捕获效率的急剧降低。然而，采用设置有具有相对大的开口面积以确保PM捕获性能的插塞63b的孔眼62a，陶瓷蜂窝状过滤器60的用作过滤器的孔眼壁的有效面积减小，导致差的压力损失特性，从而不能同时满足PM捕获性能和压力损失特性。 

发明内容

发明要解决的技术问题 

因此，本发明的目标是提供一种在维持PM捕获性能的同时抑制废气的压力损失的陶瓷蜂窝状过滤器，其抵抗再生期间的熔化腐蚀和灰烬的堵塞，从而避免压力损失增加。 

解决技术问题的技术方案 

作为考虑上述目标的创造性研究的结果，发明人已经发现，在常规陶瓷蜂窝状过滤器中，形成在出口和入口侧端部处的插塞在废气经过的同时引起压力损失增加和积聚的灰烬对过滤器堵塞，并且多个陶瓷蜂窝状结构的连接提供了具有高的PM捕获性能和低的废气压力损失的陶瓷蜂窝状过滤器，在陶瓷蜂窝状结构的端部中未形成插塞。已经基于这种发现完成本发明。 

因此，本发明的用于从废气中去除颗粒物质的陶瓷蜂窝状过滤器包括多个陶瓷蜂窝状结构，每个陶瓷蜂窝状结构具有由多孔孔眼壁隔开的大量孔眼，所述多个陶瓷蜂窝状结构沿轴向方向被端对端地连接， 

至少一组相邻的陶瓷蜂窝状结构以孔眼壁的至少一部分移位的方式被连接； 

任意连续的五行五列中的25个孔眼的开口面积比A₀(＝A₀₂/A₀₁)的平均值是0.9或更小，其中A₀₁和A₀₂分别表示垂直于废气上游侧陶瓷蜂窝状 结构的轴线的横截面中的每个孔眼的开口面积，和该孔眼在被相邻的陶瓷蜂窝状结构中的下游侧陶瓷蜂窝状结构的孔眼壁的上游侧端表面变窄之后的开口面积；并且 

所述下游侧陶瓷蜂窝状结构在孔眼壁端表面上具有15μm或更大的粗糙度(最大高度Rz)，并且在孔眼壁内表面上具有15μm或更大的粗糙度(最大高度Rz)。 

优选地，任意连续的五行五列中的25个孔眼中的ΔA_max的最大值等于或大于0.1且小于1，其中每个ΔA_max是任意孔眼的开口面积比(A₀)和与该任意孔眼相邻的孔眼的开口面积比(A₁，A₂，A₃，A₄...)的差的最大绝对值。