[发明专利]蜂窝结构体、蜂窝结构型催化剂以及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝结构体、蜂窝结构型催化剂以及制造方法，更具体涉及在进行担载催化剂的洗涂时可防止催化剂浆料浸出于外皮部分的蜂窝结构体、在用作汽油颗粒过滤器(GPF)之时可确保外皮部分的通气性并且没有产生裂纹的蜂窝结构型催化剂以及制造方法。

背景技术

在汽车的废气中，包含氮氧化物(NOx)、源自燃料的未燃烧的烃(HC)、一氧化碳(CO)等各种各样的有害成分，在将其净化方面，从前以来提出并实施了各种各样的技术。

在废气的产生源方面，存在有汽油汽车，此外还存在有搭载了使用轻油作为燃料的柴油发动机的柴油汽车。关于由柴油汽车排出的废气，除了知晓有前述的NOx、HC、CO之外，还知晓有作为微粒成分而言的PM(颗粒物)，作为这样的PM的净化用装置，广泛使用了DPF(柴油机颗粒过滤器)。

DPF是也被称作壁流蜂窝过滤器的废气净化用过滤装置的总称，其结构是如下的蜂窝结构：包含从入口端部朝向出口端部被间隔壁隔开的多个孔格，并且该孔格在入口端部与出口端部交替地进行了封孔。构成孔格的间隔壁具有通气性，通过利用该通气性从废气中滤取PM从而去除了PM。

利用DPF从废气中滤取了的PM，若不经处理，则持续堆积于DPF而引起堵眼，因而利用废气的热，或者通过将燃料喷射向发动机的燃烧室和/或废气中，从而将PM进行燃烧而将堆积了PM的DPF进行了再生。出于促进这样的再生的目的，有时会将催化剂成分被覆于DPF的孔格间隔壁，有时会将被覆了催化剂成分的DPF称为CSF(催化碳烟过滤器)。本申请人也提出了组入了这些催化剂的系统(例如参照专利文献1)。

以往，在柴油汽车方面较多地要求了将废气中的PM进行净化，这是由于使用难以燃烧的轻油；在使用容易燃烧并且产生的PM量也少的燃料的汽油汽车方面，作为环境问题而言迄今为止没有特别地受到注目。

然而，人们对于环境问题的关心正在变高，对于废气中的有害成分的管制的严厉性也在增加，在由汽油汽车排出的PM方面，也存在限制其排出量的趋势。特别是近年来，市场对于燃料效率的关心也高，在汽油发动机方面，在致密的控制的基础上将汽油直接喷雾供给于燃烧室内的直喷型发动机正在成为主流。然而，在这样的直喷型汽油发动机(GDI：Gasoline Direct Injection)方面，在喷雾出的汽油的一部分保持了微粒状态的情况下燃烧室内成为燃烧状态，由于是颗粒状的燃料因而变为不完全燃烧，因而与从进气歧管供给燃料与空气的混合气体的以往的汽油汽车相比而言，有时会产生很多的PM，排出管制的必要性也更加增加现实意义。

在去除由这样的汽油汽车排出的PM的方面，也可考虑与柴油汽车用的DPF同样地使用壁流蜂窝过滤器，但是考虑到汽油汽车的特性，基于以下那样的理由，难以将柴油汽车用的DPF直接转用。

作为汽油汽车与柴油汽车的大的差异之一，列举废气的流速。在柴油发动机中，对以高压力压缩的空气喷射燃料，在其压力的作用下使燃料着火、爆发，从而输出了运动能量。是高压缩且效率好的发动机，但是由于制成高压缩的状态，因而发动机的转速比汽油汽车低，因此排放气体的流速也迟缓。在针对流速这样迟缓的废气用途而设计出的DPF方面，无需对蜂窝结构的外部侧面(以下，有时会称为“外皮部分”)也要求通气性，以往在DPF方面为了提高蜂窝结构体的强度，因而由致密的高强度陶瓷材料构成外皮部分。另外，在柴油汽车方面由于发动机的转速通常低，因而与汽油汽车相比而言行驶中的废气的温度也低。

然而，汽油发动机排出的废气的状况与柴油发动机的情况不同。在汽油发动机中，为了利用火花塞使得混合气体着火，因而与一般的柴油发动机相比而言压缩比小。因此，可使得发动机以高旋转进行运转，获得高输出功率。进一步，近年来根据与提高燃料效率相关的市场的要求，因而以车辆的轻型化为目的，在高输出功率发动机方面也存在有小型化的倾向。为了利用小型发动机而获得高输出功率，因而需要使发动机以高旋转进行运转，或者需要利用增压器将大量的空气供给于气缸内，但是以高旋转和/或增压状态进行了运转的发动机所排出的废气的流速进一步变快。在这样的流速快的废气中使用了以往那样的DPF时，则背压升高，阻碍发动机输出功率的提高。

另外，如DPF那样在蜂窝结构体的外皮部分(以下，亦称为外周壁)制作其它材料的壁时，则在行驶中的温度也变得比柴油发动机高的汽油发动机用催化剂中，因热膨胀系数之差异等而导致产生裂纹的问题也令人担忧，优选为一体成型。