[发明专利]柱状蜂窝结构过滤器及其制造方法

说明书

本发明提供一种柱状蜂窝结构过滤器及其制造方法，其有助于兼具PN高捕集效率及低压力损失。一种柱状蜂窝结构过滤器，其具备：从入口侧底面延伸至出口侧底面且入口侧底面呈开口而在出口侧底面具有封孔部的多个第一隔室、以及从入口侧底面延伸至出口侧底面且在入口侧底面具有封孔部而出口侧底面呈开口的多个第二隔室，多个第一隔室和多个第二隔室夹着多孔质隔壁而交替地相邻配置，该柱状蜂窝结构过滤器中，在各第一隔室的表面形成有陶瓷制的多孔质膜，该多孔质膜的平均膜厚T(单位：μm)为2～50μm，气孔率P(单位：％)为65～90％，平均膜厚T和气孔率P满足0.36T+60≤P≤0.75T+72的关系式。

技术领域

本发明涉及柱状蜂窝结构过滤器及其制造方法。

背景技术

在从柴油发动机及汽油发动机等内燃机中排出的废气中包含有烟灰等粒子状物质(以下记载为PM：Particulate Matter。)。烟灰对人体有害，限制其排放。目前，为了应对废气限制，广泛使用使废气通过具有通气性的小细孔隔壁而对烟灰等PM进行过滤的以DPF及GPF为代表的过滤器。

作为用于捕集PM的过滤器，已知壁流式的柱状蜂窝结构体(以下也称为“柱状蜂窝结构过滤器”。)，其具备多个第一隔室和多个第二隔室，其中，多个第一隔室在高度方向上从入口侧底面延伸至出口侧底面，且入口侧底面呈开口而在出口侧底面具有封孔部，多个第二隔室以夹着隔壁的方式与第一隔室相邻配置，在高度方向上从入口侧底面延伸至出口侧底面，且在入口侧底面具有封孔部而出口侧底面呈开口。

近年来，随着废气限制的强化，引入了更严格的PM排出基准(PN限制：ParticleMatter的个数限制)，要求过滤器具有PM的高捕集性能(PN高捕集效率)。因此，提出了在隔室的表面另外形成用于捕集PM的层。

专利文献1中记载有一种集尘用蜂窝过滤器的制造方法，其在蜂窝状的多孔质基材的表面形成至少1层气孔径比该多孔质基材的气孔径小的多孔质膜，所述集尘用蜂窝过滤器的制造方法的特征在于，向所述多孔质基材的隔室内部供给由50％粒径(D₅₀：μm)为所述多孔质基材的平均气孔径(P：μm)的2/3倍以上1倍以下、且粒度分布在下式(1)的范围内的骨料粒子制备的浆料，使该浆料中的水分透过所述多孔质基材的气孔而除去，由此成膜，接下来，进行烧成。

D₅₀/(D₅₀－D₁₀)≥1.5…(1)

(其中，D₅₀：50％粒径(μm)、D₁₀：10％粒径(μm))

另外，专利文献1中记载有一种集尘用蜂窝过滤器，其中，在蜂窝状的多孔质基材的表面形成有至少1层气孔径比该多孔质基材的气孔径小的多孔质膜，所述集尘用蜂窝过滤器的特征在于，所述多孔质膜中的第1层多孔质膜由50％粒径(D₅₀：μm)为所述多孔质基材的平均气孔径(P：μm)的2/3倍以上1倍以下且粒度分布在下式(1)的范围内的骨料粒子构成，并且，平均膜厚为所述50％粒径的3倍以上。

D₅₀/(D₅₀－D₁₀)≥1.5…(1)

(其中，D₅₀：50％粒径(μm)、D₁₀：10％粒径(μm))

根据专利文献1，通过使用由平均粒径及粒度分布在规定范围内的骨料粒子制备的浆料进行成膜，能够以简单的装置容易地制造出捕捉效率高、压力损失小的蜂窝过滤器，还能够以均一的品质制造出大量的过滤器。

专利文献2中记载有一种多层结构蜂窝过滤器的制造方法，其中，向具有蜂窝结构的基材的各隔室供给平均粒径为该基材的平均气孔径的2/3倍以上1倍以下的陶瓷粒子的浆料，使该浆料中的水分透过该基材的气孔而除去，从而使该陶瓷粒子附着于该基材的表面，接下来，进行烧成，由此在该基材的表面形成涂层。