[發明專利]濾芯和陶瓷濾芯的生產方法

有效

• 申請號: 201080007390.5
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN102316956A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: J·林哈特;K·利希滕瓦爾特;S·奧特巴赫
• 申請（專利權）人: 曼·胡默爾有限公司
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00;B01D46/52
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曹若;楊國治

技術領域

本發明涉及內燃機廢氣過濾器中的陶瓷濾芯的生產方法。本發明尤其涉及一種陶瓷柴油微粒過濾器。

背景技術

在日本專利JP?63134020?A的摘要中描述了一種用于內燃機廢氣過濾器的陶瓷濾芯，該濾芯由波紋形、螺旋形纏繞的過濾幅材構成。生產過濾幅材的方法是在一種水性懸浮液中將耐熱的無機纖維與陶瓷粉末混合，將其加工成幅材。將多層疊置的幅材卷繞成所需的過濾體型坯，同時在相鄰的過濾幅材之間形成蜂窩狀流道，接著在高溫下燒制過濾體。

WO?2006/005668公開了一種內燃機廢氣過濾器中的陶瓷濾芯的生產方法。首先用一種陶瓷漿料浸漬可以燒制的非陶瓷載體幅材，接著以所需的幾何形狀進行燒制，直至載體幅材燃盡，并且形成剛性的過濾體。

按照這種方法所述，成品陶瓷的壁厚基本上等于載體幅材的厚度。原紙的結構同樣也會影響陶瓷的孔隙度。

所述方法的缺點在于，無法生產具有可變壁厚、孔隙度和蜂窩密度的濾芯。

本發明尤其涉及生產陶瓷濾芯作為柴油微粒過濾器和用于內燃機的微粒過濾器以及作為催化劑載體的陶瓷載體。

按照本發明的首選方法，首先將一種非陶瓷介質(例如紙，尤其是包含纖維素的紙)成形，例如使其成為卷繞體。所述卷繞體可以包括一個平層和一個波紋層。然后用一種陶瓷料、例如用一種陶瓷漿料浸漬該型坯，例如浸漬卷繞體，然后燒制或燒結浸漬后的型坯，這時就可以去除或者轉化有機成分，例如包括纖維素纖維的紙。

發明內容

本發明的任務在于，提供一種內燃機廢氣過濾器中的陶瓷濾芯尤其是柴油微粒過濾器的生產方法，所述方法可以在濾芯中實現可變的壁厚、孔隙度和蜂窩密度，從而使得陶瓷濾芯更加靈活、更好地適應用途和使用條件。

采用權利要求1所述的陶瓷濾芯生產方法以及權利要求所述的陶瓷濾芯，即可解決這些任務。

本發明提供一種用于內燃機廢氣過濾器、尤其用于柴油微粒過濾器并且/或者作為催化劑載體的陶瓷濾芯的生產方法。按照所述的方法，使用一種陶瓷漿料浸漬原紙載體幅材，接著對其進行燒制。所使用的原紙載體幅材在其寬度和/或者長度上可以具有不同的厚度和/或者結構。

本發明提供一種用于內燃機廢氣過濾器尤其是柴油微粒過濾器并且/或者作為催化劑載體的陶瓷濾芯，所述陶瓷濾芯在其長度和/或者直徑上具有不同的厚度和/或者結構。

在卷繞方向和/或者垂直于卷繞方向可以改變例如厚度、孔隙度、孔分布、纖維直徑分布、纖維剖面、纖維混合比(例如含有纖維素的合成纖維)和/或者一層或多層原紙載體幅材的單位面積重量，例如結合成為半成品的一個平層和一個波紋層的單位面積重量。

卷繞方向相當于成品濾芯的徑向方向。垂直于卷繞方向相當于成品濾芯的輸入端至輸出端的縱向軸線。

紙厚度適宜在0.2～0.5mm之間變化，孔隙度適宜在50～100之間，孔分布適宜在10μm～100μm之間。纖維直徑或者其截面適宜大于500μm。單位面積重量適宜在40g/m²～150g/m²之間變化。

本發明所述的紙表示不同的紙類介質，尤其表示非陶瓷介質，在一層或多層原紙載體幅材層中，例如在一個平層和/或者波紋層中，原紙載體幅材在卷繞方向的厚度可以逐漸增大或者減小，這樣就能形成具有可變過濾層厚度的濾芯。使用陶瓷漿料浸漬原紙載體幅材，然后進行燒結，即可將原紙載體幅材的厚度轉變為陶瓷中的相應層厚度。如果厚度逐漸增大，濾芯在徑向外側區域內的壁厚就會大于徑向內側區域內的壁厚。

作為替代或者組合方案，紙的厚度也可以垂直于卷繞方向逐漸增大或者減小，這樣濾芯就能產生例如輸入側壁厚大于輸出側的濾芯。

正如原紙載體幅材的厚度一樣，也可以將其結構特性傳遞到陶瓷體的結構特性。

迄今為止還沒有在一個構件中具有不同壁厚和/或者孔隙度的柴油微粒過濾器(DPF)。通常以單體或者多元方式擠出標準型陶瓷柴油微粒過濾器。受原理限制，擠出工藝無法在構件的長度上產生可變的壁厚和/或者孔隙度。

按照本發明所述，現在生產一種專用原紙，該原紙在造紙過程中就已在寬度或者長度上具有不同的厚度和/或者結構或開度(開孔)。使用陶瓷漿料浸漬之后，就會在陶瓷濾芯中形成不同的厚度和/或者孔隙度。這不僅可用于波紋層，而且也單獨可用于覆蓋層，并且允許有不同的變化。