[發明專利]封孔蜂窩結構體的制造方法

無效

• 申請號: 201110103487.2
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102249725A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 佐藤史治;板津研
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/622
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;於毓楨

技術領域

本發明涉及封孔蜂窩結構體的制造方法，所述封孔蜂窩結構體具有由多孔質體形成的基材以及設置于該基材的表面的用于捕集粒子狀物質的捕集層。

背景技術

在從柴油發動機等內燃機、各種燃燒裝置等排出的氣體中，大量地包含有以煙灰(soot)為主體的粒子狀物質(Particulate?Matter(PM))。如果此PM直接地排放于大氣中，那么會引起環境污染，因此在廢氣的流路中搭載用于捕集PM的過濾器裝置。

作為成為這樣的過濾器裝置的中心的過濾器元件，可使用例如封孔后的蜂窩結構體(封孔蜂窩結構體)。該封孔蜂窩結構體具有通過隔壁(該隔壁由具有多個細孔的陶瓷的多孔質體形成)區劃形成的、成為氣體的流路的多個孔格(呈現蜂窩結構)，并將鄰接的多個孔格的一側的開口端和另一側的開口端相互交錯地進行封孔。將此封孔蜂窩結構體裝罐(キャニング)，如果使廢氣從一個孔格的開口端流入，那么廢氣通過隔壁而從鄰接的孔格的另一側的開口端流出，在此時PM被捕集于隔壁，廢氣被凈化。

但是，對于這樣的封孔蜂窩結構體而言，由于PM侵入到多孔質體(基材)的內部而堵塞細孔，因而壓力損耗(壓降)容易急劇增加。因此，為了抑制壓降，例如在專利文獻1、2公開了新結構的封孔蜂窩結構體或者用于該用途的過濾器元件。這些封孔蜂窩結構體(過濾器元件)的共同特征為：在多孔質體(基材)的表面，設置用于捕集PM的捕集層，在該捕集層的作用下，防止PM對基材內部的侵入，從而抑制壓降的上升。而且，在專利文獻1、2也公開了該新的封孔蜂窩結構體的制造方法。

專利文獻1的課題在于制造一種過濾器元件：其為在多孔質體的一個側面上一體地具備有過濾層的由陶瓷材料形成的過濾器元件，在多孔質體和過濾層的接合部的邊界不存在致密的中間層，壓力損耗低，且堵塞少。為了解決此課題，在專利文獻1中，借助于氣流將陶瓷粒子搬運至多孔質體的一個側面而附著，同時對所附著的陶瓷粒子賦予水分(水或蒸汽)而吸附于多孔質體的一個側面，使粒子相互適度地凝集而以二次粒子的狀態來附著，從而防止陶瓷粒子侵入到多孔質體的氣孔內而形成致密的中間層。具體而言，使過濾層的細孔徑小于多孔質體的平均細孔徑，使(形成過濾層的)陶瓷粒子的平均粒徑為多孔質體的平均細孔徑的1/2～2/3。另外，通過用鼓風機將空氣和陶瓷粒子吸引，從而制膜出過濾層，使陶瓷粒子通過多孔質體的上游側與下游側的壓差而附著于多孔質體。

專利文獻2的課題在于提供用作過濾器時的壓力損耗與捕集效率的平衡性優異的封孔蜂窩結構體及其制造方法。為了解決此課題，在專利文獻2中規定有：作為物體(封孔蜂窩結構體)，具有固著于其隔壁的表面的陶瓷粒子，該陶瓷粒子的平均粒徑為隔壁平均細孔徑的1.5倍以上、200μm以下，并且在從中心軸到外周為止的長度的1/2的范圍內的隔壁的表面分布陶瓷粒子，隔壁的氣孔率為50％～80％、平均細孔徑為15μm～40μm等。另外，作為制造方法，規定有通過流體(氣體)將陶瓷粒子從至少一側的端面送入到孔格內、使用在對蜂窩結構體進行加工時生成的陶瓷粒子等。

專利文獻1：日本特開平10-249124號公報

專利文獻2：日本特開2006-685號公報

發明內容

然而，對于上述專利文獻1、2中公開的制造方法而言，所投入的原料(陶瓷粒子)不能高效地形成捕集層，浪費原料，需要長時間來形成所希望量的膜。另外，為了不浪費原料，便需要進行重新利用的設備、工序。進一步，在制膜之際，如果搬運陶瓷粒子的氣體之中包含的該陶瓷粒子的量多，那么陶瓷粒子彼此容易凝集，會在陶瓷粒子不均勻地堆積、產生偏聚(偏積)的狀態下來制膜。

就本發明而言，鑒于這樣的現有技術所存在的問題而開發，其課題在于提供如下手段：所投入的原料(陶瓷粒子)高效地用于形成捕集層，不浪費原料，不需要原料的重新利用，且在成為捕集層的膜的制膜上不需要時間，并且，陶瓷粒子均勻地堆積，從而獲得形成有均質的捕集層的蜂窩結構體。經過反復研究，結果發現通過以下的手段此課題得以解決，從而完成本發明。

即，根據本發明提供封孔蜂窩結構體的制造方法，其具有如下過程：在封孔蜂窩結構體的一側的端面側，將陶瓷粒子和氣體混合，從封孔蜂窩結構體的另側的端面側吸引混合有陶瓷粒子的氣體，從而將混合于該氣體的陶瓷粒子送入封孔蜂窩結構體的孔格內，使該陶瓷粒子附著于封孔蜂窩結構體的孔格內的表面。

在本說明書中，將混合了陶瓷粒子的氣體稱為懸浮微粒(aerosol)。另外，將單位體積的氣體中的、混合于該氣體的陶瓷粒子的質量，稱為懸浮微粒密度。即，懸浮微粒密度＝陶瓷粒子的質量/氣體的體積。