[發明專利]蜂窩結構體、蜂窩結構型催化劑以及制造方法

在審

• 申請號: 201710398391.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107774325A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 山田貴志;石川新吾;高橋禎憲;關山和弘
• 申請（專利權）人: 恩億凱嘉股份有限公司
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J32/00;B01J23/40;B01J35/04;B01J37/02;B01J37/08;F01N3/022;F01N3/28
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所(普通合伙)11216
• 代理人: 劉淼

技術領域

本發明涉及蜂窩結構體、蜂窩結構型催化劑以及制造方法，更具體涉及在進行擔載催化劑的洗涂時可防止催化劑漿料浸出于外皮部分的蜂窩結構體、在用作汽油顆粒過濾器(GPF)之時可確保外皮部分的通氣性并且沒有產生裂紋的蜂窩結構型催化劑以及制造方法。

背景技術

在汽車的廢氣中，包含氮氧化物(NOx)、源自燃料的未燃燒的烴(HC)、一氧化碳(CO)等各種各樣的有害成分，在將其凈化方面，從前以來提出并實施了各種各樣的技術。

在廢氣的產生源方面，存在有汽油汽車，此外還存在有搭載了使用輕油作為燃料的柴油發動機的柴油汽車。關于由柴油汽車排出的廢氣，除了知曉有前述的NOx、HC、CO之外，還知曉有作為微粒成分而言的PM(顆粒物)，作為這樣的PM的凈化用裝置，廣泛使用了DPF(柴油機顆粒過濾器)。

DPF是也被稱作壁流蜂窩過濾器的廢氣凈化用過濾裝置的總稱，其結構是如下的蜂窩結構：包含從入口端部朝向出口端部被間隔壁隔開的多個孔格，并且該孔格在入口端部與出口端部交替地進行了封孔。構成孔格的間隔壁具有通氣性，通過利用該通氣性從廢氣中濾取PM從而去除了PM。

利用DPF從廢氣中濾取了的PM，若不經處理，則持續堆積于DPF而引起堵眼，因而利用廢氣的熱，或者通過將燃料噴射向發動機的燃燒室和/或廢氣中，從而將PM進行燃燒而將堆積了PM的DPF進行了再生。出于促進這樣的再生的目的，有時會將催化劑成分被覆于DPF的孔格間隔壁，有時會將被覆了催化劑成分的DPF稱為CSF(催化碳煙過濾器)。本申請人也提出了組入了這些催化劑的系統(例如參照專利文獻1)。

以往，在柴油汽車方面較多地要求了將廢氣中的PM進行凈化，這是由于使用難以燃燒的輕油；在使用容易燃燒并且產生的PM量也少的燃料的汽油汽車方面，作為環境問題而言迄今為止沒有特別地受到注目。

然而，人們對于環境問題的關心正在變高，對于廢氣中的有害成分的管制的嚴厲性也在增加，在由汽油汽車排出的PM方面，也存在限制其排出量的趨勢。特別是近年來，市場對于燃料效率的關心也高，在汽油發動機方面，在致密的控制的基礎上將汽油直接噴霧供給于燃燒室內的直噴型發動機正在成為主流。然而，在這樣的直噴型汽油發動機(GDI：Gasoline Direct Injection)方面，在噴霧出的汽油的一部分保持了微粒狀態的情況下燃燒室內成為燃燒狀態，由于是顆粒狀的燃料因而變為不完全燃燒，因而與從進氣歧管供給燃料與空氣的混合氣體的以往的汽油汽車相比而言，有時會產生很多的PM，排出管制的必要性也更加增加現實意義。

在去除由這樣的汽油汽車排出的PM的方面，也可考慮與柴油汽車用的DPF同樣地使用壁流蜂窩過濾器，但是考慮到汽油汽車的特性，基于以下那樣的理由，難以將柴油汽車用的DPF直接轉用。

作為汽油汽車與柴油汽車的大的差異之一，列舉廢氣的流速。在柴油發動機中，對以高壓力壓縮的空氣噴射燃料，在其壓力的作用下使燃料著火、爆發，從而輸出了運動能量。是高壓縮且效率好的發動機，但是由于制成高壓縮的狀態，因而發動機的轉速比汽油汽車低，因此排放氣體的流速也遲緩。在針對流速這樣遲緩的廢氣用途而設計出的DPF方面，無需對蜂窩結構的外部側面(以下，有時會稱為“外皮部分”)也要求通氣性，以往在DPF方面為了提高蜂窩結構體的強度，因而由致密的高強度陶瓷材料構成外皮部分。另外，在柴油汽車方面由于發動機的轉速通常低，因而與汽油汽車相比而言行駛中的廢氣的溫度也低。

然而，汽油發動機排出的廢氣的狀況與柴油發動機的情況不同。在汽油發動機中，為了利用火花塞使得混合氣體著火，因而與一般的柴油發動機相比而言壓縮比小。因此，可使得發動機以高旋轉進行運轉，獲得高輸出功率。進一步，近年來根據與提高燃料效率相關的市場的要求，因而以車輛的輕型化為目的，在高輸出功率發動機方面也存在有小型化的傾向。為了利用小型發動機而獲得高輸出功率，因而需要使發動機以高旋轉進行運轉，或者需要利用增壓器將大量的空氣供給于氣缸內，但是以高旋轉和/或增壓狀態進行了運轉的發動機所排出的廢氣的流速進一步變快。在這樣的流速快的廢氣中使用了以往那樣的DPF時，則背壓升高，阻礙發動機輸出功率的提高。

另外，如DPF那樣在蜂窩結構體的外皮部分(以下，亦稱為外周壁)制作其它材料的壁時，則在行駛中的溫度也變得比柴油發動機高的汽油發動機用催化劑中，因熱膨脹系數之差異等而導致產生裂紋的問題也令人擔憂，優選為一體成型。