[發明專利]陶瓷多孔體和集塵用過濾器

有效

• 申請號: 201910144098.0
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN110314449B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 堀本類;伊藤光宏;川上顯史;神有輝;野口廣昭
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;李偉

一種陶瓷多孔體，具備包含骨料和粘結劑的骨架部、以及形成于骨架部之間且流體可流通的細孔部。該陶瓷多孔體的細孔部在與流體的流通方向平行的方向的截面中滿足下述式(1)和(2)。L1/L2≥0.92(1)L1+L2≤27μm(2)式中，L1為流體的流通方向的細孔部的平均長度，L2為與流體的流通方向正交的方向的細孔部的平均長度。

技術領域

本發明涉及陶瓷多孔體和集塵用過濾器。

背景技術

由柴油發動機、汽油發動機等內燃機或各種燃燒裝置等排出的廢氣中大量含有煤煙等粒子狀物質(以下，也稱為“顆粒物(Particulate Matter)”或“PM”)。如果該PM直接釋放到大氣中，則會引起環境污染，因此在廢氣的排氣系統中搭載了用于捕集PM的集塵用過濾器(以下，也稱為“顆粒物過濾器”)。例如，作為用于凈化由柴油發動機或汽油發動機排出的廢氣的集塵用過濾器，可舉出柴油顆粒物過濾器(DPF)、汽油顆粒物過濾器(GPF)等。在這樣的DPF和GPF中使用了具有由隔壁區劃形成了從第1端面貫通到第2端面而形成廢氣的流路的多個隔室的蜂窩結構的陶瓷多孔體。

另外，上述廢氣中還含有NOx、CO和HC等有害物質。降低廢氣中的有害物質的量而凈化廢氣時，廣泛使用催化反應。在利用這樣的催化反應的廢氣的凈化中，作為用于擔載催化劑的催化劑載體，也使用具有上述的蜂窩結構的陶瓷多孔體。

然而，對于在集塵用過濾器中使用的陶瓷多孔體，隨著它的使用，煤煙等粒子狀物質會堆積在表面或內部。其結果，陶瓷多孔體的壓力損失變大，作為集塵用過濾器的功能降低。因此，為了使作為集塵用過濾器的功能再生，以定期的間隔進行使堆積于陶瓷多孔體的表面或內部的粒子狀物質燃燒而除去的處理。

然而，以往的陶瓷多孔體由于熱傳導率小，因此在使堆積于陶瓷多孔體的表面或內部的粒子狀物質燃燒時產生局部發熱，存在無法將粒子狀物質充分除去的問題。

因此，申請人在專利文獻1中提出了具備包含碳化硅粒子等骨料和金屬硅等粘結劑的骨架部、以及形成于骨架部之間且流體可流通的細孔部的陶瓷多孔體來提高陶瓷多孔體的熱傳導率。

然而，專利文獻1的陶瓷多孔體存在粘結劑與骨料的浸潤性并不良好的情況，粘結劑與骨料的接觸面積變小，結果強度和熱傳導率降低。

因此，申請人在專利文獻2中提出了一種通過提高粘結劑與骨料的浸潤性來提高強度和熱傳導率的陶瓷多孔體。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-201082號公報

專利文獻2：日本特開2002-356383號公報

發明內容

專利文獻2的陶瓷多孔體具有使多種骨料與一種粘結劑接觸的二次組織粒子(區域，domain)相互結合而得到的結構，由于區域彼此的間隙而使細孔直徑變大。然而，該陶瓷多孔體存在細孔的連接性不充分的情況，作為過濾器使用時，壓力損失變高。因此，這樣的結構的陶瓷多孔體用作集塵用過濾器時，在使用時，壓力損失會在早期增大，有時必須頻繁進行再生處理。另外，一般在集塵用過濾器中使用的陶瓷多孔體常常以堆積有粒子狀物質的狀態使用，因此需要抑制堆積有粒子狀物質的狀態下的壓力損失的增大。

另一方面，作為抑制壓力損失增大的方法，可以考慮提高陶瓷多孔體的氣孔率，但該方法中存在陶瓷多孔體的強度和熱傳導率降低的趨勢。另外，也可以考慮增大陶瓷多孔體的平均細孔直徑，但存在粒子狀物質的泄露個數增加的趨勢。這樣，僅單純控制陶瓷多孔體的氣孔率或平均細孔直徑時，雖然能夠抑制壓力損失的增大，但另一方面產生了各種問題。

本發明是為了解決如上所述的問題而做出的，目的在于提供粒子狀物質的泄露個數較少且能夠抑制使用時的壓力損失增大的陶瓷多孔體和集塵用過濾器。