陶瓷蜂窝过滤器的制造方法技术

本发明专利技术的陶瓷蜂窝过滤器的制造方法具有：对具有含滑石、硅石、矾土源及高岭土的堇青石化原料、及造孔材料的原料粉末进行混炼得到坯土的工序；挤压坯土得到蜂窝状的成形体的工序；对蜂窝状成形体的规定的流路进行封孔形成为陶瓷蜂窝过滤器的工序，硅石具有15～60μm的中位直径，滑石具有10～25μm的中位直径、0.77以上的形态指数，高岭土粒子具有1～81μm的中位直径、0.9以上的分裂指数，其中，分裂指数是根据由X射线衍射测定的(200)面、(020)面、以及(002)面中的各峰值强度值I(200)、I(020)、以及I(002)，而由I(002)/{I(200)+I(020)+I(002)}表示的值，矾土源具有1～6μm的中位直径，造孔材料具有30～70μm的中位直径，堇青石化原料通过孔径在250μm以下的筛网而使用。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年3月30日、申请号为201180017646. 5、专利技术名称为陶 瓷蜂窝过滤器及其制造方法的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于除去柴油机的废气中含有的微粒子的陶瓷蜂窝过滤器的制造方 法。
技术介绍
柴油发动机的废气中含有以由碳质构成的碳黑与由高沸点烃成分构成的S0F成 分（Soluble Organic Fraction:可溶性有机成分）为主成分的 PM(Particulate Matter: 粒子状物质），当上述PM向大气中排出时，可能给人体和环境带来负面影响。因此，一直以 来采取在柴油发动机的排气管的中途安装用于捕集PM的陶瓷蜂窝过滤器的方法。图1以 及图2示出用于捕集废气中的PM而净化废气的陶瓷蜂窝过滤器的一例。陶瓷蜂窝过滤器 10包括：由形成多个流出侧密封流路3以及流入侧密封流路4的多孔质隔壁2、与外周壁1 构成的陶瓷蜂窝结构体；以及将流出侧密封流路3的废气流入侧端面8和流入侧密封流路 4的废气流出侧端面9交替密封为方格花纹的上游侧密封部6a与下游侧密封部6b。 如图2所示，该陶瓷蜂窝过滤器10经支承构件14而被压接把持于金属制收纳容 器12内，并经支承构件13a、13b而沿轴向被夹持收纳。支承构件14 一般由金属网以及/ 或者陶瓷制的垫形成。当将陶瓷蜂窝过滤器10安装于柴油机而使用时，来自发动机、路面 等的机械振动、冲击经支承构件13a、13b以及支承构件14而传递到陶瓷蜂窝过滤器10并 向其施加负载。外径超过200_的大型的陶瓷蜂窝过滤器为了承受更大的基于振动、冲击 的负载，要求维持高强度。 在陶瓷蜂窝过滤器所谋求的特性之中，PM的捕集效率、压力损失、PM的可捕集时 间（从捕集开始到达到一定压力损失的时间）三个尤为重要。特别是捕集效率与压力损失 处于相反的关系，当意欲提高捕集效率时，压力损失增大且可捕集时间缩短，并且当将压力 损失设计为较低时，虽然可捕集时间能够变长，但捕集效率变低。为了满足上述所有相反的 滤器特性，一直以来研究对陶瓷蜂窝结构体的气孔率、气孔直径分布等进行控制的技术。 日本特表2003-534229号公开有一种陶瓷结构体，该陶瓷结构体以堇青石相 为主成分，在25?800°C的条件下具有大于4X10_ 7/°C且小于13X10_7/°C的热膨胀 系数，通气度以及气孔尺寸分布满足式子：2. 108X (通气度）+18. 511 X (全部气孔容 积）+0· 1863X (含有4?40μπι的气孔的全部气孔容积的百分比）> 24.6。 日本特表2007-525612号公开有一种柴油机微粒子过滤器，该柴油机微粒子过滤 器具有小于25 μ m的中间孔直径d50、以及满足Pm彡3. 75的关系的孔尺寸分布以及气孔 率。在此，当以体积为基础的孔尺寸的累积分布为10^^50%以及90%的孔直径分别设为 dlO、d50 以及 d90(dl0 < d50 < d90)时，Pm 由 Pm = 10. 2474(1八（(150)2(%气孔率/100) )}+0· 0366183(d90)-0· 00040119(d90)2+0· 468815(100/%气孔率）2+0· 0297715(d50)+l· 61 639(d50-dl0)/d50 表示。 由于日本特表2003-534229号以及日本特表2007-525612号所记载的技术规定为 仅将由水银压入法测定的细孔的结构（大小以及分布）形成在规定的范围内，因此难以设 计能够高效地捕集特别是被认为对人体的影响大的纳米尺寸的PM、并且将压力损失维持为 较低的陶瓷蜂窝过滤器。 日本特开2006-095352号公开有一种由多孔质的基材形成隔壁的蜂窝过滤器，在 该蜂窝过滤器中，气孔率为45?70%，所述基材的根据由水银压入法测定的平均细孔直径 Α(μπι)、以及由泡点法测定的平均细孔直径Β(μπι)而求出的平均细孔直径差率[{(A-B)/ Β}Χ 100]在35%以下，平均细孔直径Β为15?30 μ m，并且由泡点法测定的最大细孔直径 在150μπι以下。 日本特开2006-095352号记载有：由水银压入法测定的平均细孔直径Α是反映隔 壁表面的细孔的平均直径的值，由泡点法测定的平均细孔直径B是反映隔壁内的最小直径 的细孔直径的值，在具有图4(a)所记载的隔壁内部的直径小、隔壁表面的直径大的细孔结 构的隔壁的情况下，由泡点法测定的平均细孔直径B与由水银压入法测定的平均细孔直径 A相比为非常小的值，另一方面，在具有图4(b)所记载的隔壁内部的直径与隔壁表面的直 径相等的细孔结构、以及图4(c)所记载的隔壁内部的直径大、隔壁表面的直径小的细孔结 构的隔壁的情况下，由水银压入法以及泡点法测定的平均细孔直径A以及B形成为不怎么 变化的值。 日本特开2006-095352号记载有：所述平均细孔直径差率在35%以下，即由水银 压入法测定的平均细孔直径A与由泡点法测定的平均细孔直径B之差小的隔壁具有如下结 构：隔壁表面的直径比隔壁内部的直径大的细孔（图4(a))少，隔壁表面的直径相对于隔壁 内部的直径之比比较小，即隔壁内部的直径与隔壁表面的直径相等的细孔（图4(b))、以及 隔壁表面的直径比隔壁内部的直径小的细孔（图4(c))多。即，日本特开2006-095352号 所记载的蜂窝过滤器由图4(b)以及图4(c)所示的具有较多的细孔的隔壁构成。 由于日本特开2006-095352号的实施例所记载的蜂窝过滤器的由泡点法测定的 最大细孔直径在129?145 μ m的范围内，因此预料到隔壁内部的细孔直径更大。因此，虽 然压力损失变小，但存在特别是被认为对人体的影响大的纳米尺寸的PM的捕集效率低的 问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种，该陶瓷蜂窝过滤 器能够维持低压力损失，并且能够改善PM捕集效率，尤其能够改善纳米尺寸的PM捕集效 率。 用于解决问题的方法 制造陶瓷蜂窝过滤器的本专利技术的方法具有：对具有含滑石、硅石、矾土源以及高岭 土的堇青石化原料、以及造孔材料的原料粉末进行混炼而得到坯土的工序；挤压所述坯土 而得到蜂窝状的成形体的工序；以及对所述蜂窝状成形体的规定的流路进行封孔而形成为 陶瓷蜂窝过滤器的工序，其特征在于， 所述娃石具有15?60 μ m的中位直径， 所述滑石具有10?25 μ m的中位直径、以及0. 77以上的形态指数， 所述高岭土粒子具有1?8μπι的中位直径、以及0.9以上的分裂指数（其中，分 裂指数是根据由X射线衍射测定的（200)面、（020)面、以及（002)面中的各峰值强度值 I (20(1)、I (CI2CI)、以及 I (CICI2)，而由 I (￠1(12)/{I (2(1(1)+1 (￠12(1) + 1 (￠1(12)}表不的值）， 所述研^土源具有1?6 μ m的中位直径， 所述造孔材料具有30?70 μ m的中位直径， 所述堇青石化原料通过孔径在250 μ m以下的筛网而使用。 优选在表示所述造孔材料的粒子直径与累积体积之间的关系的曲线中，相当于全 部体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷蜂窝过滤器的制造方法，该陶瓷蜂窝过滤器的制造方法具有：对具有含滑石、硅石、矾土源以及高岭土的堇青石化原料、以及造孔材料的原料粉末进行混炼而得到坯土的工序；挤压所述坯土而得到蜂窝状的成形体的工序；以及对所述蜂窝状成形体的规定的流路进行封孔而形成为陶瓷蜂窝过滤器的工序，其特征在于，所述硅石具有15～60μm的中位直径，所述滑石具有10～25μm的中位直径、以及0.77以上的形态指数，所述高岭土粒子具有1～8μm的中位直径、以及0.9以上的分裂指数，其中，分裂指数是根据由X射线衍射测定的(200)面、(020)面、以及(002)面中的各峰值强度值I(200)、I(020)、以及I(002)，而由I(002)/{I(200)+I(020)+I(002)}表示的值，所述矾土源具有1～6μm的中位直径，所述造孔材料具有30～70μm的中位直径，所述堇青石化原料通过孔径在250μm以下的筛网而使用。

【技术特征摘要】
2010.04.01 JP 2010-0851791. 一种陶瓷蜂窝过滤器的制造方法，该陶瓷蜂窝过滤器的制造方法具有：对具有含滑 石、硅石、矾土源以及高岭土的堇青石化原料、以及造孔材料的原料粉末进行混炼而得到坯 土的工序；挤压所述坯土而得到蜂窝状的成形体的工序；以及对所述蜂窝状成形体的规定 的流路进行封孔而形成为陶瓷蜂窝过滤器的工序，其特征在于， 所述娃石具有15?60 μ m的中位直径， 所述滑石具有10?25 μ m的中位直径、以及0. 77以上的形态指数， 所述高岭土粒子具有1?8 μ m的中位直径、以及0. 9以上的分裂指数，其中，分裂指 数是根据由X射线衍射测定的（200)面、（020)面、以及（002)面中的各峰值强度值I(2QQ)、 I...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎俊二，石泽俊崇，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP