陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器技术

本发明专利技术提供一种陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器，所述陶瓷多孔体的耐久性优异，并且，在用作集尘用过滤器的情况下，能够提高废气净化性能。陶瓷多孔体具备骨架部和细孔部，该骨架部包含骨料及粘结材料，该细孔部形成于骨架部之间，且能够供流体流通。该陶瓷多孔体的细孔部中，细孔径为10～15μm的细孔的细孔容积率为4～17％。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器
本专利技术涉及陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器。
技术介绍
从柴油发动机、汽油发动机等内燃机、各种燃烧装置等中排出的废气中包含大量的烟灰等粒子状物质(以下也称为“颗粒物”或“PM”)。如果该PM直接释放到大气中，则引起环境污染，因此，在废气的排气系统中搭载有用于捕集PM的集尘用过滤器(以下也称为“颗粒过滤器”)。作为集尘用过滤器，例如可以举出从柴油发动机、汽油发动机中排出的废气的净化用的柴油颗粒过滤器(DPF)、汽油颗粒过滤器(GPF)等。上述DPF及GPF使用具有通过隔壁而区划形成多个隔室的蜂窝结构的陶瓷多孔体，该多个隔室从第一端面贯通至第二端面，形成废气的流路。并且，要求该用途中使用的陶瓷多孔体具有提高PM的捕集率的细孔结构。另外，上述集尘用过滤器所使用的陶瓷多孔体随着使用而在表面或内部堆积烟灰等粒子状物质。结果，陶瓷多孔体的压力损失增大，无法充分得到作为集尘用过滤器的捕集能力。因此，出于使作为集尘用过滤器的捕集能力再生的目的，进行使堆积于陶瓷多孔体的表面或内部的粒子状物质定期燃烧而除去的再生处理。从稳定地进行该再生处理的观点出发，还要求陶瓷多孔体具有针对再生处理的耐久性。另外，上述废气中还包含NOx、CO及HC等有害物质。在减少废气中的有害物质的量并净化废气时，广泛使用催化反应。在上述利用了催化反应的废气净化中，作为用于担载SCR催化剂等废气净化催化剂的载体，也使用上述具有蜂窝结构的陶瓷多孔体。并且，从提高废气净化性能的观点出发，要求该用途中使用的陶瓷多孔体具有能够担载大量废气净化催化剂的细孔结构。作为如上所述的用途中使用的现有的陶瓷多孔体，例如专利文献1中提出了如下陶瓷多孔体，其中，中值细孔径(d50)为10μm以上，(中值细孔径(d50)－中值细孔径(d10))/中值细孔径(d50)的值小于0.8，总气孔率中少于5％由细孔径小于1.0μm的细孔形成。另外，专利文献2中提出如下陶瓷多孔体，其中，每单位体积的、细孔径为15μm以下的细孔容积及细孔径为40μm以上的细孔容积分别为0.7cc/cc以下。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第5897242号公报专利文献2：日本特许第4954705号公报
技术实现思路
然而，专利文献1及2中记载的陶瓷多孔体虽然着眼于细孔结构，但是不能说它们的细孔结构是最佳的。因此，在将该陶瓷多孔体作为集尘用过滤器进行使用的情况下，存在废气净化性能并不充分的问题。应予说明，本说明书中“废气净化性能”的含义包括：PM的捕集性能及NOx等有害物质的净化性能。本专利技术是为了解决如上所述的问题而实施的，其目的在于，提供耐久性优异、且在用作集尘用过滤器的情况下能够提高废气净化性能的陶瓷多孔体及其制造方法。另外，本专利技术的目的在于，提供耐久性优异、且废气净化性能高的集尘用过滤器。本专利技术的专利技术人为了解决如上所述的问题进行了潜心研究，结果注意到：陶瓷多孔体的细孔径为10～15μm的细孔容积率与耐久性及废气净化性能密切相关，并发现：将陶瓷多孔体的细孔径为10～15μm的细孔容积率控制在特定的范围内，由此能够使耐久性及废气净化性能得到提高，以至完成本专利技术。即，本专利技术是一种陶瓷多孔体，其具备骨架部和细孔部，该骨架部包含骨料及粘结材料，该细孔部形成于所述骨架部之间，且能够供流体流通，所述细孔部中，细孔径为10～15μm的细孔的细孔容积率为4～17％。另外，本专利技术是一种陶瓷多孔体的制造方法，其包括以下工序：将包含骨料、粘结材料、烧成助剂、造孔剂及粘合剂的坯土成型而得到成型体的工序、以及对所述成型体进行烧成的工序，所述骨料的体积基准下的累积粒度分布中，50％粒径D50为15～30μm，且(90％粒径D90－10％粒径D10)/50％粒径D50为1.0以下，所述烧成助剂的配合量相对于所述骨料及所述粘结材料的合计100质量份而言为1.0～4.0质量份。此外，本专利技术是具有所述陶瓷多孔体的集尘用过滤器。专利技术效果根据本专利技术，能够提供耐久性优异、且在用作集尘用过滤器的情况下能够提高废气净化性能的陶瓷多孔体及其制造方法。另外，根据本专利技术，能够提供耐久性优异、且废气净化性能高的集尘用过滤器。附图说明图1是实施方式1的陶瓷多孔体的SEM照片。图2是示意性地表示实施方式2的陶瓷多孔体的立体图。图3是示意性地表示实施方式2的陶瓷多孔体的与隔室延伸的方向平行的截面的截面图。图4是应用了实施方式2的陶瓷多孔体的蜂窝催化器中的、将与隔室延伸的方向正交的截面的一部分放大的局部放大截面图。符号说明1…隔壁、2…隔室、2a…流入隔室、2b…流出隔室、8…封孔部、11…第一端面、12…第二端面、15…接合层、17…蜂窝单元、20…外周涂层、22…催化剂、100…蜂窝结构体。具体实施方式以下，对本专利技术的陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器的优选实施方式具体地进行说明，但是，本专利技术并不限定于此进行解释，只要不脱离本专利技术的主旨，就可以基于本领域技术人员的知识进行各种变更、改良等。各实施方式中公开的多个构成要素可以通过适当的组合而形成各种专利技术。例如，可以从实施方式中所示的全部构成要素中删除若干构成要素，也可以将不同实施方式的构成要素进行适当组合。(实施方式1)图1是本实施方式的陶瓷多孔体的SEM照片。如图1所示，本实施方式的陶瓷多孔体具备骨架部和细孔部，该骨架部包含骨料及粘结材料，该细孔部形成于骨架部之间，且能够供流体流通。此处，细孔部的细孔径及细孔容积率与陶瓷多孔体的耐久性、废气净化性能等各种特性相关联，如果提高细孔径较小的细孔的细孔容积率，则耐久性提高，但存在NOx等有害物质的净化性能降低的趋势。特别是，以往认为，在细孔径为15μm以下的较小的细孔中，废气不易流动，对提高有害物质的净化性能而言几乎没有帮助，因此，希望细孔径为15μm以下的较小的细孔的细孔容积率较低。然而，根据本专利技术的专利技术人的研究结果可知：细孔径为10～15μm的细孔对有害物质净化性能的影响较大，控制其细孔容积率对于提高有害物质的净化性能是有效的。因此，本实施方式的陶瓷多孔体中，将细孔径为10～15μm的细孔的细孔容积率控制在4～17％。通过使该细孔容积率在上述的范围内，能够同时提高有害物质的净化性能及耐久性。另外，从稳定地得到上述效果的观点出发，该细孔容积率优选为5～13％。此处，本说明书中“细孔径”是指：依据JISR1655：2003并通过水银压入法求出的细孔分布中的细孔径。另外，细孔径小于10μm的细孔对于提高有害物质的净化性能几乎没有帮助，因此，希望细孔径小于10μm的细孔较少。因此，细孔径小于10μm的细孔的细孔容积率优选为9.5％以下，更优选为7％以下。通过使该细孔容积率为上述的范围，能够使有害物质的净化性能得到提高。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷多孔体，其特征在于，具备：/n骨架部，该骨架部包含骨料及粘结材料；以及/n细孔部，该细孔部形成于所述骨架部之间，且能够供流体流通，/n所述细孔部中，细孔径为10～15μm的细孔的细孔容积率为4～17％。/n

【技术特征摘要】
20190328 JP 2019-064889;20200325 JP 2020-0542821.一种陶瓷多孔体，其特征在于，具备：
骨架部，该骨架部包含骨料及粘结材料；以及
细孔部，该细孔部形成于所述骨架部之间，且能够供流体流通，
所述细孔部中，细孔径为10～15μm的细孔的细孔容积率为4～17％。


2.根据权利要求1所述的陶瓷多孔体，其特征在于，
所述陶瓷多孔体的气孔率为55％以上。


3.根据权利要求1或2所述的陶瓷多孔体，其特征在于，
所述细孔部中，细孔径小于10μm的细孔的细孔容积率为9.5％以下。


4.根据权利要求1～3中的任一项所述的陶瓷多孔体，其特征在于，
所述细孔部中，细孔径超过40μm的细孔的细孔容积率为17％以下。


5.根据权利要求1～4中的任一项所述的陶瓷多孔体，其特征在于，
所述骨料为碳化硅、氧化钛或它们的混合物。


6.根据权利要求1～5中的任一项所述的陶瓷多孔体，其特征在于，
所述粘结材料为选自由金属硅、氧化铝及堇青石构成的组中的至少1种。


7.根据权利要求1～6中的任一项所述的陶瓷多孔体，其特征在于，
在所述细孔部...

【专利技术属性】
技术研发人员：儿玉优，早川平，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP