微粒过滤器制造技术

本发明专利技术涉及的微粒过滤器包括：具有分隔入侧小室(12)和出侧小室(14)的多孔的分隔壁(16)的壁流结构的基材(10)；和保持在分隔壁(16)内部的洗涂层(20)。该洗涂层(20)包括从排气流入侧(X1)的端部附近以规定的长度和厚度形成的入侧层(22)、和从排气流出侧(X2)的端部附近以规定的长度和厚度形成的出侧层(24)，入侧层(22)与出侧层(24)部分重叠。并且，该微粒过滤器的入侧层(22)实质上不含贵金属催化剂，出侧层(24)含有贵金属催化剂。由此，容易提高入侧区域的PM捕集性能，并且能够将出侧区域的气体流通性(压损抑制性能)维持在高的状态。由此，能够提供能够以高水平兼具PM捕集性能和压损抑制性能的微粒过滤器。损抑制性能的微粒过滤器。损抑制性能的微粒过滤器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微粒过滤器


[0001]本专利技术涉及微粒过滤器。详细而言，涉及捕集从内燃机排出的排气中包含的颗粒状物质(PM：Particulate Matter)的微粒过滤器。
[0002]并且，本国际申请主张基于2019年6月18日申请的日本专利申请第2019－112755号的优先权，该申请的全部内容通过参照引入本说明书中。

技术介绍

[0003]从以汽油或柴油等为燃料的内燃机排出的排气中，除碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等气体成分以外，还包含以碳为主成分的颗粒状物质(以下，又称为“PM”。)。与HC、CO、NOx等气体成分同样，考虑对人体的影响，规定了该PM的排出量。
[0004]作为从排气中除去该PM的技术的一例，可以列举将捕集PM的微粒过滤器(以下，又简称为“过滤器”。)配置在内燃机的排气通路的技术。作为这种微粒过滤器的一例，可以列举壁流型的过滤器。该壁流型的过滤器通过以具有多个中空部(小室)的蜂窝结构的基材为基础，交替形成封闭了出口的入侧小室和封闭了入口的出侧小室来构建。供给到这种壁流型的过滤器的排气流入入侧小室中，并通过多孔的分隔壁后，通过出侧小室向过滤器外部排出。此时，排气中的PM被捕集到分隔壁的细孔内。并且，这样的壁流型的过滤器中，为了提高高温稳定性和PM捕集性能等，有时在分隔壁的内部(细孔的壁面)形成洗涂层(wash coating layer)。
[0005]在这种壁流型的过滤器中，向分隔壁的细孔内的PM堆积量增加时，由于细孔堵塞，使气体流通性降低，压力损失(以下，又称为“压损”。)可能会增大。因此，在近年来的微粒过滤器中，在洗涂层载持有促进堆积在细孔内的PM的氧化(燃烧)的贵金属催化剂。在专利文献1、2中公开了载持有这样的贵金属催化剂的微粒过滤器的一例。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2009－220029号公报
[0009]专利文献2：日本特开2016－182536号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的技术问题
[0011]然而，近年来对PM排出量的管制加强，需要PM捕集性能比现有技术优异的微粒过滤器。面临这种要求进行研究的结果，本专利技术的专利技术人发现在壁流型的过滤器中PM会优先地捕集到细孔径小的细孔，通过PM堆积量的增加，导致分隔壁的细孔小径化。根据这些见解，本专利技术的专利技术人想到了在壁流型的过滤器中，伴随由于持续使用导致的PM堆积量的增加，PM捕集性能会提高。
[0012]然而，如上所述，PM向细孔内的堆积量增加时，由于气体流通性降低，有可能发生压损增大，因此，在近年来的微粒过滤器中，在洗涂层载持有促进PM的燃烧的贵金属催化
剂。在这种结构的微粒过滤器中，难以利用PM捕集性能伴随PM堆积量增加而提高的好处。确认了如上所述在壁流结构的过滤器中，难以以高水平兼具PM捕集性能和压损抑制性能。
[0013]本专利技术是鉴于这种状况而提出的专利技术，其主要目的在于提供能够以高水平兼具PM捕集性能和压损抑制性能的微粒过滤器。
[0014]用于解决技术问题的技术方案
[0015]在为了解决上述技术问题进行研究时，本专利技术的专利技术人关注到以下方面。
[0016]具有在刚开始运转内燃机的运转初期排出PM含量多的低温排气，而在运转稳定后的运转中期排出PM含量少的高温排气的倾向。而且，运转初期所排出的排气由于流量少，具有通过气体流通方向的上游侧的分隔壁的倾向。另一方面，运转中期所排出的排气由于流量比较多，具有通过下游侧的分隔壁的倾向。
[0017]本专利技术的专利技术人着眼于根据该运转时期的PM含量和排气流量的差异反复进行研究的结果，想到了使贵金属催化剂不存在于分隔壁的上游侧的区域，并且使贵金属催化剂存在于下游侧的区域。
[0018]首先，通过使贵金属催化剂不存在于分隔壁的上游侧的区域，在该上游侧的区域，容易发生伴随PM堆积量增加的PM捕集性能的提高。由此，能够从PM含量多、并且通过上游侧区域的运转初期的排气中合适地除去PM。并且，运转初期的排气由于流量少，即使在通过细孔径维持比较小的状态的上游侧区域时，也难以发生急剧的压损上升。
[0019]另一方面，通过使贵金属催化剂存在于分隔壁下游侧的区域，在该下游侧的区域，容易发生通过PM的燃烧带来的气体流通性的恢复。由此，能够合适地抑制被供给流量多的排气的运转中期的压损增大。并且，运转中期的排气由于PM含量少，即使在细孔径维持比较大的状态的下游侧区域中，也能够充分地除去PM。
[0020]在此公开的微粒过滤器是基于上述见解而完成的。这种微粒过滤器配置在内燃机的排气通路且用于捕集从该内燃机排出的排气中的颗粒状物质。该微粒过滤器包括：壁流结构的基材，其具有仅排气流入侧的端部开口的入侧小室、与该入侧小室相邻且仅排气流出侧的端部开口的出侧小室、以及分隔入侧小室与出侧小室的多孔的分隔壁；和洗涂层，其形成在分隔壁的内部。并且，洗涂层包括：从与入侧小室相接的分隔壁的表面向分隔壁的内侧以规定的厚度形成、并且从排气流入侧的端部附近沿着分隔壁的延伸方向以规定的长度形成的入侧层；和从与出侧小室相接的分隔壁的表面向分隔壁的内侧以规定的厚度形成、并且从排气流出侧的端部附近沿着分隔壁的延伸方向以规定的长度形成的出侧层，以入侧层与出侧层部分重叠的方式设定入侧层和出侧层各自的厚度和长度。而且，在此公开的微粒过滤器中，入侧层实质上不含促进颗粒状物质的燃烧的贵金属催化剂，并且出侧层含有贵金属催化剂。
[0021]在此公开的微粒过滤器中，容易提高实质上不存在贵金属催化剂的入侧区域的PM捕集性能，因此能够从运转初期的排气中合适地除去PM。并且，存在有贵金属催化剂的出侧区域的气体流通性被维持在高的状态，因此即使供给流量多的运转中期的排气，也能够适当地抑制压损急剧增大。如此，通过在此公开的微粒过滤器，能够以高水平兼具PM捕集性能和压损抑制性能。
[0022]另外，在本说明书中，为了便于说明，将仅形成有入侧层且实质上不存在贵金属催化剂的区域称为“入侧区域”。并且，将形成有出侧层且存在有贵金属催化剂的区域称为“出
侧区域”。即，在此公开的微粒过滤器中，为了避免出现未形成洗涂层的区域，使入侧层与出侧层部分重叠，但是由于该入侧层与出侧层重叠的区域中存在有贵金属催化剂，因而视为“出侧区域”。
[0023]在此公开的微粒过滤器的一个优选方式中，出侧层中的贵金属催化剂的含量为0.1g/L以上。由此，能够将出侧区域的气体流通性维持在更高的状态。
[0024]在此公开的微粒过滤器的一个优选方式中，以延伸方向上的分隔壁的总长为100％时，洗涂层的实质上不含贵金属催化剂的区域(即、入侧区域)形成在距排气流出侧的端部附近30％以上60％以下的区域。由此，能够以更高的水平兼具PM捕集性能和压损抑制性能。
[0025]在此公开的微粒过滤器的一个优选方式中，以分隔壁的厚度为100％时，入侧层从与入侧小室相接的表面向分隔壁的内侧以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微粒过滤器，其配置在内燃机的排气通路且用于捕集从该内燃机排出的排气中的颗粒状物质，该微粒过滤器的特征在于，包括：壁流结构的基材，该基材具有仅排气流入侧的端部开口的入侧小室、与该入侧小室相邻且仅排气流出侧的端部开口的出侧小室、以及分隔所述入侧小室与所述出侧小室的多孔的分隔壁；和形成在所述分隔壁的内部的洗涂层，所述洗涂层包括：入侧层，其从与所述入侧小室相接的所述分隔壁的表面向所述分隔壁的内侧以规定的厚度形成、并且从所述排气流入侧的端部附近沿着所述分隔壁的延伸方向以规定的长度形成；和出侧层，其从与所述出侧小室相接的所述分隔壁的表面向所述分隔壁的内侧以规定的厚度形成、并且从所述排气流出侧的端部附近沿着所述分隔壁的延伸方向以规定的长度形成，以所述入侧层与所述出侧层部分重叠的方式设定所述入侧层和所述出侧层各自的厚度和长度，所述入侧层实质上不含促进所述颗粒状物质的燃烧的贵金属催化剂，并且所述出侧层含有所述贵金属催化剂。2.如权利要求1所述的微粒过滤器，其特征在于：所述出侧层中的贵金属催化剂的含量为0.1g/L以上。3.如权利要求1或2所述的微粒过滤器，其特征在于：以所述延伸方...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾上亮太，田崎凌，岩井桃子，松下大和，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：