蜂窝结构体的制造方法和蜂窝结构体、以及微粒过滤器技术

本发明专利技术所述的蜂窝结构体的制造方法具备将含有陶瓷粉末和孔形成剂的原料成形以形成成形体的工序、和烧成该成形体以制造蜂窝结构体的工序，孔形成剂是由在烧成成形体的烧成温度以下消失的材料所形成的粉体，该粉体是将小粒径粉体与大粒径粉体混合而得到，小粒径粉体的累积质量相对于总质量的比例为50%的中值粒径为5～20μm，大粒径粉体的累积质量相对于总质量的比例为50%的中值粒径为30μm以上，大粒径粉体的累积质量相对于总质量的比例为90%的90%粒径为80μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及蜂窝结构体的制造方法和蜂窝结构体、以及微粒过滤器。详细而言本专利技术涉及通过捕集从柴油发动机或汽油发动机等内燃机排出的排气中的煤烟等微粒，从而实现排气净化的微粒过滤器、以及适于作为该微粒过滤器等陶瓷过滤器使用的蜂窝结构体及其制造方法。
技术介绍
作为用于从含有被捕集物的流体中除去该被捕集物的陶瓷过滤器，已知有用于净化从内燃机排出的排气的排气过滤器、用于饮食物的过滤等的过滤过滤器、用于使气体成分选择性透过的选择透过过滤器等。例如，现在，对于作为内燃机的柴油发动机等，作为捕集排气中所含的煤烟等微粒(particulate)的柴油微粒过滤器，通常使用形成为筒状的陶瓷制的蜂窝结构体。对于这样的微粒过滤器，通过将蜂窝结构体的两轴端部的开口部交替 封口，从而赋予蜂窝结构体捕集煤烟的功能(参照下述专利文献I)。具体而言，如图5 (A)、(B)所示，陶瓷制的蜂窝结构体100具备在轴方向上贯通该蜂窝结构体100的多个贯通孔(以下，有时称为“网眼”)105，相邻的贯通孔105由间壁(壁面)101间隔开。形成蜂窝的间壁101以气体能够通过该间壁101内部的方式形成。蜂窝结构体100的各贯通孔105的任一轴端的开口被封口材料106封口。并且，蜂窝结构体100中的同一轴端中，如图5所示，以与被封口的一个网眼105a相邻的网眼105b为开口状态的方式形成各网眼。换言之，从轴端侧观察蜂窝结构体100时，被封口的网眼105a以交错配置的方式设置(参照图5 (A))。蜂窝结构体100具有所述构成时，蜂窝结构体100作为微粒过滤器如下所述发挥功能将排气净化。首先，将待净化的排气G相对于微粒过滤器从其轴方向的一端(图5(B)中的左端)进行供给。这种情况下，排气G从未被封口的网眼105b (流入侧网眼105b)流入微粒过滤器。由于这些流入侧网眼105b的另一端被封口，因而排气G通过间壁101的内部，流入相邻的网眼105a(排出侧网眼105a)。由于该排出侧网眼105a中的微粒过滤器的轴方向的另一端(图5 (B)中的右端)开口，因而排气G从排出侧网眼105a的该另一端流出。换言之，微粒过滤器中，间隔相邻的网眼的间壁101作为过滤器发挥功能，可以通过间壁101捕捉排气G中所含的煤烟等，因而可以净化排气G。并且，被捕集的煤烟通过燃烧蜂窝结构体100而被除去。如上述所述的微粒过滤器中，间壁101为多孔质。因此，可以通过间壁101捕捉煤烟，在提高了煤烟捕集效率的基础上，优选间壁101的孔隙率高且间壁101的孔隙小。另一方面，微粒过滤器的间壁101的孔隙小时(孔隙细时)，排气G通过间壁101时的压力损失变大。换言之，作为微粒过滤器的压力损失变大。此时，导致内燃机的性能降低，因而优选使微粒过滤器的压力损失减小。在使微粒过滤器的压力损失减小的基础上，优选微粒过滤器的间壁101的孔隙大，但煤烟的捕集效率降低。换言之，对于微粒过滤器的间壁101，为了满足煤烟捕集效率的提高与压力损失降低这一相互对立的要求，必须在间壁101上形成孔隙。下述专利文献2、3中提出了目的在于形成满足如上所述对立要求的孔隙的技术。专利文献2中提出了一种蜂窝结构体，其以化学组成包括Si0245 55重量％、A120s33 42重量％、MgO12 18重量％的堇青石为主成分，其中，25 800°C之间的热膨胀系数为O. 3X10_7°C以下，孔隙率为55 80%，平均细孔直径为25 40 μ m，且间壁表面的细孔包括5 40 μ m的小孔与40 100 μ m的大孔，上述小孔的数目为上述大孔的数目的5 40倍。该专利文献2中记载了，作为氢氧化铝颗粒，使用与其它粒径的颗粒相比大量存在的粒径为O. 5 3 μ m的小颗粒和粒径为5 15 μ m的大颗粒的要旨，和小颗粒主要形成O. 3 O. 7 μ m的孔,大颗粒主要形成3 7 μ m的孔的要旨。·而且，专利文献2中还记载了下述要旨，通过将上述大颗粒相对于上述小颗粒的重量配合比在5/95 95/5的范围内适当选择，通过将间壁表面的细孔中的上述特定大小的小孔与大孔的比例规定在特定范围内，即使为高孔隙率且平均细孔直径为大直径，也可以高度维持煤烟等的捕集率。此外，专利文献3中提出了一种可以作为柴油微粒过滤器的基体使用的碳化硅质多孔体，其中，具有孔隙直径40 50 μ m的大径的孔隙通过孔隙直径5 20 μ m的小径的孔隙连接而成的蚁巢状的孔隙结构。该专利文献3中记载了下述要旨，通过将具有作为骨材的碳化硅、作为硅源的氮化硅、和作为碳源的碳质固体的原料混炼物成形并进行烧成，从而制造碳化硅质多孔体。专利文献3中记载了下述要旨，在烧成工序中，作为硅源的氮化硅与作为碳源的碳质固体反应生成碳化硅，以包围作为骨材的碳化硅的方式进行反应烧结。此外，专利文献3中还记载了下述要旨，在散在于基体中的碳质固体的燃烧痕迹中形成的大直径的孔隙通过基体中的小的孔隙连接，形成蚁巢状的孔隙结构。另外，专利文献3中也记载了下述要旨，小直径的孔隙与大直径的孔隙复杂连接、形成蚁巢状的孔隙结构，由此在煤烟等的捕集效率极其高的同时，压力损失的上升得到抑制。这样，在专利文献2的技术中，虽然将间壁表面的细孔中的特定大小的小孔与大孔的比例进行控制，但微粒捕集功能和压力损失不仅受间壁表面的状态的影响，还受间壁内部的状态的影响。但是，专利文献2的技术中未控制间壁内部中的孔隙的状态，因而难以获得具有所需微粒捕集功能和压力损失的蜂窝结构体。另一方面，专利文献3中记载了，大直径的孔隙通过基体中的小直径的孔隙连接，在间壁内部形成蚁巢状的孔隙结构的要旨。但是，小直径的孔隙的孔隙直径变大时，无法充分发挥微粒捕集功能，相反，小直径的孔隙的孔隙直径变小时，压力损失变大。而且，专利文献3的技术中，由于连接大直径的孔隙的小直径的孔隙是在基体中自然形成的孔隙，因而难以控制小直径的孔隙的孔隙直径。所以，即使在专利文献3的技术中，也难以控制间壁内部中的小直径的孔隙的状态，因而难以获得具有所需微粒捕集功能和压力损失的碳化硅质多孔体。换言之，专利文献2、3的技术均难以控制间壁内部的孔隙的状态，难以获得可使微粒等被捕集物的捕集效率提高、同时压力损失降低的蜂窝结构体或碳化硅质多孔体。现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开2005-270755号公报 专利文献2 :日本特开平9-77573号公报 专利文献3 :日本特开2009-292709号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题 本专利技术基于生述情况而完成，其目的在于，通过控制间壁内部的孔隙的状态，提供被捕集物的捕集效率提高，同时可以降低压力损失的蜂窝结构体的制造方法和蜂窝结构体、以及微粒过滤器。用于解决技术问题的手段 第I专利技术所述的蜂窝结构体的制造方法的特征在于，其具备将含有陶瓷粉末和孔形成剂的原料成形以形成成形体的工序、和烧成该成形体以制造蜂窝结构体的工序，所述孔形成剂是由在烧成所述成形体的烧成温度以下消失的材料形成的粉体，该粉体是将小粒径粉体与大粒径粉体混合而得到，所述小粒径粉体的累积质量相对于总质量的比例为50%的中值粒径为5 20 μ m，所述大粒径粉体的累积质量相对于总质量的比例为50%的中值粒径为30 μ m以上，所述大粒径粉体的累积质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小桥靖治，当间哲朗，岩崎健太郎，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：