[发明专利]陶瓷多孔体和集尘用过滤器

说明书

一种陶瓷多孔体，具备包含骨料和粘结剂的骨架部、以及形成于骨架部之间且流体可流通的细孔部。该陶瓷多孔体的细孔部在与流体的流通方向平行的方向的截面中满足下述式(1)和(2)。L1/L2≥0.92(1)L1+L2≤27μm(2)式中，L1为流体的流通方向的细孔部的平均长度，L2为与流体的流通方向正交的方向的细孔部的平均长度。

技术领域

本发明涉及陶瓷多孔体和集尘用过滤器。

背景技术

由柴油发动机、汽油发动机等内燃机或各种燃烧装置等排出的废气中大量含有煤烟等粒子状物质(以下，也称为“颗粒物(Particulate Matter)”或“PM”)。如果该PM直接释放到大气中，则会引起环境污染，因此在废气的排气系统中搭载了用于捕集PM的集尘用过滤器(以下，也称为“颗粒物过滤器”)。例如，作为用于净化由柴油发动机或汽油发动机排出的废气的集尘用过滤器，可举出柴油颗粒物过滤器(DPF)、汽油颗粒物过滤器(GPF)等。在这样的DPF和GPF中使用了具有由隔壁区划形成了从第1端面贯通到第2端面而形成废气的流路的多个隔室的蜂窝结构的陶瓷多孔体。

另外，上述废气中还含有NOx、CO和HC等有害物质。降低废气中的有害物质的量而净化废气时，广泛使用催化反应。在利用这样的催化反应的废气的净化中，作为用于担载催化剂的催化剂载体，也使用具有上述的蜂窝结构的陶瓷多孔体。

然而，对于在集尘用过滤器中使用的陶瓷多孔体，随着它的使用，煤烟等粒子状物质会堆积在表面或内部。其结果，陶瓷多孔体的压力损失变大，作为集尘用过滤器的功能降低。因此，为了使作为集尘用过滤器的功能再生，以定期的间隔进行使堆积于陶瓷多孔体的表面或内部的粒子状物质燃烧而除去的处理。

然而，以往的陶瓷多孔体由于热传导率小，因此在使堆积于陶瓷多孔体的表面或内部的粒子状物质燃烧时产生局部发热，存在无法将粒子状物质充分除去的问题。

因此，申请人在专利文献1中提出了具备包含碳化硅粒子等骨料和金属硅等粘结剂的骨架部、以及形成于骨架部之间且流体可流通的细孔部的陶瓷多孔体来提高陶瓷多孔体的热传导率。

然而，专利文献1的陶瓷多孔体存在粘结剂与骨料的浸润性并不良好的情况，粘结剂与骨料的接触面积变小，结果强度和热传导率降低。

因此，申请人在专利文献2中提出了一种通过提高粘结剂与骨料的浸润性来提高强度和热传导率的陶瓷多孔体。

专利文献

专利文献1：日本特开2002-201082号公报

专利文献2：日本特开2002-356383号公报

发明内容

专利文献2的陶瓷多孔体具有使多种骨料与一种粘结剂接触的二次组织粒子(区域，domain)相互结合而得到的结构，由于区域彼此的间隙而使细孔直径变大。然而，该陶瓷多孔体存在细孔的连接性不充分的情况，作为过滤器使用时，压力损失变高。因此，这样的结构的陶瓷多孔体用作集尘用过滤器时，在使用时，压力损失会在早期增大，有时必须频繁进行再生处理。另外，一般在集尘用过滤器中使用的陶瓷多孔体常常以堆积有粒子状物质的状态使用，因此需要抑制堆积有粒子状物质的状态下的压力损失的增大。

另一方面，作为抑制压力损失增大的方法，可以考虑提高陶瓷多孔体的气孔率，但该方法中存在陶瓷多孔体的强度和热传导率降低的趋势。另外，也可以考虑增大陶瓷多孔体的平均细孔直径，但存在粒子状物质的泄露个数增加的趋势。这样，仅单纯控制陶瓷多孔体的气孔率或平均细孔直径时，虽然能够抑制压力损失的增大，但另一方面产生了各种问题。

本发明是为了解决如上所述的问题而做出的，目的在于提供粒子状物质的泄露个数较少且能够抑制使用时的压力损失增大的陶瓷多孔体和集尘用过滤器。