[发明专利]陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器

说明书

本发明提供一种陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器。一种陶瓷多孔体，其具备包含骨料以及粘结剂的骨架部、和形成于所述骨架部之间且能够流通流体的细孔部。在该陶瓷多孔体中，对于细孔部而言，细孔径为1～10μm的细孔的细孔容积率为45％以上，并且骨料和粘结剂的接触面积相对于粘结剂的表面积的比例为20～60％。

技术领域

本发明涉及陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器。

背景技术

在由柴油发动机、汽油发动机等内燃机或各种燃烧装置等排出的尾气中包含大量烟尘等颗粒状物质(以下也称为“颗粒物质”或“PM”)。若该PM直接被释放到大气中，则会引起环境污染，因此在尾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”)。例如，作为用于净化从柴油发动机或汽油发动机排出的尾气的集尘用过滤器，可以举出柴油颗粒过滤器(DPF)、汽油颗粒过滤器(GPF)等。这种DPF以及GPF使用了具有蜂窝结构的陶瓷多孔体，该蜂窝结构通过隔壁而区划形成了多个隔室，该多个隔室从第一端面贯通至第二端面而形成尾气的流路。

另外，上述的尾气中还包含NOx、CO以及HC等有害物质。在减少尾气中的有害物质的量、对尾气进行净化时，广泛使用了催化反应。在这种利用了催化反应的尾气净化中，作为用于负载催化剂的催化剂载体，也使用了上述具有蜂窝结构的陶瓷多孔体。

然而，集尘用过滤器中所使用的陶瓷多孔体会随着其使用而在表面或内部堆积烟尘等颗粒状物质。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下降。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在陶瓷多孔体的表面或内部的颗粒状物质燃烧而将其除去的处理。

然而，以往的陶瓷多孔体的热传导率小，因此存在下述问题：使堆积在陶瓷多孔体的表面或内部的颗粒状物质燃烧时产生局部发热，无法充分除去颗粒状物质。

因此，申请人在专利文献1中提出了一种陶瓷多孔体，所述陶瓷多孔体为了提高陶瓷多孔体的热传导率而具备骨架部和细孔部，该骨架部包含碳化硅颗粒等骨料和金属硅等粘结剂，该细孔部形成在骨架部之间且能够流通流体。

然而，专利文献1的陶瓷多孔体有时粘结剂和骨料的浸润性并不好，粘结剂和骨料的接触面积变小，其结果，强度以及热传导率有时会下降。

因此，申请人在专利文献2中提出了一种陶瓷多孔体，其通过提高粘结剂和骨料的浸润性而提高了强度以及热传导率。

现有技术文献

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的陶瓷多孔体具有大量骨料与一个粘结剂接触而形成的二次组织颗粒(畴)相互结合而得到的结构，通过畴彼此的间隙而使细孔的直径增大。然而，该陶瓷多孔体有时细孔的连结性不充分，在用作过滤器的情况下压力损失升高。因此，这种结构的陶瓷多孔体用作集尘用过滤器的情况下，在使用时压力损失有时会提前增大，必须频繁地进行再生处理。另外，一般而言，集尘用过滤器中使用的陶瓷多孔体大多在堆积了颗粒状物质的状态下使用，因此需要抑制在颗粒状物质堆积的状态下的压力损失增大。

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种陶瓷多孔体及其制造方法、以及集尘用过滤器，所述陶瓷多孔体的强度以及热传导率高，能够抑制使用时的压力损失增大。

在具备包含骨料以及粘结剂的骨架部、和形成于所述骨架部之间且能够流通流体的细孔部的陶瓷多孔体中，细孔径为1～10μm的细孔的细孔容积率、以及骨料和粘结剂的接触面积相对于粘结剂的表面积的比例与陶瓷多孔体的强度、热传导率以及压力损失密切相关，本发明人基于这种见解，发现通过将该细孔容积率以及该接触面积的比例控制在规定的范围，可以解决上述问题，由此完成了本发明。