本發(fā)明涉及柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器。另外，本發(fā)明涉及柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的制造方法。

背景技術(shù)：

1、在從柴油發(fā)動機(jī)及汽油發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中含有煙灰等顆粒狀物質(zhì)(以下記為pm：particulate?matter)。煙灰對人體有害，排放受到限制。目前，為了應(yīng)對廢氣限制，廣泛使用使廢氣通過具有通氣性的小細(xì)孔隔壁來過濾煙灰等pm的dpf及以gpf為代表的過濾器。

2、作為用于捕集pm的過濾器，已知有壁流式的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其具備多個第一孔格和多個第二孔格，第一孔格從入口側(cè)底面至出口側(cè)底面沿高度方向延伸，入口側(cè)底面開口而在出口側(cè)底面具有封孔部；第二孔格隔著隔壁與第一孔格相鄰配置，從入口側(cè)底面至出口側(cè)底面沿高度方向延伸，在入口側(cè)底面具有封孔部而出口側(cè)底面開口。

3、近年來，隨著廢氣限制強(qiáng)化，導(dǎo)入了更嚴(yán)格的pm的排放基準(zhǔn)(pn限制：particlematter的個數(shù)限制)，對過濾器要求pm的高捕集性能(pn高捕集效率)。因此，提出了在孔格的表面形成用于捕集pm的層(以下，也稱為“多孔質(zhì)膜”或“捕集層”)(專利文獻(xiàn)1～專利文獻(xiàn)3)。通過形成多孔質(zhì)膜，能夠在降低壓力損失的同時進(jìn)行pm的捕集。作為多孔質(zhì)膜的形成方法，已知有朝向柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體的入口側(cè)底面供給含有陶瓷粒子的氣溶膠，使其附著于第一孔格的表面后，進(jìn)行熱處理的方法。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本特開2021-154272號公報

7、專利文獻(xiàn)2：日本特開2021-154274號公報

8、專利文獻(xiàn)3：日本特開2022-157612號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、認(rèn)為在提高柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的pm捕集性能方面，在孔格的表面形成多孔質(zhì)膜是有效的。然而，以往對用于制造多孔質(zhì)膜的方法進(jìn)行了各種研究，但尚未闡明多孔質(zhì)膜自身的結(jié)構(gòu)對pm捕集性能帶來的影響。例如，迄今為止，只是確認(rèn)了多孔質(zhì)膜的膜厚和膜形成處理前的原料粒子的粒度對pm捕集性能產(chǎn)生的影響的程度。在專利文獻(xiàn)3中提及了多孔質(zhì)膜的平均細(xì)孔徑，但尚有改善pm捕集性能的余地。

3、鑒于上述情況，本發(fā)明的一個實施方式中的課題在于提供一種改善了pm捕集性能的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器。另外，本發(fā)明的另一實施方式的課題在于提供這樣的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的制造方法。

4、用于解決課題的方法

5、本發(fā)明人為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多孔質(zhì)膜中包含的粒子間距離與pm捕集性能間的關(guān)系密切，特別是控制累積比率為90％的粒子間距離(d90)對于改善pm捕集性能是有效的。本發(fā)明是基于該見解而完成的，以下例示。

6、[方式1]

7、一種柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，具備多個第一孔格和多個第二孔格，并且，多個第一孔格和多個第二孔格隔著多孔質(zhì)隔壁而交替地相鄰配置，上述第一孔格從入口側(cè)底面延伸至出口側(cè)底面，入口側(cè)底面開口而在出口側(cè)底面具有封孔部；上述第二孔格從入口側(cè)底面延伸至出口側(cè)底面，在入口側(cè)底面具有封孔部而出口側(cè)底面開口；在各個第一孔格的表面形成有由多個粒子構(gòu)成的多孔質(zhì)膜；在以與膜厚方向平行的截面觀察上述多孔質(zhì)膜，對于上述多個粒子，測定相鄰的粒子間的與膜厚方向垂直的方向的距離即粒子間距離并求出粒子間距離的頻數(shù)分布時，累積比率為90％的粒子間距離(d90)為12.0μm以下。

8、[方式2]

9、根據(jù)方式1所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其中，上述累積比率為90％的粒子間距離(d90)為11.0μm以下。

10、[方式3]

11、根據(jù)方式1或2所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其中，在以與膜厚方向平行的截面觀察上述多孔質(zhì)膜，對于上述多個粒子，測定相鄰的粒子間的與膜厚方向垂直的方向的距離即粒子間距離并求出粒子間距離的頻數(shù)分布時，粒子間距離的平均值為5.3μm以下。

12、[方式4]

13、根據(jù)方式3所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其中，上述粒子間距離的平均值為5.0μm以下。

14、[方式5]

15、根據(jù)方式1～4中任一項所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其中，在以與膜厚方向平行的截面觀察所述多孔質(zhì)膜，對于所述多個粒子，測定相鄰的粒子間的與膜厚方向垂直的方向的距離即粒子間距離并求出粒子間距離的頻數(shù)分布時，粒子間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.6μm以下。

16、[方式6]

17、根據(jù)方式5所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其中，上述粒子間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.4μm以下。

18、[方式7]

19、根據(jù)方式1～6中任一項所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其中，上述多孔質(zhì)膜的平均膜厚為2～40μm。

20、[方式8]

21、根據(jù)方式1～7中任一項所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，其中，上述多孔質(zhì)膜的主成分為碳化硅、氧化鋁、二氧化硅、堇青石或莫來石。

22、[方式9]

23、一種柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的制造方法，其包括：

24、準(zhǔn)備柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體的工序，上述柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體具備多個第一孔格以及多個第二孔格，并且，多個第一孔格和多個第二孔格隔著多孔質(zhì)隔壁交替地相鄰配置，上述第一孔格從入口側(cè)底面延伸至出口側(cè)底面，入口側(cè)底面開口而在出口側(cè)底面具有封孔部，上述第二孔格從入口側(cè)底面延伸至出口側(cè)底面，在入口側(cè)底面具有封孔部而在出口側(cè)底面開口；

25、使陶瓷粒子附著于第一孔格的表面的工序，從與入口側(cè)底面垂直的方向朝向入口側(cè)底面，從氣溶膠發(fā)生器的噴嘴噴射含有陶瓷粒子的氣溶膠，同時對出口側(cè)底面賦予吸引力，從入口側(cè)底面吸引所噴射的氣溶膠，使上述陶瓷粒子附著于第一孔格的表面；以及

26、生成多孔質(zhì)膜的工序，對附著于第一孔格的表面的上述陶瓷粒子進(jìn)行燒結(jié)處理，在第一孔格的表面生成由多個粒子構(gòu)成的多孔質(zhì)膜；

27、上述氣溶膠發(fā)生器構(gòu)成為具有容納bet比表面積為3.5m2/g以上的上述陶瓷粒子的收容部，將上述陶瓷粒子從上述收容部供給至上述噴嘴。

28、[方式10]

29、根據(jù)方式9所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的制造方法，其中，上述收容部容納bet比表面積為4.0m2/g以上的上述陶瓷粒子。

30、[方式11]

31、根據(jù)方式9或10所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的制造方法，其中，上述氣溶膠發(fā)生器具備用于使加壓后的驅(qū)動氣體流動的驅(qū)動氣體流路、設(shè)置于該驅(qū)動氣體流路的中途且能夠從該驅(qū)動氣體流路的外周側(cè)朝向該驅(qū)動氣體流路內(nèi)從上述收容部吸引上述陶瓷粒子的供給口以及安裝于該驅(qū)動氣體流路的前端且能夠噴射氣溶膠的上述噴嘴。

32、[方式12]

33、根據(jù)方式9～11中任一項所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的制造方法，其中，上述收容部容納通過激光衍射散射法測定的體積基準(zhǔn)的累積粒度分布中的中值粒徑(d50)為0.5～3.0μm的上述陶瓷粒子。

34、[方式13]

35、根據(jù)方式9～12中任一項所述的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的制造方法，其中，上述燒結(jié)處理包括：在爐內(nèi)氣氛溫度為1100～1300℃的加熱爐內(nèi)將具有附著于第一孔格的表面的上述陶瓷粒子的上述柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)體保持1.5～4小時。

36、發(fā)明效果

37、根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器，能夠提供改善了pm捕集性能的柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器。另外，由于闡明了柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的多孔質(zhì)膜中包含的粒子間距離與pm捕集性能的關(guān)系，因此通過將該關(guān)系用作性能評價的基礎(chǔ)，也能夠加速柱狀蜂窩結(jié)構(gòu)過濾器的開發(fā)速度。