專利名稱：濾芯和陶瓷濾芯的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內燃機廢氣過濾器中的陶瓷濾芯的生產(chǎn)方法。本發(fā)明尤其涉及一種陶瓷柴油微粒過濾器。
背景技術：
在日本專利JP 63134020 A的摘要中描述了一種用于內燃機廢氣過濾器的陶瓷濾芯，該濾芯由波紋形、螺旋形纏繞的過濾幅材構成。生產(chǎn)過濾幅材的方法是在一種水性懸浮液中將耐熱的無機纖維與陶瓷粉末混合，將其加工成幅材。將多層疊置的幅材卷繞成所需的過濾體型坯，同時在相鄰的過濾幅材之間形成蜂窩狀流道，接著在高溫下燒制過濾體。WO 2006/005668公開了一種內燃機廢氣過濾器中的陶瓷濾芯的生產(chǎn)方法。首先用一種陶瓷漿料浸漬可以燒制的非陶瓷載體幅材，接著以所需的幾何形狀進行燒制，直至載體幅材燃盡，并且形成剛性的過濾體。按照這種方法所述，成品陶瓷的壁厚基本上等于載體幅材的厚度。原紙的結構同樣也會影響陶瓷的孔隙度。所述方法的缺點在于，無法生產(chǎn)具有可變壁厚、孔隙度和蜂窩密度的濾芯。本發(fā)明尤其涉及生產(chǎn)陶瓷濾芯作為柴油微粒過濾器和用于內燃機的微粒過濾器以及作為催化劑載體的陶瓷載體。按照本發(fā)明的首選方法，首先將一種非陶瓷介質(例如紙，尤其是包含纖維素的紙)成形，例如使其成為卷繞體。所述卷繞體可以包括一個平層和一個波紋層。然后用一種陶瓷料、例如用一種陶瓷漿料浸漬該型坯，例如浸漬卷繞體，然后燒制或燒結浸漬后的型坯，這時就可以去除或者轉化有機成分，例如包括纖維素纖維的紙。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務在于，提供一種內燃機廢氣過濾器中的陶瓷濾芯尤其是柴油微粒過濾器的生產(chǎn)方法，所述方法可以在濾芯中實現(xiàn)可變的壁厚、孔隙度和蜂窩密度，從而使得陶瓷濾芯更加靈活、更好地適應用途和使用條件。采用權利要求1所述的陶瓷濾芯生產(chǎn)方法以及權利要求所述的陶瓷濾芯，即可解決這些任務。本發(fā)明提供一種用于內燃機廢氣過濾器、尤其用于柴油微粒過濾器并且/或者作為催化劑載體的陶瓷濾芯的生產(chǎn)方法。按照所述的方法，使用一種陶瓷漿料浸漬原紙載體幅材，接著對其進行燒制。所使用的原紙載體幅材在其寬度和/或者長度上可以具有不同的厚度和/或者結構。本發(fā)明提供一種用于內燃機廢氣過濾器尤其是柴油微粒過濾器并且/或者作為催化劑載體的陶瓷濾芯，所述陶瓷濾芯在其長度和/或者直徑上具有不同的厚度和/或者結構。在卷繞方向和/或者垂直于卷繞方向可以改變例如厚度、孔隙度、孔分布、纖維直徑分布、纖維剖面、纖維混合比(例如含有纖維素的合成纖維)和/或者一層或多層原紙載體幅材的單位面積重量，例如結合成為半成品的一個平層和一個波紋層的單位面積重量。卷繞方向相當于成品濾芯的徑向方向。垂直于卷繞方向相當于成品濾芯的輸入端至輸出端的縱向軸線。紙厚度適宜在0. 2 0. 5mm之間變化，孔隙度適宜在50 100之間，孔分布適宜在 IOym IOOym之間。纖維直徑或者其截面適宜大于500 μ m。單位面積重量適宜在40g/ m2 150g/m2之間變化。本發(fā)明所述的紙表示不同的紙類介質，尤其表示非陶瓷介質，在一層或多層原紙載體幅材層中，例如在一個平層和/或者波紋層中，原紙載體幅材在卷繞方向的厚度可以逐漸增大或者減小，這樣就能形成具有可變過濾層厚度的濾芯。使用陶瓷漿料浸漬原紙載體幅材，然后進行燒結，即可將原紙載體幅材的厚度轉變?yōu)樘沾芍械南鄳獙雍穸?。如果厚度逐漸增大，濾芯在徑向外側區(qū)域內的壁厚就會大于徑向內側區(qū)域內的壁厚。作為替代或者組合方案，紙的厚度也可以垂直于卷繞方向逐漸增大或者減小，這樣濾芯就能產(chǎn)生例如輸入側壁厚大于輸出側的濾芯。正如原紙載體幅材的厚度一樣，也可以將其結構特性傳遞到陶瓷體的結構特性。迄今為止還沒有在一個構件中具有不同壁厚和/或者孔隙度的柴油微粒過濾器 (DPF)。通常以單體或者多元方式擠出標準型陶瓷柴油微粒過濾器。受原理限制，擠出工藝無法在構件的長度上產(chǎn)生可變的壁厚和/或者孔隙度。按照本發(fā)明所述，現(xiàn)在生產(chǎn)一種專用原紙，該原紙在造紙過程中就已在寬度或者長度上具有不同的厚度和/或者結構或開度(開孔)。使用陶瓷漿料浸漬之后，就會在陶瓷濾芯中形成不同的厚度和/或者孔隙度。這不僅可用于波紋層，而且也單獨可用于覆蓋層， 并且允許有不同的變化。這在紙幅寬度上可以在造紙工藝方面很方便地實現(xiàn)，而其在紙幅的長度上則在造紙工藝時很難進行控制。因此另一種可選實施方式在于，將不同厚度和/或者孔隙度的紙相互結合，例如可采用粘合、沖壓、焊接、縫合等方法。其可以在生產(chǎn)半成品之前進行，也可以替換地在卷繞過程之前將不同的完成的半成品相互結合。按照另一種使用多種半成品的實施方式所述，還可以在一個構件的直徑上組合不同的蜂窩尺寸和形狀。如前所述，要么在構件的長度上、或者在直徑上改變壁厚和/或者孔隙度，也可以將兩者組合運用。本發(fā)明所述的解決方案具有以下優(yōu)點_優(yōu)化壓力損失_優(yōu)化機械強度-使得幾何形狀適應于排氣裝置中的過濾器的氣流，從而產(chǎn)生均勻的炭黑和煙灰加載。-可根據(jù)催化轉換涂層進行匹配。在某些局部區(qū)域涂上催化涂層。涂層對構件中的壓力損失和溫度分布有很大影響。利用本發(fā)明所述經(jīng)過匹配的壁厚或者孔隙度，可以針對涂層對構件進行優(yōu)化。
具體實施例方式附

圖1卷繞一層或多層原紙載體幅材層，例如平層和波紋層構成的半成品。附圖2a) C)原紙載體幅材層的不同厚度變化附圖3原紙載體幅材層的面密度變化附圖1所示為原紙載體幅材層的厚度和結構可以在哪些方向變化。尤其對于用波紋層和平層卷繞而成的半成品，可以改變波紋層和/或者平層的厚度和結構。A-A'表示垂直于卷繞方向的方向。B表示卷繞方向。(1)表示濾芯的縱軸線。附圖2所示為原紙載體幅材的厚度以及相應地燒結后的陶瓷壁在濾芯的縱向可以變化的形式。也可以在B方向中現(xiàn)相應的變化。附圖2c所示為通過例如兩層紙實現(xiàn)厚
度變化。附圖3所示為相應傳遞轉移到陶瓷上的原紙載體幅材結構參數(shù)的變化。這里所示的是例如面密度的變化。
權利要求
1.內燃機廢氣過濾器尤其是柴油微粒過濾器和/或者催化劑載體中的陶瓷濾芯的生產(chǎn)方法，按照所述的方法，使用一種陶瓷漿料浸漬一個或多個原紙載體幅材，然后對其進行燒制，其特征在于，所用原紙載體幅材的其中至少一載體幅材在其寬度和/或者長度上具有不同的厚度和/或者結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述不同的結構是一層或多層原紙載體幅材在其寬度和/長度上不同的孔隙度、孔分布、纖維直徑分布、纖維直徑截面、纖維混合比和/或者單位面積重量。
3.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，紙厚度在0.2 0. 5mm之間、孔隙度在 50 100之間、孔分布在10 μ m 100 μ m之間、纖維直徑或者纖維直徑截面大于500 μ m并且/或者單位面積重量在40g/m2 150g/m2之間變化和/或存在。
4.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，所述不同的結構或者厚度在卷繞方向變化。
5.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的方法，所述不同的結構或者厚度垂直于卷繞方向變化。
6.用于內燃機中廢氣過濾器尤其是柴油微粒過濾器和/或者催化劑載體的繞制過濾器形式的陶瓷濾芯，其特征在于，所述濾芯具有至少一個卷繞層的在其長度和/或者其直徑上不同的壁厚和/或者結構。
7.根據(jù)權利要求6所述的濾芯，所述不同的結構或者厚度在徑向方向變化。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，所述不同的結構或者厚度在縱向變化。
9.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的濾芯，所述濾芯具有平層和波紋層。
10.根據(jù)權利要求9所述的濾芯，所述波紋層和平層在濾芯的長度和/或者直徑上具有不同的壁厚和/或者結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內燃機廢氣過濾器的陶瓷濾芯尤其是柴油微粒過濾器的生產(chǎn)方法，按照所述的方法使用一種陶瓷漿料浸漬原紙載體幅材，接著對其進行燒制。所使用的原紙載體幅材在其寬度和/或者長度上具有不同的厚度和/或者結構。
文檔編號B01D46/00GK102316956SQ201080007390
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2009年2月10日
發(fā)明者J·林哈特, K·利希滕瓦爾特, S·奧特巴赫 申請人:曼·胡默爾有限公司