專利名稱：廢氣凈化過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從由汽車的柴油發(fā)動機(jī)等排出的廢氣中除去顆粒狀物質(zhì)的廢氣凈化過濾器。本申請基于2009年9月30日在日本申請的專利申請2009_2觀765號要求優(yōu)先權(quán)， 并將其內(nèi)容援引于本說明書中。
背景技術(shù)：
由汽車的柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣中所含的各種物質(zhì)已成為大氣污染的原因，到目前為止已引起各種環(huán)境問題。尤其是，廢氣中所含的顆粒狀物質(zhì)(PM=Particulate Matter) 被稱為引起哮喘或花粉癥之類的過敏癥狀的原因。一般而言，對于汽車用柴油發(fā)動機(jī)而言，為了捕集顆粒狀物質(zhì)而使用陶瓷制的封孔型蜂窩結(jié)構(gòu)體(DPF =Diesel Particulate Filter，柴油顆粒過濾器)。該蜂窩結(jié)構(gòu)體是將陶瓷制的蜂窩結(jié)構(gòu)體的孔室(氣體流路)的兩端封孔成相間方格花紋圖案的結(jié)構(gòu)體，當(dāng)廢氣通過該孔室的間壁的細(xì)孔時，顆粒狀物質(zhì)被捕集(例如，參考專利文獻(xiàn)1、2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開平05-23512號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開平09-77573號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題然而，在汽車行駛時，經(jīng)常會從發(fā)動機(jī)排出顆粒狀物質(zhì)，因此，在上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的間壁的細(xì)孔以及該細(xì)孔之上，顆粒狀物質(zhì)堆積成層狀。這樣，如果顆粒狀物質(zhì)在蜂窩結(jié)構(gòu)體的間壁的細(xì)孔以及該細(xì)孔之上堆積成層狀，則最終會完全覆蓋間壁表面，從而損害過濾器功能。另外，由于顆粒狀物質(zhì)堆積成層狀，形成所謂“堵塞”的狀態(tài)，從而壓力損失上升， 因此，在汽車行駛中產(chǎn)生負(fù)荷。因此，需要定期地通過任意方法來除去顆粒狀物質(zhì)，對蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行再生(降低壓力損失)。因此，以往，為了除去顆粒狀物質(zhì)，進(jìn)行被稱為“再生”的操作，從而降低廢氣凈化過濾器的壓力損失，所述“再生”通過噴射燃料使廢氣溫度上升來使陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體的溫度上升，從而使堆積的顆粒狀物質(zhì)燃燒。然而，在該再生方法中，顆粒狀物質(zhì)在600°C至700°C的高溫下燃燒，并且在再生初期在更高溫度下燃燒，因此，對于陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體而言，由于此時產(chǎn)生的熱應(yīng)力而容易使間壁破損。因此，為了防止間壁破損，需要縮短受到熱應(yīng)力的時間。作為縮短受到熱應(yīng)力的時間的方法，可列舉減少顆粒狀物質(zhì)的堆積量、并降低一次處理的顆粒狀物質(zhì)的量的方法，但是，在這種方法中，顆粒狀物質(zhì)的燃燒和再生周期的頻率變大，從而效率低。另外，該方法中使用的燃料完全無助于汽車的行駛，因此，再生處理的頻率變大時，用于燃燒而使用的燃料也增多，從而給燃料效率帶來不良影響。因此，在再生處理的頻率變大時，不能說已100%發(fā)揮陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體的性能，因此，要求在熱應(yīng)力下難以破損且能夠縮短再生時間的廢氣處理過濾器。本發(fā)明鑒于上述情況而完成，能夠在抑制壓力損失上升的同時，在間壁堆積有顆粒狀物質(zhì)的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體再生時抑制初期燃燒中的失控，由此，能夠防止陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體的急劇的溫度上升，從而能夠防止破損。而且，能夠縮短堆積在間壁的顆粒狀物質(zhì)的燃燒時間。由于能夠增加由顆粒狀物質(zhì)的捕集而產(chǎn)生的堆積量，因此，能夠延長燃燒和再生周期的間隔。還能夠減少在1次燃燒時間內(nèi)廢氣溫度上升、維持中所需的燃料的使用。由此，本發(fā)明的目的在于，提供能夠在防止陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體破損的同時，減少1次燃料效率和再生所需的燃料的使用，進(jìn)而延長燃燒和再生周期的間隔，從而使燃料效率提高的廢氣凈化過
1 ' O用于解決問題的方法為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種廢氣凈化過濾器，其具備包含顆粒狀物質(zhì)的廢氣流入的流入面、將凈化氣體排出的排出面及由多孔質(zhì)體構(gòu)成的過濾器基體，其特征在于，所述過濾器基體具有多孔質(zhì)的間壁和由所述間壁圍成的氣體流路，在所述間壁的表面設(shè)置有包含碳化硅的多孔質(zhì)膜，且所述多孔質(zhì)膜的平均氣孔徑大于0. 5 μ m且在3 μ m以下。本發(fā)明中，優(yōu)選所述多孔質(zhì)膜以覆蓋所述流入面的所述間壁的空穴部和固體部的方式設(shè)置，所述多孔質(zhì)膜的厚度，在所述多孔質(zhì)膜與所述流入面的所述空穴部呈平面重疊的位置處為60 μ m以下，且在所述多孔質(zhì)膜與所述流入面的所述固體部呈平面重疊的位置處為5μπ 以上且60μπ 以下。本發(fā)明中，優(yōu)選所述多孔質(zhì)膜的表面設(shè)置為均一的狀態(tài)。本發(fā)明中，優(yōu)選所述多孔質(zhì)膜的平均氣孔率為50%以上且90%以下。發(fā)明效果本發(fā)明的廢氣凈化過濾器設(shè)定為如下廢氣凈化過濾器，其具備包含顆粒狀物質(zhì)的廢氣流入的流入面、將凈化氣體排出的排出面及由多孔質(zhì)體構(gòu)成的過濾器基體，其中，上述過濾器基體具有多孔質(zhì)的間壁和由該間壁圍成的氣體流路，在該間壁表面設(shè)置有包含碳化硅的多孔質(zhì)膜，且該多孔質(zhì)膜的平均氣孔徑大于0. 5 μ m且在3 μ m以下。因此，捕集到的顆粒狀物質(zhì)不會侵入到過濾器基體的間壁內(nèi)部，而是被捕集到多孔質(zhì)膜的表面，因而能夠防止間壁的堵塞。結(jié)果，能夠在維持顆粒狀物質(zhì)的捕集效率的同時，抑制壓力損失的上升。尤其是能夠?qū)殡S使用時顆粒狀物質(zhì)的堆積而來的壓力損失的上升比例抑制在較低水平。另外，在使大多數(shù)顆粒狀物質(zhì)堆積之后，使顆粒狀物質(zhì)燃燒來進(jìn)行過濾器的再生時，會產(chǎn)生由顆粒狀物質(zhì)的急速燃燒引起的熱失控，從而容易發(fā)生由溫度急劇上升引起的過濾器破損，但是在本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的情況下，由于為包含碳化硅的多孔質(zhì)膜，因此，能夠抑制熱失控，從而防止溫度急劇上升，理由如下。首先，在內(nèi)壁面未設(shè)置多孔質(zhì)膜的碳化硅制蜂窩過濾器(未處理蜂窩過濾器)的情況下，在堆積于蜂窩氣孔內(nèi)的通過深層過濾捕集到的顆粒狀物質(zhì)(主要由煤等碳構(gòu)成) 燃燒時，顆粒狀物質(zhì)急劇地燃燒，因此，過濾器表面的溫度會急劇上升。但是，在本發(fā)明的包含碳化硅的多孔質(zhì)膜的情況下，顆粒狀物質(zhì)并非通過深層過
4濾來捕集，而是全部通過表層過濾來捕集。因此，用于使顆粒狀物質(zhì)燃燒的燃燒氣體被均勻地供給至顆粒狀物質(zhì)，并且顆粒狀物質(zhì)與多孔質(zhì)膜的接觸面積較大，因此，通過發(fā)生與多孔質(zhì)膜的熱交換能良好地維持顆粒狀物質(zhì)與多孔質(zhì)膜的接觸，由此，顆粒狀物質(zhì)在均勻的加熱狀態(tài)下燃燒。因此，顆粒狀物質(zhì)急劇燃燒的異常燃燒得到抑制。進(jìn)而，能夠延長過濾器的再生周期的間隔，從而能夠減少再生次數(shù)。另外，在過濾器再生時，使燃燒氣體均勻地接觸多孔質(zhì)膜上的顆粒狀物質(zhì)，同時使與通過多孔質(zhì)膜的燃燒氣體的熱交換有效地發(fā)揮作用，從而能夠在短時間內(nèi)燃燒除去顆粒狀物質(zhì)。因此，對于安裝有本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的車輛而言，能夠在抑制壓力損失的同時，使過濾器在短時間內(nèi)進(jìn)行再生而不破損，結(jié)果，能夠提高燃料效率。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)型過濾器的局部斷裂透視圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)型過濾器的間壁結(jié)構(gòu)的截面圖。圖3是放大本發(fā)明的實(shí)施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)型過濾器的間壁結(jié)構(gòu)的截面的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參考圖1 圖3對本發(fā)明的廢氣凈化過濾器進(jìn)行說明。需要說明的是，該方式是為了更好地理解發(fā)明宗旨而具體說明的方式，只要沒有特別指定，就不對本發(fā)明構(gòu)成限定。另外，在以下所有的附圖中，為了使附圖容易看清楚而對各構(gòu)成要素的膜厚和大小的比率等適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了改變。[廢氣凈化過濾器]圖1是以局部截面表示本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的一個實(shí)施方式的概要透視圖。 圖2是表示圖1所示的廢氣凈化過濾器的間壁結(jié)構(gòu)的概要截面圖。在此，作為廢氣凈化過濾器，以作為汽車用柴油發(fā)動機(jī)中使用的廢氣凈化過濾器的DPF為例進(jìn)行說明。該實(shí)施方式的廢氣凈化過濾器10的外形呈圓柱形，且大致由以下構(gòu)成由具有多個細(xì)孔的多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的過濾器基體11 ；形成于該過濾器基體11內(nèi)的氣體流路12 ；及設(shè)置于氣體流路12中廢氣上游側(cè)端部開放的流入室12A(廢氣流入氣體流路)的內(nèi)壁面 12a的多孔質(zhì)膜13。需要說明的是，圖1中示出了相對于上述圓柱的軸向垂直相交的截面(圖1中用符號α表示的面)及與上述圓柱的軸向平行的截面(圖1中用符號β表示的面)。過濾器基體11為由碳化硅、堇青石、鈦酸鋁、氮化硅等的耐熱性多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)體。過濾器基體11大致由間壁14、和由該間壁14圍成且沿其長度方向(廢氣的流動方向)的多個室狀的氣體流路12構(gòu)成，從而形成蜂窩結(jié)構(gòu)(網(wǎng)格結(jié)構(gòu))。此外，對于過濾器基體11而言，相對于上述圓柱的軸向垂直的兩個端面中，一個端面形成包含顆粒狀物質(zhì)30的廢氣流入的流入面(例如圖1的用符號α表示的面一側(cè))， 另一個端面形成將凈化氣體排出的排出面(例如圖1的與用符號α表示的面相向的面一側(cè))。
在此，本實(shí)施方式中的“蜂窩結(jié)構(gòu)”是指多個氣體流路12以相互平行的方式形成于過濾器基體11中的結(jié)構(gòu)。圖中，將氣體流路12的與軸向正交的截面的形狀以四邊形表示，但并不限于此，可以設(shè)定為多邊形、圓形、橢圓形等各種截面形狀。此外，配置在過濾器基體11的外周附近的氣體流路12，其截面形狀的一部分呈圓弧狀，這是為了便于與過濾器基體11的形狀相協(xié)調(diào)，通過設(shè)定為這種形狀而形成為將氣體流路12無間隔地配置到過濾器基體11的外周附近為止的蜂窩結(jié)構(gòu)。沿該廢氣的流動方向(長度方向)觀察，氣體流路12形成為上游側(cè)端部與下游側(cè)端部交替閉塞的結(jié)構(gòu)。而且，氣體流路12之間的間壁14的內(nèi)部形成有多個細(xì)孔(氣孔)， 例如，流入到廢氣上游側(cè)端部開放的流入室12A中的廢氣，通過間壁14的細(xì)孔而從下游側(cè)端部開放的氣體流路12B(流出氣體流路)排出。這時，顆粒狀物質(zhì)30被捕集到多孔質(zhì)膜 13的表面上。優(yōu)選由多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的間壁14的平均氣孔徑為5 μ m以上且50 μ m。如果平均氣孔徑低于5 μ m，則由間壁14本身引起的壓力損失變大，因此不優(yōu)選。相反地，如果平均氣孔徑超過50 μ m，則間壁14的強(qiáng)度變得不充分，或難以在間壁14上形成多孔質(zhì)膜13，因此不優(yōu)選。圖2是放大圖1中用符號β表示的面的圖，并且是示出了從廢氣凈化過濾器10的流入口側(cè)(圖1中的符號α側(cè))流入的廢氣及通過間壁14而得到凈化并向排出口側(cè)(圖 1中的符號、側(cè))排出的凈化氣體的流動的圖。從流入口側(cè)流入的包含顆粒狀物質(zhì)30的廢氣在流入室12Α中從圖2中的符號α 側(cè)向Y側(cè)流動的過程中，通過過濾器基體11的間壁14。這時，廢氣中所含的顆粒狀物質(zhì) 30由多孔質(zhì)膜13除去，除去顆粒狀物質(zhì)30后的凈化氣體在氣體流路12Β中從符號α側(cè)向符號Y側(cè)流動，最終從排出口排出。圖3是示意性地示出了間壁14及設(shè)置于間壁14上的多孔質(zhì)膜13的截面的微觀結(jié)構(gòu)的圖，也是一并示出了廢氣及燃燒氣體的流動(流路)的圖。在此，圖3(a) (b)為后述的多孔質(zhì)膜的膜厚在本實(shí)施方式的范圍內(nèi)的情況，圖3(a)表示顆粒狀物質(zhì)30被捕集之前的狀態(tài)，圖3(b)表示顆粒狀物質(zhì)30被捕集且堆積到多孔質(zhì)膜13上之后的狀態(tài)。另外，圖 3 (c) (d)為多孔質(zhì)膜的膜厚小于5 μ m的情況，圖3 (c)表示顆粒狀物質(zhì)30被捕集之前的狀態(tài)，圖3(d)表示顆粒狀物質(zhì)30被捕集且堆積到多孔質(zhì)膜13上之后的狀態(tài)。[多孔質(zhì)膜]廢氣凈化過濾器10中，在廢氣上游側(cè)端部開放的流入室12A的內(nèi)壁面1 上設(shè)置有包含碳化硅的多孔質(zhì)膜13。在此，多孔質(zhì)膜13包含碳化硅是指多孔質(zhì)膜13由碳化硅粒子形成。多孔質(zhì)膜13中的碳化硅的比例優(yōu)選為80體積％以上，更進(jìn)一步優(yōu)選為90體積％ 以上。作為構(gòu)成多孔質(zhì)膜的除碳化硅以外的粒子，根據(jù)需要可單獨(dú)或復(fù)合含有選自硅(Si)、 鋁(Al)、硼(B)、鋯(Zr)、鈦(Ti)等第3族 第14族元素中的至少1種元素或者它們的氧化物、碳化物、氮化物。在對構(gòu)成多孔質(zhì)膜13的主要成分碳化硅粒子進(jìn)行燒結(jié)時，它們作為燒結(jié)助劑發(fā)揮作用。該多孔質(zhì)膜13基本不深入到形成過濾器基體11的多孔質(zhì)體的細(xì)孔內(nèi)，而是在氣體流路12的內(nèi)壁面1 上形成為獨(dú)立的膜。即，多孔質(zhì)膜13以僅侵入到間壁14所含的氣孔的入口部分為止的方式設(shè)置在氣體流路12的內(nèi)壁面12a的表面。
需要說明的是，形成多孔質(zhì)膜13的碳化硅粒子不一定是由碳化硅單體構(gòu)成的粒子，也可以為包含碳化硅的粒子。例如可以為由碳化硅與選自上述第3族 第14族元素中的至少1種元素或者它們的氧化物、碳化物、氮化物構(gòu)成的復(fù)合粒子。另外，關(guān)于平均氣孔徑、平均氣孔率、形成多孔質(zhì)膜的粒子的平均一次粒徑、厚度、 形狀，如果多孔質(zhì)膜13具備如下性質(zhì)，則從抑制壓力損失、提高燃燒效率等觀點(diǎn)出發(fā)是優(yōu)選的。[多孔質(zhì)膜的平均氣孔徑]多孔質(zhì)膜13具有多個氣孔且這些氣孔是連通的，作為結(jié)果，形成具有貫穿孔的過濾器狀多孔質(zhì)。多孔質(zhì)膜13的平均氣孔徑大于0. 5 μ m且在3 μ m以下。優(yōu)選為0. 6 μ m以上且 3 μ m以下，更優(yōu)選為1. 0 μ m以上且2. 5 μ m以下。這是因?yàn)?，多孔質(zhì)膜13的平均氣孔徑在0.5μπι以下時，包含顆粒狀物質(zhì)30的廢氣流入到廢氣凈化過濾器10內(nèi)時，壓力損失變大，尤其是因?yàn)?，無法將伴隨使用時顆粒狀物質(zhì)30的堆積而來的壓力損失的上升比例抑制在較低水平。另一方面是因?yàn)?，多孔質(zhì)膜13 的平均氣孔徑超過3 μ m時，在進(jìn)行廢氣凈化過濾器10的再生處理時，觀察不到顆粒狀物質(zhì) 30的燃燒效率的提高。[多孔質(zhì)膜的平均氣孔率]多孔質(zhì)膜13的平均氣孔率優(yōu)選為50%以上且90%以下，更優(yōu)選為60%以上且 85%以下。多孔質(zhì)膜13的平均氣孔率小于50%時，多孔質(zhì)膜13的平均氣孔率與過濾器基體 11(間壁14)的氣孔率相同或更低，因此，可能會導(dǎo)致壓力損失的上升，而且成為成本增加的主要原因。另一方面是因?yàn)?，多孔質(zhì)膜的平均氣孔率超過90%時，可能會難以維持多孔質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。[多孔質(zhì)膜的平均一次粒徑]多孔質(zhì)膜13優(yōu)選由平均一次粒徑為0. 1 μ m以上且10 μ m以下的碳化硅粒子構(gòu)成，更優(yōu)選由平均一次粒徑為0. 2 μ m以上且7 μ m以下的碳化硅粒子構(gòu)成。多孔質(zhì)膜13優(yōu)選由平均一次粒徑為0. 1 μ m以上且10 μ m以下的碳化硅粒子構(gòu)成的理由在于，碳化硅粒子的平均一次粒徑小于0. 1 μ m時，包含顆粒狀物質(zhì)30的廢氣流入到廢氣凈化過濾器10內(nèi)時，壓力損失可能會變大，另一方面是因?yàn)?，碳化硅粒子的平均一次粒徑超過10 μ m時，多孔質(zhì)膜的氣孔徑變大且比表面積變小，因此，進(jìn)行廢氣凈化過濾器10 的再生處理時，觀察不到顆粒狀物質(zhì)30的燃燒效率的提高。[多孔質(zhì)膜的膜厚]多孔質(zhì)膜13的厚度(膜厚)，在多孔質(zhì)膜13與內(nèi)壁面12a的間壁所具有的空穴部呈平面重疊的位置處為60 μ m以下，且在多孔質(zhì)膜13與內(nèi)壁面1 的間壁的固體部呈平面重疊的位置處為5 μ m以上且60 μ m以下。在此，“空穴部”是指構(gòu)成間壁14的多孔質(zhì)體的細(xì)孔的端部通過連接于內(nèi)壁面1 而設(shè)置成的開口部，相當(dāng)于圖3中的H部分。S卩，在此，問題不在于間壁14的內(nèi)部的細(xì)孔， 而是在于露出于內(nèi)壁面12a的細(xì)孔與位于該細(xì)孔上的多孔質(zhì)膜13的部分(細(xì)孔與多孔質(zhì)膜13的重疊部分)的多孔質(zhì)膜13的厚度。另外，“固體部”是指作為多孔質(zhì)陶瓷過濾器基體11的一部分的間壁中除空穴部以外的部分，即是指在內(nèi)壁面1 上直接露出陶瓷部分的部分，相當(dāng)于圖3中的S部分。優(yōu)選多孔質(zhì)膜13的厚度在空穴部為35μπι以下，在固體部為7μπι以上且35μπι 以下。更優(yōu)選在空穴部為30 μ m以下，在固體部為IOym以上且30 μ m以下。上述優(yōu)選的厚度的范圍基于如下理由。首先，對于廢氣凈化過濾器10而言，在捕集顆粒狀物質(zhì)30時，廢氣從流入室12A 側(cè)侵入到間壁14的空穴部，并向流入室12B側(cè)通過。因此，在多孔質(zhì)膜13與間壁14的空穴部重疊的部分，形成將多孔質(zhì)膜13的表面與間壁14的空穴部連接的廢氣流路，例如圖3 (a) 的F。在此，多孔質(zhì)膜13的厚度為5μπι以上時，如圖3(a)所示，在多孔質(zhì)膜13與間壁 14的固體部呈平面重疊的位置處，為了形成用于連接多孔質(zhì)膜13的表面與間壁14的空穴部的流路而在多孔質(zhì)膜13中存在足夠量的細(xì)孔。因此，在與間壁14的固體部呈平面重疊的位置處，也形成將多孔質(zhì)膜13的表面與間壁14的空穴部連接的廢氣流路，例如圖3(a) 的P。通過形成該流路，壓力損失得到降低，并且顆粒狀物質(zhì)30被均勻地捕集到多孔質(zhì)膜 13上。進(jìn)而，在通過使顆粒狀物質(zhì)30燃燒來進(jìn)行過濾器的再生處理時，也同樣地形成如圖3(b)的F’、P’所示的燃燒氣體的流路，由此，燃燒氣體能夠在顆粒狀物質(zhì)30內(nèi)均勻地流過，因此能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒效率的提高。但是，多孔質(zhì)膜13的厚度小于5μπι時，如圖3(c)所示，從多孔質(zhì)膜13的表面至內(nèi)壁面12a的距離(厚度)短，且多孔質(zhì)膜13中的細(xì)孔數(shù)少，因此，在多孔質(zhì)膜13與間壁 14的固體部呈平面重疊的位置處，例如如圖3(c)的X那樣，難以形成將多孔質(zhì)膜13的表面與間壁14的空穴部連接的廢氣流路，從而壓力損失可能變大。而且，顆粒狀物質(zhì)30僅會被捕集到與空穴部重疊的部分的多孔質(zhì)膜13上，捕集變得不均勻，因此，捕集效率過早下降， 可能導(dǎo)致再生處理次數(shù)增加。而且，同樣地，由于多孔質(zhì)膜13中的細(xì)孔數(shù)少，因此，如圖3(d)所示，在通過使顆粒狀物質(zhì)30燃燒來進(jìn)行再生處理時，可能無法實(shí)現(xiàn)顆粒狀物質(zhì)30的燃燒效率的提高。另外，多孔質(zhì)膜13的厚度超過60 μ m時，包含顆粒狀物質(zhì)30的廢氣流入到廢氣凈化過濾器10內(nèi)時，由多孔質(zhì)膜13引起的壓力損失變大，另一方面，進(jìn)行再生處理時的顆粒狀物質(zhì)30的燃燒效率與多孔質(zhì)膜13的厚度為60 μ m以下時的燃燒效率相比，幾乎沒有提高，因此，可能導(dǎo)致安裝有本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的發(fā)動機(jī)的輸出功率降低。根據(jù)以上理由來設(shè)定多孔質(zhì)膜13的厚度的最佳范圍。[多孔質(zhì)膜的表面形狀]優(yōu)選多孔質(zhì)膜13以其表面與內(nèi)壁面1 大致平行的方式均一地進(jìn)行設(shè)置。即，優(yōu)選內(nèi)壁面1 保持構(gòu)成間壁14的粒子的形狀且形成有凹凸，但是，對于多孔質(zhì)膜13的表面而言，優(yōu)選幾乎不反映內(nèi)壁面12a的表面輪廓，而形成為實(shí)質(zhì)上平坦的面。在說明書中，將多孔質(zhì)膜13的表面這樣形成為實(shí)質(zhì)上平坦的面的情況改稱為“均一”。進(jìn)而優(yōu)選的是，對代表內(nèi)壁面1 的平面進(jìn)行近似地假定，使該平面與多孔質(zhì)膜13的表面實(shí)質(zhì)上平行。在說明書中，將多孔質(zhì)膜的表面與代表內(nèi)壁面12a的假定的平面實(shí)質(zhì)上平行的情況改稱為“大致平行”。
例如，多孔質(zhì)膜13的表面形狀具有追隨內(nèi)壁面12a的表面輪廓的凹凸形狀，如果與空穴部重疊的位置凹陷而達(dá)到妨礙連接多孔質(zhì)膜13的表面與間壁14的空穴部的廢氣流路形成的程度，則在與除間壁14的空穴部以外的部分呈平面重疊的位置處，難以形成將多孔質(zhì)膜13的表面與間壁14的空穴部連接的廢氣流路，壓力損失可能變大。另外，由多孔質(zhì)膜13捕集的顆粒狀物質(zhì)30容易滯留在該凹部，結(jié)果，在與廢氣應(yīng)當(dāng)通過的空穴部重疊的位置處形成堵塞，因此，可能會產(chǎn)生壓力損失。但是，如上述那樣，表面得以均一地形成時，顆粒狀物質(zhì)30在多孔質(zhì)膜13的整個表面被捕集而不會發(fā)生局部化，因此難以產(chǎn)生壓力損失。本實(shí)施方式的廢氣凈化過濾器10具有如上所述的構(gòu)成。[廢氣凈化過濾器的制造方法]接著，對廢氣凈化過濾器10的制造方法進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的廢氣凈化過濾器能夠通過如下工序制造在構(gòu)成過濾器的氣體流路的間壁、即具有平均氣孔徑為5 50 μ m的細(xì)孔的多孔質(zhì)支撐體的表面涂布含有至少包含碳化硅的粒子的多孔質(zhì)膜形成用涂料的工序；及通過熱處理使至少包含碳化硅的粒子燒結(jié)而在多孔質(zhì)支撐體的表面形成多孔質(zhì)膜的工序。與例如使分散有粒子的氣體流入到過濾器基體而形成多孔質(zhì)膜等方法相比，根據(jù)上述方法，能夠生產(chǎn)率良好地制造過濾器。作為多孔質(zhì)膜13的形成材料即碳化硅粒子，可以使用通過二氧化硅還原法、艾其遜法、熱等離子體法或二氧化硅前體煅燒法等得到的粒子。將這樣得到的碳化硅粒子分散在分散介質(zhì)中，制成碳化硅粒子分散液。該分散工序優(yōu)選通過濕式法進(jìn)行。該濕式法中使用的分散機(jī)可使用開放型、密閉型中的任意一種，例如，可使用球磨機(jī)、攪拌磨機(jī)等。作為球磨機(jī)，可列舉旋轉(zhuǎn)球磨機(jī)、振動球磨機(jī)及行星磨機(jī)等。另外，作為攪拌磨機(jī)，可列舉塔式磨機(jī)、攪拌槽型磨機(jī)、流通管式磨機(jī)及管磨機(jī)等。分散介質(zhì)基本上優(yōu)選使用水或有機(jī)溶劑，除此之外，也可以使用高分子單體或低聚物的單體或它們的混合物。作為上述有機(jī)溶劑，例如，可優(yōu)選使用甲醇、乙醇、丙醇、二丙酮醇、糠醇、乙二醇、 己二醇等醇類，醋酸甲酯、醋酸乙酯等酯類，乙醚、乙二醇單甲醚(甲基溶纖劑)、乙二醇單乙醚(乙基溶纖劑)、乙二醇單丁醚(丁基溶纖劑)、二甘醇單甲醚、乙二醇單乙醚等醚醇類，二Ig烷、四氫呋喃等醚類，丙酮、甲乙酮、乙酰丙酮、乙酰醋酸酯等酮類，N，N-二甲基甲酰胺等酰胺類，甲苯、二甲苯等芳香烴等，可使用這些溶劑中的1種或2種以上。作為上述高分子單體，可使用丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等丙烯類或甲基丙烯類的單體、環(huán)氧類單體等。此外，作為上述低聚物，可使用氨基甲酸酯丙烯酸酯類低聚物、環(huán)氧丙烯酸酯類低聚物、丙烯酸酯類低聚物等。另外，為了提高該碳化硅粒子與分散介質(zhì)的親和性，可以進(jìn)行碳化硅粒子的表面改性。作為表面改性劑，可列舉3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、半胱胺、 氫氧化四甲銨、氨基乙二醇等，但并不限定于此，只要是具有吸附于碳化硅粒子表面的官能團(tuán)、且具有與分散介質(zhì)有親和性的末端基團(tuán)的表面改性劑即可。而且，可以向如上得到的碳化硅粒子分散液中添加分散劑或粘合劑。
作為分散劑或粘合劑，例如可使用聚碳酸銨、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等有機(jī)高分子等。接著，向碳化硅粒子分散液中加入預(yù)先溶于水或有機(jī)溶劑而成的樹脂，并攪拌、混合，由此制備碳化硅粒子涂布液。作為有機(jī)溶劑，可使用與上述碳化硅粒子分散液相同的溶劑。作為樹脂，例如可使用水溶性纖維素醚、硝化纖維素、明膠、文萊膠、瓊脂、丙烯酸樹脂等?？梢栽谕坎家褐谢旌嫌衩椎矸壑惖挠袡C(jī)物的微粒作為造孔劑。接著，在過濾器基體11的間壁14的內(nèi)壁面、即氣體流路12的流入室12A側(cè)的內(nèi)壁面1 上涂布上述碳化硅粒子涂布液來形成涂膜，并對該涂膜進(jìn)行熱處理，由此，得到過濾器基體11的氣體流路12的內(nèi)壁面1 上設(shè)置有多孔質(zhì)膜13的廢氣凈化過濾器10。作為碳化硅粒子涂布液的涂布方法，可使用刮棒涂布法、注漿法、浸涂法、將涂布液涂布于被處理物的表面的普通濕式涂布法等。涂膜的熱處理溫度優(yōu)選為900°C以上且2000°C以下，更優(yōu)選為1000°C以上且 1800°C 以下。另外，熱處理時間優(yōu)選為0. 5小時以上且10小時以下，更優(yōu)選為1. 0小時以上且 4小時以下。而且，熱處理氣氛沒有特別限定，涂膜的熱處理可在氫氣或一氧化碳等還原性氣氛中進(jìn)行，在氮?dú)?、氬氣、氖氣、氙氣等惰性氣氛中進(jìn)行，或者在氧氣、大氣等氧化性氣氛中進(jìn)行。這樣，本發(fā)明的廢氣凈化過濾器為在構(gòu)成過濾器基體的多孔質(zhì)的間壁的表面設(shè)置有包含碳化硅的多孔質(zhì)膜，且該多孔質(zhì)膜的平均氣孔徑大于0. 5 μ m且在3 μ m以下。因此，能夠在維持顆粒狀物質(zhì)30的捕集效率的同時，抑制壓力損失的上升，尤其是在使用時流入室12A側(cè)的表面堆積有顆粒狀物質(zhì)30時，能夠?qū)U氣凈化過濾器的壓力損失的上升比例抑制在較低水平。由此，對于安裝有本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的車輛而言，能夠降低行駛時的負(fù)荷。而且，由于能夠?qū)殡S使用時顆粒狀物質(zhì)30的堆積而來的壓力損失的上升比例抑制在較低水平，因此，能夠使大多數(shù)顆粒狀物質(zhì)30堆積在過濾器中，從而能夠延長過濾器的再生周期的間隔。另外，在使大多數(shù)顆粒狀物質(zhì)30堆積之后，使顆粒狀物質(zhì)30燃燒來進(jìn)行過濾器的再生時，會產(chǎn)生由顆粒狀物質(zhì)30的燃燒引起的熱失控，從而容易發(fā)生由溫度急劇上升引起的過濾器破損，但是在本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的情況下，由于為包含碳化硅的多孔質(zhì)膜， 因此，能夠抑制熱失控，從而防止溫度急劇上升，理由如下。首先，在內(nèi)壁面未設(shè)置多孔質(zhì)膜的碳化硅制蜂窩過濾器(未處理蜂窩過濾器)的情況下，在堆積于蜂窩氣孔內(nèi)的通過深層過濾捕集到的顆粒狀物質(zhì)30 (主要由煤等碳構(gòu)成)燃燒時，顆粒狀物質(zhì)急劇地燃燒，因此，過濾器表面的溫度會急劇上升。但是，在本發(fā)明的包含碳化硅的多孔質(zhì)膜的情況下，顆粒狀物質(zhì)并非通過深層過濾來捕集，而是全部通過表層過濾來捕集。因此，用于使顆粒狀物質(zhì)30燃燒的燃燒氣體被均勻地供給至顆粒狀物質(zhì)，并且顆粒狀物質(zhì)與多孔質(zhì)膜的接觸面積較大，因此，通過發(fā)生與多孔質(zhì)膜的熱交換能良好地維持顆粒狀物質(zhì)30與多孔質(zhì)膜的接觸，由此，顆粒狀物質(zhì)在均勻的加熱狀態(tài)下燃燒。因此，顆粒狀物質(zhì)30急劇燃燒的異常燃燒得到抑制。另外，燃燒氣體從多孔質(zhì)膜的整個表面流入到多孔質(zhì)膜中并通過多孔質(zhì)膜，因此， 堆積的顆粒狀物質(zhì)30與燃燒氣體的熱交換有效地發(fā)揮作用，從而能夠在短時間內(nèi)燃燒除去顆粒狀物質(zhì)30?；谏鲜銮闆r，對于安裝有本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的車輛而言，能夠在抑制壓力損失的同時，使過濾器在短時間內(nèi)進(jìn)行再生而不破損，結(jié)果，能夠提高燃料效率。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，例示了氣體流路12的內(nèi)壁面1 上設(shè)置有多孔質(zhì)膜13的廢氣凈化過濾器10，但本發(fā)明的廢氣凈化過濾器并不限定于此。本發(fā)明的廢氣凈化過濾器，可以在氣體流路的內(nèi)壁面的上述多孔質(zhì)膜上負(fù)載促進(jìn)顆粒狀物質(zhì)30或氣態(tài)物質(zhì)分解的分解促進(jìn)催化劑。作為負(fù)載的方式，可以是上述多孔質(zhì)膜與促進(jìn)顆粒狀物質(zhì)30或氣態(tài)物質(zhì)分解的分解促進(jìn)催化劑膜混合存在。即，可以在氣體流路的流入側(cè)內(nèi)壁面上設(shè)置多孔質(zhì)膜，并在該多孔質(zhì)膜上設(shè)置分解促進(jìn)催化劑膜，另外，也可以在氣體流路的流入側(cè)內(nèi)壁面上設(shè)置分解促進(jìn)催化劑膜，并在該分解促進(jìn)催化劑膜上設(shè)置多孔質(zhì)膜，或者，還可以在氣體流路的內(nèi)壁面上設(shè)置分解促進(jìn)催化劑膜，并在該分解促進(jìn)催化劑膜上設(shè)置多孔質(zhì)膜，進(jìn)而在該多孔質(zhì)膜上設(shè)置分解促進(jìn)催化劑膜。另外，可以在多孔質(zhì)膜13的細(xì)孔內(nèi)壁表面層疊或包含分解促進(jìn)催化劑。另外，可以為將至少包含分解促進(jìn)催化劑的粒子與形成多孔質(zhì)膜13的粒子制成復(fù)合體而得到的多孔質(zhì)膜。以上，參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然不限于這些例子。上述例子中所示的各構(gòu)成構(gòu)件的各形狀和組合等只是一例，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種變更。實(shí)施例以下，通過實(shí)施例及比較例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，但是本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限制。需要說明的是，以下的說明中，將形成的過濾器稱為廢氣凈化過濾器。[廢氣凈化過濾器的物性評價]對于下述實(shí)施例1 7及比較例1 3中得到的廢氣凈化過濾器，通過以下列舉的方法進(jìn)行多孔質(zhì)膜的膜厚、平均氣孔徑及平均氣孔率、壓力損失試驗(yàn)、熱失控評價試驗(yàn)、 燃燒試驗(yàn)的各測定及試驗(yàn)，從而進(jìn)行本發(fā)明的廢氣凈化過濾器的評價。(1)多孔質(zhì)膜的膜厚使廢氣凈化過濾器的間壁斷裂，利用電場放射型掃描電子顯微鏡(FE-SEM) S-4000(日立計(jì)測器服務(wù)公司制造)對該間壁截面進(jìn)行觀察，由此，得到廢氣凈化過濾器的多孔質(zhì)膜的電子顯微鏡圖像。在測定倍率400倍下，將膜截面的長度Imm以0. Imm的間隔對與廢氣凈化過濾器的粒子表面(固體部)、細(xì)孔部(空穴部)重疊的部分分別進(jìn)行10點(diǎn)測定，將這樣得到的厚度平均，作為各位置處的多孔質(zhì)膜的厚度。(2)多孔質(zhì)膜的平均氣孔徑及平均氣孔率利用壓汞儀(Pore Master 60GT，Quantachrome公司制造)，將進(jìn)入膜部分的汞容積的累積50%作為廢氣凈化過濾器的多孔質(zhì)膜的平均氣孔徑。而且，利用該裝置測定平均氣孔率。(3)壓力損失試驗(yàn)使干燥空氣以100L/分鐘的流量從廢氣凈化過濾器的流入口流入，并使該干燥空氣通過廢氣凈化過濾器的間壁而從排出口排出，測定此時流入口的壓力損失。將制作成的廢氣凈化過濾器安裝于排量為2. 2L的柴油發(fā)動機(jī)，以1500rpm的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，使3g/L的PM(廢氣中所含的顆粒狀物質(zhì))堆積在廢氣凈化過濾器內(nèi)，如果(堆積有3g/L的PM的廢氣凈化過濾器的壓力損失)/ (初期(堆積前)的廢氣凈化過濾器的壓力損失)< 4.0，則判定為良好。將該數(shù)值示于表1中。(4)熱失控評價將各廢氣凈化過濾器安裝于排量為2. 2L的柴油發(fā)動機(jī)，以1500rpm的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，使顆粒狀物質(zhì)以2g/L堆積在廢氣凈化過濾器內(nèi)。接著，將堆積有顆粒狀物質(zhì)的廢氣凈化過濾器在氮?dú)鈿夥罩屑訜嶂?00°C，然后， 在保持溫度的同時，以13. 5L/分鐘的流量導(dǎo)入由3. 8%的氧氣、200ppm的一氧化氮(NO)及余量氮?dú)鈽?gòu)成的混合氣體，使顆粒狀物質(zhì)燃燒。在該燃燒處理中，從導(dǎo)入氧氣的時刻開始， 測定單位再生時間(秒)的燃燒顆粒狀物質(zhì)量/剩余顆粒狀物質(zhì)量，作為熱失控性的指標(biāo)。在燃燒處理中，使用HORIBA制造的MEXA-7500D來測定二氧化碳量及一氧化碳。由檢測到的二氧化碳及一氧化碳中所含的碳的總量計(jì)算出單位再生時間的顆粒狀物質(zhì)的燃燒顆粒狀物質(zhì)量和剩余顆粒狀物質(zhì)量。對于效果判定，將燃燒開始100秒以內(nèi)無急劇的燃燒峰、且燃燒顆粒狀物質(zhì)量/剩余顆粒狀物質(zhì)量的每單位時間的變化(％ /s)為0. 2以上的情況判定為〇，將小于0. 2的情況判定為X。(5)燃燒試驗(yàn)將各廢氣凈化過濾器安裝于排量為2. 2L的柴油發(fā)動機(jī)，以1500rpm的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，使顆粒狀物質(zhì)堆積在廢氣凈化過濾器內(nèi)。接著，將堆積有顆粒狀物質(zhì)的廢氣凈化過濾器在氮?dú)鈿夥罩屑訜嶂?00°C，然后， 在保持溫度的同時，以13. 5L/分鐘的流量導(dǎo)入由3. 8%的氧氣、200ppm的一氧化氮(NO)及余量氮?dú)鈽?gòu)成的混合氣體，使顆粒狀物質(zhì)燃燒。在該燃燒處理中，從導(dǎo)入氧氣的時刻開始， 測定燃燒至堆積的顆粒狀物質(zhì)變?yōu)榭偠逊e量的10%為止的時間，作為顆粒狀物質(zhì)燃燒性的指標(biāo)。在燃燒處理中，使用HORIBA制造的MEXA-7500D來測定二氧化碳量及一氧化碳量。 設(shè)定檢測到的二氧化碳及一氧化碳中所含的碳的總量相當(dāng)于顆粒狀物質(zhì)的總堆積量，由二氧化碳量的累積量及一氧化碳的累積量計(jì)算出顆粒狀物質(zhì)的剩余量變?yōu)榭偠逊e量的10% 為止的時間。將僅由過濾器基體(碳化硅制蜂窩過濾器DPF，間壁的平均氣孔徑為12 μ m、平均氣孔率為45%)得到的上述測定時間的值作為基準(zhǔn)(100)，計(jì)算出相對值。相對值越小，表示顆粒狀物質(zhì)的燃燒越得到促進(jìn)。時間縮短10%以上時，判定為對再生處理時間的縮短有效。[實(shí)施例1]如下稱量平均粒徑為0. 2 μ m的碳化硅粒子(陶瓷粒子)的含量為12. 0體積％，水的含量為75.0體積％，作為造孔劑使用的玉米淀粉的含量為13.0體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到罐磨機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合6小時，制成分散液，然后，向分散液中添加玉米淀粉并混合15分鐘，得到涂布液。接著，將過濾器基體(碳化硅制蜂窩過濾器DPF，間壁的平均氣孔徑為12μπκ平均氣孔率為45% )浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，在還原氣氛中、在600°C下進(jìn)行4小時的熱處理。接著，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘20°C的速度升溫至1000°C并保持1小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造實(shí)施例1的廢氣凈化過濾器。[實(shí)施例2]如下稱量平均粒徑為1. 3 μ m的碳化硅粒子(陶瓷粒子)的含量為10. 0體積0Z0， 水的含量為90. 0體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到罐磨機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm 的轉(zhuǎn)速混合12小時，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至2000°C并保持2小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造實(shí)施例2的廢氣凈化過濾器。[實(shí)施例3]向100質(zhì)量％的平均粒徑為2. 0 μ m的碳化硅粒子中添加相對于100質(zhì)量份碳化硅粒子為5質(zhì)量份的平均粒徑為0. 2 μ m的氧化鋁粒子作為燒結(jié)助劑，制備作為碳化硅粒子與氧化鋁粒子的混合物的陶瓷粒子。接著，如下稱量陶瓷粒子的含量為6. 5體積％，水的含量為90. 0體積％，膠凝劑的含量為3. 5體積％。膠凝劑使用預(yù)先溶于水中的水溶性纖維素醚(商品名MET0L0SE，固體成分10質(zhì)量％，信越化學(xué)公司制造)。然后，將陶瓷粒子與純水加入到攪拌機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合3小時，制成分散液，然后，向分散液中添加水溶性纖維素醚并混合15分鐘，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至1700°C并保持2小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造實(shí)施例3的廢氣凈化過濾器。[實(shí)施例4]向100質(zhì)量％的平均粒徑為3. 0 μ m的碳化硅粒子中添加相對于100質(zhì)量份碳化硅粒子為3質(zhì)量份的平均粒徑為0. 1 μ m的氧化釔粒子作為燒結(jié)助劑，制備作為碳化硅粒子與氧化釔粒子的混合物的陶瓷粒子。接著，如下稱量陶瓷粒子的含量為8. 0體積％，水的含量為91. 0體積％，作為膠凝劑使用的明膠的含量為1.0體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到攪拌機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合6小時，制成分散液，然后，向分散液中添加明膠并混合20分鐘，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至1000°C并保持1小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造實(shí)施例4的廢氣凈化過濾器。[實(shí)施例5]如下稱量平均粒徑為5. 5 μ m的碳化硅粒子(陶瓷粒子)的含量為15. 0體積0Z0， 水的含量為85. 0體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到罐磨機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm 的轉(zhuǎn)速混合12小時，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至1800°C并保持0. 5小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造實(shí)施例5的廢氣凈化過濾器。[實(shí)施例6]向100質(zhì)量％的平均粒徑為6. 8 μ m的碳化硅粒子中添加相對于100質(zhì)量份碳化硅粒子為2質(zhì)量份的平均粒徑為0. 2μπι的氧化鋁粒子作為燒結(jié)助劑，制備陶瓷粒子。接著，如下稱量陶瓷粒子的含量為9. 0體積％，水的含量為89. 0體積％，明膠的含量為2. 0體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到攪拌機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合16小時，制成分散液，然后，向分散液中添加明膠并混合30分鐘，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至1750°C并保持1小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造實(shí)施例6的廢氣凈化過濾器。[實(shí)施例7]向100質(zhì)量％的平均粒徑為9. 2 μ m的碳化硅粒子中添加相對于100質(zhì)量份碳化硅粒子為ι質(zhì)量份的平均粒徑為0. 2μπι的氧化鋁粒子作為燒結(jié)助劑，制備陶瓷粒子。接著，如下稱量陶瓷粒子的含量為12. 0體積％，水的含量為85. 0體積％，明膠的含量為3. 0體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到罐磨機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合M小時，制成分散液，然后，向分散液中添加明膠并混合25分鐘，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至1800°C并保持2小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造實(shí)施例7的廢氣凈化過濾器。[比較例1]向100質(zhì)量％的平均粒徑為0. 01 μ m的氧化鋁粒子中添加相對于100質(zhì)量份氧化鋁粒子為ι質(zhì)量份的平均粒徑為0. 7 μ m的氫氧化鎂粒子作為燒結(jié)助劑，制備作為氧化鋁粒子與氫氧化鎂粒子的混合物的陶瓷粒子。接著，如下稱量陶瓷粒子的含量為10. 0體積％，水的含量為90. 0體積％，將陶瓷粒子與純水加入到攪拌機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合20小時，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，3分鐘之后提拉上來，在100°C下干燥12 小時，然后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為大氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘5°C的速度升溫至1300°C并保持4小時來進(jìn)行燒結(jié)。但是，卻得到了如下的比較例1的廢氣凈化過濾器不是在過濾器基體的表面形成了覆蓋過濾器基體的空穴部的連續(xù)的多孔質(zhì)膜，而是在包括過濾器基體內(nèi)部的細(xì)孔的表面在內(nèi)的整體上形成了多孔質(zhì)膜。[比較例2]向100質(zhì)量％的平均粒徑為0. 03 μ m的碳化硅粒子中添加相對于100質(zhì)量份碳化硅粒子為ι質(zhì)量份的平均粒徑為0. 8 μ m的碳化硼粒子作為燒結(jié)助劑，制備作為碳化硅粒子與碳化硼粒子的混合物的陶瓷粒子。接著，如下稱量陶瓷粒子的含量為8. 0體積％，水的含量為91. 0體積％，明膠的含量為1體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到攪拌機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合12小時，制成分散液，然后，向分散液中添加明膠并混合15分鐘，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，3分鐘之后提拉上來，在100°C下干燥12 小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至2000°C并保持30分鐘來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造比較例 2的廢氣凈化過濾器。[比較例3]向100質(zhì)量％的平均粒徑為14. 0 μ m的碳化硅粒子中添加相對于100質(zhì)量份碳化硅粒子為ι質(zhì)量份的平均粒徑為0. 2μπι的氧化鋁粒子作為燒結(jié)助劑，制備陶瓷粒子。接著，如下稱量陶瓷粒子的含量為15.0體積％，水的含量為83.0體積％，明膠的含量為2. 0體積％。然后，將陶瓷粒子與純水加入到攪拌機(jī)中，利用球磨機(jī)以60rpm的轉(zhuǎn)速混合12小時，制成分散液，然后，向分散液中添加明膠，混合15分鐘，得到涂布液。接著，將過濾器基體浸漬到該涂布液中，然后提拉上來，在100°C下干燥12小時之后，將涂布有陶瓷粒子的過濾器基體裝入氣氛爐內(nèi)，并使?fàn)t內(nèi)氣氛成為氬氣氣氛，將爐內(nèi)溫度以每分鐘15°C的速度升溫至1850°C并保持1小時來進(jìn)行燒結(jié)，由此，制造比較例1的廢氣凈化過濾器。關(guān)于以上的實(shí)施例及比較例，將所得到的廢氣凈化過濾器的評價結(jié)果示于表1。[表1]
1權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化過濾器，其具備包含顆粒狀物質(zhì)的廢氣流入的流入面、將凈化氣體排出的排出面及由多孔質(zhì)體構(gòu)成的過濾器基體，其特征在于，所述過濾器基體具有多孔質(zhì)的間壁和由所述間壁圍成的氣體流路，在所述間壁的表面設(shè)置有包含碳化硅的多孔質(zhì)膜，且所述多孔質(zhì)膜的平均氣孔徑大于0. 5 μ m且在3 μ m以下。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣凈化過濾器，其特征在于，所述多孔質(zhì)膜以覆蓋所述流入面的所述間壁的空穴部和固體部的方式設(shè)置，所述多孔質(zhì)膜的厚度，在所述多孔質(zhì)膜與所述流入面的所述空穴部呈平面重疊的位置處為60 μ m以下，且在所述多孔質(zhì)膜與所述流入面的所述固體部呈平面重疊的位置處為 5μπ 以上且60μπ 以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的廢氣凈化過濾器，其特征在于，所述多孔質(zhì)膜的表面設(shè)置為均一的狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的廢氣凈化過濾器，其特征在于，所述多孔質(zhì)膜的平均氣孔率為50%以上且90%以下。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，提供一種廢氣凈化過濾器，其在抑制壓力損失上升的同時，在廢氣凈化過濾器再生時抑制初期燃燒中的失控，由此，防止廢氣凈化過濾器的急劇的溫度上升，從而防止破損；能夠縮短堆積在間壁的顆粒狀物質(zhì)的燃燒時間，由此，與顆粒狀物質(zhì)的捕集量增加結(jié)合來延長燃燒周期的間隔；進(jìn)一步通過減少在1次燃燒時間內(nèi)廢氣溫度上升、維持中所需的燃料的使用，能夠提高燃料效率。本發(fā)明的廢氣凈化過濾器具備包含顆粒狀物質(zhì)(30)的廢氣流入的流入面、將凈化氣體排出的排出面及由多孔質(zhì)體構(gòu)成的過濾器基體(11)，過濾器基體(11)具有多孔質(zhì)的間壁(14)和由間壁(14)圍成的氣體流路(12)，在該間壁(14)的表面設(shè)置有包含碳化硅的多孔質(zhì)膜(13)，且多孔質(zhì)膜(13)的平均氣孔徑大于0.5μm且在3μm以下。
文檔編號B01J35/04GK102574038SQ20108004344
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者岸本淳, 根矢直, 田中正道, 石崎啟太 申請人:住友大阪水泥股份有限公司, 本田技研工業(yè)株式會社