颗粒过滤器的制作方法

本发明涉及颗粒过滤器。详细而言，涉及一种用于捕集从车辆的内燃机排出的排气中所包含的颗粒状物质(pm：particulate matter)的颗粒过滤器。需要说明的是，本申请基于2021年10月20日提出的日本专利申请第2021-171637号主张优先权，该申请的全部内容作为参照引入本说明书中。

背景技术：

1、从车辆发动机等内燃机排出的排气中包含烃(hc)、一氧化碳(co)、氮氧化物(nox)等有毒排气成分以及颗粒状物质(pm：particulate matter)等。因此，在内燃机的排气系统中，配置有能够捕集pm的颗粒过滤器。特别是，近年来，为了使颗粒过滤器具有抑制pm排出的功能以外，还具有对排气成分进行净化的功能，提出了例如在颗粒过滤器中设置含有能够将排气成分氧化或还原的催化剂(例如pt、pd、rh等催化剂金属)的涂层。

2、这样的颗粒过滤器例如具有壁流型的基材和形成于该基材的催化剂涂层。壁流型的基材具有：仅排气流入侧的端部开口的入侧室；仅排气流出侧的端部开口的出侧室；和将两室分隔的多孔质分隔壁。另外，在该基材的分隔壁的表面和/或内部形成有催化剂涂层。供给至这样结构的颗粒过滤器的排气在入侧室流入、通过分隔壁之后，从出侧室排出。此时，在pm被多孔质分隔壁捕集的同时，由形成于该分隔壁的催化剂层将排气成分净化。例如，在专利文献1中公开了这样的结构的一例。

3、另外，例如在专利文献2中公开了一种包含基材和在该基材上的洗涂层(washcoat)的排气净化用催化剂物品。该洗涂层包含催化剂成分和平均粒径为约10nm～约1000nm的功能性结合剂，通过将上述催化剂成分的平均粒径设定为高于上述功能性结合剂的10倍，能够实现多孔质的事实上无缝隙的洗涂层。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：国际公开第2016/060049号公报

7、专利文献2：日本专利公表第2018-503511号公报

技术实现思路

1、那么，通过在颗粒过滤器形成催化剂涂层能够赋予排气净化功能，但是，作为代价，由于催化剂涂层导致排气流道变窄，会使压力损失(下文也称为“压损”)增大。因此，即使是形成了催化剂涂层的情况下，也期待使压力损失减少的技术。

2、因此，本发明是鉴于上述事情而完成的发明，其目的在于：提供一种能够减少因形成涂层导致的压力损失的增大的壁流型颗粒过滤器。

3、本发明的发明人为了拓宽壁流型基材的分隔壁的细孔中的排气流道，关注了形成在该细孔的壁面的涂层的空隙率。其中，“涂层的空隙率”是指空隙在涂层每规定体积中所占的占有率，空隙率越低，表明涂层所含有的构成要素(例如各种无机氧化物)的配置越紧密。本发明人认为，通过降低涂层的空隙率，能够进一步拓宽排气通过细孔的流道，为此进行了深入研究。其结果发现：通过将平均粒径不同的无机氧化物混合，并将它们的重量比率设定在规定范围，能够减少因形成涂层导致的压力损失的增大。

4、即，本发明的颗粒过滤器是用于捕集从内燃机排出的排气中的颗粒状物质的颗粒过滤器，具有壁流型的基材和形成于上述基材的涂层。上述基材具有：仅排气流入侧的端部开口的入侧室；仅排气流出侧的端部开口的出侧室；和将上述入侧室与上述出侧室分隔并形成有将该入侧室和该出侧室连通的多个细孔的分隔壁。上述涂层设置于上述细孔的壁面，包含第一无机氧化物和第二无机氧化物。上述第一无机氧化物的平均粒径大于上述第二无机氧化物的平均粒径，在将上述第一无机氧化物与上述第二无机氧化物的重量比率的合计设为100％时，上述第二无机氧化物的重量比率为10％以上50％以下。

5、根据这样的构成，能够降低涂层的空隙率，拓宽排气的流路，从而能够减少压力损失的增大。

6、此外，在本发明的颗粒过滤器的一个优选方式中，上述第一无机氧化物是氧化铈-氧化锆复合氧化物，上述第二无机氧化物是氧化铝。根据这样的构成，能够更适当地降低涂层的空隙率，并能够进一步降低压力损失的增大。

7、在更优选的一个方式中，上述第二无机氧化物的上述重量比率为20％以上30％以下。根据这样的构成，能够进一步减少压力损失的增大。

8、此外，本发明的颗粒过滤器的一个优选方式中，上述涂层还包含作为能够将上述排气中的至少一种排气成分氧化或还原的催化剂发挥功能的催化剂金属。根据这样的构成，能够赋予涂层排气净化功能，使该涂层不仅有助于pm的捕集，还有助于排气成分的净化。

技术特征：

1.一种颗粒过滤器，其特征在于：

2.如权利要求1所述的颗粒过滤器，其特征在于：

3.如权利要求2所述的颗粒过滤器，其特征在于：

4.如权利要求1～3中任一项所述的颗粒过滤器，其特征在于：

技术总结本发明提供一种减少因形成涂层导致的压力损失的增大的壁流型颗粒过滤器。本发明的颗粒过滤器具有壁流型的基材和形成于基材的涂层，上述基材具有：仅排气流入侧的端部开口的入侧室；仅排气流出侧的端部开口的出侧室；和将上述入侧室与上述出侧室分隔并形成有将上述入侧室和上述出侧室连通的多个细孔的分隔壁，上述涂层设置于上述细孔的壁面，包含第一无机氧化物和第二无机氧化物。上述第一无机氧化物的平均粒径大于上述第二无机氧化物的平均粒径，在将上述第一无机氧化物与上述第二无机氧化物的重量比率的合计设为100％时，上述第二无机氧化物的重量比率为10％以上50％以下。技术研发人员：高崎孝平,村胁启介,池部雅俊,森岛毅,太田贵也,杉浦幸司,平林武史,佐藤明美受保护的技术使用者：株式会社科特拉技术研发日：技术公布日：2024/6/5