JP2001187344A - 排ガス浄化材及び排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガスと触媒との反応効率及び捕集効率を高
めてパティキュレートを効率的に燃焼できる排ガス浄化
材及び排ガス浄化装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ガス透過性隔壁で仕切られた通気セルの
集合体からなるウォールスルー型フィルター２の各隣接
する通気セルのガス入口側又はガス出口側の一方を交互
に目封じしてなり、主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ₆である
銅元素（ａ）とバナジウム元素（ｂ）のモル比（ａ：
ｂ）が１：１．５〜１：３．５の銅バナジウム化合物
（ｃ）と、硫酸セシウム（ｄ）とのモル比（ｃ：ｄ）が
１：３〜１：３．５である排ガス浄化触媒４を前記通気
セルの内壁面に被覆して形成された排ガス浄化材１であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンから排出される排ガス中に含まれるパティキュレート
（固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分子量炭
化水素微粒子）を燃焼して浄化する排ガス浄化材及び排
ガス浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンからの排ガスに含ま
れるパティキュレートは、その粒子径がほぼ１μｍ以下
で大気中に浮遊しやすく、また発ガン性物質も含んでい
ることから、人体への影響が大きな問題となり、ディー
ゼルエンジンからのパティキュレートの排出規制が強化
されつつある。

【０００３】排ガスからのパティキュレートを除去する
方法の一つとして、耐熱性構造体からなる排ガス浄化体
でパティキュレートを捕集した後、バーナーやヒーター
等の加熱手段で排ガス浄化体を加熱して、パティキュレ
ートを燃焼し、炭酸ガスに変えて放出する方法がある。
また、排ガス浄化材としては、前述の排ガス浄化体に金
属酸化物等からなる排ガス浄化用触媒を担持したもので
あり、この場合捕集されたパティキュレートは排ガス浄
化用触媒の触媒作用によって触媒がないときに比べてよ
り低温で燃焼させることができる。

【０００４】このような排ガス浄化用触媒を担持した排
ガス浄化材を用いて、パティキュレートを排ガス温度で
燃焼することができれば、加熱手段を排ガス浄化装置内
に配設する必要がなく、排ガス浄化装置の構成を簡単に
することができる。

【０００５】しかしながら、現状では排ガス浄化用触媒
を担持した排ガス浄化材についても、排ガス温度でパテ
ィキュレートを十分に燃焼させることは困難であり、加
熱手段との併用が不可欠となっている。したがって、よ
り低温でパティキュレートを燃焼できる高い触媒活性を
有する排ガス浄化用触媒の開発が望まれている。

【０００６】排ガス浄化用触媒としては、これまでにＣ
ｕやＶ等の金属酸化物を用いたものが比較的高い活性を
有することが知られている。例えば、特開昭５８−１４
３８４０号公報（以下、イ号公報と略称する。）には、
ＣｕとＶを含む複合金属酸化物からなる排ガス浄化用触
媒が開示されている。また、特開昭５８−１７４２３６
号公報（以下、ロ号公報と略称する。）には、Ｃｕ、
Ｖ、Ｍｏ等の金属酸化物にアルカリ金属を添加した排ガ
ス浄化用触媒が開示されている。また、特公平４−４２
０６３公報（以下、ハ号公報と略称する。）には、Ｃ
ｕ、Ｍｎ、Ｍｏ等の金属酸化物にアルカリ金属の酸化物
と貴金属を添加した排ガス浄化用触媒が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イ号公
報、ロ号公報及びハ号公報に記載の排ガス浄化用触媒を
担持させた排ガス浄化材は、供給される排ガスと排ガス
浄化用触媒とを効率的に接触させ、捕集する構造を有し
ていないために、この排ガス浄化用触媒の触媒活性を十
分に活かすことができず排ガス中のパティキュレートが
捕捉されないまま通過してしまい、排ガス浄化率が低い
という問題点があった。

【０００８】さらに、排ガス浄化触媒及びこれの担持す
る排ガス浄化材が、排ガスと良好な接触状態を維持させ
て触媒反応を効率的に起こさせる組織状態を有していな
いので、排ガス浄化材に捕集されたパティキュレートを
排ガス温度で十分に燃焼させることができないという問
題点があった。

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、排ガスと触媒との反応効率及び捕集効率を高めて
パティキュレートを効率的に燃焼させることのできる排
ガス浄化材及び排ガス浄化装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の排ガス浄化材
は、ガス透過性隔壁で仕切られた通気セルの集合体から
なるウォールスルー型フィルターの各隣接する通気セル
のガス入口側又はガス出口側の一方を交互に目封じして
なり、主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ₆である銅元素（ａ）
とバナジウム元素（ｂ）のモル比（ａ：ｂ）が１：１．
５〜１：３．５の銅バナジウム化合物（ｃ）と、硫酸セ
シウム（ｄ）とのモル比（ｃ：ｄ）が１：３〜１：３．
５である排ガス浄化触媒を前記通気セルの内壁面に被覆
して形成されている。

【００１１】これによって、排ガスと触媒との反応効率
及び捕集効率を高めてパティキュレートを効率的に燃焼
させることのできる排ガス浄化材及び排ガス浄化装置を
提供することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の排ガス浄化材
は、ガス透過性隔壁で仕切られた通気セルの集合体から
なるウォールスルー型フィルターの各隣接する通気セル
のガス入口側又はガス出口側の一方を交互に目封じして
なり、主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ₆である銅元素（ａ）
とバナジウム元素（ｂ）のモル比（ａ：ｂ）が１：１．
５〜１：３．５の銅バナジウム化合物（ｃ）と、硫酸セ
シウム（ｄ）とのモル比（ｃ：ｄ）が１：３〜１：３．
５である排ガス浄化触媒を前記通気セルの内壁面に被覆
して形成されている。

【００１３】これによって以下の作用が得られる。

【００１４】（ａ）ウォールスルー型フィルターの各隣
接する通気セルのガス入口側又はガス出口側の一方が交
互に目封じされているので、排ガス浄化材に供給される
排ガスが排ガス浄化触媒で被覆されたガス透過性隔壁を
通過して、排ガスと排ガス浄化触媒とを確実に接触さ
せ、排ガス中の捕捉されたパティキュレートを効率的に
燃焼させることができる。

【００１５】（ｂ）排ガス浄化触媒が主たる結晶構造が
ＣｕＶ₂Ｏ₆で特定量比の銅バナジウム化合物と硫酸セシ
ウムを特定量比で含有しているので、複数の異なる酸化
状態を取ることのできる銅、バナジウムを混在させるこ
とによる優れた触媒活性を有効に利用して排ガス浄化効
率を向上させることができる。

【００１６】（ｃ）排ガス浄化触媒には硫酸セシウムが
添加されているので、銅バナジウム化合物を含む混合物
を焼成して形成される排ガス浄化触媒の焼結体強度を高
めて耐用性を向上させることができる。

【００１７】（ｄ）硫酸セシウムを排ガス中の硫化物成
分を酸化又は還元させる触媒として機能させることがで
き、この場合には排ガス浄化作用をさらに向上させるこ
とが可能である。

【００１８】（ｅ）銅バナジウム化合物と硫酸セシウム
とのモル比が両者の触媒活性を相乗的に最も発揮させる
ことのできる特定範囲に限定されるので、パティキュレ
ート中の固体状炭素微粒子を効果的に燃焼させることが
できる。

【００１９】（ｆ）主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ₆である
ので、銅元素とバナジウム元素を燃焼触媒として最も効
率的に機能させる特定範囲に安定に維持できる。

【００２０】ここで、ウォールスルー型フィルターは、
例えば、排ガス供給方向の長さが約１２０〜２５０ｍ
ｍ、直径が１００〜２５０ｍｍの円柱状や、直方体状で
あり、その円柱の軸方向や直方体の長さ方向に多数の通
気セルを集合して状態で構成されている。この通気セル
は、例えば正方形の流路断面を有して、通気セルの配置
数は２．５４ｃｍ平方当たり１００〜２５０個であっ
て、排ガスをこの通気セル内に通過させ、その通気セル
の入口側から出口側に向けて流すことができる。

【００２１】ウォールスルー型フィルターは、バインダ
ーを添加した可塑性原料を金型に供給して、通気セルを
多数有した形状に押出し成形したり、あるいは原料を分
散させたスラリーを型に流し込んで硬化させて成形する
ことができる。このウォールスルー型フィルターの材質
には、アルミナ、アルミナ−シリカ、ジルコニア、チタ
ニア、マグネシア、チタン酸アルミニウム、コージェラ
イト、ムライト、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ
素、窒化アルミニウム、サイアロン等のセラミックス材
料が使用できる。この通気セルの隔壁部分即ち、ウォー
ルスルー型フィルターの本体部は、供給される排ガスを
透過させることのできるガス透過性を有するように、細
孔径や分布状態等の組織状態が調整されたものである。

【００２２】このウォールスルー型フィルターの互いに
隣接する各通気セルの排ガス入口側及又は出口側の一方
が、アルミナ、シリカ、マグネシア、あるいはこれらの
複合酸化物成分物からなる結晶質やガラス質等の無機質
粉末と有機結合剤又は無機結合剤との混合物によって充
填されて、封止されている。これによって、ウォールス
ルー型フィルターを構成する各通気セルの通気性の隔壁
に、供給される排ガスを透過させ、排ガス流路を形成す
ることができ、通気セル上の触媒と接触させ、効率的に
触媒反応を起こすことができる。

【００２３】銅バナジウム化合物としては、例えば、Ｃ
ｕ₅Ｖ₂Ｏ₁₀、ＣｕＶ₂Ｏ₆、Ｃｕ₃Ｖ₂Ｏ ₈が使用でき、ある
いはこれらの中から２種以上を混合した複合酸化物の状
態で用いることもできる。

【００２４】排ガス浄化触媒は、銅バナジウム化合物及
び硫酸セシウムを含む混合物の層をウォールスルー型フ
ィルターの通気セル内の壁面に形成して、必要により所
定の温度で焼成させて形成した例えば厚みが数〜数十μ
ｍの触媒層である。

【００２５】銅バナジウム化合物と硫酸セシウムとのモ
ル比が１：３より小さいと、硫酸セシウムの量が多くな
り、硫酸セシウムが銅バナジウム化合物を覆ってしまう
ために、主触媒となる銅、バナジウムのうちすすに接触
しうる量が不足して、実質的な触媒機能を発揮させるこ
とができなくなる。また、この重量比が１：３．５より
大きくなると、硫酸セシウムの量が不足して、相乗効果
による触媒活性を十分に発揮できなくなるために好まし
くない。

【００２６】請求項２に記載の排ガス浄化材は、請求項
１において、前記ウォールスルー型フィルターのガス透
過性隔壁がコージェライトであり、全細孔容積が０．２
ｃｃ／ｇ以上、孔径１０μｍ以上の細孔の容積が全細孔
容積に対して４０〜６０％、平均細孔径が８〜２０μ
ｍ、気孔率が４０〜６０％であるように構成されてい
る。

【００２７】これによって、請求項１の作用の他、以下
の作用が得られる。

【００２８】（ａ）ガス透過性材料を熱膨張変化の少な
いコージェライトとして、透過性組織の条件が設定され
るので、排ガスを排ガス浄化材に供給する際の圧損を抑
制して、効率的に排ガス中のパティキュレートを捕捉
し、ガス流路に担持させた触媒を作用させて、パティキ
ュレートを効率的に燃焼させることができる。

【００２９】（ｂ）コージェライトを用いて、その熱膨
張係数を低くすることができるので、自動車のマニホー
ルド内に装着して使用する際の過酷な温度変動に対して
も、生じる熱膨張差を小さくして亀裂や剥落等が生じる
のを抑制して、長期にわたる耐用性に優れた排ガス浄化
材とすることができる。

【００３０】（ｃ）浄化の際のパティキュレート中の固
体状炭素微粒子と触媒との接触性が適正化され、パティ
キュレートが排ガス浄化材の中に蓄積することなく浄化
することができる。

【００３１】ここで、コージェライトにおける全細孔容
積が０．２ｃｃ／ｇより少ないと、ガス透過性が不足し
てフィルター内にパティキュレートが堆積しやすくなり
触媒機能を低下させる要因になる。また、孔径１０μｍ
以上の細孔の容積が全細孔容積に対して４０％、平均細
孔径が８μｍ、気孔率が４０％よりそれぞれ小さい場合
には、ガスフィルターとして必要なガス透過性を確保す
ることが困難になる。逆に孔径１０μｍ以上の細孔の容
積が全細孔容積に対して６０％、平均細孔径が２０μ
ｍ、気孔率が６０％よりそれぞれ大きい場合には、ガス
フィルターとして必要な構造体としての強度が低下する
等の弊害が強まるので好ましくない。

【００３２】請求項３に記載の排ガス浄化材は、請求項
１において、前記ウォールスルー型フィルターのガス透
過性隔壁が押し出し成形により得られるチタン酸アルミ
ニウムであり、その平均細孔径が８〜４２μｍ、気孔率
が２９〜６３μｍ、押し出し方向の熱膨張係数α_aが−
２．３×１０^-6℃^-1〜０×１０^-6℃^-1、押し出し方向と
垂直な方向の熱膨張係数α_bが０×１０^-6℃^-1〜２．４
×１０^-6℃^-1であるように構成されている。

【００３３】これによって、請求項１の作用の他、以下
の作用が得られる。

【００３４】（ａ）ウォールスルー型フィルターの本体
が熱膨張係数の小さいチタン酸アルミニウムで構成さ
れ、しかもその特定方向の熱膨張係数、平均細孔径、気
孔率が所定範囲に設定されているので、耐熱衝撃性及び
ガス透過性に優れた排ガス浄化材を提供することができ
る。

【００３５】（ｂ）浄化の際のパティキュレート中の固
体状炭素微粒子と触媒との接触性が適正化され、パティ
キュレートが排ガス浄化材の中に蓄積することなく浄化
すると共に、排ガス浄化材の耐熱性が向上し、パティキ
ュレート浄化の際の割れや溶損を防止する作用を有す
る。

【００３６】ここで、平均細孔径が８μｍ、気孔率が２
９％よりそれぞれ小さいと、十分なガス透過性を確保す
ることが困難になる。逆に平均細孔径が４２μｍ、気孔
率が６３％よりそれぞれ大きいと機械的強度が不足し
て、耐用性が劣化する要因となるので好ましくない。

【００３７】押し出し方向の熱膨張係数α_aが−２．３
×１０^-6℃^-1より小さく、押し出し方向と垂直な方向の
熱膨張係数α_bが０より小さい場合には、温度変動際し
て、両方向の熱膨張が亀裂等の発生し易い状態に作用す
ることもあるので好ましくない。また、押し出し方向の
熱膨張係数α_aが０より大きく、押し出し方向と垂直な
方向の熱膨張係数α_bが２．４×１０^-6℃^-1より大きく
なる場合にも同様の傾向が現れるので好ましくない。

【００３８】請求項４に記載の排ガス浄化材は、請求項
１において、前記ウォールスルー型フィルターのガス透
過性隔壁が炭化ケイ素であり、平均細孔径が６〜１５μ
ｍ、気孔率が４２〜５３％であるように構成されてい
る。

【００３９】これによって、請求項１の作用の他、以下
の作用が得られる。

【００４０】（ａ）炭化ケイ素は、長時間高温にされて
もクリープ変形を起こすようなことがなく、高熱伝導性
で温度変動にも強いので、パティキュレート浄化の際の
割れや溶損を防止して耐熱性を向上できる。

【００４１】（ｂ）炭化ケイ素が酸化されてなるＳｉＯ
₂の被膜を介在させ、銅バナジウム化合物と硫酸セシウ
ムからなる排ガス浄化触媒とウォールスルー型炭化ケイ
素製フィルター本体との反応を防止できる。

【００４２】ここで、炭化ケイ素の平均細孔径が６μ
ｍ、気孔率が４２％よりそれぞれ小さいと、十分なガス
透過性を確保することが困難になる。逆に平均細孔径が
１５μｍ、気孔率が５３％よりそれぞれ大きいと機械的
強度が不足して、耐用性が劣化する要因となるので好ま
しくない。

【００４３】請求項５に記載の排ガス浄化装置は、請求
項１乃至４のいずれか１項に記載の排ガス浄化材を排ガ
ス流の上流側に配置し、貴金属を担持させた排ガス浄化
ハニカム体を排ガス流の下流側に配置して構成されてい
る。

【００４４】これによって、以下の作用が得られる。

【００４５】（ａ）担持される触媒の触媒特性と排ガス
流路の特性とが異なる排ガス浄化材と排ガス浄化ハニカ
ム体とをそれぞれ独立に分離して連続して設けることに
より、上流側の排ガス浄化材で排ガス中のパティキュレ
ート中のすすを確実に捕捉し燃焼させ、下流側の排ガス
浄化ハニカム体で効率的にパティキュレートの残りであ
るＳＯＦや一酸化炭素、炭化水素等の有害成分を除去す
ることができる。

【００４６】（ｂ）貴金属を含む排ガスハニカム体を下
流側に設けるので、貴金属とパティキュレートが予め除
かれた排ガスを貴金属と接触させ、貴金属触媒の活性を
有効に利用できると共に、貴金属がパティキュレートと
接触することにより触媒特性が劣化するのを防止するこ
とができる。これによって、貴金属の必要量を少なくし
て、低いコストで排ガス浄化装置を製造することができ
る。

【００４７】（ｃ）遷移金属の酸化物を含む排ガス浄化
体と、貴金属を含む排ガス浄化ハニカム体を分離して設
けているために、遷移金属の酸化物と貴金属との結合な
どによる触媒組成の変化を防ぐことができ、それぞれの
耐用性を高められる。

【００４８】ここで、排ガス浄化ハニカム体としては、
フロースルータイプのセラミックハニカム、ウォールス
ルータイプのセラミックハニカム、フロースルータイプ
のメタルハニカム等が挙げられるが、セラミックハニカ
ムが好適に使用される。セラミックハニカムの材質とし
ては、コージェライト、チタン酸アルミニウム、ムライ
ト、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化ケイ素
等が挙げられる。

【００４９】これらの材料は、少なくともディーゼルエ
ンジンに適用した場合の排気ガス温度（約３５０〜４５
０℃）よりも高温度に耐える耐熱性を有したものがよ
い。

【００５０】貴金属としては、白金、ロジウム、パラジ
ウム等の耐熱温度が高く触媒活性に優れ、しかも腐食し
難い金属が好適に用いられる。

【００５１】排ガス浄化ハニカム体の貴金属を担持させ
た触媒層は、耐熱性の高いシリカ、アルミナ、ジルコニ
ア、チタニア等又はこれらの複合物からなる無機酸化物
からなる粉末の粒子表面に貴金属を分散させて形成した
触媒担持体であり、これらの粉末あるいは成形体を所定
温度で焼結させるか、あるいは無機接着剤等を用いて層
状に固定化して形成される。

【００５２】排ガス浄化ハニカム体に用いる貴金属は、
上流の排ガス浄化材捕捉できなかった排ガス中の共存成
分である一酸化炭素、炭化水素並びにパティキュレート
の残りであるＳＯＦを浄化する作用を有する。

【００５３】請求項６に記載の排ガス浄化装置は、請求
項５において、前記排ガス浄化ハニカム体が、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈの内少なくとも一種以上をシリカ・アルミナを
コーティングしたアルミナ上に担持させてなる貴金属排
ガス浄化触媒を、コージェライト質又はチタン酸アルミ
ニウム質のハニカム体にコーティングして構成されてい
る。

【００５４】これによって、請求項５の作用の他、以下
の作用が得られる。

【００５５】（ａ）排ガス浄化ハニカム体が熱膨張率の
小さいコージェライト質又はチタン酸アルミニウム質か
らなるので、熱衝撃に対して優れた破壊抵抗性を有し
て、その耐用性を向上させることができる。

【００５６】（ｂ）貴金属触媒をシリカ・アルミナをコ
ーティングしたアルミナ上に担持させているので、貴金
属触媒とアルミナ粒子と親和性を向上させることがで
き、貴金属触媒がアルミナ粒子から剥離するのを防止し
て、耐用性をさらに向上させることができる。

【００５７】（ｃ）シリカ・アルミナの作用によりＳＯ
₂との反応を抑制できる。

【００５８】以下に、本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。

【００５９】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の排ガス浄化材の断面図である。

【００６０】図１において、１は実施の形態１の排ガス
浄化材、２は通気セルを多数有して構成されるウォール
スルー型フィルター、３はウォールスルー型フィルター
２の各通気セルの入口側又は出口側を交互に目封じした
目封じ部、４は通気セルの内壁面に層状に形成される排
ガス浄化触媒、５は排ガス浄化材１が装着される排ガス
浄化装置の容器６との間に介挿される無機繊維質材料等
からなるバルク状の断熱材である。

【００６１】排ガス浄化材１は通気セルの端部を交互に
目封じ部３で密封シールしたコージェライト質材料から
なるウォールスルー型フィルター２と、その通気セルの
表面に被覆された排ガス浄化触媒４とからなる。交互に
片端を目封じして排ガスの通気路を構成したウォールス
ルー型フィルター２は排ガス浄化材１の骨格をなすもの
であり、その全細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ以上、１０μ
ｍ以上の細孔容積が４０〜６０％、平均細孔径が８〜２
０μｍ、気孔率が４０〜６０％である時に、排ガス中の
パティキュレートをファイルター内に堆積させることな
く有効に燃焼させて排ガスを浄化する作用を有する。

【００６２】ここで、全細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ以
下、１０μｍ以上の細孔容積が４０％未満、平均細孔径
が８μｍ未満、気孔率が４０％未満の時には、パティキ
ュレートがフィルター内に堆積しやすく、又全細孔容積
が０．２ｃｃ／ｇ以上で、１０μｍ以上の細孔容積が６
０％よりも多く、平均細孔径が２０μｍよりも大きく、
気孔率が４０％よりも大きくても、かえってフィルター
を通過するパティキュレートが増加して、パティキュレ
ートを十分に燃焼、浄化することができない。

【００６３】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２の排ガス浄化装置の断面図である。

【００６４】図２において、２０は実施の形態２の排ガ
ス浄化装置、２１は排ガス浄化装置２０の容器６内の排
ガス浄化材１の下流側に設けられる排ガス浄化ハニカム
体、２２は排ガス浄化ハニカム体２１の排ガス流路の内
面に被覆される貴金属触媒である。なお、前記実施の形
態１と同様の機能を有するものについては、同一の符号
を付してその説明を省略する。

【００６５】実施の形態２の排ガス浄化装置２０は、交
互に通気セルの片端を目封じ部３で封止してガス透過性
の隔壁を通るガス流路を形成し、隔壁面を排ガス浄化触
媒４で被覆したコージェライト質のウォールスルー型フ
ィルター２を排ガス流の上流側に配置し、排ガス流路表
面に被覆された貴金属触媒２２を有した排ガス浄化ハニ
カム体２１を排ガス流の下流側に配置して構成されてい
る。上流側に配置されたウォールスルー型フィルター２
は触媒フィルターの骨格をなすものであり、その全細孔
容積が０．２ｃｃ／ｇ以上、１０μｍ以上の細孔容積が
４０〜６０％、平均細孔径が８〜２０μｍ、気孔率が４
０〜６０％である時に、排ガス中のパティキュレート、
中でも主にＳＯＯＴ（すす）をファイルター内に堆積さ
せることなく浄化する作用を有する。全細孔容積が０．
２ｃｃ／ｇ以下、１０μｍ以上の細孔容積が４０％未
満、平均細孔径が８μｍ未満、気孔率が４０％未満の時
には、パティキュレートがフィルター内に堆積しやす
く、又全細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ以上で、１０μｍ以
上の細孔容積が６０％よりも多く、平均細孔径が２０μ
ｍよりも大きく、気孔率が４０％よりも大きくても、か
えってフィルターを通過するパティキュレートが増加し
て、パティキュレートを十分に浄化することができな
い。下流側に配置された触媒フィルターの排ガス浄化ハ
ニカム体２１は触媒フィルターの骨格をなすものであ
り、排ガス中のパティキュレート、中でもＳＯＦ分並び
に一酸化炭素や炭化水素を酸化させて浄化する作用を有
する。

【００６６】（実施の形態３）実施の形態３の排ガス浄
化材は、実施の形態１のウォールスルー型フィルター２
の材質をコージェライト質材料からチタン酸アルミニウ
ム質材料に換えたもで、その配置構成は図１の場合と同
様である。

【００６７】実施の形態３の排ガス浄化材１は交互に片
端を目封じしたウォールスルー型チタン酸アルミニウム
製フィルターと、該チタン酸アルミニウム製フィルター
表面に被覆された排ガス浄化触媒４とからなる。交互に
片端を目封じしたウォールスルー型チタン酸アルミニウ
ム製フィルターは触媒の骨格をなすものであり、その平
均細孔径が８〜４２μｍ、気孔率が２９〜６３％である
時に、浄化の際のパティキュレートと触媒との接触性が
適正化され、パティキュレートが排ガス浄化材の中に蓄
積することなく浄化すると共に、排ガス浄化材の耐熱性
が向上し、パティキュレート浄化の際の割れや溶損を防
止する作用を有する。平均細孔径が８μｍ未満、気孔率
が２９％未満の時には、パティキュレートがフィルター
内に堆積しやすく、逆に平均細孔径が４２μｍよりも大
きく、気孔率が６３％よりも大きくても、かえってフィ
ルターを通過するパティキュレートが増加して、パティ
キュレートを十分に浄化することができない。

【００６８】（実施の形態４）実施の形態４の排ガス浄
化装置は、実施の形態２のウォールスルー型フィルター
２の材質をコージェライト質材料からチタン酸アルミニ
ウム質材料に換えたものでその配置構成は図２にしめし
たものと同様である。

【００６９】実施の形態４の排ガス浄化装置２０は排気
ガス流の上流側に交互に片端を目封じしたウォールスル
ー型チタン酸アルミニウム製フィルターと、該チタン酸
アルミニウム製フィルター表面に被覆された触媒層とか
らなる排ガス浄化フィルターを、排ガス流の下流側にハ
ニカム体と、該ハニカム体表面上に被覆された触媒層と
からなる排ガス浄化フィルターとからなる。上流側に配
置された触媒フィルターの交互に片端を目封じしたウォ
ールスルー型チタン酸アルミニウム製フィルターは触媒
フィルターの骨格をなすものであり、その平均細孔径が
８〜４２μｍ、気孔率が２９〜６３％である時に、排ガ
ス浄化の際のパティキュレートと触媒との接触性が適正
化され、パティキュレートが排ガス浄化材の中に蓄積す
ることなく浄化すると共に、排ガス浄化材の耐熱性が向
上し、パティキュレート浄化の際の割れや溶損を防止す
る作用を有する。平均細孔径が８μｍ未満、気孔率が２
９％未満の時には、パティキュレートがフィルター内に
堆積しやすく、逆に平均細孔径が４２μｍよりも大き
く、気孔率が６３％よりも大きくても、かえってフィル
ターを通過するパティキュレートが増加して、パティキ
ュレートを十分に浄化することができない。下流側に配
置された触媒フィルターのハニカム体は触媒フィルター
の骨格をなすものであり、排ガス中のパティキュレー
ト、中でもＳＯＦ分並びに一酸化炭素や炭化水素を浄化
する作用を有する。

【００７０】（実施の形態５）実施の形態５の排ガス浄
化材は、実施の形態１のウォールスルー型フィルター２
の材質をコージェライト質材料から炭化ケイ素質材料に
換えたものである。

【００７１】実施の形態５の排ガス浄化材１は交互に片
端を目封じしたウォールスルー型炭化ケイ素製フィルタ
ーと、該炭化ケイ素製フィルター表面に被覆された排ガ
ス浄化触媒４の層とからなる。ウォールスルー型炭化ケ
イ素製フィルターは、その平均細孔径が６〜１５μｍ、
気孔率が４２〜５３％である時に、浄化の際のパティキ
ュレートと触媒との接触性が適正化され、パティキュレ
ートが排ガス浄化材の中に蓄積することなく浄化すると
共に、排ガス浄化材の耐熱性が向上し、パティキュレー
ト浄化の際の割れや溶損を防止すると共に、ウォールス
ルー型炭化ケイ素製フィルターの表面に存在するＳｉＯ
₂により銅バナジウム化合物と硫酸セシウムからなる排
ガス浄化触媒とウォールスルー型炭化ケイ素製フィルタ
ーとの反応を防止する作用を有する。平均細孔径が６μ
ｍ未満、気孔率が４２％未満の時には、パティキュレー
トがフィルター内に堆積しやすく、逆に平均細孔径が１
０μｍよりも大きく、気孔率が５３％よりも大きくて
も、かえってフィルターを通過するパティキュレートが
増加して、パティキュレートを十分に浄化することがで
きない。

【００７２】（実施の形態６）実施の形態６の排ガス浄
化装置は、実施の形態２のウォールスルー型フィルター
２の材質をコージェライト質から炭化ケイ素質に換えた
ものである。

【００７３】実施の形態６の排ガス浄化装置２０は排ガ
ス流の上流側に交互に片端を目封じしたウォールスルー
型炭化ケイ素製フィルターと、該炭化ケイ素製フィルタ
ー表面に被覆された触媒層とからなる排ガス浄化フィル
ターを、排ガス流の下流側にハニカム体と、該ハニカム
体表面上に被覆された触媒層とからなる排ガス浄化フィ
ルターとからなる。上流側に配置された触媒フィルター
の交互に片端を目封じしたウォールスルー型炭化ケイ素
製フィルターは触媒フィルターの骨格をなすものであ
り、その平均細孔径が６〜１５μｍ、気孔率が４２〜５
３％である時に、浄化の際のパティキュレートと触媒と
の接触性が適正化され、パティキュレートが排ガス浄化
材の中に蓄積することなく浄化すると共に、排ガス浄化
材の耐熱性が向上し、パティキュレート浄化の際の割れ
や溶損を防止すると共にウォールスルー型炭化ケイ素製
フィルターの表面に存在するＳｉＯ₂により銅バナジウ
ム化合物と硫酸セシウムからなる排ガス浄化触媒とウォ
ールスルー型炭化ケイ素製フィルターとの反応を防止す
る作用を有する。平均細孔径が６μｍ未満、気孔率が４
２％未満の時には、パティキュレートがフィルター内に
堆積しやすく、逆に平均細孔径が１０μｍよりも大き
く、気孔率が５３％よりも大きくても、かえってフィル
ターを通過するパティキュレートが増加して、パティキ
ュレートを十分に浄化することができない。下流側に配
置された触媒フィルターのハニカム体は触媒フィルター
の骨格をなすものであり、排ガス中のパティキュレー
ト、中でもＳＯＦ分並びに一酸化炭素や炭化水素を浄化
する作用を有する。

【００７４】

【実施例】次に、本発明の実施の形態をさらに具体化し
た実施例について説明する。

【００７５】（実施例１）それぞれ２３９．４ｇ、４８
９ｇ及び７０５．６ｇの硫酸銅五水和物（ナカライテス
ク製）、酸化硫酸バナジウム（和光純薬工業製）及び硫
酸セシウム（添川理化学製）を２０００ｇの精製水に溶
かした溶液に、全細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ、１０μｍ
以上の細孔容積が４５％、平均細孔径が１３μｍ、気孔
率が４８％、１インチ当たりのセル数が１００個である
交互に片端を目封じしたウォールスルー型コージェライ
ト製フィルターを含浸し、余分な溶液をエアーブローに
より除去した後に、乾燥、焼成して排ガス浄化フィルタ
ーを得る。該排ガス浄化フィルターに断熱材を巻き付
け、所定の容器に固定する事で排ガス浄化材を得る。

【００７６】（実施例２）最初に排ガス流の上流側に設
置する排ガス浄化フィルターの作製方法について説明す
る。それぞれ２３９．４ｇ、４８９ｇ及び７０５．６ｇ
の硫酸銅五水和物（ナカライテスク製）、酸化硫酸バナ
ジウム（和光純薬工業製）及び硫酸セシウム（添川理化
学製）を２０００ｇの精製水に溶かした溶液に、全細孔
容積が０．２ｃｃ／ｇ、１０μｍ以上の細孔容積が４５
％、平均細孔径が１３μｍ、気孔率が４８％、１インチ
当たりのセル数が１００個である交互に片端を目封じし
たウォールスルー型コージェライト製フィルターを含浸
し、余分な溶液をエアーブローにより除去した後に、乾
燥、焼成して排ガス浄化フィルターを得る。次に排ガス
流の下流側に設置する排ガス浄化フィルターの作製方法
について説明すると、３７５ｇの硝酸アルミニウム（和
光純薬工業製）を精製水５Ｌに加えて撹拌後、前記溶液
中に活性アルミナ（住友化学工業製）１４００ｇを加え
て一昼夜撹拌する。次に、ケイ酸ナトリウム９０ｇと水
酸化ナトリウム９９．５ｇを加えて、活性アルミナ表面
上にシリカ・アルミナの前駆体を析出させる。前記溶液
を十分に洗浄後乾燥し、空気中で焼成する。次に、純水
２．５Ｌに分散剤（花王製）７２０ｇを加えた混合溶液
に、前記シリカ・アルミナを被覆した活性アルミナ１４
００ｇを加えて２０ｈｒ混合して、スラリーを作製す
る。このスラリーを前記混合溶液と同じ溶液で粉体濃度
が１／３になるように希釈して、この希釈スラリー中に
直径５．６６インチ、長さ６インチ、セル数４００セル
／平方インチのコージェライト製ハニカム構造体を浸漬
し、引き上げた後に余分なスラリーをエアブローにより
除去した後、３００℃で乾燥する。この作業を数回繰り
返して所定量をコートした後、空気中で焼成する。次い
で、純水５Ｌに所定量の硝酸パラジウム、クエン酸を加
えた液中に前記ハニカム構造体を浸漬し、引き上げた後
に余分な溶液をエアブローにより除去した後、凍結乾燥
法により乾燥後、空気中で焼成する。最後に、純水５Ｌ
に所定量のジニトロジアミノ白金硝酸溶液、クエン酸を
溶解した液中に前記パラジウムを担持したハニカム構造
体を浸漬し、引き上げた後に余分な溶液をエアブローに
より除去した後、凍結乾燥法により乾燥後、還元雰囲気
中で焼成することで排ガス浄化フィルターを得る。

【００７７】それぞれの該排ガス浄化フィルターに断熱
材を巻き付け、所定容器の所定位置に固定する事で排ガ
ス浄化材を得る。

【００７８】（実施例３）排ガス浄化触媒を担持するフ
ィルターが、平均細孔径が１５μｍ、気孔率が５０％、
押し出し方向の熱膨張係数α_aが−２．３×１０^-6〜０
℃^-1、押し出し方向と垂直な方向の熱膨張係数α_aが０
〜２．４×１０^-6℃^-1である交互に片端を目封じしたウ
ォールスルー型チタン酸アルミニウム製フィルターであ
ること以外は、実施例１と同様である。

【００７９】（実施例４）排ガス流の上流側に配置する
排ガス浄化触媒を担持するフィルターが、平均細孔径が
１５μｍ、気孔率が５０％、押し出し方向の熱膨張係数
α_aが−２．３×１０^-6〜０℃^-1、押し出し方向と垂直
な方向の熱膨張係数α_aが０〜２．４×１０^-6℃^-1であ
る交互に片端を目封じしたウォールスルー型チタン酸ア
ルミニウム製フィルターであること以外は、実施例２と
同様である。

【００８０】（実施例５）排ガス浄化触媒を担持するフ
ィルターが、平均細孔径が９μｍ、気孔率が４７％であ
る交互に片端を目封じしたウォールスルー型炭化ケイ素
製フィルターであること以外は、実施例１と同様であ
る。

【００８１】（実施例６）排ガス流の上流側に配置する
排ガス浄化触媒を担持するフィルターが、平均細孔径が
９μｍ、気孔率が４７％である交互に片端を目封じした
ウォールスルー型炭化ケイ素製フィルターであること以
外は、実施例２と同様である。

【００８２】（実施例Ａ１）それぞれ２３９．４ｇ、４
８９ｇ及び７０５．６ｇの硫酸銅五水和物（ナカライテ
スク製）、酸化硫酸バナジウム（和光純薬工業製）及び
硫酸セシウム（添川理化学製）を２０００ｇの精製水に
溶かした溶液に、全細孔容積が０．２ｃｃ／ｇより小さ
く、１０μｍ以上の細孔容積が４０〜６０％の範囲外、
平均細孔径が８〜２０μｍの範囲外、気孔率が４０〜６
０％の範囲外で、１インチ当たりのセル数が１００個で
ある交互に片端を目封じしたウォールスルー型コージェ
ライト製フィルターを含浸し、余分な溶液をエアーブロ
ーにより除去した後に、乾燥、焼成して排ガス浄化フィ
ルターを得る。該排ガス浄化フィルターに断熱材を巻き
付け、所定の容器に固定する事で排ガス浄化材を得た。

【００８３】（実施例Ａ２）最初に排ガス流の上流側に
設置する排ガス浄化フィルターの作製方法について説明
すると、それぞれ２３９．４ｇ、４８９ｇ及び７０５．
６ｇの硫酸銅五水和物（ナカライテスク製）、酸化硫酸
バナジウム（和光純薬工業製）及び硫酸セシウム（添川
理化学製）を２０００ｇの精製水に溶かした溶液に、全
細孔容積が０．２ｃｃ／ｇより小さく、１０μｍ以上の
細孔容積が４０〜６０％の範囲外、平均細孔径が８〜２
０μｍの範囲外、気孔率が４０〜６０％の範囲外で、１
インチ当たりのセル数が１００個である交互に片端を目
封じしたウォールスルー型コージェライト製フィルター
を含浸し、余分な溶液をエアーブローにより除去した後
に、乾燥、焼成して排ガス浄化フィルターを得た。

【００８４】次に排ガス流の下流側に設置する排ガス浄
化ハニカム体の作製方法について説明する。３７５ｇの
硝酸アルミニウム（和光純薬工業製）を精製水５Ｌに加
えて撹拌後、前記溶液中に活性アルミナ（住友化学工業
製）１４００ｇを加えて一昼夜撹拌する。次に、ケイ酸
ナトリウム９０ｇと水酸化ナトリウム９９．５ｇを加え
て、活性アルミナ表面上にシリカ・アルミナの前駆体を
析出させる。前記溶液を十分に洗浄後乾燥し、空気中で
焼成する。次に、純水２．５Ｌに分散剤（花王製）７２
０ｇを加えた混合溶液に、前記シリカ・アルミナを被覆
した活性アルミナ１４００ｇを加えて２０ｈｒ混合し
て、スラリーを作製する。

【００８５】このスラリーを前記混合溶液と同じ溶液で
粉体濃度が１／３になるように希釈して、この希釈スラ
リー中に直径５．６６インチ、長さ６インチ、セル数４
００セル／平方インチのコージェライト製ハニカム構造
体を浸漬し、引き上げた後に余分なスラリーをエアブロ
ーにより除去した後、３００℃で乾燥する。

【００８６】この作業を数回繰り返して所定量をコート
した後、空気中で焼成する。次いで、純水５Ｌに所定量
の硝酸パラジウム、クエン酸を加えた液中に前記ハニカ
ム構造体を浸漬し、引き上げた後に余分な溶液をエアブ
ローにより除去した後、凍結乾燥法により乾燥後、空気
中で焼成する。

【００８７】最後に、純水５Ｌに所定量のジニトロジア
ミノ白金硝酸溶液、クエン酸を溶解した液中に前記パラ
ジウムを担持させたハニカム構造体を浸漬し、引き上げ
た後に余分な溶液をエアブローにより除去した後、凍結
乾燥法により乾燥後、還元雰囲気中で焼成することで排
ガス浄化ハニカム体を得る。

【００８８】それぞれの該排ガス浄化材及び排ガス浄化
ハニカム体に断熱材を巻き付け、所定容器の所定位置に
固定する事で排ガス浄化装置を構成した。

【００８９】（実施例Ａ３）排ガス浄化触媒を担持する
フィルターが、平均細孔径が８〜４２μｍの範囲外、気
孔率が２９〜６３％の範囲外、押し出し方向の熱膨張係
数α_aが−２．３×１０^-6〜０℃^-1の範囲外、押し出し
方向と垂直な方向の熱膨張係数α_aが０〜２．４×１０
^-6℃^-1の範囲外である交互に片端を目封じしたウォール
スルー型チタン酸アルミニウム製フィルターであること
以外は、実施例１と同様である。

【００９０】（実施例Ａ４）排ガス流の上流側に配置す
る排ガス浄化触媒を担持するフィルターが、平均細孔径
が８〜４２μｍの範囲外、気孔率が２９〜６３％の範囲
外、押し出し方向の熱膨張係数α_aが−２．３×１０^-6
〜０℃^-1の範囲外、押し出し方向と垂直な方向の熱膨張
係数α_aが０〜２．４×１０^-6℃^-1の範囲外である交互
に片端を目封じしたウォールスルー型チタン酸アルミニ
ウム製フィルターであること以外は、実施例２と同様で
ある。

【００９１】（実施例Ａ５）排ガス浄化触媒を担持する
フィルターが、平均細孔径が６〜１５μｍの範囲外、気
孔率が４２〜５３％の範囲外である交互に片端を目封じ
したウォールスルー型炭化ケイ素製フィルターであるこ
と以外は、実施例１と同様である。

【００９２】（実施例Ａ６）排ガス流の上流側に配置す
る排ガス浄化触媒を担持するフィルターが、平均細孔径
が６〜１５μｍの範囲外、気孔率が４２〜５３％の範囲
外である交互に片端を目封じしたウォールスルー型炭化
ケイ素製フィルターであること以外は、実施例２と同様
である。

【００９３】（評価実験１）：触媒活性を評価する試験 前記（実施例１）〜（実施例６）及び（実施例Ａ１）〜
（実施例Ａ６）で作製したフィルター上へ均一に活性炭
をのせた後、固定床流通系反応装置にセットした。反応
ガスとして、酸素、二酸化硫黄を所定濃度含有する（バ
ランスガス＝窒素）を流通させながら、温度を室温から
５００℃まで昇温しながら活性炭の燃焼状況を、ＣＯ／
ＣＯ₂センサーを用いて追跡し、活性炭が５％燃焼した
ときの温度で触媒性能（活性：単位℃）を比較した。ま
た、耐久試験として、５００℃で所定時間加熱処理を行
った後、前記と同様の試験方法で触媒性能を評価した。

【００９４】なお、（表１）〜（表３）はそれぞれコー
ジェライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素を素材
に用いたときの評価実験１の結果を、以降に示すリーク
率を求めた評価実験２の結果と合わせて示している。

【００９５】

【表１】

【００９６】

【表２】

【００９７】

【表３】

【００９８】（評価実験２）：リーク率を求める試験 （実施例１）〜（実施例６）及び（実施例Ａ１）〜（実
施例Ａ６）で作製したフィルターから直径７０ｍｍ×厚
み１ｍｍの試験片を切り出してこれをホルダーに固定し
た。ホルダーを、エンジン排気量３４００ｃｃ、４気筒
のディーゼルエンジンの配管から分取したマイクロダイ
リューショントンネルの後流側に設置し、ホルダーの前
後の圧力差によりリーク率を求め、この結果を（表２）
に示した。

【００９９】以上（表１）に示した結果より明らかなよ
うに、実施例１及び実施例２で示される排ガス浄化触媒
を有した排ガス浄化材は、実施例Ａ１及び実施例Ａ２に
示すものに比べてパティキュレートの燃焼浄化作用が良
好でパティキュレートのリーク率が低いことが分かる。

【０１００】即ち、実施例１及び実施例２の排ガス浄化
材は、銅元素とバナジウム元素のモル比が１：１．５〜
１：３．５であり、その主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ
₆で、且つその存在比が２５ｍｏｌ％以上である銅バナ
ジウム化合物と硫酸セシウムの比が１：３〜１：３．５
である排ガス浄化触媒を有し、その排ガス浄化触媒を、
全細孔容積が０．２ｃｃ／ｇ以上、１０μｍ以上の細孔
容積が４０〜６０％、平均細孔径が８〜２０μｍ、気孔
率が４０〜６０％である交互に片端を目封じしたウォー
ルスルー型コージェライト製フィルターに担持させたも
のである。

【０１０１】一方、実施例Ａ１及び実施例Ａ２の排ガス
浄化材は、銅元素とバナジウム元素のモル比が１：１．
５〜１：３．５であり、その主たる結晶構造がＣｕＶ₂
Ｏ₆で、且つその存在比が２５ｍｏｌ％以上である銅バ
ナジウム化合物と硫酸セシウムの比が１：３〜１：３．
５の特性を有する排ガス浄化触媒を有し、全細孔容積が
０．２ｃｃ／ｇより小さく、１０μｍ以上の細孔容積が
４０〜６０％の範囲外、平均細孔径が８〜２０μｍの範
囲外、気孔率が４０〜６０％の範囲外である交互に片端
を目封じしたウォールスルー型コージェライト製フィル
ターに担持させたものである。

【０１０２】（表２）に示される結果より明らかなよう
に、実施例３及び実施例４で示される排ガス浄化触媒を
有した排ガス浄化材は、実施例Ａ３及び実施例Ａ４に示
すものに比べて、パティキュレートの浄化作用が良好で
リーク率が低いと共に、排ガス浄化材の耐熱性が向上
し、パティキュレート浄化の際の割れや溶損を防止でき
ることが判った。

【０１０３】この実施例３及び４で示される排ガス浄化
材は、銅元素とバナジウム元素のモル比が１：１．５〜
１：３．５であり、その主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ
₆で、且つその存在比が２５ｍｏｌ％以上である銅バナ
ジウム化合物と硫酸セシウムの比が１：３〜１：３．５
の排ガス浄化触媒を有し、その平均細孔径が８〜４２μ
ｍ、気孔率が２９〜６３％、押し出し方向の熱膨張係数
α_aが−２．３×１０^-6〜０℃^-1、押し出し方向と垂直
な方向の熱膨張係数α_aが０〜２．４×１０^-6℃^-1であ
る交互に片端を目封じしたウォールスルー型チタン酸ア
ルミニウム製フィルターに担持されて形成されている。

【０１０４】これに対して実施例Ａ３及び実施例Ａ４の
排ガス浄化材は、銅元素とバナジウム元素のモル比が
１：１．５〜１：３．５であり、その主たる結晶構造が
ＣｕＶ ₂Ｏ₆で、且つその存在比が２５ｍｏｌ％以上であ
る銅バナジウム化合物と硫酸セシウムの比が１：３〜
１：３．５である排ガス浄化触媒を有し、その排ガス浄
化触媒を、平均細孔径が８〜４２μｍの範囲外、気孔率
が２９〜６３％の範囲外、押し出し方向の熱膨張係数α
_aが−２．３×１０^-6〜０℃^-1の範囲外、押し出し方向
と垂直な方向の熱膨張係数α_aが０〜２．４×１０^-6℃
^-1の範囲外である交互に片端を目封じしたウォールスル
ー型チタン酸アルミニウム製フィルターに担持して形成
されたものである。

【０１０５】（表３）に示される結果より明らかなよう
に、実施例５及び実施例６で示される排ガス浄化触媒を
有した排ガス浄化材は、実施例Ａ５及び実施例Ａ６に示
すものに比べて、パティキュレートの浄化作用が良好で
リーク率が低い共に、排ガス浄化材の耐熱性が向上し、
パティキュレート浄化の際の割れや溶損を防止でき、さ
らにウォールスルー型炭化ケイ素製フィルターの表面に
存在するＳｉＯ₂により銅バナジウム化合物と硫酸セシ
ウムからなる排ガス浄化触媒とウォールスルー型炭化ケ
イ素製フィルターとの反応を防止する作用が良好なこと
が判った。

【０１０６】この実施例５及び６で示される排ガス浄化
材は銅元素とバナジウム元素のモル比が１：１．５〜
１：３．５であり、その主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ
₆で、且つその存在比が２５ｍｏｌ％以上である銅バナ
ジウム化合物と硫酸セシウムの比が１：３〜１：３．５
である排ガス浄化触媒を有し、その排ガス浄化触媒を、
平均細孔径が６〜１５μｍ、気孔率が４２〜５３％であ
る交互に片端を目封じしたウォールスルー型炭化ケイ素
製フィルターに担持して形成されている。

【０１０７】また、実施例Ａ５及び実施例Ａ６で示した
排ガス浄化材は、銅元素とバナジウム元素のモル比が
１：１．５〜１：３．５であり、その主たる結晶構造が
ＣｕＶ ₂Ｏ₆で、且つその存在比が２５ｍｏｌ％以上であ
る銅バナジウム化合物と硫酸セシウムの比が１：３〜
１：３．５である排ガス浄化触媒を有し、その排ガス浄
化触媒を、平均細孔径が６〜１５μｍの範囲外、気孔率
が４２〜５３％の範囲外である交互に片端を目封じした
ウォールスルー型炭化ケイ素製フィルターに担持させて
形成したものである。

【０１０８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、これに
よって以下の効果が得られる。

【０１０９】（ａ）ウォールスルー型フィルターの各隣
接する通気セルのガス入口側又はガス出口側の一方が交
互に目封じされているので、排ガス浄化材に供給される
排ガスが排ガス浄化触媒で被覆されたガス透過性隔壁を
通過して、排ガスと排ガス浄化触媒とを確実に接触さ
せ、排ガス中の捕捉されたパティキュレートを効率的に
燃焼させることができる。

【０１１０】（ｂ）排ガス浄化触媒が主たる結晶構造が
ＣｕＶ₂Ｏ₆で特定量比の銅バナジウム化合物と硫酸セシ
ウムを特定量比で含有しているので、複数の異なる酸化
状態を取ることのできる銅、バナジウムを混在させるこ
とによる優れた触媒活性を有効に利用して排ガス浄化効
率を向上させることができる。

【０１１１】（ｃ）排ガス浄化触媒には硫酸セシウムが
添加されているので、銅バナジウム化合物を含む混合物
を焼成して形成される排ガス浄化触媒の焼結体強度を高
めて耐用性を向上させることができる。

【０１１２】（ｄ）硫酸セシウムを排ガス中の硫化物成
分を酸化又は還元させる触媒として機能させることがで
き、この場合には排ガス浄化作用をさらに向上させるこ
とがも可能である。

【０１１３】（ｅ）銅バナジウム化合物と硫酸セシウム
とのモル比が両者の触媒活性を相乗的に最も発揮させる
ことのできる特定範囲に限定されるので、パティキュレ
ート中の固体状炭素微粒子を効果的に燃焼させることが
できる。

【０１１４】（ｆ）主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ₆である
ので、銅元素とバナジウム元素を燃焼触媒として最も効
率的に機能させる特定範囲に安定に維持できる。

【０１１５】請求項２に記載の発明によれば、これによ
って、請求項１の効果の他、以下の効果が得られる。

【０１１６】（ａ）ガス透過性材料を熱膨張変化の少な
いコージェライトとして、透過性組織の条件が設定され
るので、排ガスを排ガス浄化材に供給する際の圧損を抑
制して、効率的に排ガス中のパティキュレートを捕捉
し、ガス流路に担持させた触媒を作用させて、パティキ
ュレートを効率的に燃焼させることができる。

【０１１７】（ｂ）コージェライトを用いて、その熱膨
張係数を低くすることができるので、自動車のマニホー
ルド内に装着して使用する際の過酷な温度変動に対して
も、生じる熱膨張差を小さくして亀裂や剥落等が生じる
のを抑制して、長期にわたる耐用性に優れた排ガス浄化
材とすることができる。

【０１１８】（ｃ）浄化の際のパティキュレート中の固
体状炭素微粒子と触媒との接触性が適正化され、パティ
キュレートが排ガス浄化材の中に蓄積することなく浄化
することができる。

【０１１９】請求項３に記載の発明によれば、これによ
って、請求項１の効果の他、以下の効果が得られる。

【０１２０】（ａ）ウォールスルー型フィルターの本体
が熱膨張係数の小さいチタン酸アルミニウムで構成さ
れ、しかもその特定方向の熱膨張係数、平均細孔径、気
孔率が所定範囲に設定されているので、耐熱衝撃性及び
ガス透過性に優れた排ガス浄化材を提供することができ
る。

【０１２１】（ｂ）浄化の際のパティキュレート中の固
体状炭素微粒子と触媒との接触性が適正化され、パティ
キュレートが排ガス浄化材の中に蓄積することなく浄化
すると共に、排ガス浄化材の耐熱性が向上し、パティキ
ュレート浄化の際の割れや溶損を防止する作用を有す
る。

【０１２２】請求項４に記載の発明によれば、これによ
って、請求項１の効果の他、以下の効果が得られる。

【０１２３】（ａ）炭化ケイ素は、長時間高温にされて
もクリープ変形を起こすようなことがなく、高熱伝導性
で温度変動にも強いので、パティキュレート浄化の際の
割れや溶損を防止して耐熱性を向上できる。

【０１２４】（ｂ）炭化ケイ素が酸化されてなるＳｉＯ
₂の被膜を介在させ、銅バナジウム化合物と硫酸セシウ
ムからなる排ガス浄化触媒とウォールスルー型炭化ケイ
素製フィルター本体との反応を防止できる。

【０１２５】請求項５に記載の発明によれば、これによ
って、以下の効果が得られる。

【０１２６】（ａ）担持される触媒の触媒特性と排ガス
流路の特性とが異なる排ガス浄化材と排ガス浄化ハニカ
ム体とをそれぞれ独立に分離して連続して設けることに
より、上流側の排ガス浄化材で排ガス中のパティキュレ
ート中のすすを確実に捕捉し燃焼させ、下流側の排ガス
浄化ハニカム体で効率的にパティキュレートの残りであ
るＳＯＦや一酸化炭素、炭化水素等の有害成分を除去す
ることができる。

【０１２７】（ｂ）貴金属を含む排ガスハニカム体を下
流側に設けるので、貴金属とパティキュレートが予め除
かれた排ガスを貴金属と接触させ、貴金属触媒の活性を
有効に利用できると共に、貴金属がパティキュレートと
接触することにより触媒特性が劣化するのを防止するこ
とができる。これによって、貴金属の必要量を少なくし
て、低いコストで排ガス浄化装置を製造することができ
る。

【０１２８】（ｃ）遷移金属の酸化物を含む排ガス浄化
体と、貴金属を含む排ガス浄化ハニカム体を分離して設
けているために、遷移金属の酸化物と貴金属との結合な
どによる触媒組成の変化を防ぐことができ、それぞれの
耐用性を高められる。

【０１２９】請求項６に記載の発明によれば、これによ
って、請求項５の効果の他、以下の効果が得られる。

【０１３０】（ａ）排ガス浄化ハニカム体が熱膨張率の
小さいコージェライト質又はチタン酸アルミニウム質か
らなるので、熱衝撃に対して優れた破壊抵抗性を有し
て、その耐用性を向上させることができる。

【０１３１】（ｂ）貴金属触媒をシリカ・アルミナをコ
ーティングしたアルミナ上に担持させているので、貴金
属触媒とアルミナ粒子と親和性を向上させることがで
き、貴金属触媒がアルミナ粒子から剥離するのを防止し
て、耐用性をさらに向上させることができる。

【０１３２】（ｃ）シリカ・アルミナの作用によりＳＯ
₂との反応を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における排ガス浄化材の
断面図

【図２】本発明の実施の形態２における排ガス浄化装置
の断面図

【符号の説明】

１ 排ガス浄化材 ２ ウォールスルー型フィルター ３ 目封じ部 ４ 排ガス浄化触媒 ５ 断熱材 ６ 容器 ２０ 排ガス浄化装置 ２１ 排ガス浄化ハニカム体 ２２ 貴金属触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 27/224 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１Ｅ 35/04 ３０１ ３０１Ｐ 35/10 ３０１Ｆ 35/10 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１Ｂ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ ３０１Ｅ 3/10 Ａ 3/10 3/24 Ｎ 3/24 Ｅ 3/28 ３０１Ｐ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ｂ (72)発明者 徳渕 信行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井上 雅博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G090 AA02 BA01 EA02 3G091 AA18 AB02 BA01 CA04 GA09 GA23 GB06W GB07W GB10W GB14W HA08 HA29 4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 CA01 CB04 4D048 AA14 AB01 BA03X BA06X BA07X BA10X BA14X BA23X BA30X BA31X BA33Y BA35X BA42X BA45X BA46X BB02 BB12 BB14 CA01 CC04 CC34 CC46 CC63 CD05 EA07 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA03A BA03B BA13A BA13B BB02A BB02B BB06A BB06B BB10A BB10B BB15A BB15B BC06A BC06B BC16A BC16B BC31A BC31B BC50A BC50B BC54A BC54B BC71A BC72A BC72B BC75A BC75B BD05A BD05B CA07 CA18 EA19 EA25 EA27 EB10 EB12Y EB14Y EB15Y EC06X EC07X EC08X EC17X EC18X EC27 ED06 EE09 FA03 FA06 FB23 FC08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス透過性隔壁で仕切られた通気セルの集
   合体からなるウォールスルー型フィルターの各隣接する
   通気セルのガス入口側又はガス出口側の一方を交互に目
   封じしてなり、主たる結晶構造がＣｕＶ₂Ｏ₆である銅元
   素（ａ）とバナジウム元素（ｂ）のモル比（ａ：ｂ）が
   １：１．５〜１：３．５の銅バナジウム化合物（ｃ）
   と、硫酸セシウム（ｄ）とのモル比（ｃ：ｄ）が１：３
   〜１：３．５である排ガス浄化触媒を前記通気セルの内
   壁面に被覆して形成されたことを特徴とする排ガス浄化
   材。
2. 【請求項２】前記ウォールスルー型フィルターのガス透
   過性隔壁がコージェライトであり、全細孔容積が０．２
   ｃｃ／ｇ以上、孔径１０μｍ以上の細孔の容積が全細孔
   容積に対して４０〜６０％、平均細孔径が８〜２０μ
   ｍ、気孔率が４０〜６０％であることを特徴とする請求
   項１に記載の排ガス浄化材。
3. 【請求項３】前記ウォールスルー型フィルターのガス透
   過性隔壁が押し出し成形により得られるチタン酸アルミ
   ニウムであり、その平均細孔径が８〜４２μｍ、気孔率
   が２９〜６３μｍ、押し出し方向の熱膨張係数α_aが−
   ２．３×１０^-6℃^-1〜０×１０^-6℃^-1、押し出し方向と
   垂直な方向の熱膨張係数α_bが０×１０^{- 6}℃^-1〜２．４
   ×１０^-6℃^-1であることを特徴とする請求項１に記載の
   排ガス浄化材。
4. 【請求項４】前記ウォールスルー型フィルターのガス透
   過性隔壁が炭化ケイ素であり、平均細孔径が６〜１５μ
   ｍ、気孔率が４２〜５３％であることを特徴とする請求
   項１に記載の排ガス浄化材。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の排
   ガス浄化材を排ガス流の上流側に配置し、貴金属を担持
   させた排ガス浄化ハニカム体を排ガス流の下流側に配置
   したことを特徴とする排ガス浄化装置。
6. 【請求項６】前記排ガス浄化ハニカム体が、Ｐｔ、Ｐ
   ｄ、Ｒｈの内少なくとも一種以上をシリカ・アルミナを
   コーティングしたアルミナ上に担持させてなる貴金属排
   ガス浄化触媒を、コージェライト質又はチタン酸アルミ
   ニウム質のハニカム体にコーティングして構成されてい
   ることを特徴とする請求項５に記載の排ガス浄化装置。