JP2003135918A - 排ガスフィルター - Google Patents
排ガスフィルターInfo
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- JP2003135918A JP2003135918A JP2002216325A JP2002216325A JP2003135918A JP 2003135918 A JP2003135918 A JP 2003135918A JP 2002216325 A JP2002216325 A JP 2002216325A JP 2002216325 A JP2002216325 A JP 2002216325A JP 2003135918 A JP2003135918 A JP 2003135918A
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- cells
- gas filter
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、細孔が均一に分布し、適正な圧力
損失と気孔率を有し、また適正なセル数を有し、フィル
ター特性に優れ、さらに熱膨張係数が小さく、引張り強
度等の機械的強度に優れ、熱伝導率が大きく、耐熱衝撃
性に優れた排ガスフィルターを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明の排ガスフィルターは、内部に排
ガスの入口側から出口側に向けて軸方向に多数のセルを
有し、セルの排ガスの入口側か出口側のいずれか一方が
交互に閉塞剤により閉塞されて形成されたセラミック製
の排ガスフィルターであって、軸方向の熱伝導率が、
０．１ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上、好ましくは０．２ｋｃａ
ｌ／ｍｈ℃以上である構成を有している。
損失と気孔率を有し、また適正なセル数を有し、フィル
ター特性に優れ、さらに熱膨張係数が小さく、引張り強
度等の機械的強度に優れ、熱伝導率が大きく、耐熱衝撃
性に優れた排ガスフィルターを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明の排ガスフィルターは、内部に排
ガスの入口側から出口側に向けて軸方向に多数のセルを
有し、セルの排ガスの入口側か出口側のいずれか一方が
交互に閉塞剤により閉塞されて形成されたセラミック製
の排ガスフィルターであって、軸方向の熱伝導率が、
０．１ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上、好ましくは０．２ｋｃａ
ｌ／ｍｈ℃以上である構成を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルター特性に
優れ、ディーゼルエンジン，ボイラー，高温燃焼装置等
から排出される微粒子を除去するのに好適な排ガスフィ
ルターに関するものである。
優れ、ディーゼルエンジン，ボイラー，高温燃焼装置等
から排出される微粒子を除去するのに好適な排ガスフィ
ルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、大都市圏におけるＮＯxや浮遊粒
子状物質（以下、微粒子とする）による大気汚染の悪化
が問題となっている。特に、大気中に浮遊する微粒子に
ついては、ディーゼルエンジンから排出される黒煙が微
粒子全体の３０〜４０％を閉めると言われており、しか
もその中にはベンズピレン等の多環芳香族炭化水素等の
変成物や発癌性のある成分が含まれていることからその
対策が急がれている。
子状物質（以下、微粒子とする）による大気汚染の悪化
が問題となっている。特に、大気中に浮遊する微粒子に
ついては、ディーゼルエンジンから排出される黒煙が微
粒子全体の３０〜４０％を閉めると言われており、しか
もその中にはベンズピレン等の多環芳香族炭化水素等の
変成物や発癌性のある成分が含まれていることからその
対策が急がれている。
【０００３】この対策として、排気系中で微粒子を捕集
した後自己再生を行う排ガス浄化装置が開発されてい
る。
した後自己再生を行う排ガス浄化装置が開発されてい
る。
【０００４】以下に、従来のこの種の排ガスフィルター
の主流となっている米国特許第４３６４７６１号公報に
開示されたセラミックモノリシック壁流型微粒子用フィ
ルター（以下、セラミックモノリシック型フィルターと
する）について説明する。図４は従来のセラミックモノ
リシック型フィルターの側断面図である。５０はハニカ
ムセラミックスで構成された円筒状のフィルター本体、
５１、５２はフィルター本体５０に形成されている多数
のセル、５３はセル５１、５２の排ガス入口側５４か排
ガス出口側５５のいずれか一方を交互に閉塞した閉塞
剤、５６はフィルター本体５０及び各セル間の隔壁を構
成する多孔壁である。
の主流となっている米国特許第４３６４７６１号公報に
開示されたセラミックモノリシック壁流型微粒子用フィ
ルター（以下、セラミックモノリシック型フィルターと
する）について説明する。図４は従来のセラミックモノ
リシック型フィルターの側断面図である。５０はハニカ
ムセラミックスで構成された円筒状のフィルター本体、
５１、５２はフィルター本体５０に形成されている多数
のセル、５３はセル５１、５２の排ガス入口側５４か排
ガス出口側５５のいずれか一方を交互に閉塞した閉塞
剤、５６はフィルター本体５０及び各セル間の隔壁を構
成する多孔壁である。
【０００５】以上のように構成されたセラミックモノリ
シック型フィルターについて、以下その捕集再生方法に
ついて説明する。微粒子を含む排ガス出口側５５が閉塞
さているセル５１に流入し、多孔壁５６を通過し隣接す
る入口側が閉塞されているセル５２に押しやられる。こ
の際、微粒子は多孔壁５６を通過する際に濾過され、微
粒子は多孔壁５６中に捕集される。捕集された微粒子の
量が多くなると、多孔壁５６が微粒子によって詰まり、
ディーゼルエンジン排気装置の背圧が増加する。このた
め、捕集された微粒子量が一定量を超えた時に微粒子を
除去することによって、背圧増加によるエンジンの負荷
増加を抑える必要があった。
シック型フィルターについて、以下その捕集再生方法に
ついて説明する。微粒子を含む排ガス出口側５５が閉塞
さているセル５１に流入し、多孔壁５６を通過し隣接す
る入口側が閉塞されているセル５２に押しやられる。こ
の際、微粒子は多孔壁５６を通過する際に濾過され、微
粒子は多孔壁５６中に捕集される。捕集された微粒子の
量が多くなると、多孔壁５６が微粒子によって詰まり、
ディーゼルエンジン排気装置の背圧が増加する。このた
め、捕集された微粒子量が一定量を超えた時に微粒子を
除去することによって、背圧増加によるエンジンの負荷
増加を抑える必要があった。
【０００６】この微粒子は、固定炭素成分と有機溶剤に
溶解可能な可溶性有機成分から成り、どちらも可燃性
で、エンジンの種類や負荷条件によって若干の温度差は
あるが、約６５０℃以上の温度に加熱すれば燃焼してし
まう。そこで、従来は電気ヒータ、バーナ、熱風等の加
熱手段を用いてこれらの微粒子を燃焼させることによっ
て、多孔壁５６を再生する方法が試みられている。
溶解可能な可溶性有機成分から成り、どちらも可燃性
で、エンジンの種類や負荷条件によって若干の温度差は
あるが、約６５０℃以上の温度に加熱すれば燃焼してし
まう。そこで、従来は電気ヒータ、バーナ、熱風等の加
熱手段を用いてこれらの微粒子を燃焼させることによっ
て、多孔壁５６を再生する方法が試みられている。
【０００７】しかしながら、従来の排ガスフィルター
は、この再生燃焼時に発生する温度勾配に起因する耐熱
応力に問題点を有していた。代表的な低熱膨張セラミッ
クスであるコージェライトを用いていた。そこで、これ
らの問題点を解決するために、特開昭６２−２２５２４
９号公報には主成分の化学組成が重量基準でＳｉＯ2４
２〜５６％、Ａｌ2Ｏ3〜４５％、ＭｇＯ１２〜１６％で
結晶相の主成分がコージェライトからなるハニカム構造
を有し、気孔率が３０％以下で、ハニカム構造の軸方向
の４０〜８００℃の間の熱膨張係数が０．８×１０-6／
℃以下、層方向の４０〜８００℃の間の熱膨張係数が、
１．０×１０-6／℃以下、である特性を有したコージェ
ライトハニカム構造触媒担体が提案されている。また、
特開平２−５２０１５号公報には主成分の化学組成がＳ
ｉＯ2４２〜５６重量％、Ａｌ2Ｏ3３０〜４５重量％、
ＭｇＯ１２〜１６重量％で結晶相の主成分がコージェラ
イトから成る多孔質ハニカムフィルターであって、気孔
率が４０％以上５５％以下で、直径２μｍ以下の細孔容
積が．０．０１５ｃｃ／ｇ以下であることを特徴とする
多孔質セラミックハニカムフィルターが提案されてい
る。
は、この再生燃焼時に発生する温度勾配に起因する耐熱
応力に問題点を有していた。代表的な低熱膨張セラミッ
クスであるコージェライトを用いていた。そこで、これ
らの問題点を解決するために、特開昭６２−２２５２４
９号公報には主成分の化学組成が重量基準でＳｉＯ2４
２〜５６％、Ａｌ2Ｏ3〜４５％、ＭｇＯ１２〜１６％で
結晶相の主成分がコージェライトからなるハニカム構造
を有し、気孔率が３０％以下で、ハニカム構造の軸方向
の４０〜８００℃の間の熱膨張係数が０．８×１０-6／
℃以下、層方向の４０〜８００℃の間の熱膨張係数が、
１．０×１０-6／℃以下、である特性を有したコージェ
ライトハニカム構造触媒担体が提案されている。また、
特開平２−５２０１５号公報には主成分の化学組成がＳ
ｉＯ2４２〜５６重量％、Ａｌ2Ｏ3３０〜４５重量％、
ＭｇＯ１２〜１６重量％で結晶相の主成分がコージェラ
イトから成る多孔質ハニカムフィルターであって、気孔
率が４０％以上５５％以下で、直径２μｍ以下の細孔容
積が．０．０１５ｃｃ／ｇ以下であることを特徴とする
多孔質セラミックハニカムフィルターが提案されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、排ガスフィルターの気孔率が３０％以下に
なると排ガスの入口側と出口側との間の圧力損失が増加
するためディーゼルエンジン排気装置の背圧が急激に増
大し、エンジンに大きな負荷を掛けるという問題点を有
していた。また、気孔率が小さいため排ガス中の微粒子
の捕集時間が短く再生サイクルが短すぎ実用性に乏しい
という問題点を有していた。また、気孔率が４０〜５５
％の排ガスフィルターであっても、細孔の大きさ、形
状、分布状態、排ガスフィルターの軸方向に形成されて
いるセルの寸法や単位面積当たりのセル数により排ガス
の入口側と出口側との間の圧力損失が増加する場合があ
り、その結果エンジンの負荷が大きくなったり微粒子の
捕集時間が短くなるという問題点を有している。
の構成では、排ガスフィルターの気孔率が３０％以下に
なると排ガスの入口側と出口側との間の圧力損失が増加
するためディーゼルエンジン排気装置の背圧が急激に増
大し、エンジンに大きな負荷を掛けるという問題点を有
していた。また、気孔率が小さいため排ガス中の微粒子
の捕集時間が短く再生サイクルが短すぎ実用性に乏しい
という問題点を有していた。また、気孔率が４０〜５５
％の排ガスフィルターであっても、細孔の大きさ、形
状、分布状態、排ガスフィルターの軸方向に形成されて
いるセルの寸法や単位面積当たりのセル数により排ガス
の入口側と出口側との間の圧力損失が増加する場合があ
り、その結果エンジンの負荷が大きくなったり微粒子の
捕集時間が短くなるという問題点を有している。
【０００９】そこで、排ガスフィルターの入口側と出口
側との間の圧力損失を小さくするため、造孔剤の添加量
を多くして気孔率が７０〜８０％の排ガスフィルターを
作製し種々検討したが、機械的強度が低下する上に熱伝
導率が小さくなり、結果として排ガスフィルターの耐熱
衝撃性が劣化し、再生燃焼時に発生する温度勾配に起因
する熱応力に耐えられずに破壊するという問題点を有し
ていることがわかった。また、気孔率を極端に高くする
と細孔同士が結合し細孔径が４０〜５０μｍ程度の大き
な細孔が生じるため、排ガス中の微粒子が捕集されずに
大気中に放出され、フィルター効果を著しく低下させる
という問題点を有していることが分かった。
側との間の圧力損失を小さくするため、造孔剤の添加量
を多くして気孔率が７０〜８０％の排ガスフィルターを
作製し種々検討したが、機械的強度が低下する上に熱伝
導率が小さくなり、結果として排ガスフィルターの耐熱
衝撃性が劣化し、再生燃焼時に発生する温度勾配に起因
する熱応力に耐えられずに破壊するという問題点を有し
ていることがわかった。また、気孔率を極端に高くする
と細孔同士が結合し細孔径が４０〜５０μｍ程度の大き
な細孔が生じるため、排ガス中の微粒子が捕集されずに
大気中に放出され、フィルター効果を著しく低下させる
という問題点を有していることが分かった。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、細孔が均一に分布し、適正な圧力損失と気孔率を有
し、また適正なセル数を有し、フィルター特性に優れ、
さらに熱膨張係数が小さく、引張り強度等の機械的強度
に優れ、熱伝導率が大きく、耐熱衝撃性に優れた排ガス
フィルターを提供することを目的とする。
で、細孔が均一に分布し、適正な圧力損失と気孔率を有
し、また適正なセル数を有し、フィルター特性に優れ、
さらに熱膨張係数が小さく、引張り強度等の機械的強度
に優れ、熱伝導率が大きく、耐熱衝撃性に優れた排ガス
フィルターを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の排ガスフィルターは、内部に排ガスの入口
側から出口側に向けて軸方向に多数のセルを有し、セル
の排ガスの入口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞
剤により閉塞されて形成されたセラミック製の排ガスフ
ィルターであって、軸方向の熱伝導率が、０．１ｋｃａ
ｌ／ｍｈ℃以上、好ましくは０．２ｋｃａｌ／ｍｈ℃以
上である構成を有している。
に、本発明の排ガスフィルターは、内部に排ガスの入口
側から出口側に向けて軸方向に多数のセルを有し、セル
の排ガスの入口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞
剤により閉塞されて形成されたセラミック製の排ガスフ
ィルターであって、軸方向の熱伝導率が、０．１ｋｃａ
ｌ／ｍｈ℃以上、好ましくは０．２ｋｃａｌ／ｍｈ℃以
上である構成を有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の排ガスフィルタ
ーは、内部に排ガスの入口側から出口側に向けて軸方向
に多数のセルを有し、セルの排ガスの入口側か出口側の
いずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞されて形成され
たセラミック製の排ガスフィルターであって、軸方向の
熱伝導率が、０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上、好まし
くは０．２００ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上である構成を有し
ている。軸方向の熱伝導率が０．２００ｋｃａｌ／ｍｈ
℃より小さくなるにつれ、耐熱衝撃性が劣化し易く、
０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃未満ではそれが著しく、再
生燃焼時に発生する温度勾配を緩和することができず破
壊する傾向があるため好ましくない。
ーは、内部に排ガスの入口側から出口側に向けて軸方向
に多数のセルを有し、セルの排ガスの入口側か出口側の
いずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞されて形成され
たセラミック製の排ガスフィルターであって、軸方向の
熱伝導率が、０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上、好まし
くは０．２００ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上である構成を有し
ている。軸方向の熱伝導率が０．２００ｋｃａｌ／ｍｈ
℃より小さくなるにつれ、耐熱衝撃性が劣化し易く、
０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃未満ではそれが著しく、再
生燃焼時に発生する温度勾配を緩和することができず破
壊する傾向があるため好ましくない。
【００１３】請求項２に記載の排ガスフィルターは、請
求項１において、内部に排ガスの入口側から出口側に向
けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、２００〜６００ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下で排ガス
の入口側と出口側との間の圧力損失が３０〜１９０ｍｍ
Ａｑ、好ましくは５０〜１５０ｍｍＡｑである構成を有
している。圧力損失が５０ｍｍＡｑよりも小さくなるに
つれ、排ガス中の微粒子が捕集されずに大気中に放出さ
れる傾向にあり、３０ｍｍＡｑ未満ではその傾向が著し
く、また１５０ｍｍＡｑを超えるにつれ、排ガスの入口
側と出口側との間の圧力損失が増加しエンジンの負荷が
大きくなる傾向にあり、１９０ｍｍＡｑでは更にその傾
向が増加するのでいずれも好ましくない。
求項１において、内部に排ガスの入口側から出口側に向
けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、２００〜６００ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下で排ガス
の入口側と出口側との間の圧力損失が３０〜１９０ｍｍ
Ａｑ、好ましくは５０〜１５０ｍｍＡｑである構成を有
している。圧力損失が５０ｍｍＡｑよりも小さくなるに
つれ、排ガス中の微粒子が捕集されずに大気中に放出さ
れる傾向にあり、３０ｍｍＡｑ未満ではその傾向が著し
く、また１５０ｍｍＡｑを超えるにつれ、排ガスの入口
側と出口側との間の圧力損失が増加しエンジンの負荷が
大きくなる傾向にあり、１９０ｍｍＡｑでは更にその傾
向が増加するのでいずれも好ましくない。
【００１４】請求項３に記載の排ガスフィルターは、請
求項１，２において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係数が
４．５×１０-6／℃以下、好ましくは２．５×１０-6／
℃以下で、かつ、軸方向と層方向の熱膨張係数の差が｜
５．０×１０-6｜／℃以下、好ましくは｜３．０×１０
-6｜／℃以下である構成を有している。排ガスフィルタ
ーの室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係数が２．
５×１０-6／℃を超えるか、若しくは室温から８５０℃
までの軸方向と層方向の熱膨張係数の差が｜３．０×１
０-6｜／℃を超えると再生燃焼時に発生する温度勾配に
起因する熱応力に耐えられずに破壊してしまう傾向があ
るためいずれも好ましくない。
求項１，２において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係数が
４．５×１０-6／℃以下、好ましくは２．５×１０-6／
℃以下で、かつ、軸方向と層方向の熱膨張係数の差が｜
５．０×１０-6｜／℃以下、好ましくは｜３．０×１０
-6｜／℃以下である構成を有している。排ガスフィルタ
ーの室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係数が２．
５×１０-6／℃を超えるか、若しくは室温から８５０℃
までの軸方向と層方向の熱膨張係数の差が｜３．０×１
０-6｜／℃を超えると再生燃焼時に発生する温度勾配に
起因する熱応力に耐えられずに破壊してしまう傾向があ
るためいずれも好ましくない。
【００１５】請求項４に記載の排ガスフィルターは、請
求項１〜３において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、軸方向の引張り強度が４０ｋｇ／ｃｍ2以上、好
ましくは８０ｋｇ／ｃｍ2である構成を有している。軸
方向の引張り強度が８０ｋｇ／ｃｍ2よりも小さくなる
につれ、再生燃焼時に発生する温度勾配に起因する熱応
力に耐えられずに破壊する傾向が現れだし、４０ｋｇ／
ｃｍ2未満では特にその傾向が現れ易くなるため、エン
ジンの排気系に装着した時自動車の振動に耐えられずに
破壊する傾向があるため好ましくない。
求項１〜３において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、軸方向の引張り強度が４０ｋｇ／ｃｍ2以上、好
ましくは８０ｋｇ／ｃｍ2である構成を有している。軸
方向の引張り強度が８０ｋｇ／ｃｍ2よりも小さくなる
につれ、再生燃焼時に発生する温度勾配に起因する熱応
力に耐えられずに破壊する傾向が現れだし、４０ｋｇ／
ｃｍ2未満では特にその傾向が現れ易くなるため、エン
ジンの排気系に装着した時自動車の振動に耐えられずに
破壊する傾向があるため好ましくない。
【００１６】請求項５に記載の排ガスフィルターは、請
求項１〜４において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、軸方向に垂直な断面の１ｃｍ2当りのセル数が９
〜６４セルである構成を有している。セル数が９未満で
は排ガス中の微粒子の捕集効率が低下し、また６４を超
えると排ガスの入口側と出口側との間の圧力損失が増加
する傾向が現れ出すのでいずれも好ましくない。
求項１〜４において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、軸方向に垂直な断面の１ｃｍ2当りのセル数が９
〜６４セルである構成を有している。セル数が９未満で
は排ガス中の微粒子の捕集効率が低下し、また６４を超
えると排ガスの入口側と出口側との間の圧力損失が増加
する傾向が現れ出すのでいずれも好ましくない。
【００１７】請求項６に記載の排ガスフィルターは、請
求項１〜５において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、平均細孔径が１〜２０μｍの細孔が均一に分布し
た排ガスフィルターであって、気孔率が３０〜７０％、
好ましくは４０〜６０％である構成を有している。平均
細孔径が１μｍ未満では、排ガスの入口側と出口側の間
の圧力損失が増加する傾向にあり、２０μｍを超えると
排ガス中の微粒子の捕集効率が低下する傾向にあるので
いずれも好ましくない。また、気孔率が４０％未満では
圧力損失が増加する傾向にあり、６０％を超えると微粒
子の捕集効率が低下し、さらに軸方向の引張り強度が低
下する傾向にあるのでいずれも好ましくない。
求項１〜５において、内部に排ガスの入口側から出口側
に向けて軸方向に多数のセルを有し、セルの排ガスの入
口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞
されて形成されたセラミック製の排ガスフィルターであ
って、平均細孔径が１〜２０μｍの細孔が均一に分布し
た排ガスフィルターであって、気孔率が３０〜７０％、
好ましくは４０〜６０％である構成を有している。平均
細孔径が１μｍ未満では、排ガスの入口側と出口側の間
の圧力損失が増加する傾向にあり、２０μｍを超えると
排ガス中の微粒子の捕集効率が低下する傾向にあるので
いずれも好ましくない。また、気孔率が４０％未満では
圧力損失が増加する傾向にあり、６０％を超えると微粒
子の捕集効率が低下し、さらに軸方向の引張り強度が低
下する傾向にあるのでいずれも好ましくない。
【００１８】請求項７に記載の排ガスフィルターは、請
求項１〜６において、セラミックの結晶相の主成分がコ
ージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウム，スポ
ジュメン，ユークリブタイト，チタン酸カリウム，石
英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を含有する構
成を有している。排ガスフィルターの結晶相の主成分が
これらの化合物で占められることにより熱膨張係数を低
くすることができ耐熱衝撃性を増加させることができ
る。
求項１〜６において、セラミックの結晶相の主成分がコ
ージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウム，スポ
ジュメン，ユークリブタイト，チタン酸カリウム，石
英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を含有する構
成を有している。排ガスフィルターの結晶相の主成分が
これらの化合物で占められることにより熱膨張係数を低
くすることができ耐熱衝撃性を増加させることができ
る。
【００１９】これら排ガスフィルターの製造方法として
は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファイバーとパルプと
セラミック粉末と水とを分散混合してスラリーを得るス
ラリー生成工程と、スラリーにカチオン、アニオン、ま
たはノニオン系の高分子凝集剤と高電解質の無機凝集剤
の混合物を添加しスラリーを凝集する凝集工程と、凝集
後抄造法によりシートを得るシート生成工程と、シート
をコルゲート加工しハニカム状成形体またはシートを矩
形加工し矩形状のシートを積層し積層成形体を得る成形
体生成工程と、ハニカム状成形体若しくは積層成形体を
焼成する焼成工程とを有する構成を有している。ここ
で、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファイバーはセラミッ
ク粉末１００重量部に対して５０〜１５０重量部、好ま
しくは７０〜１３０重量部が用いられる。７０重量部よ
りも少なくなるにつれ、良好なフロックが得られにくく
抄造が困難となりその結果シートの強度が弱くなる傾向
が認められ、特に５０重量部未満ではその傾向が著し
く、また１３０重量部を超えるにつれ無機質ファイバー
自体の熱膨張係数が強く作用し熱膨張係数が大きくなる
傾向があり、１５０重量部を超えると更にその傾向が強
まるのでいずれも好ましくない。パルプはセラミック粉
末１００重量部に対して２〜１５重量部、好ましくは５
〜１０重量部が用いられる。５重量部未満では抄造法に
よるシートに柔軟性が無く固くなり成形体生成が困難に
なる傾向が認められ、１０重量部を超えるにつれて細孔
の分布が不均一になる傾向が認められ、特に２重量部未
満又は１５重量部を超えるとその傾向が著しくなるので
いずれも好ましくない。水はセラミック粉末１００重量
部に対して５０００〜１００００重量部、好ましくは７
０００〜９０００重量部が用いられる。７０００重量部
よりも少なくなるにつれスラリーの濃度が高くなるため
抄造が困難になる傾向が認められ、９０００重量部を超
えるにつれて抄造法によるシートの厚みが薄くなる傾向
にあるためいずれも好ましくない。尚、スラリー生成工
程では、ＡｌＣｌ3・６Ｈ2ＯやＮａＯＨ等の水溶液を添
加すると良好なフロックの形成が得られるので好まし
い。高分子凝集剤としては、カチオン系としてアミン結
合ポリマー、アニオン系としてポリアクリル酸塩、ノニ
オン系としてポリアクリルアミドが用いられるが、好適
にはノニオン系が用いられる。良好なフロックの形成が
得られるためである。高電解質の無機凝集剤としては、
ＮａＯＨ，ＫＯＨ等が用いられる。高分子凝集剤と無機
凝集剤の比率は、高分子凝集剤１に対して無機凝集剤が
３〜７、好ましくは４〜６が用いられる。無機凝集剤を
併用することにより強固なフロックが得られる。
は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファイバーとパルプと
セラミック粉末と水とを分散混合してスラリーを得るス
ラリー生成工程と、スラリーにカチオン、アニオン、ま
たはノニオン系の高分子凝集剤と高電解質の無機凝集剤
の混合物を添加しスラリーを凝集する凝集工程と、凝集
後抄造法によりシートを得るシート生成工程と、シート
をコルゲート加工しハニカム状成形体またはシートを矩
形加工し矩形状のシートを積層し積層成形体を得る成形
体生成工程と、ハニカム状成形体若しくは積層成形体を
焼成する焼成工程とを有する構成を有している。ここ
で、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファイバーはセラミッ
ク粉末１００重量部に対して５０〜１５０重量部、好ま
しくは７０〜１３０重量部が用いられる。７０重量部よ
りも少なくなるにつれ、良好なフロックが得られにくく
抄造が困難となりその結果シートの強度が弱くなる傾向
が認められ、特に５０重量部未満ではその傾向が著し
く、また１３０重量部を超えるにつれ無機質ファイバー
自体の熱膨張係数が強く作用し熱膨張係数が大きくなる
傾向があり、１５０重量部を超えると更にその傾向が強
まるのでいずれも好ましくない。パルプはセラミック粉
末１００重量部に対して２〜１５重量部、好ましくは５
〜１０重量部が用いられる。５重量部未満では抄造法に
よるシートに柔軟性が無く固くなり成形体生成が困難に
なる傾向が認められ、１０重量部を超えるにつれて細孔
の分布が不均一になる傾向が認められ、特に２重量部未
満又は１５重量部を超えるとその傾向が著しくなるので
いずれも好ましくない。水はセラミック粉末１００重量
部に対して５０００〜１００００重量部、好ましくは７
０００〜９０００重量部が用いられる。７０００重量部
よりも少なくなるにつれスラリーの濃度が高くなるため
抄造が困難になる傾向が認められ、９０００重量部を超
えるにつれて抄造法によるシートの厚みが薄くなる傾向
にあるためいずれも好ましくない。尚、スラリー生成工
程では、ＡｌＣｌ3・６Ｈ2ＯやＮａＯＨ等の水溶液を添
加すると良好なフロックの形成が得られるので好まし
い。高分子凝集剤としては、カチオン系としてアミン結
合ポリマー、アニオン系としてポリアクリル酸塩、ノニ
オン系としてポリアクリルアミドが用いられるが、好適
にはノニオン系が用いられる。良好なフロックの形成が
得られるためである。高電解質の無機凝集剤としては、
ＮａＯＨ，ＫＯＨ等が用いられる。高分子凝集剤と無機
凝集剤の比率は、高分子凝集剤１に対して無機凝集剤が
３〜７、好ましくは４〜６が用いられる。無機凝集剤を
併用することにより強固なフロックが得られる。
【００２０】また、他の製造方法としては、セラミック
粉末と結合剤と潤滑剤と造孔剤と水とを混合した後混練
して塊状物を得る塊状物生成工程と、塊状物を押出し法
により成形してハニカム状成形体を得る成形体生成工程
と、ハニカム状生成形体を乾燥した後焼成する焼成工程
とを有する構成を有している。ここで、結合剤としては
セルロース系のものが好適であり、セラミック粉末１０
０重量部に対して５〜２５重量部、好ましくは１０〜２
０重量部が用いられる。１０重量部未満、特に５重量部
未満になるにつれ、ハニカム状成形体の成形性が悪くな
る傾向があり、また２０重量部以上、特に２５重量部を
超えると、焼成工程での収縮率が大きくなる傾向がある
のでいずれも好ましくない。潤滑剤は高分子エステル系
のものが好適であり、セラミック粉末１００重量部に対
して１〜１０重量部、好ましくは２〜７重量部が用いら
れる。２重量部以下、特に１重量部未満では塊状物が金
型に付着する傾向があり、また７重量部以上、特に１０
重量部を超えるとハニカム状成形体の保形成が悪くなる
傾向があるのでいずれも好ましくない。水はセラミック
粉末１００重量部に対して１０〜６０重量部、好ましく
は２０〜４０重量部が用いられる。２０重量部以下、特
に１０重量部未満では、塊状物が硬くなり押し出し成形
が困難になる傾向があり、また４０重量部以上、特に６
０重量部を超えるとセラミック粉末の種類にもよるが、
ハニカム状成形体の保形成が悪くさらに乾燥中に成形体
表面に亀裂が入り易くなる傾向があるためいずれも好ま
しくない。
粉末と結合剤と潤滑剤と造孔剤と水とを混合した後混練
して塊状物を得る塊状物生成工程と、塊状物を押出し法
により成形してハニカム状成形体を得る成形体生成工程
と、ハニカム状生成形体を乾燥した後焼成する焼成工程
とを有する構成を有している。ここで、結合剤としては
セルロース系のものが好適であり、セラミック粉末１０
０重量部に対して５〜２５重量部、好ましくは１０〜２
０重量部が用いられる。１０重量部未満、特に５重量部
未満になるにつれ、ハニカム状成形体の成形性が悪くな
る傾向があり、また２０重量部以上、特に２５重量部を
超えると、焼成工程での収縮率が大きくなる傾向がある
のでいずれも好ましくない。潤滑剤は高分子エステル系
のものが好適であり、セラミック粉末１００重量部に対
して１〜１０重量部、好ましくは２〜７重量部が用いら
れる。２重量部以下、特に１重量部未満では塊状物が金
型に付着する傾向があり、また７重量部以上、特に１０
重量部を超えるとハニカム状成形体の保形成が悪くなる
傾向があるのでいずれも好ましくない。水はセラミック
粉末１００重量部に対して１０〜６０重量部、好ましく
は２０〜４０重量部が用いられる。２０重量部以下、特
に１０重量部未満では、塊状物が硬くなり押し出し成形
が困難になる傾向があり、また４０重量部以上、特に６
０重量部を超えるとセラミック粉末の種類にもよるが、
ハニカム状成形体の保形成が悪くさらに乾燥中に成形体
表面に亀裂が入り易くなる傾向があるためいずれも好ま
しくない。
【００２１】造孔剤はポリエチレン，カーボン，小麦粉
等が好適であり、セラミック粉末１００重量部に対して
２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部が用い
られる。３０重量部より小さくなるにつれ、作製した排
ガスフィルターの気孔率が小さくなり排ガスの入口側と
出口側との間の圧力損失が大きくなる傾向があり、また
６０重量部を超えるにつれ気孔率が大きくなり過ぎるた
め排ガス中の微粒子の捕集効率が低下する傾向があるた
めいずれも好ましくない。
等が好適であり、セラミック粉末１００重量部に対して
２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部が用い
られる。３０重量部より小さくなるにつれ、作製した排
ガスフィルターの気孔率が小さくなり排ガスの入口側と
出口側との間の圧力損失が大きくなる傾向があり、また
６０重量部を超えるにつれ気孔率が大きくなり過ぎるた
め排ガス中の微粒子の捕集効率が低下する傾向があるた
めいずれも好ましくない。
【００２２】また、セラミック粉末がコージェライト，
ムライト，チタン酸アルミニウム，スポジュメン，ユー
クリブタイト，チタン酸カリウム，シリカ，アルミナ，
粘土鉱物を主成分とするもののうち少なくとも１つ以上
を含有する構成を有している。これらのセラミック粉末
を用いることにより耐熱衝撃性を著しく向上させること
ができる。
ムライト，チタン酸アルミニウム，スポジュメン，ユー
クリブタイト，チタン酸カリウム，シリカ，アルミナ，
粘土鉱物を主成分とするもののうち少なくとも１つ以上
を含有する構成を有している。これらのセラミック粉末
を用いることにより耐熱衝撃性を著しく向上させること
ができる。
【００２３】粘土鉱物の主成分がＫ2Ｏ，ＳｉＯ2，Ａｌ
2Ｏ3であって、かつＫ2Ｏの含有率が１．０〜６．０ｗ
ｔ％である構成を有している。Ｋ2Ｏの含有率が１．０
ｗｔ％未満では、焼成温度が高くなる傾向があり、また
６．０％以上では熱膨張係数が大きくなる傾向があるた
めいずれも好ましくない。
2Ｏ3であって、かつＫ2Ｏの含有率が１．０〜６．０ｗ
ｔ％である構成を有している。Ｋ2Ｏの含有率が１．０
ｗｔ％未満では、焼成温度が高くなる傾向があり、また
６．０％以上では熱膨張係数が大きくなる傾向があるた
めいずれも好ましくない。
【００２４】粘土鉱物の主結晶相がセリサイト，カオリ
ナイト，パイロフィライトである構成を有している。こ
れらの構成を有することにより、成形性を向上させるこ
とができるとともに、焼成後、熱膨張係数が大きいクリ
ストバライトが析出し難く、クレイズやクラックの発生
率を著しく低減することができ製品得率を上げることが
できる。
ナイト，パイロフィライトである構成を有している。こ
れらの構成を有することにより、成形性を向上させるこ
とができるとともに、焼成後、熱膨張係数が大きいクリ
ストバライトが析出し難く、クレイズやクラックの発生
率を著しく低減することができ製品得率を上げることが
できる。
【００２５】これらの構成により、排ガス中の微粒子を
効率よく捕集でき、さらに熱応力に耐える事ができる。
効率よく捕集でき、さらに熱応力に耐える事ができる。
【００２６】
【実施例】以下本発明の一実施例における排ガスフィル
ター及びその製造方法について詳細に説明する。
ター及びその製造方法について詳細に説明する。
【００２７】（実施例１，２）図１（ａ）は本発明の第
１実施例における排ガスフィルターの外観斜視図であ
り、図１（ｂ）は本発明の第２実施例における排ガスフ
ィルターの要部斜視図であり、図２は本発明の第１実施
例における排ガスフィルターのＸ−Ｘ線の要部断面図で
ある。１ａ，１ｂは本発明の第１，第２実施例における
排ガスフィルター、２はセル、３は閉塞剤、４は排ガス
流入口、５は排ガス流出口、６は排ガス入口側、７は排
ガス出口側である。
１実施例における排ガスフィルターの外観斜視図であ
り、図１（ｂ）は本発明の第２実施例における排ガスフ
ィルターの要部斜視図であり、図２は本発明の第１実施
例における排ガスフィルターのＸ−Ｘ線の要部断面図で
ある。１ａ，１ｂは本発明の第１，第２実施例における
排ガスフィルター、２はセル、３は閉塞剤、４は排ガス
流入口、５は排ガス流出口、６は排ガス入口側、７は排
ガス出口側である。
【００２８】以上の様に構成された本実施例の排ガスフ
ィルターについて、以下その製造方法を説明する。Ａｌ
2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファイバー，パルプ，チタン酸
アルミニウム粉末，水を（表１）に示した比率になる様
に配合し、専用タンクで分散混合し、スラリーを得た。
ィルターについて、以下その製造方法を説明する。Ａｌ
2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファイバー，パルプ，チタン酸
アルミニウム粉末，水を（表１）に示した比率になる様
に配合し、専用タンクで分散混合し、スラリーを得た。
【００２９】
【表１】
【００３０】得られたスラリーを希釈タンクに移送し水
を加えて所定の体積とした後、ＡｌＣｌ3・６Ｈ2Ｏ水溶
液とＮａＯＨ水溶液を加えてＰＨを７．２〜７．８に調
整した。次に、カチオン，アニオンまたはノニオン系の
高分子凝集剤と高電解質の無機凝集剤の混合物を添加し
てスラリーを凝集させＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファ
イバー，パルプ，チタン酸アルミニウム粉末より成るシ
ートを作製した。そして、このシートをコルゲート加工
と同時にチタン酸アルミニウムより成る閉塞剤を付与し
ながら巻き上げてハニカム状成形体（第１実施例）、ま
たは矩形加工と同時にチタン酸アルミニウムより成る閉
塞剤を付与しながら積層して積層成形体（第２実施例）
を作製した。このハニカム状成形体（第１実施例）また
は積層成形体（第２実施例）を１５００〜１５５０℃の
温度範囲内で焼成した後加工して第１，第２実施例の排
ガスフィルターを得た。
を加えて所定の体積とした後、ＡｌＣｌ3・６Ｈ2Ｏ水溶
液とＮａＯＨ水溶液を加えてＰＨを７．２〜７．８に調
整した。次に、カチオン，アニオンまたはノニオン系の
高分子凝集剤と高電解質の無機凝集剤の混合物を添加し
てスラリーを凝集させＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファ
イバー，パルプ，チタン酸アルミニウム粉末より成るシ
ートを作製した。そして、このシートをコルゲート加工
と同時にチタン酸アルミニウムより成る閉塞剤を付与し
ながら巻き上げてハニカム状成形体（第１実施例）、ま
たは矩形加工と同時にチタン酸アルミニウムより成る閉
塞剤を付与しながら積層して積層成形体（第２実施例）
を作製した。このハニカム状成形体（第１実施例）また
は積層成形体（第２実施例）を１５００〜１５５０℃の
温度範囲内で焼成した後加工して第１，第２実施例の排
ガスフィルターを得た。
【００３１】本実施例の排ガスフィルター１ａ，１ｂ
は、外観が柱状をなし、内部に排ガス入口側６から出口
側７に向けて軸方向に多数のセル２が形成され、このセ
ル２は排ガス入口側６か出口側７のいずれか一方が交互
に閉塞剤３により閉塞されている構造を有し、軸方向に
垂直な断面の１ｃｍ2当たりのセル数は３６セルであっ
た。
は、外観が柱状をなし、内部に排ガス入口側６から出口
側７に向けて軸方向に多数のセル２が形成され、このセ
ル２は排ガス入口側６か出口側７のいずれか一方が交互
に閉塞剤３により閉塞されている構造を有し、軸方向に
垂直な断面の１ｃｍ2当たりのセル数は３６セルであっ
た。
【００３２】次いで、得られた各該排ガスフィルターに
ついて、圧力損失，熱膨張係数，引張り強度，熱伝導
率，平均細孔径と気孔率，網孔分布の測定を行った。圧
力損失は水柱マノメータ付き送風式圧力損失計を用い、
４０ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下において排ガスの入口側
と出口側との間の圧力損失を測定したところ、９５ｍｍ
Ａｑであった。熱膨張係数は縦型熱膨張計を用いて測定
した。室温から８５０℃までの軸方向と層方向の熱膨張
係数は０．８×１０-6／℃であり、室温から８５０℃ま
での軸方向の熱膨張係数の差は｜１．３×１０-6｜／℃
であった。引張り強度は強度試験機を用いて測定した。
軸方向の引張り強度は１３５Ｋｇ／ｃｍ2であった。熱
伝導率は熱伝導率計を用い常法に従い測定した。軸方向
の熱伝導率は０．２７Ｋｃａｌ／ｍｈ℃であった。平均
細孔径と気孔率は水銀ポロシメ−タを用い常法に従い行
った。平均細孔径は１２．５μｍで均一に分布した細孔
であり気孔率は５４％であった。次いで、粉末Ｘ−ｒａ
ｙ回析による結晶相の同定の結果、チタン酸アルミニウ
ムが主成分であることがわかった。
ついて、圧力損失，熱膨張係数，引張り強度，熱伝導
率，平均細孔径と気孔率，網孔分布の測定を行った。圧
力損失は水柱マノメータ付き送風式圧力損失計を用い、
４０ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下において排ガスの入口側
と出口側との間の圧力損失を測定したところ、９５ｍｍ
Ａｑであった。熱膨張係数は縦型熱膨張計を用いて測定
した。室温から８５０℃までの軸方向と層方向の熱膨張
係数は０．８×１０-6／℃であり、室温から８５０℃ま
での軸方向の熱膨張係数の差は｜１．３×１０-6｜／℃
であった。引張り強度は強度試験機を用いて測定した。
軸方向の引張り強度は１３５Ｋｇ／ｃｍ2であった。熱
伝導率は熱伝導率計を用い常法に従い測定した。軸方向
の熱伝導率は０．２７Ｋｃａｌ／ｍｈ℃であった。平均
細孔径と気孔率は水銀ポロシメ−タを用い常法に従い行
った。平均細孔径は１２．５μｍで均一に分布した細孔
であり気孔率は５４％であった。次いで、粉末Ｘ−ｒａ
ｙ回析による結晶相の同定の結果、チタン酸アルミニウ
ムが主成分であることがわかった。
【００３３】以上の様に本実施例によれば、熱膨張係数
が小さく、引張り強度が大きく、熱伝導率が大きく、耐
熱衝撃性に優れ、さらに細孔が均一に分布し、適正な圧
力損失と気孔率を有し、また適正なセル数を有し、フィ
ルター特性に優れた排ガスフィルターが得られることが
わかった。また、耐熱衝撃性及びフィルター特性を損な
わない範囲において、排ガスフィルターの結晶相の主成
分がコージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウ
ム，スポジュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウ
ム，石英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を含有
するものであっても同等の効果を有することがわかっ
た。さらに、セラミック粉末がコージェライト，ムライ
ト，チタン酸アルミニウム，スポジュメン，ユークリプ
タイト，チタン酸カリウム，シリカ，アルミナ，粘土鉱
物を主成分とするもののうち少なくとも１つ以上を含有
するものを用いても同等の効果が得られることがわかっ
た。本実施例の排ガスフィルターａ，ｂは、外観が柱状
をなし、内部に排ガス入口側６か出口側７のいずれか一
方が交互に閉塞剤３により閉塞されている構造を有し、
軸方向に垂直な断面の１ｃｍ2当たりのセル数は３６セ
ルであった。
が小さく、引張り強度が大きく、熱伝導率が大きく、耐
熱衝撃性に優れ、さらに細孔が均一に分布し、適正な圧
力損失と気孔率を有し、また適正なセル数を有し、フィ
ルター特性に優れた排ガスフィルターが得られることが
わかった。また、耐熱衝撃性及びフィルター特性を損な
わない範囲において、排ガスフィルターの結晶相の主成
分がコージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウ
ム，スポジュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウ
ム，石英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を含有
するものであっても同等の効果を有することがわかっ
た。さらに、セラミック粉末がコージェライト，ムライ
ト，チタン酸アルミニウム，スポジュメン，ユークリプ
タイト，チタン酸カリウム，シリカ，アルミナ，粘土鉱
物を主成分とするもののうち少なくとも１つ以上を含有
するものを用いても同等の効果が得られることがわかっ
た。本実施例の排ガスフィルターａ，ｂは、外観が柱状
をなし、内部に排ガス入口側６か出口側７のいずれか一
方が交互に閉塞剤３により閉塞されている構造を有し、
軸方向に垂直な断面の１ｃｍ2当たりのセル数は３６セ
ルであった。
【００３４】（実施例３）図３は本発明の第３実施例に
おける排ガスフィルターの要部断面図である。１１は本
発明の第３実施例の排ガスフィルター、１２はセル、１
３は閉塞剤、１４は排ガス流入口、１５は排ガス流出口
である。以上の様に構成された第３実施例の排ガスフィ
ルター１１について、以下その製造方法を説明する。主
結晶相がセリサイトで２．０ｗｔ％のＫ2Ｏを含有する
粘土鉱物とメチルセルロ−ス系の結合剤と高分子エステ
ル系の潤滑剤と水とを（表２）に示した比率になる様に
配合し、高速ミキサーで３分間混合した後、混練機で３
０〜１２０分間混練して押し出し成型用塊状物を得た。
おける排ガスフィルターの要部断面図である。１１は本
発明の第３実施例の排ガスフィルター、１２はセル、１
３は閉塞剤、１４は排ガス流入口、１５は排ガス流出口
である。以上の様に構成された第３実施例の排ガスフィ
ルター１１について、以下その製造方法を説明する。主
結晶相がセリサイトで２．０ｗｔ％のＫ2Ｏを含有する
粘土鉱物とメチルセルロ−ス系の結合剤と高分子エステ
ル系の潤滑剤と水とを（表２）に示した比率になる様に
配合し、高速ミキサーで３分間混合した後、混練機で３
０〜１２０分間混練して押し出し成型用塊状物を得た。
【００３５】
【表２】
【００３６】次に、得られた塊状物を真空押出し機を用
いて直径１７０ｍｍ、高さ１８０ｍｍの軸方向に多数の
セルを有する柱状成形体を作製した後、この成形体を乾
燥機を用いて８０〜１００℃の温度で二十四時間乾燥し
た。次いで、乾燥した成形体を電気炉を用いて１４７０
℃〜１５２０℃の温度範囲内で焼成して焼成体を作製
し、この焼成体の両端のセルのいずれか一方を交互に閉
塞剤により閉塞した後加工し、第３実施例の排ガスフィ
ルター１１を作製した。このようにして得られた第３実
施例の排ガスフィルター１１は、柱状をなし、内部に排
ガス入口側１６から排ガス出口側１７に向けて軸方向に
多数のセル１２が形成され、このセル１２は排ガス入口
側１６か排ガス出口側１７のいずれか一方が交互に閉塞
剤１３により閉塞されている構造を有し、軸方向に垂直
な断面の１ｃｍ2当たりのセル数は４９セルであった。
いて直径１７０ｍｍ、高さ１８０ｍｍの軸方向に多数の
セルを有する柱状成形体を作製した後、この成形体を乾
燥機を用いて８０〜１００℃の温度で二十四時間乾燥し
た。次いで、乾燥した成形体を電気炉を用いて１４７０
℃〜１５２０℃の温度範囲内で焼成して焼成体を作製
し、この焼成体の両端のセルのいずれか一方を交互に閉
塞剤により閉塞した後加工し、第３実施例の排ガスフィ
ルター１１を作製した。このようにして得られた第３実
施例の排ガスフィルター１１は、柱状をなし、内部に排
ガス入口側１６から排ガス出口側１７に向けて軸方向に
多数のセル１２が形成され、このセル１２は排ガス入口
側１６か排ガス出口側１７のいずれか一方が交互に閉塞
剤１３により閉塞されている構造を有し、軸方向に垂直
な断面の１ｃｍ2当たりのセル数は４９セルであった。
【００３７】次いで、得られた該排ガスフィルターにつ
いて実施例１と同様にして物性の測定を行った。その結
果、４００ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下において排ガスの
入口側と出口側との間の圧力損失は１２４ｍｍＡｑであ
った。また、室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係
数は２．８×１０-6／℃であり、室温から８５０℃まで
の軸方向と層方向の熱膨張係数の差は｜０．５×１０-6
｜／℃であった。また、軸方向の引張り強度は１７５ｋ
ｇ／ｃｍ2であった。また、軸方向の熱伝導率は０．３
４ｋｃａｌ／ｍｈ℃であった。また、平均細孔径は７．
８μｍで均一に分布した細孔であり気孔率は４３％であ
った。さらに、粉末Ｘ−ｒａｙ回折による結晶相の同定
の結果、ムライドが主成分であることがわかった。
いて実施例１と同様にして物性の測定を行った。その結
果、４００ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下において排ガスの
入口側と出口側との間の圧力損失は１２４ｍｍＡｑであ
った。また、室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係
数は２．８×１０-6／℃であり、室温から８５０℃まで
の軸方向と層方向の熱膨張係数の差は｜０．５×１０-6
｜／℃であった。また、軸方向の引張り強度は１７５ｋ
ｇ／ｃｍ2であった。また、軸方向の熱伝導率は０．３
４ｋｃａｌ／ｍｈ℃であった。また、平均細孔径は７．
８μｍで均一に分布した細孔であり気孔率は４３％であ
った。さらに、粉末Ｘ−ｒａｙ回折による結晶相の同定
の結果、ムライドが主成分であることがわかった。
【００３８】以上の様に本実施例によれば、熱膨張係数
が小さく、引張り強度が大きく、熱伝導率が大きく耐熱
衝撃性に優れ、さらに細孔が均一に分布し、適正な圧力
損失と気孔率を有し、また適正なセル数を有するフィル
ター特性に優れた排ガスフィルターが得られることがわ
かった。また、耐熱衝撃性及びフィルター特性を損なわ
ない範囲において、排ガスフィルターの結晶相の主成分
がコージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウム，
スポジュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウム，
石英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を含有する
ものであれば差し支えないこともわかった。セラミック
粉末がコージェライト，チタン酸アルミニウム，スポジ
ュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウム，シリ
カ，アルミナ，粘土鉱物を主成分とするもののうち少な
くとも１つ以上を含有するものを用いても同等の効果が
得られることがわかった。セラミック粉末として使用し
た粘土鉱物の主結晶相は、カオリナイト，バイロフィラ
イトであっても同等の効果を有していることがわかっ
た。
が小さく、引張り強度が大きく、熱伝導率が大きく耐熱
衝撃性に優れ、さらに細孔が均一に分布し、適正な圧力
損失と気孔率を有し、また適正なセル数を有するフィル
ター特性に優れた排ガスフィルターが得られることがわ
かった。また、耐熱衝撃性及びフィルター特性を損なわ
ない範囲において、排ガスフィルターの結晶相の主成分
がコージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウム，
スポジュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウム，
石英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を含有する
ものであれば差し支えないこともわかった。セラミック
粉末がコージェライト，チタン酸アルミニウム，スポジ
ュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウム，シリ
カ，アルミナ，粘土鉱物を主成分とするもののうち少な
くとも１つ以上を含有するものを用いても同等の効果が
得られることがわかった。セラミック粉末として使用し
た粘土鉱物の主結晶相は、カオリナイト，バイロフィラ
イトであっても同等の効果を有していることがわかっ
た。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、以下の優
れた効果を奏する。すなわち、排ガスフィルターの排ガ
スの入口側と出口側との間の圧力損失が３０〜１９０ｍ
ｍＡｑで、軸方向に垂直な断面のセル数が、９〜６４セ
ルとし、さらに平均細孔径が１〜２０μｍの細孔を均一
に分布して、気孔率を３０〜７０％形成したので、排ガ
ス中の微粒子を効率よく捕集できるフィルター特性に優
れた排ガスフィルターを実現することができる。
れた効果を奏する。すなわち、排ガスフィルターの排ガ
スの入口側と出口側との間の圧力損失が３０〜１９０ｍ
ｍＡｑで、軸方向に垂直な断面のセル数が、９〜６４セ
ルとし、さらに平均細孔径が１〜２０μｍの細孔を均一
に分布して、気孔率を３０〜７０％形成したので、排ガ
ス中の微粒子を効率よく捕集できるフィルター特性に優
れた排ガスフィルターを実現することができる。
【００４０】排ガスフィルターの軸方向の熱膨張係数が
４．５×１０-6／℃以下に、軸方向と層方向の熱膨張係
数の差を｜５．０×１０-6｜／℃以下とし、軸方向の引
張り強度を４０ｋｇ／ｃｍ2以上とし、軸方向の熱伝導
率を０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上として形成したの
で、再生燃焼時に発生する温度勾配に起因する熱応力に
耐える耐熱衝撃性に優れた排ガスフィルターを実現する
ことができる。
４．５×１０-6／℃以下に、軸方向と層方向の熱膨張係
数の差を｜５．０×１０-6｜／℃以下とし、軸方向の引
張り強度を４０ｋｇ／ｃｍ2以上とし、軸方向の熱伝導
率を０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上として形成したの
で、再生燃焼時に発生する温度勾配に起因する熱応力に
耐える耐熱衝撃性に優れた排ガスフィルターを実現する
ことができる。
【００４１】Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系無機質ファイバー，
パルプ，セラミック粉末を用いて抄造法により排ガスフ
ィルターを作製するか、又はセラミック粉末と結合剤と
潤滑剤と造孔剤を用いて押出し法により排ガスフィルタ
ーを作製し、軸方向に垂直な断面の１ｃｍ2当たりのセ
ル数を９〜６４セルとすることにより２００〜６００ｃ
ｍ／ｓｅｃの送風速度下において排ガスの入口側と出口
側との間の圧力損失が３０〜１９０ｍｍＡｑで、平均細
孔径が１〜２０μｍの細孔が均一に分布し、気孔率が３
０〜７０％のフィルター特性に優れ低原価で量産性に適
した排ガスフィルターの製造法を実現することができる
ものである。
パルプ，セラミック粉末を用いて抄造法により排ガスフ
ィルターを作製するか、又はセラミック粉末と結合剤と
潤滑剤と造孔剤を用いて押出し法により排ガスフィルタ
ーを作製し、軸方向に垂直な断面の１ｃｍ2当たりのセ
ル数を９〜６４セルとすることにより２００〜６００ｃ
ｍ／ｓｅｃの送風速度下において排ガスの入口側と出口
側との間の圧力損失が３０〜１９０ｍｍＡｑで、平均細
孔径が１〜２０μｍの細孔が均一に分布し、気孔率が３
０〜７０％のフィルター特性に優れ低原価で量産性に適
した排ガスフィルターの製造法を実現することができる
ものである。
【００４２】セラミック粉末として、コージェライト，
ムライト，チタン酸アルミニウム，スポジュメン，ユー
クリプタイト，チタン酸カリウム，シリカ，アルミナ，
粘土鉱物を主成分とするもののうち少なくとも１つ以上
を用いることにより排ガスフィルターの結晶相の主成分
をコージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウム，
スポジュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウム，
石英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を有する排
ガスフィルターを得ることができ、室温から８５０℃ま
での軸方向の熱膨張係数が４．５×１０-6／℃以下で、
軸方向と層方向の熱膨張係数の差が｜５．０×１０-6｜
／℃以下で、軸方向の引張り強度が４０ｋｇ／ｃｍ2以
上で、軸方向の熱伝導率が０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃
以上である耐熱衝撃性に極めて優れた排ガスフィルター
を実現することができるものである。
ムライト，チタン酸アルミニウム，スポジュメン，ユー
クリプタイト，チタン酸カリウム，シリカ，アルミナ，
粘土鉱物を主成分とするもののうち少なくとも１つ以上
を用いることにより排ガスフィルターの結晶相の主成分
をコージェライト，ムライト，チタン酸アルミニウム，
スポジュメン，ユークリプタイト，チタン酸カリウム，
石英，コランダムのうち少なくとも１つ以上を有する排
ガスフィルターを得ることができ、室温から８５０℃ま
での軸方向の熱膨張係数が４．５×１０-6／℃以下で、
軸方向と層方向の熱膨張係数の差が｜５．０×１０-6｜
／℃以下で、軸方向の引張り強度が４０ｋｇ／ｃｍ2以
上で、軸方向の熱伝導率が０．１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃
以上である耐熱衝撃性に極めて優れた排ガスフィルター
を実現することができるものである。
【図１】（ａ）本発明の第１実施例における排ガスフィ
ルターの外観斜視図 （ｂ）本発明の第２実施例における排ガスフィルターの
要部斜視図
ルターの外観斜視図 （ｂ）本発明の第２実施例における排ガスフィルターの
要部斜視図
【図２】本発明の第１実施例における排ガスフィルター
のＸ−Ｘ線の要部断面図
のＸ−Ｘ線の要部断面図
【図３】本発明の第３実施例における排ガスフィルター
の要部断面図
の要部断面図
【図４】従来のセラミックモノリシック型フィルターの
側断面図
側断面図
１ａ，１ｂ 第１，第２実施例の排ガスフィルター
２ セル
３ 閉塞剤
４ 排ガス流入口
５ 排ガス流出口
６ 排ガス入口側
７ 排ガス出口側
１１ 第３実施例の排ガスフィルター
１２ セル
１３ 閉塞剤
１４ 排ガス流入口
１５ 排ガス流出口
１６ 排ガス入口側
１７ 排ガス出口側
５０ フィルター本体
５１，５２ セル
５３ 閉塞剤
５４ 排ガス入口側
５５ 排ガス出口側
５６ 多孔壁
フロントページの続き
(72)発明者 村野 雄一
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 池田 幸則
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 渡辺 浩一
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 松枝 聖
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 AA03 CA04
4D019 AA01 BA05 BB06 BD01 CA01
CB06
Claims (7)
- 【請求項１】内部に排ガスの入口側から出口側に向けて
軸方向に多数のセルを有し、前記セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、軸方向の熱伝導率が、０．１ｋｃａｌ／ｍｈ℃以
上、好ましくは０．２ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上であること
を特徴とする排ガスフィルター。 - 【請求項２】内部に排ガスの入口側から出口側に向けて
軸方向に多数のセルを有し、前記セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、２００〜６００ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下で排ガス
の入口側と出口側との間の圧力損失が３０〜１９０ｍｍ
Ａｑ、好ましくは５０〜１５０ｍｍＡｑであることを特
徴とする請求項１に記載の排ガスフィルター。 - 【請求項３】内部に排ガスの入口側から出口側に向けて
軸方向に多数のセルを有し、前記セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係数が４．
５×１０-6／℃以下、好ましくは２．５×１０-6／℃以
下で、かつ、軸方向と層方向の熱膨張係数の差が｜５．
０×１０-6｜／℃以下、好ましくは｜３．０×１０-6｜
／℃以下であることを特徴とする請求項１，２いずれか
１項に記載の排ガスフィルター。 - 【請求項４】内部に排ガスの入口側から出口側に向けて
軸方向に多数のセルを有し、前記セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、軸方向の引張り強度が４０ｋｇ／ｃｍ2以上、好ま
しくは８０ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項
１〜３いずれか１項に記載の排ガスフィルター。 - 【請求項５】内部に排ガスの入口側から出口側に向けて
軸方向に多数のセルを有し、前記セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、軸方向に垂直な断面の１ｃｍ2当りのセル数が９〜
６４セルであることを特徴とする請求項１〜４いずれか
１項に記載の排ガスフィルター。 - 【請求項６】内部に排ガスの入口側から出口側に向けて
軸方向に多数のセルを有し、前記セルの排ガスの入口側
か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により閉塞され
て形成されたセラミック製の排ガスフィルターであっ
て、平均細孔径が１〜２０μｍの細孔が均一に分布した
排ガスフィルターであって、気孔率が３０〜７０％、好
ましくは４０〜６０％であることを特徴とする請求項１
〜５いずれか１項に記載の排ガスフィルター。 - 【請求項７】前記セラミックの結晶相の主成分がコージ
ェライト，ムライト，チタン酸アルミニウム，スポジュ
メン，ユークリブタイト，チタン酸カリウム，石英，コ
ランダムのうち少なくとも１つ以上を含有することを特
徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の排ガスフィ
ルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002216325A JP3800143B2 (ja) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | 排ガスフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002216325A JP3800143B2 (ja) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | 排ガスフィルター |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22770695A Division JP3477940B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-09-05 | 排ガスフィルターの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003135918A true JP2003135918A (ja) | 2003-05-13 |
| JP3800143B2 JP3800143B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=19195984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002216325A Expired - Fee Related JP3800143B2 (ja) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | 排ガスフィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800143B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009122532A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| WO2009122534A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
-
2002
- 2002-07-25 JP JP2002216325A patent/JP3800143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009122532A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| WO2009122534A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| US8481454B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-07-09 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structure |
| US8518855B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-08-27 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structure |
| EP2258459B1 (en) | 2008-03-31 | 2016-03-23 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structure |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3800143B2 (ja) | 2006-07-26 |
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