JP2858223B2 - ディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造方法 - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造方法Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Manufacturing Of Multi-Layer Textile Fabrics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，ディーゼルエンジン
から排出される排気ガスを浄化処理するため，排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタの繊
維材及びその製造方法に関する。
から排出される排気ガスを浄化処理するため，排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタの繊
維材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，ディーゼルエンジンの排気ガスよ
りカーボン，煤，ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は，例えば，コーディエライトにより製作されたディー
ゼルパティキュレートフィルタは知られている。また，
フィルタ材料としては，コーディエライトの他，無機繊
維を用いるものが知られている。ディーゼルパティキュ
レートフィルタのフィルタ本体として無機繊維を用いる
ものは，無機繊維材を積層し，無機繊維材を局所的に織
り込んでフェルト化してフィルタ本体を作製しており，
無機繊維材でフィルタ本体を作製したものは，ディーゼ
ルエンジンから排出される排気ガス中のカーボン，スモ
ーク等のパティキュレートをフィルタ本体の表面と内部
で捕捉するので，コーディエライトで作製したハニカム
型フィルタと比較して小型に構成することができる。
りカーボン，煤，ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は，例えば，コーディエライトにより製作されたディー
ゼルパティキュレートフィルタは知られている。また，
フィルタ材料としては，コーディエライトの他，無機繊
維を用いるものが知られている。ディーゼルパティキュ
レートフィルタのフィルタ本体として無機繊維を用いる
ものは，無機繊維材を積層し，無機繊維材を局所的に織
り込んでフェルト化してフィルタ本体を作製しており，
無機繊維材でフィルタ本体を作製したものは，ディーゼ
ルエンジンから排出される排気ガス中のカーボン，スモ
ーク等のパティキュレートをフィルタ本体の表面と内部
で捕捉するので，コーディエライトで作製したハニカム
型フィルタと比較して小型に構成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで，本出願人
は，無機質長繊維で作製したディーゼルパティキュレー
トフィルタを開発し，特願平６−１１４１３１号として
先に出願した。該ディーゼルパティキュレートフィルタ
は，所定長さに切断された耐熱性の無機質長繊維を水平
方向に不規則に配向して積層し，針打ちして無機質長繊
維を上下方向に絡ませてなるフェルト状体の上下両面
に，耐熱性の金属から成る金網を重ね合わせ，耐熱性の
糸により両面から捕縛したものである。また，前記無機
質長繊維は，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ
−Ｎ，ＳｉＯ，金属から選択された繊維の表面に，炭化
ケイ素，アルミニウム，アルミナのうち少なくとも１種
をコーティングしたもの等が用いられる。
は，無機質長繊維で作製したディーゼルパティキュレー
トフィルタを開発し，特願平６−１１４１３１号として
先に出願した。該ディーゼルパティキュレートフィルタ
は，所定長さに切断された耐熱性の無機質長繊維を水平
方向に不規則に配向して積層し，針打ちして無機質長繊
維を上下方向に絡ませてなるフェルト状体の上下両面
に，耐熱性の金属から成る金網を重ね合わせ，耐熱性の
糸により両面から捕縛したものである。また，前記無機
質長繊維は，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ
−Ｎ，ＳｉＯ，金属から選択された繊維の表面に，炭化
ケイ素，アルミニウム，アルミナのうち少なくとも１種
をコーティングしたもの等が用いられる。
【０００４】しかしながら，耐熱性を有するＳｉＣ繊
維，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維等のセラミックス繊維を用
いて積層してフィルタ状とし，排気ガス中に含まれるカ
ーボン，スモーク等のパティキュレートを捕集するディ
ーゼルパティキュレートフィルタについて，セラミック
ス繊維を積層させる場合，繊維材を交互に織り込まなけ
ればならないが，セラミックス繊維材は折れ易く，積層
してフィルタに成形することが困難である。即ち，フィ
ルタ本体をセラミックス繊維を用いて作製した場合に
は，フィルタ本体を構成するセラミックス繊維材料自体
が脆く，振動や衝撃に対して弱く，破損する恐れがあ
り，製造コストが高くなるという問題があることは勿論
であるが，セラミックス繊維をフェルト化してフィルタ
本体を作製する製造工程やセラミックス繊維材によるデ
ィーゼルパティキュレートフィルタ装置として組み立て
る工程において，セラミックス繊維，特に，ＳｉＣ系繊
維のヤング率は４３０ＧＰａと高いため，折れ易く，フ
ィルタを成形する折り曲げ加工中或いは組立中にセラミ
ックス繊維が折れて分離して細かくなり，セラミックス
繊維材を織り込んでフィルタ本体に成形することが困難
であり，しかも分離した繊維が飛散し，作業環境を悪化
させるという問題がある。
維，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維等のセラミックス繊維を用
いて積層してフィルタ状とし，排気ガス中に含まれるカ
ーボン，スモーク等のパティキュレートを捕集するディ
ーゼルパティキュレートフィルタについて，セラミック
ス繊維を積層させる場合，繊維材を交互に織り込まなけ
ればならないが，セラミックス繊維材は折れ易く，積層
してフィルタに成形することが困難である。即ち，フィ
ルタ本体をセラミックス繊維を用いて作製した場合に
は，フィルタ本体を構成するセラミックス繊維材料自体
が脆く，振動や衝撃に対して弱く，破損する恐れがあ
り，製造コストが高くなるという問題があることは勿論
であるが，セラミックス繊維をフェルト化してフィルタ
本体を作製する製造工程やセラミックス繊維材によるデ
ィーゼルパティキュレートフィルタ装置として組み立て
る工程において，セラミックス繊維，特に，ＳｉＣ系繊
維のヤング率は４３０ＧＰａと高いため，折れ易く，フ
ィルタを成形する折り曲げ加工中或いは組立中にセラミ
ックス繊維が折れて分離して細かくなり，セラミックス
繊維材を織り込んでフィルタ本体に成形することが困難
であり，しかも分離した繊維が飛散し，作業環境を悪化
させるという問題がある。
【０００５】この発明の目的は，上記の課題を解決する
ことであり，ディーゼルエンジンから排気される排気ガ
スを浄化処理するため排気系に組み込んで排気ガスに含
まれるカーボン，煤，ＨＣ等のパティキュレートを捕集
するディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材にお
いて，フィルタ本体をセラミックス繊維で作製し，セラ
ミックス繊維の製造工程，組立工程等での折損及び使用
過程での劣化による問題を改善するため，セラミックス
繊維材の線材の外周面に対してヤング率の小さいガラス
材をコーティングし，セラミックス繊維材の曲げに対す
る強度をアップし，成形工程中に折れて分散するのを防
止し，作業性を向上させたディーゼルパティキュレート
フィルタの繊維材及びその製造方法を提供することであ
る。
ことであり，ディーゼルエンジンから排気される排気ガ
スを浄化処理するため排気系に組み込んで排気ガスに含
まれるカーボン，煤，ＨＣ等のパティキュレートを捕集
するディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材にお
いて，フィルタ本体をセラミックス繊維で作製し，セラ
ミックス繊維の製造工程，組立工程等での折損及び使用
過程での劣化による問題を改善するため，セラミックス
繊維材の線材の外周面に対してヤング率の小さいガラス
材をコーティングし，セラミックス繊維材の曲げに対す
る強度をアップし，成形工程中に折れて分散するのを防
止し，作業性を向上させたディーゼルパティキュレート
フィルタの繊維材及びその製造方法を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は，上記の目的
を達成するために，次のように構成されている。即ち，
この発明は，ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれ
るパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレ
ートフィルタにおいて，セラミックス繊維が積層された
セラミックス繊維積層材と該セラミックス繊維積層材の
外周面にコーティングされたヤング率が小さく且つ前記
セラミックス繊維の線膨張係数とほぼ等しいガラス材か
ら成るガラス層とから構成され，前記パティキュレート
がフェルト状に積層された前記セラミックス繊維積層材
の繊維材間に捕集されることを特徴とするディーゼルパ
ティキュレートフィルタの繊維材に関する。
を達成するために，次のように構成されている。即ち，
この発明は，ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれ
るパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレ
ートフィルタにおいて，セラミックス繊維が積層された
セラミックス繊維積層材と該セラミックス繊維積層材の
外周面にコーティングされたヤング率が小さく且つ前記
セラミックス繊維の線膨張係数とほぼ等しいガラス材か
ら成るガラス層とから構成され，前記パティキュレート
がフェルト状に積層された前記セラミックス繊維積層材
の繊維材間に捕集されることを特徴とするディーゼルパ
ティキュレートフィルタの繊維材に関する。
【０００７】また，このディーゼルパティキュレートフ
ィルタの繊維材において，前記セラミックス繊維はＳｉ
Ｃ系セラミックス繊維から構成されている。また，前記
ガラス層はＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ
−Ｏ−Ｎ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等のオキシナイト
ライドガラス材から構成されている。或いは，前記セラ
ミックス繊維は，径の小さいＳｉＣ系セラミックス繊維
を撚り合わせて糸状に引き延ばした複合撚り糸から構成
されている。
ィルタの繊維材において，前記セラミックス繊維はＳｉ
Ｃ系セラミックス繊維から構成されている。また，前記
ガラス層はＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ
−Ｏ−Ｎ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等のオキシナイト
ライドガラス材から構成されている。或いは，前記セラ
ミックス繊維は，径の小さいＳｉＣ系セラミックス繊維
を撚り合わせて糸状に引き延ばした複合撚り糸から構成
されている。
【０００８】又は，この発明は，ディーゼルエンジンの
排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するディ
ーゼルパティキュレートフィルタの繊維材の製造方法に
おいて，セラミックス繊維からセラミックス繊維積層材
を作製すると共に，酸化物ガラスをゾルゲル状にしたス
ラリーを作製し，前記スラリーを前記セラミックス繊維
積層材にコーティングし，これをＮＨ３中で加熱して前
記酸化物ガラスを窒化することによって前記セラミック
ス繊維積層材にガラス層を被覆したことを特徴とするデ
ィーゼルパティキュレートフィルタの繊維材の製造方法
に関する。
排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するディ
ーゼルパティキュレートフィルタの繊維材の製造方法に
おいて，セラミックス繊維からセラミックス繊維積層材
を作製すると共に，酸化物ガラスをゾルゲル状にしたス
ラリーを作製し，前記スラリーを前記セラミックス繊維
積層材にコーティングし，これをＮＨ３中で加熱して前
記酸化物ガラスを窒化することによって前記セラミック
ス繊維積層材にガラス層を被覆したことを特徴とするデ
ィーゼルパティキュレートフィルタの繊維材の製造方法
に関する。
【０００９】或いは，この発明は，ディーゼルエンジン
の排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するデ
ィーゼルパティキュレートフィルタの繊維材の製造方法
において，セラミックス繊維からセラミックス繊維積層
材を作製すると共に，Ｌｉ２Ｏ，Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ
Ｆ３，ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４を所定量配合して微粒化
してゾルゲル状にしたスラリーを作製し，前記スラリー
を前記セラミックス繊維積層材にコーティングし，これ
をＮ２中で加熱して前記セラミックス繊維積層材にガラ
ス層を被覆したことを特徴とするディーゼルパティキュ
レートフィルタの繊維材の製造方法に関する。
の排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するデ
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において，セラミックス繊維からセラミックス繊維積層
材を作製すると共に，Ｌｉ２Ｏ，Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ
Ｆ３，ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４を所定量配合して微粒化
してゾルゲル状にしたスラリーを作製し，前記スラリー
を前記セラミックス繊維積層材にコーティングし，これ
をＮ２中で加熱して前記セラミックス繊維積層材にガラ
ス層を被覆したことを特徴とするディーゼルパティキュ
レートフィルタの繊維材の製造方法に関する。
【００１０】
【作用】この発明は，排気ガス中のパティキュレートを
捕集するフィルタ本体が，セラミックス繊維を積層した
セラミックス繊維積層材と該セラミックス繊維積層材の
外周面に被覆したヤング率が小さく且つ前記セラミック
ス繊維の線膨張係数とほぼ等しいガラス材から成るガラ
ス層とから構成したので，セラミックス繊維のみである
と成形時に折れ易いが，前記ガラス層によって前記繊維
材が折れ難くなり，前記繊維材から前記セラミックス繊
維が折れて分離飛散することがなく，折り曲げ，織り込
み工程等の製造工程の作業性を向上させることができ
る。セラミックス繊維積層材をＳｉＣ系セラミックス繊
維から構成したので，耐熱性に優れており，耐熱強度を
アップでき，フィルタ本体に排気ガスを通した場合に，
排気ガス中に含まれている黒煙，カーボン，スモーク等
のパティキュレートの捕集効率を向上できる。前記ガラ
ス層は，Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等のオキシナイトラ
イドガラス材から作製されているので，ＳｉＣ系セラミ
ックス繊維材との線膨張係数がほぼ同一であり，熱膨張
差によって前記セラミックス繊維積層材から前記ガラス
層が剥離することがなく，耐熱性に優れてフィルタ本体
の耐久性をアップできる。
捕集するフィルタ本体が，セラミックス繊維を積層した
セラミックス繊維積層材と該セラミックス繊維積層材の
外周面に被覆したヤング率が小さく且つ前記セラミック
ス繊維の線膨張係数とほぼ等しいガラス材から成るガラ
ス層とから構成したので，セラミックス繊維のみである
と成形時に折れ易いが，前記ガラス層によって前記繊維
材が折れ難くなり，前記繊維材から前記セラミックス繊
維が折れて分離飛散することがなく，折り曲げ，織り込
み工程等の製造工程の作業性を向上させることができ
る。セラミックス繊維積層材をＳｉＣ系セラミックス繊
維から構成したので，耐熱性に優れており，耐熱強度を
アップでき，フィルタ本体に排気ガスを通した場合に，
排気ガス中に含まれている黒煙，カーボン，スモーク等
のパティキュレートの捕集効率を向上できる。前記ガラ
ス層は，Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等のオキシナイトラ
イドガラス材から作製されているので，ＳｉＣ系セラミ
ックス繊維材との線膨張係数がほぼ同一であり，熱膨張
差によって前記セラミックス繊維積層材から前記ガラス
層が剥離することがなく，耐熱性に優れてフィルタ本体
の耐久性をアップできる。
【００１１】ＳｉＣ繊維について破断時の折り曲げ状態
を考えると，ＳｉＣ繊維の強度は引張強度が３．３ＧＰ
ａであり，破壊時の伸び率が１．７％である。ＳｉＣ繊
維材がどの程度のアールＲの大きさで破壊するかを調べ
ると，次のようになる。ＳｉＣ繊維材の曲げアールの半
径をＲとし，ＳｉＣ繊維材の線径ｄを０．０１ｍｍとす
ると，ＳｉＣ繊維材の伸び率は〔２π（Ｒ＋ｄ）−２π
Ｒ〕／２π（Ｒ＋ｄ）である。従って， ０．０１７＝〔２π（Ｒ＋ｄ）−２πＲ〕／２π（Ｒ＋ｄ） ｄ／（Ｒ＋ｄ）＝０．０１７ ０．０１７Ｒ＝０．９８３ｄ Ｒ＝０．５７ｍｍとなり，ＳｉＣ繊維の折り曲げ曲率半
径が０．５７ｍｍ程度の時にＳｉＣ繊維に破断が発生す
ることになる。ＳｉＣ繊維が破断して折損すると，Ｓｉ
Ｃ繊維を積層して織り込み成形を行うことができなくな
る。そこで，セラミックス繊維に折損が発生しないよう
に，セラミックス繊維の外周面にヤング率の小さなガラ
ス材をコーティングする。また，セラミックス繊維を極
細径にして撚り合わせて糸状にした場合は，折り曲げ時
のＲがより一層小さくすることができ，耐加工性が向上
する。従って，撚り糸状セラミックス繊維にガラスコー
ティングを施すと，より効果が向上する。
を考えると，ＳｉＣ繊維の強度は引張強度が３．３ＧＰ
ａであり，破壊時の伸び率が１．７％である。ＳｉＣ繊
維材がどの程度のアールＲの大きさで破壊するかを調べ
ると，次のようになる。ＳｉＣ繊維材の曲げアールの半
径をＲとし，ＳｉＣ繊維材の線径ｄを０．０１ｍｍとす
ると，ＳｉＣ繊維材の伸び率は〔２π（Ｒ＋ｄ）−２π
Ｒ〕／２π（Ｒ＋ｄ）である。従って， ０．０１７＝〔２π（Ｒ＋ｄ）−２πＲ〕／２π（Ｒ＋ｄ） ｄ／（Ｒ＋ｄ）＝０．０１７ ０．０１７Ｒ＝０．９８３ｄ Ｒ＝０．５７ｍｍとなり，ＳｉＣ繊維の折り曲げ曲率半
径が０．５７ｍｍ程度の時にＳｉＣ繊維に破断が発生す
ることになる。ＳｉＣ繊維が破断して折損すると，Ｓｉ
Ｃ繊維を積層して織り込み成形を行うことができなくな
る。そこで，セラミックス繊維に折損が発生しないよう
に，セラミックス繊維の外周面にヤング率の小さなガラ
ス材をコーティングする。また，セラミックス繊維を極
細径にして撚り合わせて糸状にした場合は，折り曲げ時
のＲがより一層小さくすることができ，耐加工性が向上
する。従って，撚り糸状セラミックス繊維にガラスコー
ティングを施すと，より効果が向上する。
【００１２】例えば，ソーダ石灰ガラスを例にとると，
そのヤング率は７３ＧＰａ，ソーダ石灰ガラスのファイ
バーの引張強度は４０００ＭＰａであるので，この材料
をＳｉＣ繊維の外周面にコーティングすれば，強度が増
大し，曲げアールは曲率半径Ｒが０．１７ｍｍまで耐え
ることができる。しかしながら，ＳｉＣ系繊維にガラス
をコーティングする場合に，温度が高くなり，温度が高
くなると，ＳｉＣ系繊維とガラスとの線膨張係数が異な
ると剥離が発生し，また，ガラスの耐熱性に問題が発生
する。そこで，この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタの繊維材では，上記のような材料が選定さ
れているものである。
そのヤング率は７３ＧＰａ，ソーダ石灰ガラスのファイ
バーの引張強度は４０００ＭＰａであるので，この材料
をＳｉＣ繊維の外周面にコーティングすれば，強度が増
大し，曲げアールは曲率半径Ｒが０．１７ｍｍまで耐え
ることができる。しかしながら，ＳｉＣ系繊維にガラス
をコーティングする場合に，温度が高くなり，温度が高
くなると，ＳｉＣ系繊維とガラスとの線膨張係数が異な
ると剥離が発生し，また，ガラスの耐熱性に問題が発生
する。そこで，この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタの繊維材では，上記のような材料が選定さ
れているものである。
【００１３】
【実施例】以下，図面を参照して，この発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造
方法の実施例を説明する。図１はディーゼルパティキュ
レートフィルタの一実施例を示す断面図，図２は図１の
ディーゼルパティキュレートフィルタに組み込まれた繊
維材のエレメントの一部を示す斜視図，図３はこの発明
による繊維材の一実施例の一部を示す断面斜視図，図４
はこの発明による繊維材の別の実施例の一部を示す断面
斜視図，及び図５は図４の繊維材の一部を示す断面図で
ある。
ーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造
方法の実施例を説明する。図１はディーゼルパティキュ
レートフィルタの一実施例を示す断面図，図２は図１の
ディーゼルパティキュレートフィルタに組み込まれた繊
維材のエレメントの一部を示す斜視図，図３はこの発明
による繊維材の一実施例の一部を示す断面斜視図，図４
はこの発明による繊維材の別の実施例の一部を示す断面
斜視図，及び図５は図４の繊維材の一部を示す断面図で
ある。
【００１４】この実施例のディーゼルパティキュレート
フィルタは，例えば，ディーゼルエンジンの排気管中に
組み込まれたケース３内に収容して構成され，ディーゼ
ルエンジンから排出される排気ガスがフィルタ本体を矢
印Ｇで示す方向に横断して流れることによって，排気ガ
ス中に含まれる黒煙，カーボン，煤，ＨＣ等のパティキ
ュレートがフィルタ本体でセラミックス繊維間に付着堆
積して捕集され，捕集されたパティキュレートは加熱焼
却してフィルタ本体が再生される。フィルタ本体の再生
については，従来のものと同様に金網に通電してフィル
タ本体を加熱し，フィルタ本体に捕集されているパティ
キュレートを加熱焼却して達成できる。フィルタ本体は
後述の主フィルタ１及びサブフィルタ２を構成し，その
構造は，例えば，円筒形等の筒状，平板状，波状，襞状
等の形状に構成できる。
フィルタは，例えば，ディーゼルエンジンの排気管中に
組み込まれたケース３内に収容して構成され，ディーゼ
ルエンジンから排出される排気ガスがフィルタ本体を矢
印Ｇで示す方向に横断して流れることによって，排気ガ
ス中に含まれる黒煙，カーボン，煤，ＨＣ等のパティキ
ュレートがフィルタ本体でセラミックス繊維間に付着堆
積して捕集され，捕集されたパティキュレートは加熱焼
却してフィルタ本体が再生される。フィルタ本体の再生
については，従来のものと同様に金網に通電してフィル
タ本体を加熱し，フィルタ本体に捕集されているパティ
キュレートを加熱焼却して達成できる。フィルタ本体は
後述の主フィルタ１及びサブフィルタ２を構成し，その
構造は，例えば，円筒形等の筒状，平板状，波状，襞状
等の形状に構成できる。
【００１５】この発明によるディーゼルパティキュレー
トフィルタの繊維材は，図３に示すように，単繊維のセ
ラミックス繊維１４を積層したセラミックス繊維積層材
１２をガラス層１３でコーティングして繊維材１１を作
製し，該繊維材１１をフェルト状に多数積層し，これに
セラミックス繊維１４を織り込んでフェルト状に成形す
ることによってフィルタ本体を構成することできる。デ
ィーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレ
ートを捕集するフィルタ本体を構成する繊維材１１は，
単繊維のセラミックス繊維１４が不織布として積層され
たセラミックス繊維積層材１２と，該セラミックス繊維
積層材１２の外周面１９にコーティングされたヤング率
が小さく且つセラミックス繊維１４の線膨張係数とほぼ
等しいガラス材から成るガラス層１３とから構成されて
いる。繊維材１１としては，例えば，セラミックス繊維
積層材１２が８μｍであり，ガラス層１３が２μｍであ
る。
トフィルタの繊維材は，図３に示すように，単繊維のセ
ラミックス繊維１４を積層したセラミックス繊維積層材
１２をガラス層１３でコーティングして繊維材１１を作
製し，該繊維材１１をフェルト状に多数積層し，これに
セラミックス繊維１４を織り込んでフェルト状に成形す
ることによってフィルタ本体を構成することできる。デ
ィーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレ
ートを捕集するフィルタ本体を構成する繊維材１１は，
単繊維のセラミックス繊維１４が不織布として積層され
たセラミックス繊維積層材１２と，該セラミックス繊維
積層材１２の外周面１９にコーティングされたヤング率
が小さく且つセラミックス繊維１４の線膨張係数とほぼ
等しいガラス材から成るガラス層１３とから構成されて
いる。繊維材１１としては，例えば，セラミックス繊維
積層材１２が８μｍであり，ガラス層１３が２μｍであ
る。
【００１６】又は，この発明によるディーゼルパティキ
ュレートフィルタの繊維材は，図４及び図５に示すよう
に，極細径のセラミックス繊維１４を撚り合わせて糸状
に引き延ばした複合撚り糸２０から成るセラミックス繊
維積層材１２と，該セラミックス繊維積層材１２の外周
面１９にコーティングされたヤング率が小さく且つセラ
ミックス繊維１４の線膨張係数とほぼ等しいガラス材か
ら成るガラス層１３とから構成されている。セラミック
ス繊維１４を撚り合わせて糸状の複合撚り糸２０に構成
した場合は，折り曲げ時のＲをより一層小さくすること
ができ，耐加工性が向上する。更に，複合撚り糸にガラ
スコーティングを施すと一層効果が向上する。
ュレートフィルタの繊維材は，図４及び図５に示すよう
に，極細径のセラミックス繊維１４を撚り合わせて糸状
に引き延ばした複合撚り糸２０から成るセラミックス繊
維積層材１２と，該セラミックス繊維積層材１２の外周
面１９にコーティングされたヤング率が小さく且つセラ
ミックス繊維１４の線膨張係数とほぼ等しいガラス材か
ら成るガラス層１３とから構成されている。セラミック
ス繊維１４を撚り合わせて糸状の複合撚り糸２０に構成
した場合は，折り曲げ時のＲをより一層小さくすること
ができ，耐加工性が向上する。更に，複合撚り糸にガラ
スコーティングを施すと一層効果が向上する。
【００１７】セラミックス繊維１４は，耐熱性に優れて
いるＳｉＣ系セラミックス繊維から構成されている。セ
ラミックス繊維１４を構成するＳｉＣ系セラミックスと
しては，Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ
がある。セラミックス繊維１４としては，ＳｉＣ系セラ
ミックスの他にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）又はジルコニア
（ＺｒＯ２）を含んでいてもよいものである。また，ガ
ラス層１３は，耐熱性に優れており，ヤング率が小さ
く，しかもセラミックス繊維１４の線膨張係数にほぼ等
しい線膨張係数を有しているＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ等のオキシナイトライドガラス材から構成されてい
る。
いるＳｉＣ系セラミックス繊維から構成されている。セ
ラミックス繊維１４を構成するＳｉＣ系セラミックスと
しては，Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ
がある。セラミックス繊維１４としては，ＳｉＣ系セラ
ミックスの他にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）又はジルコニア
（ＺｒＯ２）を含んでいてもよいものである。また，ガ
ラス層１３は，耐熱性に優れており，ヤング率が小さ
く，しかもセラミックス繊維１４の線膨張係数にほぼ等
しい線膨張係数を有しているＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ等のオキシナイトライドガラス材から構成されてい
る。
【００１８】次に，このディーゼルパティキュレートフ
ィルタの繊維材の製造方法の一実施例について説明す
る。このディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材
１１の製造方法において，単繊維から成るセラミックス
繊維１４（又は複合撚り糸２０）からセラミックス繊維
積層材１２を作製すると共に，酸化物ガラスをゾルゲル
状にしたスラリーを作製し，該スラリーをセラミックス
繊維積層材１２にコーティングし，これをＮＨ３中で加
熱して酸化物ガラスを窒化することによって，セラミッ
クス繊維積層材１２にガラス層１３をコーティングした
ものである。この製造方法では，セラミックス繊維１４
からセラミックス繊維積層材１２を作製するには，不織
布のセラミックス繊維１４を束にして撚り上げながら引
出して紐状のセラミックス繊維積層材１２に形成する。
次いで，紐状のセラミックス繊維積層材１２に酸化物ガ
ラスを塗布するには，セラミックス繊維積層材１２をゾ
ルゲル状にした酸化物ガラスのスラリー中に浸漬して通
過させる。それによって，セラミックス繊維積層材１２
の外周面１９にスラリーがコーティングされた状態にな
り，これをＮＨ３中の加熱炉に通してスラリーを窒化さ
せ，セラミックス繊維積層材１２の外周面１９にガラス
層１３を形成させて繊維材１１を作製する。繊維材１１
からフィルタ本体を作製するには，繊維材１１を積層す
ると共に，その積層体に対して繊維材１１を織り込んで
フェルト状フィルタに成形し，該フェルト状フィルタを
蛇腹状，円筒状等の所定の形状に成形してフィルタ本体
２を作製する。
ィルタの繊維材の製造方法の一実施例について説明す
る。このディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材
１１の製造方法において，単繊維から成るセラミックス
繊維１４（又は複合撚り糸２０）からセラミックス繊維
積層材１２を作製すると共に，酸化物ガラスをゾルゲル
状にしたスラリーを作製し，該スラリーをセラミックス
繊維積層材１２にコーティングし，これをＮＨ３中で加
熱して酸化物ガラスを窒化することによって，セラミッ
クス繊維積層材１２にガラス層１３をコーティングした
ものである。この製造方法では，セラミックス繊維１４
からセラミックス繊維積層材１２を作製するには，不織
布のセラミックス繊維１４を束にして撚り上げながら引
出して紐状のセラミックス繊維積層材１２に形成する。
次いで，紐状のセラミックス繊維積層材１２に酸化物ガ
ラスを塗布するには，セラミックス繊維積層材１２をゾ
ルゲル状にした酸化物ガラスのスラリー中に浸漬して通
過させる。それによって，セラミックス繊維積層材１２
の外周面１９にスラリーがコーティングされた状態にな
り，これをＮＨ３中の加熱炉に通してスラリーを窒化さ
せ，セラミックス繊維積層材１２の外周面１９にガラス
層１３を形成させて繊維材１１を作製する。繊維材１１
からフィルタ本体を作製するには，繊維材１１を積層す
ると共に，その積層体に対して繊維材１１を織り込んで
フェルト状フィルタに成形し，該フェルト状フィルタを
蛇腹状，円筒状等の所定の形状に成形してフィルタ本体
２を作製する。
【００１９】ガラス層１３として，Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎのガラスを用いる場合には，酸化物ガラスの配合
割合は，ＭｇＯ：１５，Ａｌ２Ｏ３：３７，ＳｉＯ２：
２８，Ｓｉ３Ｎ４：２０の割合で配合してスラリーを作
製すればよい。又は，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラス
を用いる場合には，酸化物ガラスの配合割合は，Ａｌ：
１０，Ｙ：１５，Ｓｉ：１５，Ｏ：４０，Ｎ：６の割合
で配合してスラリーを作製すればよい。Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等のオキシナイト
ライドガラス材は，耐熱性に優れており，それらの融点
は１５００℃以上であり，１０００℃での強度を十分に
確保できる。しかも，セラミックス繊維１４の線膨張係
数にほぼ等しい線膨張係数を有している。即ち，Ｍｇ−
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラスは，線膨張係数α＝４．７
〜５．７×１０−６／℃であり，Ｎの含有量を増加させ
ると，α＝４．１〜４．７×１０−６／℃に低下させ，
ＳｉＣ系セラミックス繊維の線膨張係数に近づくことが
できる。また，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラスは，Ｎ
の含有量が６％の時，線膨張係数α＝４×１０−６／℃
である。
Ｏ−Ｎのガラスを用いる場合には，酸化物ガラスの配合
割合は，ＭｇＯ：１５，Ａｌ２Ｏ３：３７，ＳｉＯ２：
２８，Ｓｉ３Ｎ４：２０の割合で配合してスラリーを作
製すればよい。又は，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラス
を用いる場合には，酸化物ガラスの配合割合は，Ａｌ：
１０，Ｙ：１５，Ｓｉ：１５，Ｏ：４０，Ｎ：６の割合
で配合してスラリーを作製すればよい。Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等のオキシナイト
ライドガラス材は，耐熱性に優れており，それらの融点
は１５００℃以上であり，１０００℃での強度を十分に
確保できる。しかも，セラミックス繊維１４の線膨張係
数にほぼ等しい線膨張係数を有している。即ち，Ｍｇ−
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラスは，線膨張係数α＝４．７
〜５．７×１０−６／℃であり，Ｎの含有量を増加させ
ると，α＝４．１〜４．７×１０−６／℃に低下させ，
ＳｉＣ系セラミックス繊維の線膨張係数に近づくことが
できる。また，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラスは，Ｎ
の含有量が６％の時，線膨張係数α＝４×１０−６／℃
である。
【００２０】次に，このディーゼルパティキュレートフ
ィルタの繊維材の製造方法の別の実施例について説明す
る。このディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材
１１の製造方法において，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎの
ガラスを用いてＳｉＣ系セラミックス繊維１４（又は複
合撚り糸２０）から成るセラミックス繊維積層材１２に
ガラス層１３を形成することができる。Ｌｉ−Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｎのガラス材は，耐熱性に優れており，その融
点は１５００℃以上であり，１０００℃での強度を十分
に確保できる。この実施例では，原料の配合割合は，Ｌ
ｉ２Ｏ：６，Ａｌ２Ｏ３：２４，ＡｌＦ３：２，ＳｉＯ
２：４８，Ｓｉ３Ｎ４：２０の割合で配合してスラリー
を作製すればよい。Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラス
は，線膨張係数αは３．２×１０−６／℃である。この
実施例では，ＳｉＣ系セラミックス繊維１４からセラミ
ックス繊維積層材１２を作製すると共に，Ｌｉ２Ｏ，Ａ
ｌ２Ｏ３，ＡｌＦ３，ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４を上記の
配合割合で混合して微粒化し，これをゾルゲル状にした
スラリーを作製し，該スラリーをセラミックス繊維積層
材１２にコーティングし，これを千数百度のＮ２中で加
熱してセラミックス繊維積層材１２にガラス層１３を被
覆して繊維材１１を作製することができる。繊維材１１
をフィルタ本体に成形するのは，上記実施例と同様にし
て作製することができる。
ィルタの繊維材の製造方法の別の実施例について説明す
る。このディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材
１１の製造方法において，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎの
ガラスを用いてＳｉＣ系セラミックス繊維１４（又は複
合撚り糸２０）から成るセラミックス繊維積層材１２に
ガラス層１３を形成することができる。Ｌｉ−Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｎのガラス材は，耐熱性に優れており，その融
点は１５００℃以上であり，１０００℃での強度を十分
に確保できる。この実施例では，原料の配合割合は，Ｌ
ｉ２Ｏ：６，Ａｌ２Ｏ３：２４，ＡｌＦ３：２，ＳｉＯ
２：４８，Ｓｉ３Ｎ４：２０の割合で配合してスラリー
を作製すればよい。Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのガラス
は，線膨張係数αは３．２×１０−６／℃である。この
実施例では，ＳｉＣ系セラミックス繊維１４からセラミ
ックス繊維積層材１２を作製すると共に，Ｌｉ２Ｏ，Ａ
ｌ２Ｏ３，ＡｌＦ３，ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４を上記の
配合割合で混合して微粒化し，これをゾルゲル状にした
スラリーを作製し，該スラリーをセラミックス繊維積層
材１２にコーティングし，これを千数百度のＮ２中で加
熱してセラミックス繊維積層材１２にガラス層１３を被
覆して繊維材１１を作製することができる。繊維材１１
をフィルタ本体に成形するのは，上記実施例と同様にし
て作製することができる。
【００２１】この発明によるディーゼルパティキュレー
トフィルタの繊維材は，例えば，図１に示すディーゼル
パティキュレートフィルタに組み込んで使用できる。こ
のディーゼルパティキュレートフィルタは，ケース３内
にパティキュレートを捕集できる上記の繊維材１１から
成るフィルタ本体で構成された主フィルタ１とサブフィ
ルタ２とが排気ガス流れ方向にバイパス筒体４によって
分離され，排気ガス流れに並列に入口１５から出口１６
に延びるように配置されている。ケース３と主フィルタ
１との間には，主フィルタ１からケース３を通じて外部
に放熱するのを防止するため遮熱材５が配置されてい
る。主フィルタ１は，排気ガス通路２２に配置され，排
気ガス入口１５側の主フィルタ１の外周端部は遮蔽プレ
ート２８で閉鎖され，排気ガス出口１６側の主フィルタ
１の端面はプレート状シートフィルタ２４で閉鎖されて
いる。主フィルタ１の内側には，主フィルタ１とサブフ
ィルタ２との排気ガス流れを遮断すると共に遮熱するバ
イパス筒体４が配置され，バイパス筒体４の内側にサブ
フィルタ２が配置されている。主フィルタ１及びバイパ
ス筒体４は，複数本の支柱１８によってケース３に支持
固定され，サブフィルタ２はバイパス筒体４に複数本の
支柱１７によって支持固定されている。また，主フィル
タ１の中央部にバイパス筒体４を介在して主フィルタ１
に対して排気ガス流れに並列にサブフィルタ２が配置さ
れている。
トフィルタの繊維材は，例えば，図１に示すディーゼル
パティキュレートフィルタに組み込んで使用できる。こ
のディーゼルパティキュレートフィルタは，ケース３内
にパティキュレートを捕集できる上記の繊維材１１から
成るフィルタ本体で構成された主フィルタ１とサブフィ
ルタ２とが排気ガス流れ方向にバイパス筒体４によって
分離され，排気ガス流れに並列に入口１５から出口１６
に延びるように配置されている。ケース３と主フィルタ
１との間には，主フィルタ１からケース３を通じて外部
に放熱するのを防止するため遮熱材５が配置されてい
る。主フィルタ１は，排気ガス通路２２に配置され，排
気ガス入口１５側の主フィルタ１の外周端部は遮蔽プレ
ート２８で閉鎖され，排気ガス出口１６側の主フィルタ
１の端面はプレート状シートフィルタ２４で閉鎖されて
いる。主フィルタ１の内側には，主フィルタ１とサブフ
ィルタ２との排気ガス流れを遮断すると共に遮熱するバ
イパス筒体４が配置され，バイパス筒体４の内側にサブ
フィルタ２が配置されている。主フィルタ１及びバイパ
ス筒体４は，複数本の支柱１８によってケース３に支持
固定され，サブフィルタ２はバイパス筒体４に複数本の
支柱１７によって支持固定されている。また，主フィル
タ１の中央部にバイパス筒体４を介在して主フィルタ１
に対して排気ガス流れに並列にサブフィルタ２が配置さ
れている。
【００２２】主フィルタ１の表面に配置されたヒータ６
は，主フィルタ１に捕集されたパティキュレートを加熱
燃焼させるために，コントローラ１０の指令で通電制御
されるように構成されている。ヒータ６は，排気ガス通
路２２の主フィルタ１の流入側の全面にわたって延びて
おり，電極端子９を通じてコントローラ１０に接続され
ている。ヒータ６は，Ｎｉ系金属で金網に作製すること
が好ましく，主フィルタ１とサブフィルタ２との表面に
対して均一に加熱できる。
は，主フィルタ１に捕集されたパティキュレートを加熱
燃焼させるために，コントローラ１０の指令で通電制御
されるように構成されている。ヒータ６は，排気ガス通
路２２の主フィルタ１の流入側の全面にわたって延びて
おり，電極端子９を通じてコントローラ１０に接続され
ている。ヒータ６は，Ｎｉ系金属で金網に作製すること
が好ましく，主フィルタ１とサブフィルタ２との表面に
対して均一に加熱できる。
【００２３】また，サブフィルタ２の排気ガス流入側に
はサブフィルタ２の流入口を開閉するバイパス弁７が配
置されている。バイパス弁７は，コントローラ１０の指
令で駆動されるアクチュエータ８によって開閉作動され
る。バイパス弁７には，サブフィルタ２の再生のため，
僅かな排気ガスが漏洩する通孔を形成してもよく，又
は，バイパス弁７自体を漏洩するようにバイパス通路２
１に配設してもよい。ケース３内には排気ガス圧又はパ
ティキュレート捕集量を検出するセンサーが設けられ，
該センサーによって検出された排気ガス圧又は捕集量の
情報はコントローラ１０に入力されるように構成されて
いる。更に，コントローラ１０には，エンジン作動状
態，即ち，エンジン回転数を検出する回転センサー，エ
ンジン負荷を検出する負荷センサー，排気ガス温度を検
出する温度センサー等が設けられている。コントローラ
１０は，エンジン作動状態のこれらの検出信号を受け
て，エンジン作動状態に対応して予め決定されている排
気ガス圧又は捕集量の検出値に対応してバイパス弁７の
開放タイミング即ち主フィルタ１の再生タイミングを制
御するように構成されている。
はサブフィルタ２の流入口を開閉するバイパス弁７が配
置されている。バイパス弁７は，コントローラ１０の指
令で駆動されるアクチュエータ８によって開閉作動され
る。バイパス弁７には，サブフィルタ２の再生のため，
僅かな排気ガスが漏洩する通孔を形成してもよく，又
は，バイパス弁７自体を漏洩するようにバイパス通路２
１に配設してもよい。ケース３内には排気ガス圧又はパ
ティキュレート捕集量を検出するセンサーが設けられ，
該センサーによって検出された排気ガス圧又は捕集量の
情報はコントローラ１０に入力されるように構成されて
いる。更に，コントローラ１０には，エンジン作動状
態，即ち，エンジン回転数を検出する回転センサー，エ
ンジン負荷を検出する負荷センサー，排気ガス温度を検
出する温度センサー等が設けられている。コントローラ
１０は，エンジン作動状態のこれらの検出信号を受け
て，エンジン作動状態に対応して予め決定されている排
気ガス圧又は捕集量の検出値に対応してバイパス弁７の
開放タイミング即ち主フィルタ１の再生タイミングを制
御するように構成されている。
【００２４】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は，上記のように構成されており，次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され，排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時，バ
イパス弁７は閉鎖状態であり，排気ガスは入口１５から
排気ガス通路２２に送り込まれ，排気ガス通路２２から
主フィルタ１を通過し，主フィルタ１で排気ガス中に含
まれるすす，カーボン，スモーク等のパティキュレート
が捕集され，クリーンな排気ガスは出口１６へと排出さ
れている。捕集されたパティキュレートは主フィルタ１
に堆積する。一方，コントローラ１０は，各センサーか
らの検出信号を受け，それらの検出値からエンジン作動
状態を判断し，予め設定されているパティキュレートの
捕集量になるとアクチュエータ８を作動してバイパス弁
７を開放させる制御を行う。バイパス弁７が開放して排
気ガスがサブフィルタ２側へ流れると共に，主フィルタ
１の金網ヒータ６がコントローラ１０の指令で電極端子
９を通じて金網ヒータ６に電流を流し，金網ヒータ６は
加熱されて主フィルタ１が加熱され，捕集されているパ
ティキュレートが加熱焼却される。即ち，パティキュレ
ートは主フィルタ１を通過する微量の排気ガスに含まれ
る空気を使用してＣＯ２，Ｈ２Ｏに変化して焼却され，
ガスになって出口１６から放出される。
は，上記のように構成されており，次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され，排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時，バ
イパス弁７は閉鎖状態であり，排気ガスは入口１５から
排気ガス通路２２に送り込まれ，排気ガス通路２２から
主フィルタ１を通過し，主フィルタ１で排気ガス中に含
まれるすす，カーボン，スモーク等のパティキュレート
が捕集され，クリーンな排気ガスは出口１６へと排出さ
れている。捕集されたパティキュレートは主フィルタ１
に堆積する。一方，コントローラ１０は，各センサーか
らの検出信号を受け，それらの検出値からエンジン作動
状態を判断し，予め設定されているパティキュレートの
捕集量になるとアクチュエータ８を作動してバイパス弁
７を開放させる制御を行う。バイパス弁７が開放して排
気ガスがサブフィルタ２側へ流れると共に，主フィルタ
１の金網ヒータ６がコントローラ１０の指令で電極端子
９を通じて金網ヒータ６に電流を流し，金網ヒータ６は
加熱されて主フィルタ１が加熱され，捕集されているパ
ティキュレートが加熱焼却される。即ち，パティキュレ
ートは主フィルタ１を通過する微量の排気ガスに含まれ
る空気を使用してＣＯ２，Ｈ２Ｏに変化して焼却され，
ガスになって出口１６から放出される。
【００２５】主フィルタ１の再生時には，最初は排気ガ
スのほとんどがサブフィルタ２を流れ，主フィルタ１に
は微量の排気ガスが流れるが，主フィルタ１の再生処理
が進行するに従って，主フィルタ１の空気通過抵抗値が
段々小さくなり，サブフィルタ２に排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されてサブフィルタ２の空気通過抵抗
値が段々大きくなる。それ故に，主フィルタ１の再生処
理の進行につれて主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗のバランスによって主フィルタ１側へ排気ガ
スが流れるようになる。主フィルタ１の再生が完了する
と，コントローラ１０はアクチュエータ８を作動してバ
イパス弁７を閉鎖する指令を発する。バイパス弁７が閉
鎖すると，排気ガスは排気ガス通路２２から主フィルタ
１を通過するようになり，通常の排気ガス処理，即ち，
主フィルタ１によるパティキュレートの捕集処理にな
る。その間に，サブフィルタ２は排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集してサブフィルタ２にパティキュレート
が堆積された状態になる。そこで，バイパス弁７の閉鎖
後直ちにサブフィルタ２に設けたヒータ６に通電し，サ
ブフィルタ２に捕集されたパティキュレートを焼却すれ
ば良く，バイパス弁７を通じて漏洩する排気ガスに含ま
れている空気を利用して燃焼し，サブフィルタ２が再生
される。
スのほとんどがサブフィルタ２を流れ，主フィルタ１に
は微量の排気ガスが流れるが，主フィルタ１の再生処理
が進行するに従って，主フィルタ１の空気通過抵抗値が
段々小さくなり，サブフィルタ２に排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されてサブフィルタ２の空気通過抵抗
値が段々大きくなる。それ故に，主フィルタ１の再生処
理の進行につれて主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗のバランスによって主フィルタ１側へ排気ガ
スが流れるようになる。主フィルタ１の再生が完了する
と，コントローラ１０はアクチュエータ８を作動してバ
イパス弁７を閉鎖する指令を発する。バイパス弁７が閉
鎖すると，排気ガスは排気ガス通路２２から主フィルタ
１を通過するようになり，通常の排気ガス処理，即ち，
主フィルタ１によるパティキュレートの捕集処理にな
る。その間に，サブフィルタ２は排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集してサブフィルタ２にパティキュレート
が堆積された状態になる。そこで，バイパス弁７の閉鎖
後直ちにサブフィルタ２に設けたヒータ６に通電し，サ
ブフィルタ２に捕集されたパティキュレートを焼却すれ
ば良く，バイパス弁７を通じて漏洩する排気ガスに含ま
れている空気を利用して燃焼し，サブフィルタ２が再生
される。
【００２６】繊維材１１から成るフィルタ本体として
は，図２に示すようなフィルタエレメント２６に構成す
ることができる。フィルタエレメント２６は，半径方向
に予め定められた長さで順次折り曲げられて襞状に形成
され，その襞形状が筒状に形成されている。ヒータ６に
ついては，フィルタエレメント２６の端部の一部領域の
みに図示しているが，該端部の全面からヒータ６を突出
させて金網端子を構成できるものである。
は，図２に示すようなフィルタエレメント２６に構成す
ることができる。フィルタエレメント２６は，半径方向
に予め定められた長さで順次折り曲げられて襞状に形成
され，その襞形状が筒状に形成されている。ヒータ６に
ついては，フィルタエレメント２６の端部の一部領域の
みに図示しているが，該端部の全面からヒータ６を突出
させて金網端子を構成できるものである。
【００２７】
【発明の効果】この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタの繊維材及びその製造方法は，上記のよう
に構成されており，次のような効果を有する。即ち，こ
のディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材は，セ
ラミックス繊維が積層されたセラミックス繊維積層材と
その外周面にコーティングされたガラス層とから構成さ
れているので，前記ガラス層はヤング率が小さく且つ前
記セラミックス繊維の線膨張係数とほぼ等しいガラス材
を選定でき，熱による伸縮での熱膨張差が小さくなり，
前記セラミックス繊維積層材と前記ガラス層とのコーテ
ィングの接合面が剥離することがなく，前記ガラス層で
前記セラミックス繊維積層材の引張強度をアップさせる
ことができ，繊維材の織り込み成形を可能にし，繊維材
で所望の形状のフィルタ本体を形成することができる。
即ち，前記セラミックス繊維積層材のセラミックスの脆
さが前記ガラス層によってカバーされて繊維材が折れ難
くなり，繊維材から折れてセラミックス繊維が分離飛散
することがなく，例えば，フェルト状に成形或いはそれ
を襞状に折り曲げて成形した場合の歩留りを向上させる
ことができると共に，フィルタの成形作業性を向上させ
ることができる。
ートフィルタの繊維材及びその製造方法は，上記のよう
に構成されており，次のような効果を有する。即ち，こ
のディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材は，セ
ラミックス繊維が積層されたセラミックス繊維積層材と
その外周面にコーティングされたガラス層とから構成さ
れているので，前記ガラス層はヤング率が小さく且つ前
記セラミックス繊維の線膨張係数とほぼ等しいガラス材
を選定でき，熱による伸縮での熱膨張差が小さくなり，
前記セラミックス繊維積層材と前記ガラス層とのコーテ
ィングの接合面が剥離することがなく，前記ガラス層で
前記セラミックス繊維積層材の引張強度をアップさせる
ことができ，繊維材の織り込み成形を可能にし，繊維材
で所望の形状のフィルタ本体を形成することができる。
即ち，前記セラミックス繊維積層材のセラミックスの脆
さが前記ガラス層によってカバーされて繊維材が折れ難
くなり，繊維材から折れてセラミックス繊維が分離飛散
することがなく，例えば，フェルト状に成形或いはそれ
を襞状に折り曲げて成形した場合の歩留りを向上させる
ことができると共に，フィルタの成形作業性を向上させ
ることができる。
【図１】図１はこの発明による繊維材を組み込んだディ
ーゼルパティキュレートフィルタの一実施例を示す断面
図である。
ーゼルパティキュレートフィルタの一実施例を示す断面
図である。
【図２】この発明による繊維材で作製したフィルタ本体
のエレメントの一実施例を示す斜視図である。
のエレメントの一実施例を示す斜視図である。
【図３】この発明による繊維材の一実施例である単繊維
の一部を示す一部断面の斜視図である。
の一部を示す一部断面の斜視図である。
【図４】この発明による繊維材の別の実施例である複合
撚り糸の一部を示す一部断面の斜視図である。
撚り糸の一部を示す一部断面の斜視図である。
【図５】図４の複合撚り糸から成る繊維材の一部を示す
断面図である。
断面図である。
１ 主フィルタ（フィルタ本体） ２ サブフィルタ（フィルタ本体） １１ 繊維材 １２ セラミックス繊維積層材 １３ ガラス層 １４ セラミックス繊維 １９ 外周面 ２０ 複合撚り糸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１Ｚ ＺＡＢ ＺＡＢ Ｄ０６Ｍ 17/00 Ｊ
Claims (6)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気ガス中に含ま
れるパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュ
レートフィルタにおいて，セラミックス繊維が積層され
たセラミックス繊維積層材と該セラミックス繊維積層材
の外周面にコーティングされたヤング率が小さく且つ前
記セラミックス繊維の線膨張係数とほぼ等しいガラス材
から成るガラス層とから構成され，前記パティキュレー
トがフェルト状に積層された前記セラミックス繊維積層
材の繊維材間に捕集されることを特徴とするディーゼル
パティキュレートフィルタの繊維材。 - 【請求項２】 前記セラミックス繊維はＳｉＣ系セラミ
ックス繊維から構成されていることを特徴とする請求項
１に記載のディーゼルパティキュレートフィルタの繊維
材。 - 【請求項３】 前記ガラス層はＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ，Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ等のオキシナイトライドガラス材から構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルパティキ
ュレートフィルタの繊維材。 - 【請求項４】 前記セラミックス繊維は径の小さいＳｉ
Ｃ系セラミックス繊維を撚り合わせて糸状に引き延ばし
た複合撚り糸から構成されていることを特徴とする請求
項１に記載のディーゼルパティキュレートフィルタの繊
維材。 - 【請求項５】 ディーゼルエンジンの排気ガス中に含ま
れるパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュ
レートフィルタの繊維材の製造方法において，セラミッ
クス繊維からセラミックス繊維積層材を作製すると共
に，酸化物ガラスをゾルゲル状にしたスラリーを作製
し，前記スラリーを前記セラミックス繊維積層材にコー
ティングし，これをＮＨ３中で加熱して前記酸化物ガラ
スを窒化することによって前記セラミックス繊維積層材
にガラス層を被覆したことを特徴とするディーゼルパテ
ィキュレートフィルタの繊維材の製造方法。 - 【請求項６】 ディーゼルエンジンの排気ガス中に含ま
れるパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュ
レートフィルタの繊維材の製造方法において，セラミッ
クス繊維からセラミックス繊維積層材を作製すると共
に，Ｌｉ２Ｏ，Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＦ３，ＳｉＯ２及びＳ
ｉ３Ｎ４を所定量配合して微粒化してゾルゲル状にした
スラリーを作製し，前記スラリーを前記セラミックス繊
維積層材にコーティングし，これをＮ２中で加熱して前
記セラミックス繊維積層材にガラス層を被覆したことを
特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタの繊維
材の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6309439A JP2858223B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造方法 |
| US08/556,269 US5611831A (en) | 1994-11-16 | 1995-11-13 | Diesel particulate filter apparatus |
| EP95308186A EP0717177A2 (en) | 1994-11-16 | 1995-11-15 | Diesel particulate filter apparatus |
| EP00201169A EP1005892A3 (en) | 1994-11-16 | 1995-11-15 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE0717177T DE717177T1 (de) | 1994-11-16 | 1995-11-15 | Partikelfiltereinrichtung eines Dieselmotors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6309439A JP2858223B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08141336A JPH08141336A (ja) | 1996-06-04 |
| JP2858223B2 true JP2858223B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=17993016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6309439A Expired - Lifetime JP2858223B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2858223B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111511454A (zh) * | 2017-08-09 | 2020-08-07 | 唐纳森公司 | 过滤器滤芯；空气滤清器组件；外壳；特征；部件；以及方法 |
| USD1002792S1 (en) | 2019-02-05 | 2023-10-24 | Donaldson Company, Inc. | Filter cartridge |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH045412A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタ |
-
1994
- 1994-11-21 JP JP6309439A patent/JP2858223B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111511454A (zh) * | 2017-08-09 | 2020-08-07 | 唐纳森公司 | 过滤器滤芯；空气滤清器组件；外壳；特征；部件；以及方法 |
| US11420147B2 (en) | 2017-08-09 | 2022-08-23 | Donaldson Company, Inc. | Filter cartridges; air cleaner assemblies; housings; features; components; and, methods |
| US11857907B2 (en) | 2017-08-09 | 2024-01-02 | Donaldson Company, Inc. | Filter cartridges; air cleaner assemblies; housings; features; components; and, methods |
| USD1002792S1 (en) | 2019-02-05 | 2023-10-24 | Donaldson Company, Inc. | Filter cartridge |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08141336A (ja) | 1996-06-04 |
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