JP4505579B2 - 排ガス浄化構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)排ガス浄化性能を向上化させた排ガス浄化構造体において、1)排ガスの流れ方向に対して、排ガス流路の断面形状あるいは断面積の少なくともいずれか一方が一様でない構造を有する、2)排ガス気流がその流路内で乱流を形成する、排ガス浄化構造体であって、
構造体が、反応焼結窒化ケイ素を主成分とすること、構造体が、電磁波照射により発熱する成分として、鉄シリサイドを含有することを特徴とする排ガス浄化構造体。
(2)上記排ガス流路の一部あるいは全部が、曲線、直線あるいは屈曲部で構成されていることを特徴とする前記(1)記載の排ガス浄化構造体。
(3)排ガス流路内にウィスカが生成した構造を有する前記(1)記載の排ガス浄化構造体。
(4)前記(1)から(3)のいずれかに記載の排ガス浄化構造体を製造する方法であって、原料を含むスラリーをシート状にする工程と、該シートに所定形状の流路を形成する工程と、これを巻きつけあるいは重ね合わせにより積層化して成形体とする工程と、脱脂後、反応焼結する工程を含むことを特徴とする排ガス浄化構造体の製造方法。
(5)上記流路を形成する工程が、シートに気孔形成剤を印刷、あるいはスラリーを印刷することからなることを特徴とする前記(4)記載の排ガス浄化構造体の製造方法。
(6)気孔形成剤あるいはスラリー中に、ウィスカ生成を促進する酸化鉄を含有させることを特徴とする前記(5)記載の排ガス浄化構造体の製造方法。
(7)前記(1)から(3)のいずれかに記載の排ガス浄化構造体を構成要素として具備することを特徴とする排ガス浄化装置。
本発明の排ガス浄化部品は、排ガス浄化性能を向上化させた排ガス浄化構造体であって、排ガスの流れ方向に対して、排ガス流路の断面形状あるいは断面積の少なくともいずれか一方が一様でない構造を有すること及び排ガス気流がその流路内で乱流を形成することを特徴とするものである。また、上記排ガス浄化部品を製造するために、本発明では、以下の手段が採用される。すなわち、本発明では、ケイ素を主成分とした原料をスラリー化する工程と、スラリーからシート化する工程と、シート上に酸化鉄を含有した気孔形成剤あるいはスラリーを印刷する工程と、シートを巻き取りあるいは積層する工程と、脱脂する工程と、窒素ガス中での焼成によりケイ素を窒化ケイ素に転化する工程が採用される。
ケイ素粉末に鉄粉末を10wt%加え、バインダーとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてアジピン酸ジオクチル、分散剤としてジアミンRRT、溶媒としてトルエン−ブタノール混合溶液を用いて混合し、スラリーを作製した。
スラリーからドクターブレード法により厚さ40ミクロンのテープを作製した。テープ上に、図2にあるジグザグ状、あるいは、図3にある斜行状になるように気孔形成剤を印刷した。印刷はスクリーン印刷法を用い、直径1ミクロンのアクリル球と5体積%の酸化鉄を含有したスラリーを幅100ミクロン、厚み30ミクロンで配置した。気孔形成剤の配置は、ジグザグ状の場合、角度は排ガス流れ方向に対し15度とし、1000ミクロンごとに屈曲方向を反転させた。斜行状の場合、排ガス流れ方向に対し、角度を30度とした。比較のために、気孔形成剤を直線状に配置したものも作製した。
シートを直径10ミリの芯金に巻きつけたのち、ゴム袋に密封し、80℃の温水中にて100MPaの圧力でCIP処理を行い、直径100ミリ、厚さ30ミリの成形体を得た。この成形体を脱脂処理後、窒素雰囲気下で焼成し、排ガス浄化部品を得た。得られた排ガス浄化部品の流路には窒化ケイ素ウィスカの生成を確認できた。得られた排ガス浄化部品は、電磁波照射により300℃まで昇温できた。JIS−Z8901にもとづき微粒子の捕捉性能を評価した結果、直線状の流路での捕捉率が94%であったのに対し、斜行状の場合97%、ジグザグ状の場合99%の捕捉が可能であった。
Claims (7)
- 排ガス浄化性能を向上化させた排ガス浄化構造体において、(1)排ガスの流れ方向に対して、排ガス流路の断面形状あるいは断面積の少なくともいずれか一方が一様でない構造を有する、(2)排ガス気流がその流路内で乱流を形成する、排ガス浄化構造体であって、
構造体が、反応焼結窒化ケイ素を主成分とすること、構造体が、電磁波照射により発熱する成分として、鉄シリサイドを含有することを特徴とする排ガス浄化構造体。 - 上記排ガス流路の一部あるいは全部が、曲線、直線あるいは屈曲部で構成されていることを特徴とする請求項1記載の排ガス浄化構造体。
- 排ガス流路内にウィスカが生成した構造を有する請求項1記載の排ガス浄化構造体。
- 請求項1から3のいずれかに記載の排ガス浄化構造体を製造する方法であって、原料を含むスラリーをシート状にする工程と、該シートに所定形状の流路を形成する工程と、これを巻きつけあるいは重ね合わせにより積層化して成形体とする工程と、脱脂後、反応焼結する工程を含むことを特徴とする排ガス浄化構造体の製造方法。
- 上記流路を形成する工程が、シートに気孔形成剤を印刷、あるいはスラリーを印刷することからなることを特徴とする請求項4記載の排ガス浄化構造体の製造方法。
- 気孔形成剤あるいはスラリー中に、ウィスカ生成を促進する酸化鉄を含有させることを特徴とする請求項5記載の排ガス浄化構造体の製造方法。
- 請求項1から3のいずれかに記載の排ガス浄化構造体を構成要素として具備することを特徴とする排ガス浄化装置。
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